多媒體技術下110kV變電站自動化調試驗收系統架構

國網北京市電力公司檢修分公司 邵雅寧

國網北京通州供電公司 陳 磊

變電站作為各個電網之間相互連接的紐帶，其定期檢測工作對電網穩定運行至關重要。為提高變電站調試驗收系統的應用效果，提升電網的出力效果，結合多媒體技術的優勢，開展在110kV變電站自動化調試驗收系統架構中的應用研究。

1 基于多媒體技術的110kV變電站自動化調試驗收系統硬件架構

針對傳統變電站調試驗收系統存在問題，在引入多媒體技術后，對其硬件架構進行優化設計，具體如圖1所示。

圖1 變電站調試驗收系統硬件架構示意圖

國網北京市電力公司檢修分公司 邵雅寧

國網北京通州供電公司 陳 磊

1.1 繼電保護裝置選型

以110kV變電站為例，針對其繼電保護裝置進行選型。通過基點保護裝置的安裝，能夠有效防止電力故障以及故障發生時對電力設備造成的損耗。考慮到110kV變電站中自動化調試驗收系統的運行難度，對保護裝置采用獨立設置的方式，按照被保護的對象，對其配備單獨組屏。在充分滿足繼電保護裝置選型靈敏性、速動性、可靠性等原則下，選擇DF6460型號六相繼電保護裝置，該型號繼電保護裝置的參數如表1所示。

表1 DF6460型號六相繼電保護裝置技術參數表

除此之外，DF6460型號六相繼電保護裝置的差動速斷保護動作時間小于25ms，保護的跳閘節點數量滿足斷路器雙跳閘線圈及110kV各斷路器的跳閘需要。

1.2 自動化二次設備選型

在完成對繼電保護裝置的選型后，還需要對自動化二次設備進行選型。二次設備包括測控裝置和通信裝置。根據本文系統的應用需要，選擇型號為CSC-146580型號測控裝置，該裝置采用通用軟硬件平臺。能夠實現對各類控制模塊的功能設計，并且具備更加完善的診斷和調試工具，能夠為本文系統的運行提供功能條件。同時，該型號測控裝置具備32位數據采集接口以及16位嵌入式微處理器，能夠實現對數據更強大的處理。同時，該測控裝置的電磁兼容性更強，整體采用密閉機箱結構設計，因此能夠滿足系統在研發階段的裝置下方安裝需要。

針對通信裝置進行選型，基于自動化需要，選用CSC-16520站控級通信裝置，該型號通信裝置包含16位微處理器芯片，并且采用國際領先嵌入式操作系統，能夠實現對各類插件的設計和安裝，以此適用于110kV電壓等級變電站中變壓器的監控信息計入和轉出需要。同時，該型號通信裝置內部各類插件之間均可以實現通信，內部通信主要以10M以太網為主，以CNA總線為輔。

2 基于多媒體技術的110kV變電站自動化調試驗收系統軟件架構

2.1 基于多媒體技術的變電站配置描述文件集成

為確保本文優化后的系統在其運行過程中具備可靠的調試驗收依據，本文結合多媒體技術，對針對110kV變電站的各類配置描述文件進行集成。首先，在制作變電站配置描述文件前，對各類裝置能力文件進行采集和查詢，同時針對部分文件進行XML語言語法檢查以及軟件模型測試。在集成過程中，需要將工程應用模板中的相關內容作為標準，對配置描述文件格式進行統一。利用多媒體技術能夠對變電站管理中心海量數據當中，綜合處理和管理配置描述文件相關的數據，并實現對各類實時信息的交互，確保系統中配置描述文件的實效性。對于部分電力設備廠商自行制作或擴展的數據配置描述文件，需要經過修改處理后才能集成，例如在每一個文件名稱前增加前綴等，以此避免出現配置描述文件在集成過程中出現定義沖突的問題，其具體集成流程如圖2所示。

圖2 基于多媒體技術的變電站配置描述文件集成流程

按照上述流程，完成對配置描述文件的集成后，為了方便后續調試驗收，可利用可視化工具對其進行可視化展現，從而實現配置描述信息在系統中的交互。

2.2 基于直接組網發的自動化調試驗收

按照上述操作，完成對配置描述文件的集成后，將其作為基礎，對變電站進行調試驗收。首先，針對變電站中各類電力設備進行整體檢查，對其裝置配置以及參數設置進行調試。將調試參數引入到本文系統當中，并對其合理運行閾值進行設定，由系統在合理閾值范圍內，對各類電力設備的參數進行調節，并對電力設備的運行情況進行實時記錄。對于參與到變電站運行的通信設備進行調試驗收，主要針對交換機和路由器進行，利用系統串口對路由器和交換機的參數進行配置，并逐臺、逐端口地對其報文記錄，若報文中不存在異常數據，則認為交換機或路由器不存在故障問題，通信環境正常無告警，反之若存在異常數據，則認為交互機或路由器存在故障問題，系統將自動發出告警指示信號，以此實現對變電站中各類電力設備的自動化調試和驗收。

3 對比實驗

本文通過上述論述，從硬件架構和軟件架構對110kV變電站自動化調試驗收系統進行優化，為驗證優化后的系統在實際應用中是否能夠解決優化前系統存在問題，開展如下對比實驗：

本文選擇以某110kV等級變電站作為實驗依托，分別引入優化前的調試驗收系統和優化后的調試驗收系統對該變電站進行調試與驗收，并對比兩種系統的應用效果。為驗證優化前后系統的調試驗收精度，選擇在不同負載電流條件下，對相位測量時產生的附加誤差作為評價指標。對優化前后系統運行過程中產生的數據記錄，并得到如表2所示的實驗結果對比表。

表2 優化前后系統相位附加誤差對比表

從表2記錄結果得出，在100A～500A寬度范圍的負載電流條件下，優化前系統相位附加誤差均超過了標準要求的±0.5°以內，而優化后系統相位附加誤差幅度范圍在-0.12°～-0.25°范圍以內，符合標準要求。同時，根據系統相位附加誤差越大，則對變電站調試驗收的精度越低，反之系統相位附加誤差越小，則對變電站調試驗收的精度越高的對應關系可知，通過本文優化后的系統在實際應用中能夠為110kV變電站管理提供更加高精度的調試和驗收水平，實現對變電站的精細化管理。

結束語：本文基于多媒體技術的應用，從硬件與軟件兩個方面，對10kV變電站自動化調試驗收系統進行設計與研究，通過本次研究可知，相關本文系統的研究是一門綜合性較強的研究課題，完善與此相關的研究成果，可以為我國供配電工程的實施帶來質的飛躍，也可以有效的提高電力系統供電水平，此方面將成為電力產業未來的必然發展趨勢，因此，還需要在后期的深入設計中，從系統維護工作入手，將其與輔助系統進行融合，從而實現系統運行的穩定性與安全性。