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變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在哈密電網(wǎng)中的應(yīng)用
摘要：文章針對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在新疆哈密電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，提出了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在的一些問(wèn)題及相關(guān)的解決措施。
關(guān)鍵詞：變電站;綜合自動(dòng)化;四遙;RTU;哈密電網(wǎng)
變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，是電力系統(tǒng)生產(chǎn)活動(dòng)的基本單元，是企業(yè)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。到目前為止，哈密電網(wǎng)所轄的所有電壓等級(jí)變電站已全部采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，為保證電網(wǎng)高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 現(xiàn)狀及發(fā)展
哈密電網(wǎng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)起步于2008年，最初普遍采用集中控制式RTU(煙臺(tái)東方電子的增強(qiáng)型分布式DF1331型)，工作原理是通過(guò)變送器采集一次設(shè)備的電流電壓等測(cè)量值和使用數(shù)字接口電路對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)采集，并將這些狀態(tài)量送至CPU主機(jī)進(jìn)行集中處理。與主站端的通訊規(guī)約主要為新部頒CDT，通過(guò)四線制電力線載波把廠站端遙信、遙測(cè)上傳至主站。
目前，對(duì)于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有多重理解，比較普遍的一種定義是以微機(jī)保護(hù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主體，將變電站的遠(yuǎn)動(dòng)裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)化裝置、信號(hào)系統(tǒng)等通過(guò)重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，以高速以太網(wǎng)為媒介，使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站一次設(shè)備運(yùn)行狀況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，并且使用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化信息的遠(yuǎn)傳。在哈密電網(wǎng)建設(shè)中，主要以北京四方、長(zhǎng)園深瑞、南瑞繼保等廠家的產(chǎn)品為主來(lái)搭建變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，與主站端通訊采用IEC 60870-5-104網(wǎng)絡(luò)規(guī)約，通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了“四遙”功能。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通訊技術(shù)、智能化開關(guān)、光式電流電壓互感器、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)將會(huì)在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用，這勢(shì)必會(huì)對(duì)哈密電網(wǎng)變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，全數(shù)字化、智能化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在不久的將來(lái)會(huì)普及到哈密每個(gè)變電站。
2 存在的問(wèn)題及相應(yīng)的解決措施
2.1 遙測(cè)采集
保證數(shù)據(jù)的精確度是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)采集遙測(cè)值的基本要求，不失真的數(shù)據(jù)才能有效準(zhǔn)確地反映變電站負(fù)荷情況。但是，保護(hù)裝置和測(cè)控裝置對(duì)數(shù)據(jù)的精確度又不盡相同：保證數(shù)據(jù)在任何情況下不失真是保護(hù)裝置的基本要求，然而對(duì)數(shù)據(jù)的精確度要求不是很高，一般大于0.5級(jí)就可滿足裝置的運(yùn)行要求。相反，測(cè)控裝置則對(duì)數(shù)據(jù)的精確度要求較高，一般要大于0.2級(jí)，這有可能會(huì)造成在發(fā)生短路時(shí)，瞬間增大的故障電流不能精確測(cè)量。在35kV、10kV線路裝置的設(shè)計(jì)中將保護(hù)和測(cè)控實(shí)現(xiàn)了一體化，因此，在優(yōu)先滿足保護(hù)要求的前提下必將犧牲精確度。
為了解決這一突出問(wèn)題，建議采用雙采樣模塊，即將保護(hù)和測(cè)控的交流采樣分開，以最大限度地發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，確保電網(wǎng)可靠、高效的運(yùn)行。
2.2 遠(yuǎn)方控制
隨著無(wú)人值守變電站的快速推廣，遙控操作就顯得相當(dāng)重要。雖然遙控的成功率比較高，尚能滿足需要，但還存在一些不足：
2.2.1 部分廠站端只設(shè)置了一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)后臺(tái)機(jī)的監(jiān)護(hù)和操作只能在單后臺(tái)上進(jìn)行，雙人操作和監(jiān)護(hù)模式形同虛設(shè)。為了解決此問(wèn)題，可通過(guò)配置雙后臺(tái)，一機(jī)操作，一機(jī)監(jiān)護(hù)，雙機(jī)互為備用，已達(dá)到雙人雙機(jī)的可靠操作模式。
2.2.2 大部分廠站端主機(jī)的操作系統(tǒng)采用Windows XP系統(tǒng)，極易感染病毒，造成系統(tǒng)運(yùn)行慢和頻繁死機(jī)，使得遙控?zé)o法成功，建議定期殺毒和備份數(shù)據(jù)或者采用Unix操作系統(tǒng)。
2.2.3 由于運(yùn)行人員的疏忽，例如未投遙控壓板，常常造成遙控不成功，這給維護(hù)人員增加了額外的工作量�？赏ㄟ^(guò)加強(qiáng)運(yùn)行人員專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，避免類似的問(wèn)題再次發(fā)生。
2.3 管理方面
在哈密電網(wǎng)發(fā)展中，變電站綜合自動(dòng)系統(tǒng)起步較晚，在管理方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，給電網(wǎng)的正常運(yùn)行和日常維護(hù)帶來(lái)了不便，需要自動(dòng)化等專業(yè)人員的不懈努力。
2.3.1 轉(zhuǎn)變觀念，提高自動(dòng)化人員的專業(yè)水平。隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化專業(yè)人員維護(hù)的設(shè)備范圍增大，不僅有RTU的維護(hù)，還有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、PMU、故障信息子站、圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)等設(shè)備。同時(shí)，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用的設(shè)備型號(hào)也比較多，如長(zhǎng)園深瑞、南瑞繼保、北京四方、許繼集團(tuán)、國(guó)電南京自動(dòng)化等，這就給維護(hù)人員掌握其維護(hù)知識(shí)增加了難度，導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)度依賴廠家的現(xiàn)象�？赏ㄟ^(guò)邀請(qǐng)廠家專業(yè)人員的授課和建設(shè)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室的方式，改變自動(dòng)化專業(yè)人員的舊觀念，提高了業(yè)務(wù)技能和專業(yè)水平。
2.3.2 務(wù)必使保護(hù)測(cè)控裝置與現(xiàn)投運(yùn)設(shè)備屬于同一廠家。由于各個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品在通信接口和通信規(guī)約方面存在差異，使得相互通信不可靠或者無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常通信，導(dǎo)致電網(wǎng)故障時(shí)重要的信息無(wú)法上傳監(jiān)控系統(tǒng)，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。建議采購(gòu)的裝置之間統(tǒng)一使用IEC61850通信規(guī)約，這樣不同生產(chǎn)廠家設(shè)備之間難以正常通信的問(wèn)題就得到了基本解決。
2.3.3 通過(guò)各專業(yè)相互協(xié)商，合理控制上送信息量。對(duì)于一座220kV變電站上送的信息量有時(shí)可達(dá)到3000多點(diǎn)，在站內(nèi)，一般采用百兆以太網(wǎng)通信，此信息量可無(wú)延時(shí)傳輸。但是，同一時(shí)刻主站是與幾十座變電站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大量的信息流會(huì)造成監(jiān)控人員無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地分辨重要信息、信息延時(shí)上傳等問(wèn)題比較突出�？赏ㄟ^(guò)自動(dòng)化、保護(hù)、運(yùn)行等多個(gè)專業(yè)的共同努力，制定相應(yīng)的遙信管理規(guī)范，解決此問(wèn)題。
2.4 通信方面
隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)在哈密電網(wǎng)中大范圍推廣，光纖通信方面也逐漸暴露出一些問(wèn)題：
2.4.1 通信電源故障造成整個(gè)通信中斷，時(shí)有發(fā)生。為了保證自動(dòng)化通道的使用率，建立通信電源監(jiān)控系統(tǒng)和加強(qiáng)通信電源維護(hù)，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有極大意義。
2.4.2 由于人為破壞、大風(fēng)、暴雨等的影響，會(huì)對(duì)通信光纖造成破壞，其故障點(diǎn)又不容易定位，這對(duì)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行正確判斷和及時(shí)處理帶來(lái)難以想象的困難。我們可以增加光纖監(jiān)控系統(tǒng)，以提高處理光纖故障的效率，加強(qiáng)光纖線路的巡視和宣傳力度，把隱患扼殺在搖籃中。
3 結(jié)語(yǔ)
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，涵蓋多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。在具體實(shí)施時(shí)，必須整體考慮，需要我們統(tǒng)一規(guī)劃、多專業(yè)協(xié)調(diào)合作、規(guī)范通信規(guī)約和系統(tǒng)管理，通過(guò)各專業(yè)的共同努力來(lái)發(fā)現(xiàn)和解決存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)哈密變電站自動(dòng)化系統(tǒng)全數(shù)字化、智能化。
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