變電人員與變電站綜合自動化

陳海舟

(湖南省電力公司邵陽市電業局，湖南 邵陽 422000）

隨著無人值班變電站的基本實現，智能電網的快速發展，大運行、大生產、集中監控、變電站綜合自動化的普及已成現在及未來發展趨勢。省公司對運行人員掌握變電站綜合自動化技術應用非常重視，曾多次分批對變電運行人員對相關的變電站綜合自動化技術進行培訓。在此結合從事變電運行及自動化工作的一些經歷，淺談相關變電站綜合自動化技術。

在現在的實際工作中，運行人員接觸綜合自動化設備越來越多，于是就有了常規變電站值班運行模式的轉變，在運行當中可能有這樣一種認識誤區，自動化方面的業務是自動化專業人員的事情，我們不需要掌握，筆者認為這不完全對，舉個例子:就在我們周圍一個重要變電站經過無人值班改造后，由于值班人員對改造后綜合自動化的不熟悉及由常規站改為綜自站值班方式的不習慣，結果一次事故開關跳閘，運行值班人員都沒有反應過來，后來調度打來了電話，才知道站里跳了開關，再就是我們以前值班的常規站面對的是控制屏，有什么異常與事故，反映的就是控制屏上的光字牌及音響告警信號，比較單一直觀，而綜自站我們面對的是電腦屏幕，里面有接線圖、光字牌，各類告警信號，我們要怎么樣才能在這小小的屏幕上盡快完全掌握設備運行和保護動作情況，這就需要我們對綜合自動化知識的一定了解。

1 電力系統自動化發展過程

談到電力系統自動化，首先還得從最先的調度對變電站設備運行工況了解與掌握開始，最先調度對變電站設備運行工況了解與掌握靠的是與變電站運行值班人員的電話聯系，電話聯系了解有他的一定局限性：不直觀、反應速度慢、變電站運行人員的失誤或表達不夠清楚，誤導調度。所以調度需要在第一時間了解設備的運行情況，在這種情況下，就出現了電力系統自動化。

電力系統自動化的發展分為三個階段。首先是傳統的變電站，也就是常規站（采用RTU變送器實現）。優點：穩定、誤發信號少，投資少。缺點：①傳統二次設備、繼電保護、自動和遠動裝置等大多數電磁型或小規模集成電路,缺乏自檢和診斷能力,結構復雜,可靠性低；②二次設備主要依賴大量電纜,通過接點來傳輸信息,信息量小,靈活性差；③占地面積大,使用電纜多,電壓互感器電流互感器負擔重；④遠動功能不夠完善,提供給調度、監控中心或控制室的信息量少、精度差；⑤電磁型或小規模集成電路調試和維護工作量大，自動化程度低，不能遠方修改定值，投腿退壓板等。其次是部分實現微機管理,具有一定自動化水平的變電站。最后是全面實現微機化的綜合自動化變電站。（綜自站）優點：①簡化了二次接線，整體布局緊湊，減少了占地面積；②通過設備監視和自診斷，延長了設備檢修周期，提高了運行可靠性；③擴建方便；④信息量加大，使監視人員更多更全面的掌握設備情況。缺點：誤碼多，微機存在死機現象。

2 綜合自動化基礎與理論

（1）電力系統綜合自動化：是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及調度通信等綜合性的自動化功能。

（2）通信的目的是在信息源和受信者之間交換信息，要實現正常的通信，必須具備通信三要素：①信息源：指生產和發送信息的地方。如保護、測控單元、收發信機等；②受信者：指接收和使用信息的地方。如技計算機監控系統、調度中心系統；③傳輸介質：有線：音頻電纜、載波、光纖、網線（重點介紹載波 畫圖）；無線：微波、衛星、散波、短波。

（3）通信方式（接口）。串口通信（RCS232短距離連接，超過 15M采用 MODEM））；總線通信（RCS485、LON、CAN）；以太網（寬帶：10M、100M、1000M；可靠：星型、環型高可靠網絡拓撲結構；靈活：即插即用；開放：標準TCP/IP網絡協議）。

（4）通信規約。一個變電站的二次設備有很多，他們有的來自相同廠家，有的來自不同廠家，甚至不同國家，這些來自不同廠家的設備之間要相互通訊，就需要將他們的通信語言按照一定的規則事先約定，使他們能相互識別就象不同國家的人在一起，需要約定國際通用語言一樣。如果我們不會通用語言，就得找個翻譯，這里也一樣，規約轉換器就是他們的翻譯，現在在電力系統自動化應用的通信規約比較多，概括起來可以分為兩類：循環式傳輸規約（CDT規約）、問答式傳輸規約（1801、101、103、104）。在我們邵陽地調系統 CDT規約用的比較多，在我所熟悉的站，大部分用的CDT規約。

CDT的特點有三點：①數據傳送以廠站端為主,以固定的傳送速率循環不斷地發送廠站數據給主站端,而主站端被動接收。②數據傳送發送端與接收端之間事先約定好,以幀的形式傳送,按時間順序首先發一個起步幀,然后依次發送控制幀和信息幀。這樣連續循環發送,周而復始。主站端在接到信息后,一首先檢出同步碼,然后根據幀代碼,判斷是哪一個遙測量、遙信量或其他信息等。③幀長度隨被測點的增加而增加,使實時數據從廠站到主機端的時間受到限制。為了提高實時數據送往主站的速度,可采用遙信變位優先插入傳送,將上行遙測量數據分類,重要的遙測量更新周期縮短,非重要遙測量。

CDT方式的缺點：①以“點對點”方式，通道占用率太高，投資大，如果有下行信號，則要用上行、下行兩條通道；②由于不斷傳送數據，使通道上的數據流量相當大，對通道傳送的正確性要求較高，傳送中的誤碼率相對嚴重問答式規約的特點：以主站端為主，依次向各RTU發查詢命令，各RTU根據查詢命令進行回答。

（5）遠動通道上行、下行（介紹與通信設備的如何接線，怎么判斷通道故障及排查）。變電站綜合自動化監控系統（以500KV長陽鋪站為例）;先看幻燈片大概了解(結合自動化監控系統定義講解);幻燈片講完后畫圖講長陽鋪監控系統 (①結構組成；②各設備功能；③工作方式流程)。

3 系統設備的主要功能及作用

站控層設備：負責完成整個變電站運行工況的實時監控、數據處理、數據存儲、報告輸出、操作控制、邏輯閉鎖、無功調節、調度中心的“四遙”功能等。

間隔層設備：負責相應配電裝置間隔的就地監控，與保護設備一起共同完成對本間隔單元對象的保護、控制、數據采集、同期、操作閉鎖等功能。

操作員工作站：兼有主機功能，是本系統人機對話的重要組成部分，運行人員就是通過操作員站對變電站各設備實現監視和控制的，并實現保護定值調用、報表編制打印等功能。

工程師工作站：主要是針對系統維護來設置的，維護人員可以通過工程師工作站實現系統維護，同時也可以對變電站設備運行狀況進行實時監視。

五防系統操作站：主要功能是實現變電站的五防操作，對變電站的所有設備實現五防閉鎖，確保變電站倒閘操作的安全、準確。可以實現倒閘操作的離線預演，并與監控系統通過串口相連，反映現場設備的實時狀態，對倒閘操作中的設備控制實現五防閉鎖，同時還可以通過監控系統對變電站的運行狀況進行一定的監視。

遠動屏設備：通過CSM-320E遠動主機（兩臺 一主一備）對調度系統遠動數據的處理，再通過三臺調制解調器KHCS-2A與通信設備接口，完成對網調、中調、地調的遠動數據傳輸。

通訊交換機JAD TECH ES-24：用于監控以太網上站控層和間隔層各設備信號數據的交換及設備終端的接口連接。

測控裝置CSI-200E：主要功能有間隔主接線圖設備狀態顯示，對間隔設備遙測（交流量采集、直流、溫度采集、電度量采集）、遙信、遙控功能的實現執行，間隔層五防閉鎖、并網同期及遠方/就地切換功能。

信息管理機CSM300E：遠動功能、協議轉換和簡單監控功能。我站主要用于非四方廠家設備與監控系統網絡的接口規約轉換。光電轉換器CSC-187A 1-2DDSSX16E：用于光電信號的轉換。

4 日常運行及運行中的一些常見問題

日常監控（報文的分類、報警類別的劃分、畫面的設置、數據的刷新等，這些就需要運行人員參與驗收工作的把關，特別畫面的正確性）。

事故監控（如何最快掌握事故情況，畫面、報文、告警查看、光字牌清閃復歸）。

操作人員下現場操作前與調度核對方式（如果該監控系統出了問題，可能不會是當前狀態）。

影響操作方式的故障（五防機因退出、操作員站因故退出、間隔層設備因故異常）。

操作受阻（五防機與監控系統關聯通信發生問題、閉鎖邏輯無法通過（保證安全的前提下邏輯越簡單越好）、關聯設備位置不對應、操作電源、切換把手、遙控壓板、測控裝置）。

與調度端遠動通信中斷的問題；站內監控系統通信中斷的問題（包括與四方設備通信中斷、與非四方設備中斷）。