電力系統變電站自動化調試策略的研究與應用

王泓權

摘 要：電力系統變電站自動化是變電站建設的趨勢，有助于提高電力系統運行效率，節省運營成本。按照功能自動化系統由微機保護單元、通訊通信網絡、后臺運行管理站、輔助設備四個組成，運行前需要進行保護通信調試、對時、防護系統的調試、事故數據采集與處理調試，確保整個系統能夠正常運行，記錄、反饋信息。

關鍵詞：電力系統；變電站；自動化系統

電力系統運行是否穩定直接影響居民生產生活，甚至影響國家安全。變電站是電力系統的重要組成部分，承擔下游用電單位的用電安全。近年來，隨著微電子技術、計算機技術、通信技術的發展，各種智能化、自動化設備開始涌現，為變電站的自動化建設奠定了基礎。本次研究就電力系統變電站自動化調試進行概述。

1 國內外變電站自動化建設

我國變電站自動化建設較晚，但發展迅速，研發變電站綜合自動化的單位、生產廠家逐漸增多，已有較成熟的成品。在國外，變電站自動化系統投入較早，如德國西門子LSA-678已投入市場三十年，也是我國第一個引入的變電站自動系統。近年來，微機控制終端技術、接點信息接收技術、自動控制技術有了很大的發展，進一步推動了變電站的自動化控制發展。按照發展趨勢，變電站自動化可控制逐漸呈現以下發展趨勢：（1）集中控制、功能分散相全分散網絡型發展；（2）從專用設備到平臺；（3）從傳統控制向綜合智能轉變；（4）從單純屏幕監視到多媒體監視；（5）從電氣設備狀態，到故障診斷、電能質量分析等多功能發展[1]。

2 電力系統變電站自動化系統構成

國內外當前的電力系統變電站自動化系統結構大同小異，按照功能可分為微機保護單元、通訊通信網絡、后臺運行管理站、輔助設備四個組成，邏輯結構較清晰、接線簡單，不容易被干擾，擴張性較好。按照功能實現的地點，又可分為站控層、通信層、間隔層，其中站內控制包括CRT顯示器、監控主機、打印機等輔助設備，通信層包括處理器機、MODEM，間隔層包括數據采集系統、綜合監控單元、輸電線路測控保護單元、變壓器保護單元、電容器保護單元等。不同結構各司其職，對于硬件而言，主要包括CPU、模擬器輸入相關硬件、開關、人機通訊和網絡通信部分等。軟件構成主要以SCADA為主，變電站數據采集、狀態監視是自動化最核心功能，為配電控制提供數據支持。

3 電力系統變電站自動化系統調試

3.1 保護通信調試

在對變電站進行自動化改造時，需充分考慮原有以及現有設備的兼容情況。變電站現有的微機保護裝置，投入年代不同、生產廠商繁多、接口類型復雜，通訊規則也存在差異，在進行新增系統通信改造時，容易因規則轉化導致工作量增加。在進行改造前，需要了解原有系統、現用的保護裝置是否進行過連接，必要時需要從廠家那里進行提前解決。保護裝置的信號點介入應全部介入新系統的硬接點遙信狀態采集，保證在意外情況下，無法自動上報文件時，能夠得到保護動作信息。此外，還需要修改新系統保護定植，避免非授權隨意修改保護定值，造成事故。對于需要經常改變保護投退狀態的配網變電站，為便于開展現場管理，需要開放遠方投退功能[2]。

3.2 對時

統一時鐘是保證電力系統安全運行的關鍵措施。特別是隨著自動化水平的提高，對時的需求明顯提高，對對時的質量越來越細化，電力系統需要以GPS時間為基準，進行全系統裝置時鐘統一[3]。在統一時鐘后，基于時間來分析故障，通過開關動作先后順序，分析事故發展的過程。目前時間的校正包括脈沖同步校時、串行口校時、B碼校時，第一種精度高，但無法進行時間數值的校正，故還需要進行串行口校時，以核對年、月、日。

3.3 防護系統的調試

防護系統是對監控系統進行誤操作防護的系統，部分保護屏、監控屏上控制開關未進行閉鎖，存在防護漏洞，可能會直接進行斷路器跳閘等誤操作。故，在進行調試時，需要確認被操作對象的控制指令都在防護系統閉鎖內，保證控制開關正電源回路與電氣編碼鎖串行。

3.4 事故數據采集與處理

一個完善的變電站自動化系統，需要能夠進行事故數據的采集、處理，各個電站傳來的SOE信息，需要能夠及時響應，并存入庫存實踐。需要進行模擬試驗，判斷事件信息是否被存入到事件庫中，并能夠被調出。系統能夠進行事故追憶，調出任意節點，若干分鐘測量數據和狀態數據，以利于發生該時間段內進行數目分析，同時能夠獲得子站傳輸的曲線記錄數據，存入數據庫，數據可進行重演、快放、慢放[4]。系統能夠有效的及時處理報警，對模擬量越限、數字量狀態變化、自動化系統硬件故障、遠動設備故障、通道故障等事件及時報警，報警方式包括窗口顯示、設備與數據閃爍、事故畫面推送、語音報警等都能夠按照既定的要求動作。報警可進行整個站內報警，也可進行單個報警，能夠恢復某個報警[5]。

3.5 開關設備調試

開關的改造是自動化改造的重中之重，如FZW28-1，需要進行綜合利用，在“三遙”功能上增加PT、CT，配備FTU，又如GW9-10，需要進行二遙感功能，加裝PT。根據不同的功能實現，進行改造后，需要測試開關的反應情況，避免出現失效情況。

4 結束語

電力系統變電站自動化的框架基本成熟，但仍有較大的發展空間，整體呈現功能集中、綜合控制趨勢。系統運行前，調試工作是重中之重，調試工作是確保整個系統功能實現、正常運行的首要步驟。變電站工作者，需要熟悉整個系統的結構、功能，了解硬軟件的構建，從而指導調試工作，重點關注故障信息報警與處理、通信與防護系統正常運行，提高容錯率，降低人為原因導致故障發生風險。目前，自動化系統開始實現調試一體化，調試功能能夠在后臺實現，極大的提高調試的效率，縮短建設到投入運行的時間。

參考文獻

[1]李建芳.探討電氣二次設計在220kV綜合自動化變電站的應用[J].通訊世界，2016，24：214-215.

[2]陳余.變電站電氣自動化控制系統分析及其應用[J].科技展望，2017，03：78.

[3]王梟.變電站綜合自動化系統安全運行分析[J].科技創新與應用，2017，02：203.

[4]邵淵淵.基于自動化系統的變電站計量管理模式[J].電子制作，2017，02：74+76.

[5]楊文曉，郭燕.智能變電站自動化系統一體化技術探討[J].山東工業技術，2017，03：131.