石油基地變電站實現微機聯網監控的設想

張景久

摘 要：提出對基地變電站采取分布式設計、分散安裝的設計方案，實現變電站微機聯網監控，以及在設計中要注意的幾個環節。

關鍵詞：變電站；微機聯網；監控；分布式設計

1 概述

東沽基地變電站現有6座，其中35kV變電站1座、6kV變電站5座。變電站網點位置較為分散，其運行全部靠人工值守，每隔1對供電設備運行情況進行1次巡回檢查、記錄。由于運行人員的技術水平和責任心不同，所以，事故隱患不能夠及時發現，記錄設備運行的各項技術數據缺乏實時性和準確性。隨著變電站的增多，運行維護人員隊伍在不斷增大，運行維護費用不斷增加。

設想應運微型計算機及控制技術對基地變電站實施技術改造，實現微機聯網監控。可用很少的運行人員隨時觀察整個供電系統運行情況，合理調配負荷，調整谷峰用電，實現優化運行，信息共享，節約用電，還可以隨時發現故障，迅速處理，減少停電時間。對信息進行儲存、記憶、運算和邏輯判斷以及對數據自動采集、處理、打印和屏幕顯示等。提高變電站運行自動化水平和供電的可靠性，降低運行

費用。

2 微機聯網監控系統的設計方案

各個變電站進行技術改造，完成變電站繼電保護、正常測量和監視、事故過程記錄與分析、開關操作、數據存儲、處理、共享等微機監控全部功能。

如圖1所示，采用分布式設計，分散安裝，各個變電站將保護、控制、測量等功能按電氣間隔劃分，每個間隔的功能由一至多個單元間隔微機單元完成。單元之間通過數字通信網相聯構成一個子系統，來完成對本變電站的微機監控。應盡量地采取“功能下放”的設計原則，保證間隔層單元功能的獨立性，如保護、計量、測量等。在涉及間隔單元時，應考慮就地人機界面功能，在網絡失效時當地可以顯示、操作及整定工作。單元還應具有可掉電保護的數據保護區，保存保護動作、開關變位記錄、歷史測量記錄及計量值等，在通信恢復時保證系統各類史記錄數據的完整性。

在各個變電站建立了微機監控系統的基礎上，應用網絡技術將各個變電站監控系統進行聯網。設立一個中心控制室，對各個變電站的系統進行數據的采集和調度。中心控制室可以單獨設立，也可以放在現有的6個站的控制室中。每個站與中心控制室之間均通過交換機用光纖相連接。中心控制室設兩臺工程師站，每個工程師站均配置HP服務器，工程師站之間用以太網相連，中心控制室通過交換機與六個變電站的后臺微機通信。中心控制室也可選用

Web服務器，與各個變電站微機實現調度聯網。如圖2所示。

本系統可基于Windows2000的操作平臺，安裝PecStar2.0綜合自動化組態軟件。實現從數據采集、記錄、越限報警、事件追憶分析，到繼電保護工作狀態的監視和控制、故障濾波、遙控和遙控閉鎖、遠動、通信。其功能主要有以下幾個方面：

1）支持多種硬件軟件規約的數據采集功能

2）多種數據計算，統計功能

3）智能化圖形用戶界面

4）在線修改定值、節電容量動態擴充

5）靈活組態的自定義報表

6）歷史數據查詢和運行管理統計信息

7）安全管理及操作跟蹤管理

8）事故追憶及故障分析工具

9）商用數據庫接入支持

10）雙機熱備及通道冗余功能

3 設計的幾個環節

3.1 單元硬件通用化

各個變電站微機監控系統中每個間隔單元均為一個獨立的微機系統，不同間隔單元之間的差別在于間隔功能不同（如不同的保護功能），模擬量輸入路數及開關量輸人輸出的個數不同。選擇一種合適的微機系統，能夠適應不同間隔層單元對硬件的基本要求達到間隔單元通用化的設計目的。通用化設計的優勢在于單元硬件可互換、便于生產、調試及維護；為軟件的通用設計提供必要的條件。

3.2 可靠性措施

單元的可靠性決定整個系統的可靠性。許多單元分散就地安裝在一次設備上。一次設備的強電、磁場干擾以及震動、高溫對單元及通信將是嚴峻的考驗。因此，在設計時，應從電路結構和生產工藝等方面采取各種抗干擾措施，提高裝置的可靠性。裝置的數字核心部分應盡可能集中，作到數字總線不出板甚至不出芯片。主板應采用多層制版工藝和表面封裝技術，選擇低功耗、集成度高的器件如PSD等。微機數字核心與外部的連接如模擬量輸入、開入開出回路、通信接口應采取多級隔離措施；硬件上設計獨立的看門狗電路消除死機現象。軟件上采取數字濾波、開關量去抖、自檢等一系列措施。盡可能減少內部模塊之間的電纜連線、選擇可靠性高、強度好的接插件以加強裝置的抗震能力。選擇屏蔽性好的機箱外殼，機箱內部各模塊之間如主板和繼電器板、電源板之間應采取相應的隔離措施。

3.3 功能配置應可靠、分配合理和易于實現

如：小電流接地自動選線也可采用分散式的處理辦法，在系統接地時，由單元微機或前置機收集各出線單元測量的零序電流、電壓值，綜合進行相位和大小比較，實現自動選線；無功電壓自動控制功能有專門的單元裝置完成；電能計量采用脈沖計數法可以滿足電量考核標準，但作為商業化運營的計費標準則不能滿足，因此，用于計費的電能計量應由獨立的電能管理系統來實現，在系統中的計量僅作為參考。

4 結束語

建立變電站微機聯網監控系統，實現變電站綜合自動化是變電站實現現代化管理的必然趨勢。變電站微機聯網監控系統的建立應以提高運行管理水平，降低基建和運行管理費用為宗指。在注重變電站的安全性、可靠性外，還應注重對各種設備選型和技術方案比較的工作。另外，制定和完善規章制度，加強對無人值班變電站的安全運行管理，提高維護、檢修質量也是非常重要的。

參考文獻

[1]吳家林.無人值守變電站綜合自動化系統幾種監控方式探討[A].全國電力系統自動化學術研討會論文集[C]，1997.

[2]金韜.分散式變電站綜合自動化系統分析與討論[A].全國電力系統自動化學術研討會論文集，1997.