針對新形勢下變電站綜合自動化及運行維護工作的探討

郭 寶

（國網陜西省電力公司安康供電公司，陜西 安康 725000）

1 新形勢下變電站綜合自動化系統的現狀

變電站綜合自動化系統指通過先進的計算機技術、信息處理技術、現代電子技術和通信技術等，重新組合繼電保護、遠程裝置、控制、測量、自動裝置、信號和故障錄波等二次設備，優化變電站系統設計，實時監控變電站的所有設備，以此自動控制、保護和調度通信設備，實現綜合自動化管理。

綜合自動化系統和傳統的二次系統相比，各個保護和測控單元獨立，能夠自行通過計算機通信系統交換需要的信息數據，達到數據共享和協調的目的。此外，增加了微機監測、低頻減載、監控、小電流接地選線和保護等功能，減少電纜與設備設施的配置，節約投資成本，提升了整個變電站運行的可靠性與安全性[1]。

2 新形勢下發展變電站綜合自動化的重要性

發展變電站綜合自動化對當前確保變電站之間穩定的電力傳輸、電力分配監測和合理分配電力等方面發揮著重要作用。首先，變電站綜合自動化建設可以通過實時收集變電站運行的相關信息監測變電站。其次，變電站綜合自動化系統需要及時檢測電網中存在的供電故障并隔離故障，避免發生電網安全事故。最后，綜合自動化系統要滿足電網系統應急控制和實時通信的需求，便于及時上報電網故障信息，委派維修人員及時排除故障，并準確記錄變電站的相關維修信息，便于維修人員進行參考。

近年來，電網規模不斷擴大和加建，導致電力輸送線路的布局變得更加錯綜復雜，造成電力企業采集電網運行監測信息和故障信息的難度加大。市場經濟新形勢下，對電網建設提出了具備環境保護意識和可持續發展理念的新要求。因此，需要變電站綜合自動化系統所具有的智能化、高科技化的實時監測功能、通信功能和故障隔離功能實現上述發展要求[2]。

3 新形勢下變電站綜合自動化系統組織結構

3.1 工作原理

通常情況下，變電站綜合自動化系統按照模塊化設計，典型硬件結構主要包括電源系統、模擬量輸入回路、模擬量輸出回路、通信回路、開關量輸入回路、人機對話接口回路、開關量輸出回路和微機系統等。微機保護系統裝置和監控系統裝置由不同的系統組成，硬件結構的原理基本相同，但兩者系統裝置中的軟件和硬件模塊數量組合不同。

模擬量輸入、輸出回路及開關量輸出、輸入回路是數據采集功能、自動控制功能實現的前提。電流、溫度、電壓、有功功率和無功功率等設備是模擬量，而微機系統的日常工作主要是識別數字量。因此，模擬信號需要轉變成數字信號才可以輸入微機系統，且微機系統指令必須轉變成模擬量輸出設備系統。

微機系統內部主要包括微機處理器、板塊和存儲器等，通常輔助嵌入式操作系統進行操作，并將相應的軟件安裝在系統上，達到特定功能的目的。另外，微機系統會借助通信系統、其他系統、調度中心實現通信。

3.2 主要功能

數據采集、控制與繼電保護功能作為變電站綜合自動化的基本功能，主要通過遙測、遙調、遙信和遙控等系統采集、控制數據，然后按照特定對象實現系統一體化裝置保護。

系統中的監視功能十分重要。監視系統主要包括打印功能、運行監視故障記錄、人機聯系、測距、安全檢視、事故順序記錄和事故追憶功能。系統連續自檢功能主要是連續性自動檢查自身裝置的工作狀態和I/O接口狀態，及時找出存在的故障問題，并向終端系統發送相關數據，方便相關部門采取措施進行處理。例如，針對變電站的運行和維護過程中，通過監視功能的專用裝置單元和相應軟件模塊，借助電壓無功自動、小電流接地線、低頻減負荷和備用電源自投功能控制運行狀態，一旦出現故障問題會自行發送相應數據信息，方便工作人員及時維修，為供電的穩定性、可靠性提供保障[3]。

3.3 體系結構

體系結構模式主要包括集中式、完全分散式、分層分布式和分布集中式等。分布集中式的特點是能夠面向變電站內部各個元器件和開關間隔進行設計，通過采集和保護控制裝置，將變電站中開關間隔需要的全部數據集中到測控單元中，并將其傳送到主次設備開關屏上，同時利用主控室主控單元中的現場總線和分散單元通信，實現功能分布和物理分散，以此管理收集信息數據。

4 新形勢下變電站綜合自動化的運行維護工作

4.1 遠程維護

變電站綜合自動化運行維護的增多，增加了工作人員的工作量。例如，自動化和智能化在變電站的應用中，能夠通過中央信號系統檢查系統后臺軟件的工作狀態，然后借助主控端和被控端的功能進行傳輸。需要注意的是，日常運行過程中，需要結合實際情況，同步升級、更新控制廠站監控設備的殺毒軟件和被控端監控軟件的病毒庫。在這一情況下，主站遠程維護機和被控端廠站監控機同步工作，一旦被控端廠站后臺監控軟件出現異常狀況，就會通過遠程維護裝置找出故障位置，然后利用主站數據驗證機接收傳送的資料并進行驗證。如果被控端廠站后臺監控軟件崩潰，遠程維護會自動通過主站端數據備份的程序恢復系統，避免故障范圍進一步擴大，確保系統穩定運行。如圖1所示。

圖1 遠程維護系統

4.2 數據備份

由于變電站日常運行過程中會出現許多數據，因此數據庫備份非常重要，必須要做好監控、數據庫和二次設備的定期備份、巡檢工作，有效整合本地備份與異地備份，防止出現意外情況后造成數據庫數據丟失和崩潰。另外，需要定期檢查數據庫備份的真實性，提升數據庫精確度，并加大數據庫修改的權限管理，以此設置數據庫修改權限。維修人員修改數據庫后，應做好前后備份工作，防止設備故障恢復后數據庫存在安全隱患，確保電網正常運行。

4.3 通信設備維護

目前，變電站綜合自動化運行過程中使用的通信設備為太網通信，這一方式能夠精確查找引發裝置故障的影響因素，確保監控信息的聯系性與即時性。例如，更換變電站系統中保護裝置的插件，經過相關的反復試驗后，通過設置相應的通信參數實現保護裝置，避免電網運行過程中出現異常情況。

4.4 站端系統運行維護

站端綜合自動化系統運行維護中，要求檢查監控后臺和遙測一覽表，查看數據是否及時更新和有無出現異常信號，并核對報警信號；同時，檢查SOE時間與光字牌信號，檢查VQC運行狀態，確保監控系統、全站通信與測控保護裝置的穩定性。另外，需檢查總控與測控裝置的運行狀態，觀察是否出現測控面板報警情況。需要注意的是，應檢查GPS時鐘，確保信息指示燈處于正常工作狀態。例如，檢查報警指示燈、電源指示燈、設備運行監視燈和運行指示燈，確保出現異常情況時會自動發出信號，方便工作人員檢修與維護。檢修過程中，要認真檢查元器件有無冒煙、過熱與異味。

4.5 主站系統運行維護

變電站綜合自動化系統在運行過程中，員工要認真檢查監控系統運行參數，確保電網運行處于平衡狀態，檢查各個變電站通道是否存在誤碼現象，做好相應的維護工作；同時，檢查測控裝置，確保通信正常，沒有出現正常退出的測控裝置。另外，應檢查各個變電站的歷史警告，確保油溫、繞組溫度和主變溫度沒有出現異常情況。

5 結 論

變電站綜合自動化系統作為一項復雜且系統性較強的技術工程，要求工作人員必須結合有關規程，通過遠程維護、數據備份、通信設備維護、站端系統運行維護和主站系統運行維護等方式，精確查找故障點，實時監控設備運行狀態，為電網安全、穩定運行提供保障。