配電變電站自動化現存問題與解決措施分析

胡向坤 徐曉東

摘要：配電變電站是配電網的重要組成部分，因此配電變電站的自動化程度的高低，直接反映了配網自動化的水平。但現在國內配電變電站運行中仍存在一些技術問題，基于此，筆者對這些問題進行了分析，并給出了可供參考的解決措施。

關鍵詞：配電;變電站;自動化;問題;解決措施

1溫、濕度影響啟動

輸電網中的變電站和配電變電站使用的自動化設備基本一樣。但是大多數配電變電站在設計的時候沒有設計空調和冬季采暖設備，因此配電變電站所采用的微機遠動裝置（RTU）和輸電網一樣的話，在冬季或溫度過低的時候就會出現啟動困難，甚至無法啟動的現象。很多RTU制造廠家使用的芯片為民品級的，民品級芯片的工作溫度為0℃～55℃，由于冬季我國北方大部分地區氣溫惡劣，變配電站室內溫度有時候會降到-15℃以下，溫度低使RTU設備難以啟動，最終使設備無法正常工作。為克服RTU設備低溫啟動困難問題，一些制造廠家在重要的環節采用工業級芯片，但使用工業級芯片會使設備制造成本大大增加。通過對器件在嚴寒環境中運行特性的深入研究得出，假如RTU以不間斷的運行狀態進入低溫環境，通常情況下，RTU可以延續自己的工作狀態，即便工作環境溫度在-15℃以下。正是因為器件運行過程中自身發熱，器件自身發出的熱可以維持器件自身在嚴寒條件下工作所需要的管芯極限溫度。所以，在低溫環境中不能選用低功耗的器件。在嚴寒環境中萬一設備掉電或人誤操作停機，停機后器件自身就不會再發熱，而且環境溫度低芯片自身溫度會極速降低，這樣給設備的再啟動帶來巨大困難。研究表明，要提高RTU設備的啟動成功的概率，就必須在每次開機后給RTU設備一段充分預熱時間，等到設備預熱完成后再啟動設備。因此可以將工業品級芯片用在能在嚴寒工作環境下的監視定時器（WDT）設備上，民用級芯片依然用在RTU和其他設備上。監視定時器（WDT）一直保持正常運行，假如RTU沒有被正常啟動，經過一個時間階梯后就會使監視定時器（WDT）產生報警，同時對RTU再進行啟動，假如再啟動不成功會一直重復此過程，直到RTU啟動成功后結束此過程。另外，采用環境機箱，使用半導體元件PTC加熱，從而使環境機箱的溫度適合設備啟動運行的要求。半導體加熱元件PTC和抽、排風機一起配合使用，還可以有效地降低環境機箱和設備濕度，起到除濕和預防結露的作用。但是這種方案的缺點是PTC斷電后再送電時需要較長的一段時間才能將環境機箱的溫、濕度加熱到機箱所需溫、濕度。這個缺點會對配電自動化系統啟動、響應時間產生較大影響。

2狀態量采集的準確性

變電站采集的狀態量有斷路器的狀態、隔離開關狀態、有載調壓變壓器分接頭的位置、同期檢查狀態、繼電保護動作信號、運行告警信號等。這些信號都以狀態量的形式，通過光電隔離電路輸入計算機。采集過程中，任何一個錯誤都會影響電網的安全穩定運行。第一類是能反應實際動作情況（如差動、瓦斯、壓力釋放）繼電保護出口繼電器的觸點，這些觸點由于都是銀質，接觸電阻非常小，安裝在電子間里，不用經任何轉換在弱電回路（24V或12V）中可以直接接在帶有光電耦合隔離器的SI卡件上。第二類是必須經過轉換才能接入計算機系統的觸點。這些觸點的作用是在強電回路中（220V或110V）接通和斷開轉換繼電器線圈的勵磁回路。由于這些觸點與轉換繼電器的線圈勵磁回路是同步的，所以轉換繼電器的銀質觸點就同步反應了刀開關和斷路器的分合狀態從而反應刀開關和斷路器的位置。在弱電回路中轉換繼電器的觸點可以直接接入帶有光電耦合隔離的RTU開關輸入板件上。由于轉換繼電器的線圈勵磁回路接在強電回路中（110V或220V），可以有效避免由于灰塵導致的接觸電阻大和輔助觸點表面氧化性問題，又由于轉換繼電器還可以起到隔離作用，使系統的抗干擾能力大大提高。第三類是同第二類觸點一樣必須經過轉換繼電器轉換的觸點，比如反應斷路器和刀開關故障信號的觸點。采用遙信轉換繼電器收集開關量狀態。采用轉換繼電器采集信號雖然準確性得到了提高，但是轉換繼電器自身有動作延時時間的問題，所以會使SOE的分辨率下降。一般認為，在配電系統自動化中使用時，SOE的分辨率范圍可以稍有放寬。

3小電流接地裝置如何正確選擇線路

如今每個變電站都至少有一臺小電流接地裝置，來幫助運維人員及時發現故障，并解決問題。但市面上的小電流接地裝置，只在線路數量必須大于4路的情況下才會正確的選擇出哪條線路發生了故障。當出線線路數小于4路或更少時，就不能正確的選擇故障線路，甚至有時選線裝置就失去了選線功能。為了實現選線結果遠動，必須把RTU和小電流接地裝置通過某種硬件連接方式連接起來。大多數生產廠家會在裝置上配備2種標準接口方式：一種是遙信方式通過信號繼電器隔離觸點接入;還有一種是采用標準的串口方式（RS-485）接入。

4開關有跳躍現象

如果線路發生了故障，運行人員在遠方進行合閘操作時，假如將斷路器合到故障線路上時，斷路器保護裝置會使斷路器再次跳閘，如果合閘脈沖信號一直存在，開關會在合閘與跳閘之間反復跳躍，發生重大危險。為了使跳躍現象不發生，開關的防跳機構必不可少。配電變電站開關自帶有防跳機構的可以直接接入RTU的板件上;配電變電站開關沒有自帶防跳機構的，配電變電站在自動化改造時必須增加防跳機構后再與RTU相連接。

5結語

自動化技術在智能變電站發展中扮演著重要角色，同時對于整個電力運行系統也是至關重要的。如今，有關部門要加大對自動化技術的投入力度，制定完整高效的相關制度，建立科學的電力資源配置體系，不僅如此，相關技術人員也應該注重自動化技術在智能變電站中的利用，并通過專業培訓提高自身的工作能力，深入研究各個工作項目的聯系，為國家電力運行系統貢獻出自己的力量。

參考文獻

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