變電站自動化現存問題與解決措施分析

宮倩倩 亢坤

摘要：近年來，我國對電能的需求不斷增加，變電站建設越來越多?，F階，核電、風電、光伏發電等新能源建設已成發展趨勢，電網電壓等級已向特高壓邁進，電網的規模越來越大，變電站的數量越來越多，電網的安全、穩定、經濟運行十分重要。本文首先分析了配電站自動化的必要性，其次探討了變電站自動化現存問題與解決措施，以供參考。

關鍵詞：變電站;自動化;問題;解決措施

引言

為減少人力投入，同時降低工作難度，自動化系統被廣泛應用到了變電站當中，工作人員可以通過電子信息技術合理控制與變電站和電力系統相關的各項參數，對于變電站運行安全系數的提升而言有十分明顯的效果。

1變電站自動化的必要性

傳統的變電站對電氣設備的使用主要存在以下三點不足：①電氣系統結構復雜、設備老化，通常不具備自我報錯、故障修復的功能，穩定性不足，安全問題較多;②常規設備獨立操控難以做到全礦井的覆蓋，監控數據分析不全面，實時監控系統落后，對煤礦變電站的工作效率和安全運行產生制約影響;③煤礦電氣系統設備繁多，并且容易受環境的影響，導致對系統運維工作量的增大，在缺乏統籌管理的情況下，很容易出現操作混亂的現象。

2變電站自動化現存問題與解決措施

2.1溫、濕度影響啟動

輸電網中的變電站和變電站使用的自動化設備基本一樣。但是大多數變電站在設計的的時候沒有設計空調和冬季采暖設備，因此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。

2.2通訊調試

在自動化系統當中，可供選擇的智能設備生產廠家很多，但他們的通訊規格并不統一。為保障后續變電站的通訊正常，需要在調試過程中使用自行編程的方式改善通訊效果，但此種方式需要投入較多時間和精力，成本難以控制。數據終端在電力系統中發揮的效果十分重要，主要原因在于終端屬于中間設備，一般會設置在計量主站當中，發揮數據、存儲、處理、轉發和采集的作用。在調試工作落實的過程中，工作人員可以將相關的工程打開，并結合工程屬性靈活調整調試工作的細節。

2.3配網自動化系統平臺繁雜缺乏統一調度管理

配網自動化系統主要由地理信息系統、數據采集與監控系統、停電管理系統、用戶信息系統、變電所自動化系統及饋線自動化等系統組成，系統平臺較為繁雜，需要生產管理、系統客服等部門之間的相互協調和配合，從而實現統一的調度管理。然而，縱觀配網自動化系統在城市電網中的應用現狀，發現各部門間未進行良好的協調與對接，系統與系統間的信息無法互通，無法實現資源的共享與利用，造成了電力資源的浪費，制約了城市電網的發展。與傳統配電網系統相比，配網自動化系統可以實現電力資源的合理調配，提高城市電網安全運行水平，具有智能化和自動化兩方面的突出優勢。因此，若要提高配網自動化的技術運用水平，促進其在城市電網中的應用，可從以下方面入手：一是設置簡潔的系統結構，并進行優化，盡量簡潔，做到不依賴通信、不依賴變電站及主站、不依賴設備及網架，將差異化的技術路線應用其中，切實提高技術運用水平;二是充分考慮系統的運行條件，提高技術運用水平并不意味著要將系統進行大規模整改，而應以地方經濟發展實情為基礎，盡量簡化、減少工作量，逐步實現技術更新;三是盡量實現配電網各項系統功能的實用化，無需過度追求高科技，應以適合電網架構及滿足當地居民用電需求為標準，建立能及時解決供應故障、能與其他信息系統相融合的實用型配網自動化系統。

2.4不能準確地對電量進行采集

1）脈沖丟失弊端。出于短暫的大撓動引起RTU死機。盡管監視定時器（WDT）可以復位，重新啟動RTU使其重新回到工作狀態。由于復位操作，以前的脈沖計數值也跟著復位丟失。雖然可采用斷電保持型寄存器EPROM或者采用設備內部電池維持RAM中的脈沖計數不丟失，但是RTU在恢復運行過程中存儲器是不存儲脈沖的，所以這個過程中的脈沖將會永久丟失。2）電磁干擾弊端，由于RTU裝置與脈沖電能表之間的連接電纜很長，電纜過長特別容易在電纜上產生電磁干擾，在設備接受端將產生很多假脈沖，或者脈沖的波形發生畸變。這些因素會使接受端脈沖數量比正常時偏大。以上兩個因素將導致脈沖數出現高低變化，表現出脈沖數無規律性，而且用軟件也無法進行修正。這是當前許多SCA-DA系統不能得到實際應用的關鍵。電量采集還有一種方式是用串口（RS-485）將RTU和智能電能表連接起來。智能電能表精度非常高。而且智能電能表還實時地把當前表盤值上傳給RTU。假如RTU因為某種原因關機一段時間，也不會對電量采集造成任何影響。

結語

綜上所述，目前，變電站的實時監控和遠動技術正向著功能分散化和通信網絡化的方向發展，大家逐漸接受了EC規范，采納了分散式廠站監控的概念（將分散在各個間隔的測控單元或測控保護綜合單元的信息收集、匯總到站控層的主控單元，根據調度需求進行處理，將部分或全部信息遠傳調度控制中心）。這樣網絡通信就成了分散式廠站監控系統的重要環節，通信的模式決定了微機監控系統的性能。網絡技術的成熟應用為分散式廠站微機監控系統的性能提升創造了條件。

參考文獻

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