基于變電站自動化設備的運行調試及遠程維護的研究

云南電網有限責任公司普洱供電局 普亞 潘飛飛 李理 黃博

1 引言

因為我國電網規模的不斷擴大，自動化設備的運行時間越來越長，結合變電站內部各類自動化設備的實際運行狀況可得知，若調試不到位，或者日常維護不達標，會嚴重影響變電站自動化設備的整體運行水平。鑒于此，本文重點探討變電站自動化設備運行調試要點和遠程維護措施。

2 案例分析

本文以某智能變電站為例，該變電站采用數據報文方式，新增了合并單元和智能終端，以及網絡報文記錄與分析裝置，此變電站的主要組成如圖1所示。為確保變電站內部的自動化設備能夠穩定運行，要求工作人員加強運行調試，并做好遠程維護工作。

圖1 變電站的主要組成

3 設備運行調試要點

3.1 明確調試原則

第一，遵守先縱向、后橫向調試原則。調試人員需要先進行常規性調試，后調試自動化設備的高級功能，按照橫向聯合調試，分系統調試原則，不斷提升自動化設備的調試水平。

第二，遵守系統性調試原則。結合自動化設備的實際運行情況，針對硬件配置的橫向分層核實處理，針對自動化設備內部的實際組成部分，包括硬件的配置情況進行全方面檢驗。

第三，遵守智能化調試原則。在實際調試過程當中，需要遵守智能化原則，及時更新新型的調試技術，在調試結束后，還要開展單體調校[1]。

3.2 單體

單機的調試重點包含檢修機制的檢查、采樣檢查和功能性測試等內容，檢修壓板安裝結束后，需要馬上檢查設備所發出的各類網絡傳輸報文是否仍然處于有效狀態，同時還要確保系統可以準確接收報文[2]。在通信檢查期間，確保裝置跟過程車和間隔層間的網絡穩定、可靠，利用繼電保護裝置，可以對各類自動化設備適當增加遙信量，確保SOD時間更加準確。

3.3 后臺監控體系

監控系統在接線和操作等方面，和常規的變電站無較大差異，僅采取高級通信方式，針對自動化設備的具體運行情況實施后臺監控，與此同時，通過設置五防投退按鈕，可以對設備監控系統自身實施五防。在具體調試環節，工作人員可以將手車位置、接地刀閘之間保持良好的連接狀態，讓報警信號可以及時發送，在實際的操作環節，要求保持保護壓板表層為黃色，出口壓板表層為紅色，剩余的壓板表層為灰色，確保各項操作更加規范化。在自動化變電站后臺監控體系當中，要求監控人員全方面了解具體規定，確保SOE 時標和裝置型號一致，并且開展相關試驗。如果自動化設備的后臺裝置需要接受比較多的信號，工作人員要重點檢查設備后臺是否存在丟電現象，確保自動化設備的各項操作更加安全、完整。

3.4 組網

變電站自動化設備在具體運行期間，通常需要依賴電子式電流互感器，利用大電流發生器，直接將電子式電流互感器和標準RA 有效串接，確保ETA 能夠經過光纖與合并單元，將數據量電流信號準確輸入至電子式電流互感器校驗儀當中。電流發生器能夠模擬一次電流開展具體對比，對ETA的實際輸出數字量信號和標準的TA輸出模擬信號是否一致進行全面檢查。合理運用高壓發生器來模擬一次性電壓，利用校驗儀，能夠檢測ETA 輸數字量信號和標準TV 輸出模擬信號極性、變比等是否相同，進而順利完成電壓互感器調試[3]。

3.5 保護裝置

在自動化裝置的內部，因為接口比較特殊化，很多型號自動化保護裝置試驗儀，不能完全適應到自動化保護裝置之中。因此，工作人員需要全面認識加強調試的重要價值。在自動化保護裝置的大力支撐下，系統可以接收到各項信息，同時可以將報文發送至保護裝置的內部，所以，工作人員可以結合不同保護裝置和試驗儀，采取科學的調試方案。例如，直接將常規的微機保護試驗劑穩定連接到模數轉換裝置當中，進而將數據采樣信號有效輸出至合并器，利用合并器，將自動化繼電保護裝置和系統可靠連接，并利用PC來連接保護裝置GOOSE 網絡接口，將系統反饋到的各項信息實施嚴格監測、處理，起到比較好的保護效果。

此外，系統也可以將各項采樣數據，及時發送到分析裝置當中，直接將GOOSE信息輸送到自動化保護試驗儀器之中，運用自動化的保護試驗儀器，順利完成全部調試作業。

在上述兩種方案之中，由于模數轉換器和合并裝置，兩者間的打包環節通常需要消耗較多時間才可以順利完成。因此，在此期間，通常會存在很大誤差，在具體調試工作當中，所有可能會出現的誤差，均需要慎重考慮，進而確保最終的調試結果更加精確。相比較來講，第二種方案的有效運用，能夠減少誤差的出現，主要是由于此環節無須經過模數轉換器，實際調試期間，均由自動化保護試驗儀和保護裝置封閉處理，可以顯著提升調試結果的精確性與合理性。所以，調試人員需要選擇第二種調試方案。調試人員還需要根據保護裝置的實際運行狀況，采取科學調試方法[4]。

4 設備遠程維護

4.1 建立遠程維護系統

結合此變電站內部自動化設備的運行狀況能夠得知，對處在正常運行狀態的變電站來講，工作人員需要在調度端、變電站端SDH光傳輸設備的內部，將相應的具體數據，建立2M專線通道，自動化設備遠程維護通道如圖2所示。

圖2 自動化設備遠程維護通道

合理配置系統數據，針對遠程維護人員來講，需要在自動化設備調度端專業維護電腦當中，合理配置IP地址。維護人員還需要配置符合變電站后臺監控機相同網段、不會發生沖突的IP地址，并結合變電站的后臺監控機的操作系統運行情況，采用Unix/Linux系統或者Windows系統，針對自動化設備的具體運行情況，有效配置具體系統數據。

4.2 遠程維護

4.2.1 變電站后臺監控設備

根據變電站內部各項自動化設備的實際維護情況能夠得知，在調度維護電腦之中，可以確保變電站站端的各項參數實現快速變更，保證設備的間隔名稱，包括設備編號進行更換，順利完成一次接線圖畫變更等工作，可以減少現場維修工作量，提高變電站自動化設備運維人員的工作效率與質量，能夠節省大量的人力和物力。

4.2.2 缺陷定位

針對自動化設備遠程運維人員來講，可以在監控中心調度端，快速發現現場斷路器位置是否出現錯誤，告警信號是否發送頻繁，或者遙測量沒有及時刷新等情況，及時在調度端遠程訪問后臺準確判斷出各項數據是否準確，若數據不準確，則可以確定出測控和保護裝置，或一次設備等設備發生異常，若數據準確，能夠判斷為遠動裝置或者調度自動化系統配置合理。

4.2.3 風險判斷

變電站后臺監控機，包括調度自動化系統，以及各項通道與設備，全部保持獨立，如果出現暴風雨或者臺風等惡劣天氣環境，一旦出現變電站遠動裝置故障，或發生通信雙通道退出等現象，監控站沒有良好的監控功能，工作人員無法馬上對變電站內部進行處理，可以直接利用調度端，針對變電站的后臺監控機實施遠程訪問，真正達到無人值守的目的，有效降低自動化系統風險的出現概率。

4.2.4 數據采集

為減少雷雨天氣過多引起線路跳閘等現象的發生，使得工作人員無法立刻關注一些重要的信號，應用變電站遠程裝置，能夠將同一個類型保護動作信號，在較短時間內順利合成、上傳，但此種方法容易讓監控值班員在線路跳閘期間，不能快速查看具體的保護動作等信息，工作人員需要采取到站端檢查方式，然后將各項故障信息及時傳遞給線路維護工作人員，使得自動化設備故障處理時間不斷延長。

為有效解決上述問題，工作人員可以運用調度端、變電站端，在調度端、變電站端分別建立2M 專線通道，針對后臺的監控機實施全方面、全程訪問，運用系統自有告警信息查詢功能，可以更加精確而詳細地了解線路跳閘的過程，同時對調度自動化系統當中所采集數據當中存在的缺陷，起到彌補作用[5]。

4.2.5 故障處理

在遠程維護環節，如果程序發生故障，在指定的時間之內，針對看門狗實施復位之后，看門狗定時器會出現溢出現象，要進行信號復位，同時充氣系統，故工作人員還要在裝置的外部引至看門狗電路芯片的復位引腳，然后和光隔離器保持穩定連接，利用冷復歸遠程的原理，建立遠程復歸通信站，遠程復歸通信站如圖3所示。

圖3 遠程復歸通信站

5 結語

本文重點對變電站自動化設備的運行調試及遠程維護措施進行合理性分析，明確變電站后臺監控設備遠程維護要點，提升缺陷定位的準確率和處理效率，減少無人值守站完全依賴調度自動化系統風險的發生，提升調度自動化系統數據采集效率，并加強安全防護力度，不但可以確保變電站自動化設備安全運行，而且能夠顯著提高變電站自動化設備的調試和維護質量，所以可以為電力系統相關人員提供一定的幫助和參考。