配電變電站自動(dòng)化現(xiàn)存問(wèn)題與解決對(duì)策

1、PAGE 11 -配電變電站自動(dòng)化現(xiàn)存問(wèn)題與解決對(duì)策全昌明付建軍摘要：土配電變電站是當(dāng)前配電網(wǎng)的重要組成部分。配電網(wǎng)自動(dòng)化水平在一定程度上是由配電變電站實(shí)際自動(dòng)化水平影響的。目前，國(guó)內(nèi)部分老式配電站運(yùn)行期間會(huì)存在困難，為更好地解決配電過(guò)程中出現(xiàn)的各類問(wèn)題，需要重點(diǎn)分析配電網(wǎng)自動(dòng)化水平力度，尋求行之有效的解決措施。關(guān)鍵詞：配電;變電站;自動(dòng)化;問(wèn)題;解決對(duì)策中圖分類號(hào)：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2022）04-03DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.070變電站是十分重要的電力設(shè)施，承擔(dān)著變換電壓、接收分配電能以及控制電力流向并調(diào)

2、整電壓的重要職能。隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，變電站已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，主要體現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等方面，通過(guò)顯示器呈現(xiàn)出各類監(jiān)測(cè)信息。值得注意的是，變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行應(yīng)關(guān)注繼電保護(hù)裝置的功能。微機(jī)自動(dòng)化在變電站自動(dòng)化運(yùn)行中具有突出優(yōu)勢(shì)，在這一基礎(chǔ)上結(jié)合集成控制電路，巧妙融合通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，為變電站發(fā)展提供支撐。1變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是調(diào)度設(shè)備的關(guān)鍵組成部分，被廣泛使用在各個(gè)配電網(wǎng)中，成為調(diào)節(jié)與控制配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的重要方式，能夠及時(shí)控制與監(jiān)管電網(wǎng)，完成通信、遙控等任務(wù)。遙信：收集到的電力系統(tǒng)繼電呈現(xiàn)保護(hù)狀態(tài)，通過(guò)斷路器隔斷狀態(tài)信息，發(fā)出預(yù)警信息。為適應(yīng)電網(wǎng)與設(shè)

3、備運(yùn)行目的與需求，集控中心需要妥善安排，及時(shí)掌控各班次變電站運(yùn)行情況，確保做好全方位、多領(lǐng)域監(jiān)控。遙測(cè)：收集電力系統(tǒng)運(yùn)行的具體參數(shù)，測(cè)量各部門功能的實(shí)際情況，做好記錄和管理工作。遙控：從集控中心發(fā)出對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)執(zhí)行分合閘操作、信號(hào)復(fù)歸及功能投退等控制量信息。遙調(diào)：集控中心向電力系統(tǒng)發(fā)布的調(diào)整指令，控制電壓。2智能變電站的自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)目前，變電站建設(shè)發(fā)展均在向著高度自動(dòng)化的方向前進(jìn)，自動(dòng)化裝置一般有三個(gè)階段，即站控、間隔和過(guò)程。站控層通常包括負(fù)責(zé)監(jiān)視和通信的設(shè)備及調(diào)制調(diào)節(jié)器，功能主要有：在線編程，可通過(guò)閉鎖手段實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控;促使自動(dòng)化設(shè)備提高至高度自動(dòng)化的程度，并支持故障識(shí)別分

4、析;人機(jī)聯(lián)系，支持本地監(jiān)測(cè);根據(jù)實(shí)際需求，在符合本站調(diào)試規(guī)范的前提下獲取相關(guān)資源。間隔層進(jìn)行智能程度較高的維護(hù)和測(cè)控，功能主要有：建立與其他兩層的聯(lián)系渠道，在實(shí)現(xiàn)通信的基礎(chǔ)上妥善分析數(shù)據(jù)信息，確保變電站的安全性能。要及時(shí)監(jiān)督管理開關(guān)設(shè)備，及時(shí)做好檢查工作1。變電站中自動(dòng)化控制技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，計(jì)算機(jī)技術(shù)中的微機(jī)自動(dòng)化技術(shù)得到了大范圍應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)屬于變電站自動(dòng)化控制中的核心關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于變電站自動(dòng)化控制的發(fā)展具有促進(jìn)作用，主要實(shí)現(xiàn)變電站的遠(yuǎn)程自動(dòng)化操作，還包含人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、PID控制技術(shù)等。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，提高變電站隔離開關(guān)等裝置的操作便捷性。變電站自動(dòng)化控制涉及大

5、量關(guān)鍵信息傳輸，要依靠通信技術(shù)，將信息由控制中心傳輸?shù)讲煌它c(diǎn)，完成系統(tǒng)內(nèi)的信息交換。微機(jī)保護(hù)屬于變電站系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中的重要組成部分，主要作用是保護(hù)變電站中主要設(shè)備及配電線路的安全運(yùn)行。以某配網(wǎng)運(yùn)行規(guī)模較大、電壓等級(jí)較高的變電站為例，在二次系統(tǒng)改造工作中實(shí)施保護(hù)裝置的微機(jī)自動(dòng)化改造。在實(shí)際改造過(guò)程中，從變電站主要控制室到室外敷設(shè)屏蔽控制電纜連接配電設(shè)備，敷設(shè)電纜總長(zhǎng)度為14km左右，主要敷設(shè)兩條通訊線路，一條分布在6kV高壓柜中，另一條用于連接網(wǎng)卡。變電站完成自動(dòng)化改造后，運(yùn)行安全系數(shù)明顯增加，改造后運(yùn)行微機(jī)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以建立人機(jī)交互界面，變電站管理工作也可以得到信息支撐2。3配電變

6、電站自動(dòng)化問(wèn)題控制對(duì)策3.1溫、濕度影響啟動(dòng)輸電網(wǎng)內(nèi)的變電站與配電站內(nèi)部投入的自動(dòng)化設(shè)備類似，主要在設(shè)計(jì)期間沒(méi)有預(yù)先設(shè)計(jì)與留存空調(diào)與采暖設(shè)備的位置。對(duì)此，配電變電站使用RTU與輸電網(wǎng)保持一致的情況下，溫度變化會(huì)給機(jī)械運(yùn)行帶來(lái)麻煩，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能啟動(dòng)的情況。很多RTU制造廠家采用的芯片都為民品級(jí)的，民品級(jí)芯片的工作溫度通常是055，由于冬季我國(guó)北部很多地區(qū)天氣條件較差，變配電站室內(nèi)氣溫有時(shí)會(huì)降到-15以下，氣溫降低使RTU裝置無(wú)法正常開啟，導(dǎo)致裝置無(wú)法正常工作。為解決RTU設(shè)備低溫啟動(dòng)困難的問(wèn)題，一些制造廠家在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上使用了工業(yè)級(jí)芯片，也會(huì)造成成本增加。研究發(fā)現(xiàn)，如果RTU進(jìn)入低溫環(huán)境，大多

7、數(shù)情況下仍能工作，這是因?yàn)槠骷谶\(yùn)行期間還在發(fā)熱，散發(fā)的熱量能夠滿足管芯需要的溫度。因此，低溫環(huán)境下也可以不選擇低功耗的器件。寒冷環(huán)境中，設(shè)備一旦發(fā)生問(wèn)題，停機(jī)后不散熱，芯片溫度下降，會(huì)造成設(shè)備啟動(dòng)困難。為提高RTU設(shè)備啟動(dòng)成功的可能性，要在開機(jī)前預(yù)熱設(shè)備，確保設(shè)備完成預(yù)熱后方可操作。因此，可以把工業(yè)品級(jí)的芯片添加在寒冷的環(huán)境下監(jiān)管，但民用級(jí)芯片依然適用于RTU及其他電子設(shè)備。監(jiān)視定時(shí)器（WDT）一直保持正常運(yùn)行，如果RTU沒(méi)有正常啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間階梯后會(huì)使監(jiān)視定時(shí)器（WDT）產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)警，需要啟用RTU，如果啟動(dòng)不成功則不斷重復(fù)此步驟，直至RTU啟用完成3。此外，使用環(huán)境機(jī)箱要借助半導(dǎo)體元

8、件中的PTC完成加熱工作，確保環(huán)境機(jī)箱內(nèi)的溫度符合設(shè)備運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體加熱期間要與其他配件協(xié)調(diào)使用，控制環(huán)境機(jī)箱溫度達(dá)到最佳使用效果。這種方案也存在缺點(diǎn)，像PTC斷電后需要較長(zhǎng)的時(shí)間完成運(yùn)行工作，會(huì)影響配電工程自動(dòng)化提升效果，長(zhǎng)此以往，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化水平產(chǎn)生影響。3.2建立完善的管理機(jī)制對(duì)于智能變電站自動(dòng)化設(shè)備，在原有巡檢工作計(jì)劃的基礎(chǔ)上，增加必要的巡檢項(xiàng)目，如在線巡檢、終端設(shè)備、開關(guān)設(shè)備等。同時(shí)，要完善和優(yōu)化設(shè)備維護(hù)機(jī)制，特別是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信、光纜清洗等問(wèn)題，使管理機(jī)制更符合智能變電站的運(yùn)行要求。3.3加強(qiáng)智能設(shè)備管理智能化設(shè)備調(diào)整操作方式一般是測(cè)控本地化，用智能控制柜代替原來(lái)的測(cè)控屏，放棄

9、原有電纜的信號(hào)傳輸，建立基于光纖的通信模式。對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備的日常運(yùn)行，主要問(wèn)題是通信。智能變電站自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是關(guān)鍵，應(yīng)組織全面的運(yùn)行、維護(hù)和檢查，確保包括在線監(jiān)測(cè)和終端在內(nèi)的各類設(shè)備保持較好的工作狀態(tài)。此外，相關(guān)管理和操作人員應(yīng)定期檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，避免發(fā)現(xiàn)特殊問(wèn)題，提高管理效果。3.4智能單元包括測(cè)控和保護(hù)模塊，分別完成測(cè)控和保護(hù)功能主控與間隔通信單元使用雙網(wǎng)并聯(lián)故障通信方式完成傳輸，一般情況下，兩者傳輸不同的數(shù)據(jù)信息，如果一方網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生故障，另一方則傳輸全部數(shù)據(jù)，加強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在傳輸期間要有效分布，避免網(wǎng)絡(luò)沖突，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.5變電站自動(dòng)化系統(tǒng)為分布式

10、系統(tǒng)目前，變電站自動(dòng)化智能設(shè)備處理能力更加先進(jìn)，使用自動(dòng)化智能設(shè)備能夠配置其他智能設(shè)備。換言之，通過(guò)獨(dú)立的設(shè)備自動(dòng)化性能控制其他智能設(shè)備，完成集中管理工作。3.6狀態(tài)量采集精度變電站收集的狀態(tài)量多種多樣，斷路器、隔離開關(guān)等都需要檢測(cè)，把握電力精準(zhǔn)程度，確保在收集期間不產(chǎn)生誤差，避免對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響4。第一類是利用反應(yīng)動(dòng)作條件的有關(guān)繼電保護(hù)裝置保護(hù)繼電器觸點(diǎn)。安裝期間，不需要任何轉(zhuǎn)換，可以直接連入光耦隔離器的SI板。第二類則是切換或進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)的接點(diǎn)，如刀開關(guān)和斷路器中的開、閉輔助接點(diǎn)和跳閘接點(diǎn)。這種觸點(diǎn)通常用來(lái)連接和切斷在高電壓（220V或110V）電路中開關(guān)式繼電器線圈的勵(lì)磁電回路

11、。分動(dòng)箱繼電器的連接點(diǎn)也反映刀閘和斷路器的分、合閘狀態(tài)，反映刀閘和剩余電流斷路器之間的相對(duì)位置。弱電流電路中的傳輸繼電器觸點(diǎn)可直接連接到帶有光電隔離的RTU開關(guān)輸入板上，由分動(dòng)繼電器線圈的勵(lì)磁電路和大電壓（110V或220V）的電路直接相通，發(fā)揮防止干擾及隔離的作用，提高系統(tǒng)的抗干擾能力5。第三類觸點(diǎn)要借助開關(guān)繼電器完成轉(zhuǎn)換工作，對(duì)斷裂器與工具開關(guān)信號(hào)給予反饋。遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸繼電器大多情況下會(huì)呈現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)。通過(guò)提高轉(zhuǎn)換繼電器信號(hào)把控精度，同時(shí)轉(zhuǎn)換繼電器也有缺點(diǎn)，有時(shí)會(huì)延時(shí)，在一定情況下削弱了soe分辨率。3.7電氣系統(tǒng)變電站自動(dòng)調(diào)試電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化過(guò)程中，電壓無(wú)功自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能是準(zhǔn)確識(shí)別

12、系統(tǒng)的運(yùn)行方式和相應(yīng)的一次接線方式。根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，可以取得較好的效果。調(diào)試期間，保證電力系統(tǒng)的聯(lián)鎖功能正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證合理控制電容器的投切狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端在電力系統(tǒng)中的作用非常重要，主要是因?yàn)閿?shù)據(jù)終端屬于中間設(shè)備，一般安裝在主計(jì)量站，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、傳輸和采集的作用。如果系統(tǒng)中出現(xiàn)調(diào)度開關(guān)位置不匹配的情況，采用遠(yuǎn)程信號(hào)調(diào)試策略，檢測(cè)上傳到電力系統(tǒng)的信息。如果檢測(cè)結(jié)果表明遠(yuǎn)程主控制器發(fā)送消息，基本可以判斷調(diào)度終端發(fā)生故障。工作人員還可以將信息下載情況明確告知變電站，實(shí)施相應(yīng)的調(diào)試工作。如果電源系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，下載通信故障調(diào)試策略，明確系統(tǒng)前端計(jì)算機(jī)的控制權(quán)

13、限，降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的故障概率。故障檢修順序是自動(dòng)調(diào)試的重要方法之一，主要包括分段和順序。排除順序故障時(shí)，工作人員應(yīng)注意遵循規(guī)定的順序和流程，逐一檢查每個(gè)環(huán)節(jié)。設(shè)備信息收集過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)設(shè)備通信故障，應(yīng)采用分階段故障排除的方法，確保工作效果符合標(biāo)準(zhǔn)。3.8故障處理二次設(shè)備測(cè)試難免出現(xiàn)故障，要設(shè)置處理計(jì)劃。如果調(diào)試時(shí)保護(hù)設(shè)備發(fā)生異常，維護(hù)人員要主動(dòng)全面檢查，獲取裝置有關(guān)資料與歷史調(diào)試日志，確定問(wèn)題原因。在全部處理結(jié)束后再次啟動(dòng)設(shè)備，觀察運(yùn)行狀態(tài)，如果問(wèn)題還未解決，應(yīng)繼續(xù)測(cè)試合閘出口與軟壓板、壓板情況。發(fā)現(xiàn)智能終端出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先判斷故障原因，查看運(yùn)行狀態(tài)。故障處理中，要重點(diǎn)關(guān)注GOOSE斷鏈，防止

14、發(fā)生錯(cuò)發(fā)與漏發(fā)問(wèn)題。調(diào)試合并單元時(shí)，一旦有通信及內(nèi)部異常，會(huì)直接干擾通信終端和數(shù)據(jù)采集模塊。對(duì)此，開啟裝置自檢，判斷異常點(diǎn)及原因，完成簡(jiǎn)單診斷。如果故障未能消除，應(yīng)立即重啟，視情況安排處理計(jì)劃。3.9注重變電站六氟化硫重合器的管理六氟化硫重合器同樣是變電站自動(dòng)化運(yùn)行中的關(guān)鍵部件，維護(hù)時(shí)如果缺乏相應(yīng)的壓力表，可選擇使用氣壓法檢測(cè)六氟化硫重合器。具體檢測(cè)應(yīng)先拆下集線盒蓋板，施加壓力于下頂蓋上面的軸，之后松手使其恢復(fù)至原本狀態(tài)，證明氣壓正常。如果檢查維護(hù)具備壓力表的六氟化硫重合器，檢查時(shí)只要擰下氣門蓋就可以檢查氣壓，監(jiān)測(cè)環(huán)境為20，氣壓為0.35MPa代表正常，如果氣壓低于0.25MPa則要停止運(yùn)行

15、。另外，應(yīng)測(cè)量六氟化硫重合器的合閘和分閘速度，比對(duì)測(cè)量數(shù)值與規(guī)定數(shù)值，超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)應(yīng)調(diào)整彈簧拉力，保證合閘與分閘速度都滿足運(yùn)行要求6。3.10注重變電站跌落熔斷器的管理相關(guān)管理人員在管理和維護(hù)跌落熔斷器時(shí)，應(yīng)重視倒閘操作，檢查跌落熔斷器的熔絲，盡快更換受損的熔絲。熔管變形情況時(shí)有發(fā)生，主要由于受潮引起，除了更換變形的熔管，還應(yīng)檢查作業(yè)環(huán)境，采取防潮措施。對(duì)于絕緣子是瓷質(zhì)的跌落熔斷器應(yīng)檢查是否存在放電痕跡及裂紋等，出現(xiàn)此類異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。為避免熔管鴨嘴夾在變壓器運(yùn)行中脫落，應(yīng)及時(shí)調(diào)整松弛的鴨嘴夾，確保其對(duì)于熔管具有足夠的夾力。4結(jié)語(yǔ)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)變電站技術(shù)水平得到了顯著提高，尤其是自動(dòng)化水平提升效果較為明顯。為保障自動(dòng)化水平，要確保其擁有安全穩(wěn)定的施工環(huán)節(jié)，做好自動(dòng)化管理工作。為避免變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)受到各種因素的影響，施工人員要結(jié)合施工狀況，排除不合理的風(fēng)險(xiǎn)因素，確保電力供應(yīng)的安全性。參考文獻(xiàn)1高泓怡，郁夢(mèng)琪，曾柔逸倩，等.電力系統(tǒng)中的電