变电站综合自动化数字化系统的应用

变电站综合自动化数字化系统的应用

蒋朝阳

厦门利德集团有限公司 福建省 361000

摘要：随着电力系统网络不断扩大，供电可靠性要求不断提升，对变电站综合自动化要求越来越高。本文主要介绍了变电站自动化数字化系统的主要功能及基本结构，并分析了变电站站综合自动化数字化体系的问题及构建方向。

关键词：变电站，自动化，体系，构建

引言

近年来，在电网中，大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化数字化系统，既提升了工作效率，又减少了人为误操作的可能。采用变电站综合自动化技术是智能变电站发展的方向，是电力系统发展的新趋势，也是对整个变电站的一、二次设备信息进行综合利用、发展和完善。本文就综合自动化数字化系统存在的问题进行探讨，并对综合自动化体系的构建谏言。

1.变电站自动化数字化系统的构建

1.1按照“主站”和若干个“区域站”两部分进行配置

1.1.1构建统一的网络结构，各层级根据其特点采用不同的配置。电力监控系统宜采用统一配置标准的设备，保证各层级监控系统的无缝衔接。

1.1.2针对主网结构设备少、操作少但重要程度高的特点，主站要严格按照电网电力监控系统标准进行配置，并配置可视化操作监控功能。

1.1.3区域站集控在按照电网系统规范配置的同时必须将高压电机的相关数据及操作纳入监控系统。区域变应具备对下级上传的数据进行分析处理功能，有选择性地将重要信息上传至集控中心，发挥承上启下的作用。

1.2告警信息及数据的合理分级

由于告警信息和数据量过大，使有效信息容易被忽略，而且有可能会在故障发生时造成信息拥堵、监控系统死机等问题，造成设备故障得不到及时处理。应将告警信息分为事故、异常、越限、变位、告知共五种类型，可按照设定要求显示综自监控后台告警窗内。电力监控采集数据宜按照主站-区域站-配电单元之间进行筛选分级处理。

1.3具有扩展兼容性

电力监控系统应具备接入电气设备状态监测及分析的条件，以实现对电气设备故障的预知诊断，提前发现电气设备缺陷，保证供电系统的可靠运行。可将不同厂家的设备连在一起，方便替代或升级老设备。

2.变电站自动化数字化系统存在的问题

2.1 四遥信息采集不完善

电站现有设备中，仅主要一次设备及二次综保引入监控系统内，如直流系统、UPS、EPS、电容器、消弧线圈等设备尚未引入，模拟量、状态量、电能自动抄表系统仍有欠缺。

2.2 重点不突出，报警信息量较大

告警类型（事故信号、预告信号、告知信号）未合理分级、可用性不强却有音响报警的信号大量刷屏，遥信信号量过多，报警信息量大，电站监控系统四遥信号共计 8000 余条，告警信息只通过颜色进行区分，并全部弹窗显示，分类不够合理，需要优化。

2.3 综合自动化数字化系统误报警较多

一个信号出现多个报警或是多台通讯设备分别报出同样的信号，以电站电气监控系统和稳控系统为例，同一事件所报信号十余条，一日内报警信息量在 100 条以上；初期调试存在的遥信类型定义错误引起系统误报警；现场部分设备位置信号未引入监控系统，需要人工置位，操作变位时不能及时更新引发误报警等。

2.4 大面积事故情况下通道不畅

电站监控系统交换机仅有一套，且无备用，事故发生后，几乎所有参与通讯的高低压综保、测控装置、智能设备均会上送大量遥信变位、遥测模拟信号，通讯管理机接收到变位信号后再根据需求将遥信变位、变化遥测信号通过网络转发给交换机、后台，通讯管理机运行负荷瞬间增大。监控系统更新实时数据库，处理信号触发各类事故信号、预告信号、告知信号、SOE 信号、越限报警信号，同时记录存储数据，这些程序会消耗大量系统资源，严重情况将引起系统卡顿。

2.5 第三方设备通讯不可靠

部分设备使用年限较长，时常出现装置重启、通讯板卡故障，通讯板卡可靠性下降，影响整条通讯链路正常通讯的情况。现有电气设备品牌、型号、通讯协议各异，部分设备需要经过协议转换后接入系统进行通讯，运行可靠性低。

2.6 未形成统一的集控中心

现阶段，全厂未设置电气调度集控中心，各站之间相互独立，未形成统一的调度网络。同时，对于各子站内部监控系统硬件和软件设施仍不够完善，甚至于最基本的对时系统也未全部实现，整体构建的路还有很长。

3.变电站自动化数字化系统应具备的功能

3.1 继电保护功能

继电保护是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护等，以及低频减载等安全自动装置。各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值等功能。

3.2 数据采集功能

包括状态数据、模拟数据和脉冲数据。采集所有断路器、隔离刀闸、接地刀闸的状态；主变的分接头档位，主变油温，所有系统电气量（电压、电流、频率、有功、无功、功率因数、电度等）；直流系统的所有量，所用变的电压、电流、功率；所有的保护动作信号、断路器、保护装置、自动化数字化系统、公用系统的各类告警信号；全面完整地实现对整个变电所的监视，能实时显示和实时打印各种信息。

3.3 事件记录和故障录波测距功能

事件记录应包含保护动作 SOE 序列记录，开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信；另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

3.4 控制和操作闭锁功能

操作人员可通过监控屏幕对断路器、隔离开关、变压器分接头、电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸功能。

3.5数据处理和记录功能

数据处理和记录历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：（1）断路器动作次数；（2）断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；（3）输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大、最小值及其时间；（4）独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；（5）控制操作及修改整定值的记录，根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。

3.6系统的自诊断和自恢复功能

系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置，要具有可维护性和可扩展性。

3.7与远方控制中心的通信功能

本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。根据现场的要求，系统应具有通信通道的备用及切换功能，保证通信的可靠性，同时应具备同多个调度中心不同方式的通信接口，且各通信口及 MODEM 应相互独立。保护和故障录波信息可采用独立的通信与调度中心连接，通信规约应适应调度中心的要求，符合国标及 IEC 标准。

结语

变电站综合自动化数字化系统作为一项复杂且系统性较强的技术工程，应将前期规划及规范、规程制定，以及网络构架建设综合统筹，以达到主网、区域网各部分密切融合、协调统一，保证各层级无缝连接。通过系统提供的大数据分析，为企业电力系统的运维监测、降本减损提供有效技术支撑。

参考文献

[1]林国栋.陆志.浅谈变电站综合自动化数字化系统[J].科学实践2019（10）：35.

[2]彭静.浅谈变电站综合自动化数字化系统结构类型[J].农村电工，2020（12）：27