110kV变电站综合自动化系统及其运行维护

110kV变电站综合自动化系统及其运行维护

徐福军

中能建建筑集团有限公司，安徽省合肥市，230088

摘要：随着计算机技术及现代通讯技术的不断发展，变电站综合自动化技术已广泛应用于电力系统、工业、企业的各级变电站中，实现对变电站设备的继电保护、实时数据采集与处理、数据通信、运行监控等功能。变电站综合自动化系统具有功能综合化、系统模块化、操作直观化、管理智能化、通讯网络化的特点，大大提升了变电站变电、供电的安全可靠性。变电站的安全稳定运行，除了与变电站设备设计、选型合理、设备品控及设备质量相关，还与变电站综合自动化系统设备的运行维护密不可分，变电站运行维护人员应了解变电站中各类设备、系统的性能与结构，对自动化系统做好周期性巡查与运行维护，及时发现自动化设备的隐患，并能及时处理消缺，提高解决问题的效率，确保变电站正常运行。

关键词：110kV变电站；综合自动化系统；运行维护

1、变电站综合自动化系统的概念

变电站综合自动化系统是指利用先进的信息技术、自动化技术和通信技术，对变电站的各个设备、系统和功能进行集成和控制的一种系统。它通过集成智能设备、传感器、控制器、通信设备和数据处理平台，实现对变电站的监控、控制、保护、调度和管理。变电站综合自动化系统的主要功能包括：（1）监控和调度功能。通过采集变电站内各设备的实时状态和参数，实现对变电站的全面监控。操作人员可以通过可视化界面实时了解变电站的运行情况，并进行远程监控和调度。（2）控制和保护功能。变电站综合自动化系统可以实现对变电设备的自动控制和保护。根据设定的逻辑和规则，系统可以自动调节设备的运行参数，保证电网的稳定运行，并在设备故障或异常情况下进行自动保护。（3）数据采集和分析功能。系统可以采集变电站内各设备的运行数据，并进行实时分析和处理。通过对数据进行统计、分析和预测，可以提供运行状态评估和故障诊断，为运维决策提供支持。（4）通信和互联功能。变电站综合自动化系统通过通信设备，实现与其他电力系统和能源管理系统的互联互通。通过数据共享和交互，可以实现系统间的信息交换、协同运行和优化调度。（5）报警和告警功能。系统可以实时监测设备的状态和参数，并在发生异常或超出设定范围时发出报警和告警信息。操作人员可以及时了解异常情况，并采取相应的措施。

2、110kV变电站综合自动化系统的结构与配置

2.1110kV变电站的一次系统

以某110kV能源变电站为例，说明其一次系统的概况。某110kV能源变电站由两回110kV线路供电，采用单母线分段的接线方式，经1#主变、2#主变（SZ11-50000/110）变压后供给10kV负荷；110kV进出线采用GIS组合电器供电，10kV采用单母线分段接线，10kVI、II段母线各有15面KYN28-12型手车真空开关馈出线间隔，10kVI、II段母线含SVG动态无功补偿装置及接地变压器各1台。

2.2二次系统配置

110kV进线、母线及母联断路器分别配置了线路光差保护、母差保护、备自投保护、分段保护测控；主变配置了差动保护、非电量保护（含本体轻、重瓦斯保护，有载调压轻、重瓦斯保护，本体温度保护、压力保护）、高后备保护、低后备保护、零序保护、间隙零序保护等；接地变及SVG动态无功补偿馈线配置了三段式复压方向闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护、小电流选线保护；配电线路保护配置除了与接地变及SVG动态无功补偿馈出线保护配置相同外，还配置了低周减载、低电压保护。

2.3监控系统功能

进线、主变、母线、馈线等全站设备的运行实时数据和设备运行状态，通过间隔层测控装置进行实时数据的采集和处理，通过LAN网、通信管理机实现间隔层与站控层监控主机及调度主站的通信。监控系统实时采集全站数据并存入实时数据库及历史数据库，通过监控系统功能界面实现实时监测、远程控制、数据汇总查询、报表查询等功能；同时具有事故报警和预告报警功能、事件SOE记录和事故追忆功能、断路器、主变有载调压开关控制功能、管理功能、画面显示和打印功能，系统自诊断和自恢复功能等。

2.4分层分布式综合自动化系统结构及配置

综合自动化系统按设备功能分为间隔层、站控层，其中间隔层设备主要包括继电保护装置、测控装置、电压切换装置、备用电源自投装置、故障录波装置、电能质量采集装置、直流系统等电气二次设备，它们或组屏安装于变电站主控室，或分散安装在配电室各高压开关柜上。站控层借助通讯网络、网络交换机、通讯管理机完成与间隔层设备的信息交换，通过监控工作站、工程师站实现对变电站的监控与管理功能，通过远动通讯设备，实现站内信息与调度系统的数据传递交换，实现变电站的远方监控。

3、110kV变电站综合自动化系统运行维护的措施

3.1系统软件及数据备份

变电站综合自动化系统运行中监控软件、运行参数设置内容应定期在本地计算机、异地计算机或存储设备上做好数据备份并标注好日期，防止出现意外情况造成数据库数据丢失和崩溃。同时，应对数据库修改的权限进行管理，防止无关人员对数据库的误删误改。

3.2监控主机的操作维护

监控主机是完成系统监测和控制的重要设备，变电站的监控功能依靠监控系统软件功能来实现，监控系统软件包括操作系统、数据库、画面编辑和应用软件等几个部份，各文件都有特定的位置，运行中不得随意删除或移动文件，以免造成系统不能启动、运行不稳定的故障。

3.3间隔层设备的维护

站内全部保护测控装置、智能装置、直流充电模块等装置的地址号应做好备份，以备核对。各保护测控装置的地址号、监控主机的IP地址一旦确定，严禁运行中随意更改，以免造成通信故障；对站内相同型号的继电保护装置储备一定数量的备件，避免因设备损坏不能及时替换对生产造成不利影响，备件数量既能满足设备维修急需，又不积压备件资金；当确定是装置内部故障时以更换的方式进行维修；更换同型号装置时须核对装置地址号并保证设置的地址号与原地址号绝对一致，各整定值、软压板投退与原装置设定一致。

3.4通信系统的维护

通信方式的多样性与复杂性，使得变电站综合自动化系统通信故障的概率越来越高，因通信故障造成自动化故障也时有发生，如监控机可以进行画面切换等监视操作，但全站或站内某一间隔的实时数据不能刷新，下行命令不能执行。造成通信故障的可能原因如下：（1）早期综合自动化变电站内不同通信规约的设备如直流系统等接入通信控制系统，规约转换加重了CPU负荷，容易引起通信系统崩溃。（2）站控层交换机、集线器、光电转换器等故障、设备老化、超期服役、死机等造成通信中断。（3）监控机网卡故障造成通讯不畅。（4）网线接头制作不良、网络屏蔽电缆接线不紧固、同轴电缆虚接等造成通讯不畅。（5）系统硬件配置不合理或元器件质量不佳、屏蔽与抗干扰能力不强，导致系统运行不稳定性。变电站运维人员需针对现场运行中的通信中断等异常现象，找出关键点，缩小故障范围，排查通信中断的实际原因，采取相应处理措施，恢复系统的正常运行。

4、结语

变电站综合自动化系统将计算机技术与现代网络通信技术融合于变电站二次系统，实现对变电站设备的遥测、遥信、遥控、遥调功能；变电站综合自动化系统复杂且技术性强，要求运行维护人员熟悉自动化系统设备性能与操作，能对变电站全站设备进行实时监控，能对自动化设备进行巡查与运行维护，能根据自动化监控系统发出的故障信息做出及时、准确的判断并精确查找故障点，为变电站安全稳定运行、高效发挥效能提供保障。

参考文献

[1]郭宝.针对新形势下变电站综合自动化及运行维护工作的探讨[J].通信电源技术，2019，36（04）

[2]冉懋海，龙洋.变电站综合自动化实训项目开发与实践[J].重庆电力高等专科学校学报，2019，24（01）：34-36.