变电站综合自动化系统在哈密电网中的应用

摘要：文章针对变电站综合自动化系统在新疆哈密电网中的应用现状，分析了变电站综合自动化系统发展的趋势，提出了变电站综合自动化系统存在的一些问题及相关的解决措施。

关键词：变电站；综合自动化；四遥；RTU；哈密电网 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2015）32-0045-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.025

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，是电力系统生产活动的基本单元，是企业安全生产的基础。到目前为止，哈密电网所辖的所有电压等级变电站已全部采用综合自动化系统，为保证电网高效、安全、稳定的运行奠定了坚实的基础。

1 现状及发展

哈密电网变电站综合自动化系统起步于2008年，最初普遍采用集中控制式RTU（烟台东方电子的增强型分布式DF1331型），工作原理是通过变送器采集一次设备的电流电压等测量值和使用数字接口电路对一次设备的运行状态采集，并将这些状态量送至CPU主机进行集中处理。与主站端的通讯规约主要为新部颁CDT，通过四线制电力线载波把厂站端遥信、遥测上传至主站。

目前，对于变电站综合自动化系统有多重理解，比较普遍的一种定义是以微机保护和计算机监控系统为主体，将变电站的远动装置、继电保护装置、自动化装置、信号系统等通过重新组合和优化设计，以高速以太网为媒介，使用先进的计算机技术、信号处理技术和通信技术，实现了对变电站一次设备运行状况的自动监测和自动控制，并且使用调度数据网设备通过通讯网络实现了自动化信息的远传。在哈密电网建设中，主要以北京四方、长园深瑞、南瑞继保等厂家的产品为主来搭建变电站综合自动化系统，与主站端通讯采用IEC 60870-5-104网络规约，通过调度数据网实现了“四遥”功能。随着科学技术的不断发展，光纤通讯技术、智能化开关、光式电流电压互感器、一次设备在线监测技术将会在变电站综合自动化系统中得到很好的应用，这势必会对哈密电网变电站自动化技术产生深远的影响，全数字化、智能化的变电站自动化系统在不久的将来会普及到哈密每个变电站。

2 存在的问题及相应的解决措施

2.1 遥测采集

保证数据的精确度是变电站综合自动化系统对采集遥测值的基本要求，不失真的数据才能有效准确地反映变电站负荷情况。但是，保护装置和测控装置对数据的精确度又不尽相同：保证数据在任何情况下不失真是保护装置的基本要求，然而对数据的精确度要求不是很高，一般大于0.5级就可满足装置的运行要求。相反，测控装置则对数据的精确度要求较高，一般要大于0.2级，这有可能会造成在发生短路时，瞬间增大的故障电流不能精确测量。在35kV、10kV线路装置的设计中将保护和测控实现了一体化，因此，在优先满足保护要求的前提下必将牺牲精确度。

为了解决这一突出问题，建议采用双采样模块，即将保护和测控的交流采样分开，以最大限度地发挥各自的优点，确保电网可靠、高效的运行。

2.2 远方控制

随着无人值守变电站的快速推广，遥控操作就显得相当重要。虽然遥控的成功率比较高，尚能满足需要，但还存在一些不足：

2.2.1 部分厂站端只设置了一台监控主机，通过后台机的监护和操作只能在单后台上进行，双人操作和监护模式形同虚设。为了解决此问题，可通过配置双后台，一机操作，一机监护，双机互为备用，已达到双人双机的可靠操作模式。

2.2.2 大部分厂站端主机的操作系统采用Windows XP系统，极易感染病毒，造成系统运行慢和频繁死机，使得遥控无法成功，建议定期杀毒和备份数据或者采用Unix操作系统。

2.2.3 由于运行人员的疏忽，例如未投遥控压板，常常造成遥控不成功，这给维护人员增加了额外的工作量。可通过加强运行人员专业知识的培训，增强责任意识，避免类似的问题再次发生。

2.3 管理方面

在哈密电网发展中，变电站综合自动系统起步较晚，在管理方面缺乏经验，给电网的正常运行和日常维护带来了不便，需要自动化等专业人员的不懈努力。

2.3.1 转变观念，提高自动化人员的专业水平。随着电网的飞速发展，自动化专业人员维护的设备范围增大，不仅有RTU的维护，还有调度数据网、PMU、故障信息子站、图形网关机等设备。同时，变电站综合自动化系统采用的设备型号也比较多，如长园深瑞、南瑞继保、北京四方、许继集团、国电南京自动化等，这就给维护人员掌握其维护知识增加了难度，导致出现过度依赖厂家的现象。可通过邀请厂家专业人员的授课和建设自动化实验室的方式，改变自动化专业人员的旧观念，提高了业务技能和专业水平。

2.3.2 务必使保护测控装置与现投运设备属于同一厂家。由于各个生产厂家的产品在通信接口和通信规约方面存在差异，使得相互通信不可靠或者无法实现正常通信，导致电网故障时重要的信息无法上传监控系统，给电网的稳定运行带来隐患。建议采购的装置之间统一使用IEC61850通信规约，这样不同生产厂家设备之间难以正常通信的问题就得到了基本解决。

2.3.3 通过各专业相互协商，合理控制上送信息量。对于一座220kV变电站上送的信息量有时可达到3000多点，在站内，一般采用百兆以太网通信，此信息量可无延时传输。但是，同一时刻主站是与几十座变电站进行数据交换，大量的信息流会造成监控人员无法及时准确地分辨重要信息、信息延时上传等问题比较突出。可通过自动化、保护、运行等多个专业的共同努力，制定相应的遥信管理规范，解决此问题。

2.4 通信方面

随着变电站自动化技术在哈密电网中大范围推广，光纤通信方面也逐渐暴露出一些问题：

2.4.1 通信电源故障造成整个通信中断，时有发生。为了保证自动化通道的使用率，建立通信电源监控系统和加强通信电源维护，对变电站综合自动化系统的安全稳定运行有极大意义。

2.4.2 由于人为破坏、大风、暴雨等的影响，会对通信光纤造成破坏，其故障点又不容易定位，这对电网发生故障时进行正确判断和及时处理带来难以想象的困难。我们可以增加光纤监控系统，以提高处理光纤故障的效率，加强光纤线路的巡视和宣传力度，把隐患扼杀在摇篮中。

3 结语

变电站综合自动化系统是一个综合性的系统，涵盖多个专业领域。在具体实施时，必须整体考虑，需要我们统一规划、多专业协调合作、规范通信规约和系统管理，通过各专业的共同努力来发现和解决存在的问题，实现哈密变电站自动化系统全数字化、智能化。

参考文献

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作者简介：汪尚斌（1984-），男，甘肃天水人，国网新疆电力公司哈密供电公司助理工程师，研究方向：变电站二次设备和自动化设备的维护。

（责任编辑：陈 洁）