变电站厂站自动化系统安全问题的探索与思考

李宁

（国网陕西省电力公司安康供电公司，陕西安康，725000）

1 变电厂站内的自动化系统在安全方面存在问题

1.1 防雷接地不完善

当前应用的自动化系统多为弱电系统，其抗雷电较弱，究其原因就是在防雷接地方面的考虑不够，主要体现在以下几个方面：第一，在雷电进入电源线之后，其瞬时电压过大，如果处理不到位而直接接入电源，自动化综合设备的电源就会损坏；第二，一般情况下，通信线被引入雷电之后，其感应电压导致通信线和设备之间有电位差，电位差能够直接作用于通讯设备内串行口，微型通讯设备以及计算机设备就有被损坏的风险[1]；第三，二次电缆直接引入雷电，一次设备和二次电缆连接，雷电引起电压作用于中心计算机处理器，会导致功能板内的元件被烧毁；第四，接地措施不规范，一旦雷电与接地点接触之后是有电位差的，其会对电磁场产生干扰，前端的中心处理器无法正常运行，与此同时，如果接地电阻不规范，雷电会导致地电位升高，通讯设备的接地线会被引入中心处理器当中，前端处理器的插件就会被损坏。

1.2 数据交互速度慢

常规的自动化交互系统的监控系统和调度接入主站的方式有两种：四线模拟方式和数据低速传输，这两种数据接入后期传输速度收监控系统内光端机以及接口板的双重限制，一般其传输率较低，模拟通道内最高速率1200bit/s，数据通道最高速率通畅能达到9600bit/s[2]。但是，当前很多自动化综合站内都应用模拟通道，为了降低误码出现率，一般其传输速率仅能达到600bit/s。随着电网覆盖规模逐渐增加，监控系统和调度中心内需要处理的信息量也增加了，在传输速率较低的情况下，信息交互速度慢导致的延时已经成为当前影响电网监控和调度安全的关键因素之一。

与此同时，智能装置进行信息交互的时候，数据交互传输速率不高。现在自动化变电厂站内的设备，都是由不同厂家生产的，其型号不同，后台的监控系统在进行数据传输的时候是主要是通过LON网进行的，其串口信息传输规约都是用自身规约进行通讯，在此过程当中，接口经多次传输规约转换之后，其传输速率明显减慢，严重时会对导致数据丢失或者遥控拒动等。

1.3 电磁兼容性问题

电磁的兼容性是自动化电力管理系统主要的问题之一，也就是其抗电磁干扰能力不强，这方面虽然十分重要但是很容易被忽略。在一般设备出厂之前，仅仅针对开关、风扇、电焊机或者移动电话等基础设备做定性实验，安装到厂站内之后也只是增加分合断路器试验，没有定量指标，这也是一个安全隐患。电力系统逐渐扩展，电磁环境受影响因素越来越多，外部干扰如雷电或者短路等放射的电磁波，内部干扰如元器件布置或者生产工艺等产生的电磁干扰，自动化系统中的子系统都是弱电系统，一旦受到外部干扰就会导致传输数据错误、通讯中断或者计算机系统崩溃等问题。

1.4 接口困难问题

变电厂站内的自动化综合管理系统中对于不同类型产品的结构问题并没有做出具体规定，导致保护系统、控制系统、小电流的接地和选线、故障传输或者电压调节等于主通信控制系统、通信控制系统与集中控制系统等之间的通讯设备在交互的时候，对于不同生产商生产的产品，在进行数据接口交互的时候，需要软件管理人员花费很大的精力和时间进行数据格式的协调和通信规约方面问题的协调。产品的种类越多，进行维护和调试的时候需要投入的工作量就越大，那么产生的问题也就越严重。

2 解决安全问题的对策思考

2.1 完善防雷接地措施

（1）接地连接

交流或者直流工作时，将保护接地、工作接地以及防雷电接地使用同一组防雷接地装置，确定其接地电阻需以其中的最小电阻值为标准知，接地网必须设置成环形网的形式，防止电位差出现；在连接方式也要注意，必须是用焊接的方式，且需要多面焊接，避免出现过渡性电阻。

图1 接地基本布置图

（2）电涌保护器安装

在自动化的综合装置中，某一个模块的敏感电压元件易因电涌造成损坏，影响控制系统的使用寿命，且会导致已存储数据的丢失或者损害。为了保护其安全可靠运行，加装品质好、可靠性强的保护器是既经济又安全的方法，可以有效的消除过高电压进入导致的运行系统缺陷。

（3）通信网络线路完善

为了防止雷电电压或者其他过量电压信号输入，其所接入到系统中的通讯线路、电压或者电流的二次线需应用屏蔽导线，且其屏蔽层的两端必须可靠接地，防止运行装置受到影响。

图2 信息交互系统结构图

2.2 提升信息交互速度

将所有应用的通讯网络充分利用，在变电站内增加网络设备，实现综合站与主变电站之间数据转换。对于智能设备通讯传输，需注意以下几点：首先对其通讯设备合理分配荷载，采用分布式分层的通讯结构，对通讯网络的信息传输功能进行细致划分，如果是实时性的数据，就需要利用高性能数据新传输，也要合理设计通信网络，灵活组合，具备扩展性，调试维修更加节省时间；其次，尽量选用符合国际标准要求的通讯接口，系统升级起来更加方便；此外，不同变电站类型不同，要充分考虑具体情况和实际特点，采用延展性强且灵活多样的拓展型通信网络系统。

2.3 防电磁干扰措施

对电磁干扰进行抑制或者或者消除可从三个方面入手：第二，在一、二次电力系统中进行屏蔽层和隔离层的设置，保证屏蔽层实现安全接地或者使用光电隔离措施进行屏蔽或者隔离；第二，一、二次控制系统接地措施必须适当，降低瞬变高层电压幅度值，尤其是瞬变电压差减少，可提升系统安全性；第三，在电源输入侧加装电源滤波装置，例如隔离变压器等，由其输出端直接为计算机系统供电，或者通过UPS电源直接为计算机系统供电，可以对电磁波的干扰进行抑制[3]。

2.4 设备订货及选型

当前自动化电力系统中所应用的设备较多，但是不同的生产商所生产的软件兼容性不强，在接入到监控和调度系统的时候都要进行接口或者规约的转换，很多功能无法实现且运行时可靠性不强。这就在设备的订货以及选型时，尽量选用统一个生产商的产品，同种接入方式和通讯规约，无需繁琐的转换环节；另一方面，在选用设备之前要进行实地考察，选用正规生产商，定点采购，保证设备之间的兼容性以及可扩展性，可以防止各生产商之间出现互相推卸责任的现象，后期的维护和调试也更节省时间。

3 结语

自动化变电厂站系统的安全性与可靠性，直接影响着供电系统，一旦出现故障就会影响所有用户。针对当前此系统中在安全性方面存在的问题，除采取以上措施之外，也需要相关工作人员定期进行系统检查和维护，以保证供电系统的质量。