配电变电站自动化现存问题与解决措施分析

胡向坤 徐晓东

摘要：配电变电站是配电网的重要组成部分，因此配电变电站的自动化程度的高低，直接反映了配网自动化的水平。但现在国内配电变电站运行中仍存在一些技术问题，基于此，笔者对这些问题进行了分析，并给出了可供参考的解决措施。

关键词：配电;变电站;自动化;问题;解决措施

1温、湿度影响启动

输电网中的变电站和配电变电站使用的自动化设备基本一样。但是大多数配电变电站在设计的时候没有设计空调和冬季采暖设备，因此配电变电站所采用的微机远动装置（RTU）和输电网一样的话，在冬季或温度过低的时候就会出现启动困难，甚至无法启动的现象。很多RTU制造厂家使用的芯片为民品级的，民品级芯片的工作温度为0℃～55℃，由于冬季我国北方大部分地区气温恶劣，变配电站室内温度有时候会降到-15℃以下，温度低使RTU设备难以启动，最终使设备无法正常工作。为克服RTU设备低温启动困难问题，一些制造厂家在重要的环节采用工业级芯片，但使用工业级芯片会使设备制造成本大大增加。通过对器件在严寒环境中运行特性的深入研究得出，假如RTU以不间断的运行状态进入低温环境，通常情况下，RTU可以延续自己的工作状态，即便工作环境温度在-15℃以下。正是因为器件运行过程中自身发热，器件自身发出的热可以维持器件自身在严寒条件下工作所需要的管芯极限温度。所以，在低温环境中不能选用低功耗的器件。在严寒环境中万一设备掉电或人误操作停机，停机后器件自身就不会再发热，而且环境温度低芯片自身温度会极速降低，这样给设备的再启动带来巨大困难。研究表明，要提高RTU设备的启动成功的概率，就必须在每次开机后给RTU设备一段充分预热时间，等到设备预热完成后再启动设备。因此可以将工业品级芯片用在能在严寒工作环境下的监视定时器（WDT）设备上，民用级芯片依然用在RTU和其他设备上。监视定时器（WDT）一直保持正常运行，假如RTU没有被正常启动，经过一个时间阶梯后就会使监视定时器（WDT）产生报警，同时对RTU再进行启动，假如再启动不成功会一直重复此过程，直到RTU启动成功后结束此过程。另外，采用环境机箱，使用半导体元件PTC加热，从而使环境机箱的温度适合设备启动运行的要求。半导体加热元件PTC和抽、排风机一起配合使用，还可以有效地降低环境机箱和设备湿度，起到除湿和预防结露的作用。但是这种方案的缺点是PTC断电后再送电时需要较长的一段时间才能将环境机箱的温、湿度加热到机箱所需温、湿度。这个缺点会对配电自动化系统启动、响应时间产生较大影响。

2状态量采集的准确性

变电站采集的状态量有断路器的状态、隔离开关状态、有载调压变压器分接头的位置、同期检查状态、继电保护动作信号、运行告警信号等。这些信号都以状态量的形式，通过光电隔离电路输入计算机。采集过程中，任何一个错误都会影响电网的安全稳定运行。第一类是能反应实际动作情况（如差动、瓦斯、压力释放）继电保护出口继电器的触点，这些触点由于都是银质，接触电阻非常小，安装在电子间里，不用经任何转换在弱电回路（24V或12V）中可以直接接在带有光电耦合隔离器的SI卡件上。第二类是必须经过转换才能接入计算机系统的触点。这些触点的作用是在强电回路中（220V或110V）接通和断开转换继电器线圈的励磁回路。由于这些触点与转换继电器的线圈励磁回路是同步的，所以转换继电器的银质触点就同步反应了刀开关和断路器的分合状态从而反应刀开关和断路器的位置。在弱电回路中转换继电器的触点可以直接接入带有光电耦合隔离的RTU开关输入板件上。由于转换继电器的线圈励磁回路接在强电回路中（110V或220V），可以有效避免由于灰尘导致的接触电阻大和辅助触点表面氧化性问题，又由于转换继电器还可以起到隔离作用，使系统的抗干扰能力大大提高。第三类是同第二类触点一样必须经过转换继电器转换的触点，比如反应断路器和刀开关故障信号的触点。采用遥信转换继电器收集开关量状态。采用转换继电器采集信号虽然准确性得到了提高，但是转换继电器自身有动作延时时间的问题，所以会使SOE的分辨率下降。一般认为，在配电系统自动化中使用时，SOE的分辨率范围可以稍有放宽。

3小电流接地装置如何正确选择线路

如今每个变电站都至少有一台小电流接地装置，来帮助运维人员及时发现故障，并解决问题。但市面上的小电流接地装置，只在线路数量必须大于4路的情况下才会正确的选择出哪条线路发生了故障。当出线线路数小于4路或更少时，就不能正确的选择故障线路，甚至有时选线装置就失去了选线功能。为了实现选线结果远动，必须把RTU和小电流接地装置通过某种硬件连接方式连接起来。大多数生产厂家会在装置上配备2种标准接口方式：一种是遥信方式通过信号继电器隔离触点接入;还有一种是采用标准的串口方式（RS-485）接入。

4开关有跳跃现象

如果线路发生了故障，运行人员在远方进行合闸操作时，假如将断路器合到故障线路上时，断路器保护装置会使断路器再次跳闸，如果合闸脉冲信号一直存在，开关会在合闸与跳闸之间反复跳跃，发生重大危险。为了使跳跃现象不发生，开关的防跳机构必不可少。配电变电站开关自带有防跳机构的可以直接接入RTU的板件上;配电变电站开关没有自带防跳机构的，配电变电站在自动化改造时必须增加防跳机构后再与RTU相连接。

5结语

自动化技术在智能变电站发展中扮演着重要角色，同时对于整个电力运行系统也是至关重要的。如今，有关部门要加大对自动化技术的投入力度，制定完整高效的相关制度，建立科学的电力资源配置体系，不仅如此，相关技术人员也应该注重自动化技术在智能变电站中的利用，并通过专业培训提高自身的工作能力，深入研究各个工作项目的联系，为国家电力运行系统贡献出自己的力量。

参考文献

[1]任立新.变电站电气自动化与电力安全运行研究[J].设备管理与维修，2019（04）：117-118.

[2]陳照东.智能变电站与常规变电站的运行维护差异分析[J].电子技术，2020，49（06）：168-169.