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變電站綜合自動化系統在哈密電網中的應用
摘要：文章針對變電站綜合自動化系統在新疆哈密電網中的應用現狀，分析了變電站綜合自動化系統發展的趨勢，提出了變電站綜合自動化系統存在的一些問題及相關的解決措施。
關鍵詞：變電站;綜合自動化;四遙;RTU;哈密電網
變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，是電力系統生產活動的基本單元，是企業安全生產的基礎。到目前為止，哈密電網所轄的所有電壓等級變電站已全部采用綜合自動化系統，為保證電網高效、安全、穩定的運行奠定了堅實的基礎。
1 現狀及發展
哈密電網變電站綜合自動化系統起步于2008年，最初普遍采用集中控制式RTU(煙臺東方電子的增強型分布式DF1331型)，工作原理是通過變送器采集一次設備的電流電壓等測量值和使用數字接口電路對一次設備的運行狀態采集，并將這些狀態量送至CPU主機進行集中處理。與主站端的通訊規約主要為新部頒CDT，通過四線制電力線載波把廠站端遙信、遙測上傳至主站。
目前，對于變電站綜合自動化系統有多重理解，比較普遍的一種定義是以微機保護和計算機監控系統為主體，將變電站的遠動裝置、繼電保護裝置、自動化裝置、信號系統等通過重新組合和優化設計，以高速以太網為媒介，使用先進的計算機技術、信號處理技術和通信技術，實現了對變電站一次設備運行狀況的自動監測和自動控制，并且使用調度數據網設備通過通訊網絡實現了自動化信息的遠傳。在哈密電網建設中，主要以北京四方、長園深瑞、南瑞繼保等廠家的產品為主來搭建變電站綜合自動化系統，與主站端通訊采用IEC 60870-5-104網絡規約，通過調度數據網實現了“四遙”功能。隨著科學技術的不斷發展，光纖通訊技術、智能化開關、光式電流電壓互感器、一次設備在線監測技術將會在變電站綜合自動化系統中得到很好的應用，這勢必會對哈密電網變電站自動化技術產生深遠的影響，全數字化、智能化的變電站自動化系統在不久的將來會普及到哈密每個變電站。
2 存在的問題及相應的解決措施
2.1 遙測采集
保證數據的精確度是變電站綜合自動化系統對采集遙測值的基本要求，不失真的數據才能有效準確地反映變電站負荷情況。但是，保護裝置和測控裝置對數據的精確度又不盡相同：保證數據在任何情況下不失真是保護裝置的基本要求，然而對數據的精確度要求不是很高，一般大于0.5級就可滿足裝置的運行要求。相反，測控裝置則對數據的精確度要求較高，一般要大于0.2級，這有可能會造成在發生短路時，瞬間增大的故障電流不能精確測量。在35kV、10kV線路裝置的設計中將保護和測控實現了一體化，因此，在優先滿足保護要求的前提下必將犧牲精確度。
為了解決這一突出問題，建議采用雙采樣模塊，即將保護和測控的交流采樣分開，以最大限度地發揮各自的優點，確保電網可靠、高效的運行。
2.2 遠方控制
隨著無人值守變電站的快速推廣，遙控操作就顯得相當重要。雖然遙控的成功率比較高，尚能滿足需要，但還存在一些不足：
2.2.1 部分廠站端只設置了一臺監控主機，通過后臺機的監護和操作只能在單后臺上進行，雙人操作和監護模式形同虛設。為了解決此問題，可通過配置雙后臺，一機操作，一機監護，雙機互為備用，已達到雙人雙機的可靠操作模式。
2.2.2 大部分廠站端主機的操作系統采用Windows XP系統，極易感染病毒，造成系統運行慢和頻繁死機，使得遙控無法成功，建議定期殺毒和備份數據或者采用Unix操作系統。
2.2.3 由于運行人員的疏忽，例如未投遙控壓板，常常造成遙控不成功，這給維護人員增加了額外的工作量。可通過加強運行人員專業知識的培訓，增強責任意識，避免類似的問題再次發生。
2.3 管理方面
在哈密電網發展中，變電站綜合自動系統起步較晚，在管理方面缺乏經驗，給電網的正常運行和日常維護帶來了不便，需要自動化等專業人員的不懈努力。
2.3.1 轉變觀念，提高自動化人員的專業水平。隨著電網的飛速發展，自動化專業人員維護的設備范圍增大，不僅有RTU的維護，還有調度數據網、PMU、故障信息子站、圖形網關機等設備。同時，變電站綜合自動化系統采用的設備型號也比較多，如長園深瑞、南瑞繼保、北京四方、許繼集團、國電南京自動化等，這就給維護人員掌握其維護知識增加了難度，導致出現過度依賴廠家的現象。可通過邀請廠家專業人員的授課和建設自動化實驗室的方式，改變自動化專業人員的舊觀念，提高了業務技能和專業水平。
2.3.2 務必使保護測控裝置與現投運設備屬于同一廠家。由于各個生產廠家的產品在通信接口和通信規約方面存在差異，使得相互通信不可靠或者無法實現正常通信，導致電網故障時重要的信息無法上傳監控系統，給電網的穩定運行帶來隱患。建議采購的裝置之間統一使用IEC61850通信規約，這樣不同生產廠家設備之間難以正常通信的問題就得到了基本解決。
2.3.3 通過各專業相互協商，合理控制上送信息量。對于一座220kV變電站上送的信息量有時可達到3000多點，在站內，一般采用百兆以太網通信，此信息量可無延時傳輸。但是，同一時刻主站是與幾十座變電站進行數據交換，大量的信息流會造成監控人員無法及時準確地分辨重要信息、信息延時上傳等問題比較突出。可通過自動化、保護、運行等多個專業的共同努力，制定相應的遙信管理規范，解決此問題。
2.4 通信方面
隨著變電站自動化技術在哈密電網中大范圍推廣，光纖通信方面也逐漸暴露出一些問題：
2.4.1 通信電源故障造成整個通信中斷，時有發生。為了保證自動化通道的使用率，建立通信電源監控系統和加強通信電源維護，對變電站綜合自動化系統的安全穩定運行有極大意義。
2.4.2 由于人為破壞、大風、暴雨等的影響，會對通信光纖造成破壞，其故障點又不容易定位，這對電網發生故障時進行正確判斷和及時處理帶來難以想象的困難。我們可以增加光纖監控系統，以提高處理光纖故障的效率，加強光纖線路的巡視和宣傳力度，把隱患扼殺在搖籃中。
3 結語
變電站綜合自動化系統是一個綜合性的系統，涵蓋多個專業領域。在具體實施時，必須整體考慮，需要我們統一規劃、多專業協調合作、規范通信規約和系統管理，通過各專業的共同努力來發現和解決存在的問題，實現哈密變電站自動化系統全數字化、智能化。
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