第1个回答 2023-01-28
【摘 要】本文阐述了变电站自动化技术和运行中常碰见的技术问题及措施，根据实践经验对其技术未来的发展趋势进行了分析探讨。 【关键词】变电站；自动化技术；运行；发展
1 变电站自动化技术
1.1 在基础设施上
首先，为确保主设备可靠，110kV及以上断路器选用GIS、SF6断路器，10kV采用真空断路器，一般采用两台主变压器配置；控制对象具有遥控、遥调、遥信、遥测条件，如变压器有载分接开关能遥调，其位置能遥信，主变温度能遥测；断路器具备遥控条件，其位置能遥信；需遥信的隔离开关配备遥信辅助触点，需遥控的隔离开关具有电动操作机构；站用变配置两台，均装有自动投切装置。二次设备完整，继电保护配置完备，继电保护和中央信号等应具有遥信条件。直流系统选用可靠性高、维护工作量少的“免维护”蓄电池，实现直流母线电压的遥测，同时装有绝缘监测装置及对蓄电池、硅整流充电装置运行状态进行监侧。一、二次设备及建筑物满足安全生产（如防火、防盗、防小动物、防水）的要求，且与环境相协调，并装有通风系统。满足防尘要求。
1.2 在功能上
远动系统以RTU为核心，是属于集中式、单CPU的自动化设备，具有完备的遥测、遥信、遥控、遥调功能及其他扩展功能。主要体现在以下方面:
1.2.1 数据采集、处理功能，可采集变电站的各种状态量、模拟、数字量及开关量，将采集来的数据进行一系列处理以及校验，计算出未知参数，如功率因数、有功功率、无功功率等，能正量验确反映现场一、二次设备的实时运行状态，监控员可根据设备状态和遥测值判断系统是否运行正常；
1.2.2 安全监视与报警，包括越限报警与异常状态报警，进行事件顺序记录、事故追忆等，采用报警行、音响提示、闪烁报警、，对母线电压变色提示等方式压、母线电流平衡、线路负荷、系统频率、中性点电、直流电压越限情况进行监视；
1.2.3 继电保护监控功能，包括向监控系统传送自检报告事件报告等，能正确向监控系统传送保护实时状态，在保护动作后能及时发送跳闸时间、跳闸元件、相别、动作值等信息；
1.2.4 自动控制功能，包括系统接地保护、备用电源自投、电压和无功控制等，对安装有VQC装置的有载变压器和电容器，能根据规定的电压曲线及无功要求，自动对无功电压进行调整，使母线电压控制在合格范围内；
1.2.5 控制操作功能，实现对断路器、电动隔离开关进行分合控制，对主变及消弧线圈分接开关进行调节，且满足“五防”要求，并对同时来自不同地点的操作命令具有闭锁和防跳功能，对操作口令、操作权限不符的操作具有闭锁功能，能够预防出错，即操作安全性能、对外保密性能好，防止因非操作人员或操作员失误造成系统故障；
1.2.6 监控系统具有自诊断功能，所有数据采集、控制、保护等主要单元模块故障能自诊断出故障部位，并具有失电保护、上电自检、自复位至原运行状态的功能，当数据采集出现非法错误时，能输出出错信息并报警且闭锁故障单元，将故障内容及发生时间记录在事件一览表中。
2 实际运行中遇到的几个问题
在实际运行中，变电站自动化系统也出现了一些问题，有些问题潜在影响到变电站的安全、可靠和稳定运行，下面针对变电站自动化系统在实际运行中出现的问题加以阐述:
2.1 协调好保护与监控系统的关系。为了确保综合自动化系统运行的可靠性和安全性，协调好各子系统的关系显得十分重要，变电站自动化系统必须重点加以保护、监控，并处理好各智能设备之间的关系，如数据传输规约、可靠性、实时性等；同时，传统的继电保护与调度通信专业不能整合一定程度上影响了检修维护工作，这点在当前国网公司“五大”体系建设中已明确进行资源整合。
2.2 遥信信号误报、漏报与抖动。遥信信号直接反映了电网运行方式及变电站相关设备的运行状态，它是电网自动化系统中最基本、最重要的信息之一，特别要求可靠、实时。但在实际运行中误报、漏报现象较突出，必须很好地加以研究和解决。引起遥信误报、漏报或抖动的原因主要有两个:①一次、二次设备在运行过程中造成的遥信误动或抖动，如断路器辅助触点不对位或接触不良，引起遥信误动、振动或短时间抖动等，二次回路中信号继电器因性能不稳而出现电颤、触电接触不良等，故造成遥信误动或抖动。②由于遥信装置本身引起误动或抖动，如长线传输受到静电和工频干扰，产生遥信误动和抖动。
2.3 系统的实时性。无人值班变电站，其系统实时性有一定制约:①由于数据在发往集控中心的过程中处理传送环节较多；②由于总体结构设计中存在较多的瓶颈，数据传输不畅，等待时间长，其中还涉及到网络的选择和数据库设计等问题。
2.4 事件顺序记录SOE。事件顺序记录(SOE)是提高处理电网事故应变能力和提供准确分析事故的重要手段。系统中无人值班站越多，其功能就显得越重要，特别是在事故时，可以提高集控人员处理事故的准确性，缩短处理事故的时间，实用性很强。
2.5 远动信号死机。在实际应用中，由于很多远动设备都是采用集成电路插件或模块组成，受外界环境如温度、灰尘等影响较大，从目前运行情况来看，经常会出现远动遥测板、遥控板、遥信板死机，特别是在夏季高温天气表现得更为突出，致使“四遥”功能不能正常发挥作用。
3 变电站自动化技术发展趋势
目前变电站自动化发展的总趋势，可从不同的角度来描述:
3.1 从集中控制、功能分散型向分散(层)网络型发展。综合自动化采用现场(I/O)单元控制装置就近综合处理，通过引入局域网((LAN或以太网)技术将所有智能装置连接在一起，各节点的智能或控制装置或间隔单元和所级测控主单元，通过所级测控主单元与就地SCA-DA主站系统联网，完成对现场的协调控制和监视管理。
3.2 从专用设备到平台。传统方式中，每个控制或保护功能都为专用设备，种类也多。现在计算机技术的发展使设备的功能仅由软件决定，硬件因I/0所要求的类型和数量而异。因此，开发通用标准型和灵活的硬件和软件平台，以适用于所有保护和控制。系统将具有开放性和数据一致性的特点。统一遵循国际标准，便于不同厂家相互接口和维护使用。
3.3 从传统控制向综合智能方向发展。主要表现在采用了光纤通信，减少了电缆使用量；计算机CRT显示或大屏幕显示可以取代传统的模拟屏:减少了控制室面积，并且显示系统可扩；可维护性大大增强:调度集控中心的运行人员可以获取更多的结构、更合理的实时信息；提高了调度集控中心对电网调度管理控制的性能；操作更方便、更可靠。从计算机控制向综合智能控制发展，主要表现为电气设备的小型化已向机电一体化方向发展以及控制和保护的整体化。将控制、保护系统与一次设备就近安装在一起，向着智能型装置发展。
3.4 从室内型向户外型演变。由于被控对象多在户外，因此要求控制设备、保护设备按一次间隔单元分散安装或现场安装，这就是通常所指的户外型RTU和间隔级I/0单元及分散型单元保护装置。
3.5 从单纯的屏幕数据监视到多媒体监视。计算机控制、信息处理及通信技术的发展，将使计算机监控从静、动态实时数据向声、像辅助监控等多方位发展，以适应电力系统的需要，特别是电力市场的需要。其中利用工业电视提供的视觉信息、应用计算机图像识别技术，将有可能迅速地辨别图像或将多个相关图像进行综合判断，及时发出处理指令，进一步扩大与提高电力系统的功能和水平。
4 结语
总之。变电站自动化技术是一项涉及多专业、多方面的系统工程，具有完善而丰富的功能，能适应现代电力工业生产发展的需要，同时它具有显著的特点，且能满足生产与运行方面的各种要求，在智能化时代，必将获得更快发展。