变电站综合自动化改造问题与解决方案

变电站综合自动化改造问题与解决方案

罗烨

平南县宇能投资有限责任公司 广西壮族自治区 537300

摘要：目前，科学技术的发展迅速，我国的变电站建设的发展也有了很大的改善。国家电网公司“三集五大”体系建设的深化，变电站“无人值班，少人值守”的大力推进，变电站综合自动化已是提高电网安全稳定运行水平、降低运维成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。对此，国内新建变电站无疑是按当前发展迅猛的智能设备配置和较成熟的自动化技术水平来建设的。此外，对于运行了10年及以上的常规变电站，需按“国家电网公司生产技术改造和设备大修原则”（以下简称“原则”）进行变电站综合自动化改造。

关键词：变电站综合自动化；改造问题；解决方案

引言

城市的快速发展有赖于电力资源的支持，随着电能需求扩大，为了保证用户的安全用电，提高电力企业供电服务水平，电力建设事业加大了对变电站的升级投入，在电子化信息技术不断发展的今天，变电站的综合自动化和监控也开始受到相关电力技术人员的关注。由于变电站通常建立在人烟较少的偏僻地带，其运行维护工作不好展开，因而对其自动化和监控技术的研究就显得特别有意义，基于此原因，本文将就此进行简要分析，希望有助于电力企业对变电站的管理，保证变电站安全稳定的运行。

1变电站综合自动化改造系统结构及功能分析

（一）系统结构变电站的结构主要包括以下几种：1.集中式结构变电站大多采用集中式结构，实现对变电站所有数据的统一管理，监控系统线路的不同运行状态，完成调度中心和数据库的信息交换。2.分散式结构将各个组成部分进行有序划分，并将其分配在高压设备开关的旁边，极大地提高数据处理水平，易于拓展和维护。3.分层分布式结构通过间隔层、通信层和站级监控层进行数据的交换和传输，监控变电站的运行状态和故障预警，提升变电站运行的可靠性。4.集中和分散结合式系统该系统适用于规模较小的变电站，易于安装和维护。（二）系统功能1.数据监测管理人员根据传感器反馈的实时数据进行电路调试，全面获悉变电站运行过程中的模拟量、开关量和脉冲量，并对突发性事件进行及时处理。2.监控功能利用良好的人机交互界面进行系统运行状态量的监控，采用机器和手动操作的方式实现人机通信。3.安全监控面向变电站的各种操作过程和运行过程进行安全监控，将损失降至最低。

2变电站综合自动化体系与监控的相关技术

（1）信息采集处理。目前主要是交流和直流两种采样技术,通过先进的扫描设备周期性对对模拟数据进行采集，收集变电站各设备、组件运行时的状态参数、变电站进出线端功率、电压等，获取输电过程中各种意外状况，如跳闸、故障警报时的状态数据，通过智能开关对不同数据自动记录，建立实时、开放、动态的系统数据库，经快速便捷的查询，进行对应的分析处理，检查有无异常并上传问题及时处理，实现数据库在线信息数据采集和处理工作同步。

（2）保护技术。变电站所涉及的设备、电子构件、线路繁多，长期运行过程中总会出现问题，除了人工检查维修，还可以设置自动化保护装置，对系统的运行状态进行判断，当保护设备收到故障、问题反馈信息时，可自动进行分析，并及时作出相应的反应处理，实现在线维护。若出现较大故障，可记录故障的相关信息，并发出报警提示，然后接收指令，按要求处理系统故障，减少事故安全隐患。

（3）远程监控技术。远端终端装置可自动采集模拟量、状态量以及脉冲量等正常运行时的相关数据信息，以及设备故障时、继电保护装置启动时的参数变化，并借由通信网络传送到远端控制装置，实现设备与地面监控中心之问的通信与数据中转，远程调度人员可由此了解全站运行工况，对数据进行分析并发回控制和调节操作指令，变电站再依次作出具体反应，从而实现遥测、遥信、遥控功能。

3变电站综合自动化改造优化

3.1计算机监控系统

普提站计算机监控系统为国电南瑞科技公司的NS2000系统，间隔层测控装置为NSD500,远动工作站、保护管理机为NSC200型。该系统目前的主要问题有4个。1）站内监控操作员站及主机运行缓慢，经常死机，对监控系统的安全运行造成影响。2）间隔层测控装置近年来不断出现遥测遥信、CPU和电源等插件故障，违反国网公司十八项电网重大反事故措施中关于“微机保护（自动化）装置的开关电源模块宜在运行6年后予以更换”的要求。3）远动工作站及保护管理机已无备用接口，对高版本装置的兼容性受到制约，不能满足国网标准的103规约传达。4）该远动工作站只有其中1台为主机时，省调控中心才能进行遥控操作，无法进行主备机切换，且多次出现至省调的104规约通信中断的情况，对整个变电站的安全稳定运行有较大的影响。基于上述问题，建议对该站计算机监控系统进行整体改造，更换为一套一体化监控系统。

3.2分布分散式

从逻辑角度讲，该结构系统可以将整个变电站的自动化控制分成两层，分别为变电站层，也可称之为站级测控单元，和间隔层，也可称之为间隔单元。部分情况下，也可分成三层，分别为变电站、通信与间隔层。这一系统最大的特点在于设计是按照元件及断路器具体间隔来进行的。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。对于测控单元，能直接安装于断路器柜，也可安装于断路器间隔周围，互相依靠光缆来通信。该系统的引入象征着变电站正向自动化方向快速发展，能有效减少电缆的使用，避免采用电缆进行信息传送时产生电磁干扰，保证运行可靠性、维护便利性与可扩展性，绝大部分现场工作都能在厂家进行。该结构方式主要具有以下优势特点：①提高系统适用性；②间隔单元直接安装于变电站间隔；③软件控制功能更加强大；其四，使变电站二次配置更加简单，能有效减小控制室面积；其五，使变电站不同二次设备之间更容易的互联，减少电缆的使用；最后，结构具有很高的可靠性，且组态十分灵活，能为检修提供便利。

3.3改造施工过程中设计变更的控制

变电站综自改造施工过程中，难免遇到初设图纸与现场改造实际不符的情况，此时需要设计变更，进一步明确现场施工的合规性。设计变更可能缘于方案的进一步优化或外部条件的变化。方案的进一步优化是有利于工程造价的控制和设备安全高效的改造及投产；外部条件的变化，如恰遇新规新措施的实施，相应的设计变更也是必要的。对此，施工单位和设计单位应及时沟通，将设计变更在相关部分还未施工之前，以避免返工带来的浪费。

结语

综上所述，根据国家电网生产技术改造和设备大修原则、相关反事故措施的要求，对变电站综合自动化改造存在问题进行分析并提出解决方案，是保证综自改造技术方案优化、工程造价合理、施工安全高效的先决条件。该文以500kV普提站综自改造存在问题为例，重点分析了计算机监控系统、部分系统继电保护装置、通信系统通信电源、站用直流系统及UPS电源等老旧且不满足国网反事故措要求的设备，通过相应改造方案的实施以解决设备老化和消除设备安全隐患，提高变电站的整体运行安全性与可靠性，是非常必要的。相信该文有助于我们对变电站综合自动化改造任务的理解和问题的分析与解决。

参考文献

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