自动化技术在无人值守变电站运行中应用分析
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摘要：。本文就自动化技术在无人值守变电站运行中存在的问题进行了分析，并对其提出了相应的解决措施。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。可提供参考。
关键词：自动化技术；无人值守变电站
1 变电站自动化技术概况
1在功能上远动系统可以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)数据采集、处理功能，可采集变电站的各种状态量、模拟量、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；
(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、变色提示等方式，对母线电压、线路负荷、系统频率、中性点电压、母线电流平衡、直流电压越限情况进行监视；
(3)继电保护监控功能，包括向监控系统传送自检报告及事件报告等。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；
(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，自动对无功及电压进行调整，使母线电压控制在合格范围内；
(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；
(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 变电站综合自动化系统的特点
变电站无人值班运行是变电站运行管理的新模式。实现这一模式的技术基础是变电站中的测量、监视、保护、控制等二次设备具有高度的安全性、优越的协调性与兼容性，而变电站综合自动化系统的运用显然是实现变电站无人值班运行的有效途径，它依赖计算机技术和现代通信技术的发展而发展，从全局出发，对变电站二次系统进行优化设计，其功能和技术指标可以实现和满足变电站自动化系统的全部功能和技术指标，代表了变电站自动化技术发展的一种潮流，主要具有以下几方面的特点：
(1)功能综合化。变电站综合自动化技术是建立在现代计算机技术、数据通信技术、数字信号处理等技术基础上发展起来的，它综合了变电站内除交直流电源以外的全部二次设备功能。它以微机保护和计算机监控系统为主体，加上变电站其他智能设备构成功能综合化的变电站自动化系统。
(2)设备、操作、监视微机化。综合自动化系统的各子系统全部微机化，其内涵中还包括系统的功能软件化和信号数字化的内容，完全摒弃了常规变电站中各种机电式、机械式、模拟式设备，大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。操作、监视完全微机化，通过人机联系系统对变电站实施监视和控制。
(3)结构分布、分层化。综合自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU分别完成不同功能，由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。这样的综合系统往往有几十个甚至更多的CPU同时并行运行，以实现所有综合功能。
(4)通信局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。因此，系统具有较高的抗电磁干扰的能力，能够实现高速数据传输，满足实时性要求，组态更灵活，易于扩展，可靠性大大提高，而且方便施工。
(5)运行管理衢能化。智能化的表现是多方面的，除了常规自动化功能以外，如自动报警、报表生成、电压无功调节、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等方面，还具有强大的在线自诊功能，并实时地将其送往集控中心，即以主动模式代替了常规变电站的被动模式，这一点是与常规二次系统最显著的区别之一。
3 变电站自动化技术的优越性
变电站实行无人值守不论从经济效益还是社会效益看都具有重要意义，概括如下：
（1）可减少误操作事故的发生，有利于安全运行。对集控人员来说，在计算机上进行操作，意图明确，无中间环节，无位置的移动，而且计算机很容易实现名称、编号之间不对应的闭锁和报警，加上完善的监护程序使监督到位，可避免发生误操作。
(2)“四遥”功能在运行中发挥积极作用。首先，强大的遥控功能给操作提供了极大的方便，尤其在电网处于缺电的情况下，地调的压、送负荷是一项繁重的工作，而在集控进行操作时，每操作一个开关只要20秒，因此，可以方便快速地进行。遥测和遥信技术实现了运行数据和信号的实时传送，且及时准确，既节约了人工抄表的时间，又消灭了视觉误差，使电网管理上了一个新台阶，它在日常运行监视中发挥着重要作用。
(3)节约变电站基建投资，占用土地较少。由于变电站实行无人值班，不用建生活设施，控制室采用集中控制，面积小，符合国家节约用地的原则，也减少了投资。
4 实际运行中遇到的几个问题
(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。如果有多个无人值班站，各站的保护配置情况大致相同，可是由于各站使用的保护装置生产的厂家不同，各厂家的保护术语也不同，来自不同变电站的保护信号也有较大的差异。就会导致开关跳闸后操作队需要到现场才能解决保护动作问题，这样势必延长了停电时间。
(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：一是一次、二次设备在运行过程中造成的遥信误动或抖动，动或抖动。二是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。
(3)系统的实时性。有人值班的常规远动RTU因采集和处理的数据量相对较少，实时性能达到了有关标准规定的技术指标。其中还涉及到网络的选择和数据库设计等问题。是一项重要的也是具有实际意义的工作，今后应加以改进。目前普遍存在以下几个问题：①由于强电磁场干扰造成SOE的可靠性不太高，误动现象较频繁，从而影响了SOE的实用性。处理该问题的方法与遥信一样，一般在输入回路中加入滤波电容，在软件中加入软件滤波等。②S0E的分辨率问题。因为SOE的分辨率和误动是一对矛盾，解决了误动问题，同时降低了分辨率，SOE还与监控程序的扫描周期密切相关。因此，只有提高扫描周期并正确处理好SOE误发问题，才能使SOE分辨率达到有关标准的要求。③S0E的时钟统一问题。目前存在的问题是：全系统时钟不统一，许多系统是利用计算机内部时钟，显然误差较大，很多信息无法正确判断。
(5)远动信号死机。在现实中由于很多远动设备都是采用集成电路插件或模块组成，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。
5 变电站自动化技术发展的特点
纵观目前变电站自动化发展的总趋势，可从不同的角度来描述：
(1)从集中控制、功能分散型向分散(层)网络型发展。传统的保护、远动及所级SCADA系统是按功能分散考虑的，发展趋势是从一个功能模块管理多个电气设备和间隔单元，向一个模块管理一个电气单元或间隔单元，实现地理位置高度分散的方向发展。
(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)从传统控制向综合智能方向发展。首先由计算机控制取代传统控制，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。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。
(4)从室内型向户外型演、变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。
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。
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