探讨变电运行自动化系统的问题及对策

文／宜昌供电公司调度通信中心 吕伟／

0 前言

电，一种长时间、大范围、高集中使用的清洁能源，在为国家经济发展做出贡献的同时，自身也面临着一系列问题。电力资源在传输过程中会出现损耗现象，再加上我国幅员辽阔，电力损耗问题已经成为影响电力输送的重要因素，同时电力资源的危险性也要求在电力工作中要加大科技投入，实现运行自动化，减少人员的操作量。要解决好这些问题，首先要了解电力系统及其自动化的主要内容，电力系统一般包括发、变、输、配四个环节[1]，每一个环节都关系到电力资源的正常、安全使用，电力系统自动化是指电力能源在从无到有，再到使用的具体过程中，借助现代科技，实现电力系统控制中心自动化、电厂自动化、变电站自动化、配电自动化和电力资源管理自动化等。这些自动化的实现都要依靠计算机技术和网络技术的大力支持。变电站系统自动化的实现可以帮助国家减少电力资源在传输过程中的浪费，还可以减少员工数量，提高电力企业的经济效益，同时变电站系统的自动化可以实现电力资源的低能耗输送，保证了能源供应、国家能源安全和广大居民的正常生活[2]。当前，变电站自动化系统已经广泛应用于地电系统的各级变电站中，在实际运行中，变电站自动化系统充分发挥了技术先进、运行可靠等特点，依靠变电站自动化系统的广泛应用，对变电站实现保护监控系统的升级换代、提高了变电站的自动化程度，同时自动化系统的运行还实现了自动抄表、数据建模、数据统计分析、智能操作管理、调度自动化，为建设无人值班变电站的长远目标打下了基础。然而，在变电站系统实际运行过程中，变电站自动化系统经常会出现一些问题，有些问题甚至已经影响到了变电站的安全、可靠和稳定运行。因此，必须依靠现代科技，采取措施，保障电力的正常供应。

1 变电系统在实际运行中存在的问题

1.1 后台机监控系统问题

目前，陕西省地方电力系统县级变电站基本上都采用了后台监控机系统，这套系统可以大大简化人力劳动，但是由于设备的更新换代跟不上，对软件的升级和后期的维护无法保障，加之人员培训不到位，这些严重影响着后台机正常功能的发挥，有的甚至不能满足日常工作的需要，同时，电力系统后台机长时间不间断、超周期运行，以及系统软件更新不及时，在实际运行中，已经多次出现了后台监控机由于人为和监控机本身等原因导致系统瘫痪不能正常工作的情况，在陕西省地方电力系统有的变电站一年内就发生事故数次，这些原因多由人为因素引起，严重影响了变电站的整体运行。

（1）硬件设备问题

硬件问题是当前面临的主要客观问题，由于后台监控机要求实时运行，处理的数据量比较大，响应速度快，而且处在强电磁环境，所以一般普通计算机无法满足要求，必须选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作，抗干扰性能强，能够实时运行，硬件设备工作稳定性好，能够满足变电站后台监控系统的要求。目前在一些县局为了贪图便宜省事，在变电站使用商用机、家用机和其它计算机，这是万万不可取的。这已经造成了许多后台机损坏的情况，后台机损坏不但影响正常供电，还严重影响人民生活。而对于高性能的后台机，它就能保障变电站的正常运行；目前，我国一些县级或乡级变电站系统中，还在使用一些较老的设备，第一：后台监控机还使用的是变电站交流电源，没有配备不间断电源，这就造成当发生断电事故时，后台机就不能正常工作；第二：变电站直流电源电压变化较大，有的时候电压高，有时低，这就容易烧毁后台计算机，造成不必要的损失；第三：一旦保险熔断，就会导致后台机瘫痪；第四：当电压过高时，如10kV或者更高时，系统接地就导致产生谐波干扰，影响变电站后台监控机的正常运行。

（2）人员操作不当

人员操作不当这是造成系统故障的主要原因之一，变电站工作人员在工作的空余时间，利用后台监控机玩游戏、上网、私自使用未经许可的硬盘及移动设备。同时，变电站工作人员任意修改操作流程，简化操作程序，私自违反纪律操作，没能及时进行系统软件更新，这些也是造成系统故障的主要原因。

（3）系统任意使用

变电站后台监控机没有设置密码登录控制，这也使任何员工可以在空闲时间使用，由于每个人的特殊性，对后台系统的理解程度以及操作熟练程度不一样，这也后台系统的正常运行造成隐患。

（4）缺少监督机制

目前，县级供电企业缺少对变电站的检查，这些也促使变电站工作人员工作随意，达不到具体要求的目标，同时工作人员也逐渐会形成心理上的麻痹意识，不利于后台监控系统的正常运行。

目前，有的变电站的后台监控机系统，还肩负着向调度自动化系统提供通讯数据的作用，自动化系统的远动数据和信息是通过后台监控系统发送到调度主站，这是不可取的，当变电站综合自动化系统出现故障后台监控系统不能正常工作时，则远动数据和信息不能发送，调度自动化系统收不到远动数据，监控不了故障变电站的数据，严重影响了系统运行的可靠性，解决的办法就是应在保护和监控系统的通讯单元与后台监控机中间装设通讯服务器，这样当后台机出现故障时，调度系统还能监控系统工况，提高了系统运行的可靠性。

1.2 保护监控系统问题

目前，我国一些变电站没有配备正常的故障滤波装置，当变电站监控机系统发生故障时，这种特殊的装置就能随时记录故障发生时的5～10个周期内的电流变化情况，这有利于工作人员进行系统故障分析。

同时，虽然一些变电站配备有故障滤波装置，但是当这些装置遇到故障发生时，其应该正常发出警报声音的系统却受后台监控机的控制，警报不能正常发出，这就导致值班人员无法及时处理，从当前变电站的事故原因来看，多数都是由于值班人员无法及时处理而导致了PT烧毁、线路接地损坏以及开关跳闸事故等。对于这种情况，变电站应该与生产商家联系，将系统设置中的报警系统单独分离出来，这就会大大提高系统的报警效率，减少变电站事故的发生；同时，变电站一些综合软件的设计及更新存在问题，对于远程数据信息发送、接收存在一定的问题，这主要表现在以下几个方面：不能正常接收上传保护定值、主变档位信息；不能正常接收及处理调度站遥控开关数据；不能定时修改定值、主变调档等系统[8]。

以上这些问题表明变电站自动化的实现还存在较大问题，因此，变电站系统要极力解决问题，提早实现变电站系统控制自动化。

2 针对变电系统具体问题的解决办法分析

以上问题是陕西省地方电力系统变电站自动化系统在实际运行中出现的一些较为严重的问题，这些问题有的自己能够处理，有的需要厂家处理，有的是厂家也无法处理的，需要依靠现代高科技手段来解决，而这些问题的存在，不仅不利于变电站的安全、可靠和稳定运行，还严重影响国家的能源安全和老百姓的正常生活。为此，必须想办法解决这些问题。

2.1 解决后台机监控系统的具体方法

后台机监控系统是变电站一个重要的组成部分，为此，一定要严格按照相关程序执行，及时更新软件，加强人员素质培养，提高员工的爱岗敬业水平。

（1）硬件方面

电力系统要想办法解决硬件组成问题，在变电站要配置一些高性能的工控计算机、操作软件等等。要使用国内成熟可靠的自动化系统，最好是国内知名厂家的产品。另外还要建立不间断电源供应体系，要设置备用电源，保障后台机的持续平稳运行。要采用交流采样，这样会使得测量更加方便、快捷、准确，容量选择1000VA左右即可。这样在停电时还可以保证变电站的设备也能正常运行，测出的数据更加准确[7]。

交流采样的工作原理是通过由电压和电流互感器组成的二次回路直接采样交流的电流和电压信号。得到一组采样的数值，采样得到的数值经过A／D的转换变成数字量，最后我们通过计算数字量来获得电流、电压、功率等电气量值。

（2）软件方面

变电站系统一是要定期对变电站人员进行培训，使他们掌握最新的科技手段，熟悉系统的各部分功能，在系统出现问题时，要有一定的解决能力；二是要加强对变电站系统自动化的检查，防止员工利用后台机监控系统做一些超出工作范围的事情，同时也要加强对员工素质的培养；三是要制定严格的考核制度，一旦发生人为原因引起的后台监控机瘫痪情况，一定要严格按制度处罚，决不姑息，以此警示他人，注意不要犯同样的错误；四是要设置操作系统和监控软件密码，只有主管部门和变电站站长掌握密码，普通值班人员按照个人名字设立操作密码，防止随意进入操作系统和启动、停运监控软件，防止使用后台监控机的软、硬件资源遭到破坏。

2.2 解决保护监控系统的具体方法

图3-1 交流采样框图

要实现变电站自动化系统的高效运行、实时、可靠数据采集，必须要对变电站内的设备进行统一检测、统一管理和控制。要制定分层分布式的体系结构[3]，方便系统的保护监督。

图3-2 变电站智能分析系统示意图

（1）建立变电站故障滤波体系

变电站要建立故障滤波系统，当配出线发生故障跳闸时滤波装置能够记录故障跳闸前后5-10个周波内电流的变化以及故障电流值，分析故障原因进行处理，及时判断出故障线路，这也大大方便了人员操作。同时还要对所收集到的数据进行采集、基本处理打包等操作，传输到专家控制中心，然后由远程控制中心进行最后的数据整合分析，得出具体是哪块出现了问题，这样就为检修人员的检修和测试减小了工作量，提高了检修人员的工作效率[4]。

（2）建立变电站智能分析系统

当前，智能系统是一套很热门的系统，它可以通过建立一套模拟分析的系统，来进行大量数据的分析处理，还可以给出具体的结果。

如图3-2所示，变电站智能分析系统的前端装有数码摄像机，还配备了智能开关量和模拟量等系统接入嵌入式的视频编码器，这些信号经过转换变成了数字信号，由于变电站的智能分析系统采用了计算机网络传输，我们可以通过预先铺设的网络将数字视频信号把采集到的数据传输到变电站的监控中心，由于信号的传输采用标准TCP/IP协议，我们可以很方便的用变电站智能分析系统实现远程监控[5]。

电力系统可以把这套系统引入变电站自动化监测系统中，当变电站系统某一处出现问题时，所有的智能分析系统就会及时做出反应，发出报警信号判断出故障点，智能分析系统还可以把这些数据传输到远方控制中心进行分析处理，同时结合专家系统来提高人员故障分析和处置能力，及时解决问题，保证电力的正常供应和变电站的高效运行[6]。

3 结语

综上所述，本文深入分析了目前我国电力输送中利用系统自动化来实现电力的低成本、高安全运输的情况，具体分析了变电站系统自动化的概念及当前我国变电站自动化实施过程中遇到的问题，这些问题对变电站的正常、安全运行埋下了巨大的隐患，为了解决问题，本文还根据变电站自动化过程中的具体问题，提出了具有针对性的解决办法，从而保障我国电力的正常运行，保障国家能源安全和实现电力输送的低成本目标。

[1]黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京:中国电力出版社,2000.

[2]丁书文.变电站综合自动化技术[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3]解超英.变电站自动化系统简述[J].电站系统工程,2011,27(03):54-55.

[4]任之豪.浅议变电站综合自动化系统[J].学术论丛,2008(02):49-50.

[5]徐满.变电站综合自动化系统的研究[J].热电厂.2002(03):60-61.

[6]申旭晨.变电站综合自动化系统问题研究[J].实验研究,2011(03):26-27.

[7]申芳艳.综合自动化技术在220kV湾潭变电站的运用[J].中国水能及电气化,2007:32-33,39.

[8]谢志荣.电力系统变电站自动化调试策略的研究与应用[J].城市建设,2010(15):36-38.