石油基地变电站实现微机联网监控的设想

张景久

摘 要：提出对基地变电站采取分布式设计、分散安装的设计方案，实现变电站微机联网监控，以及在设计中要注意的几个环节。

关键词：变电站；微机联网；监控；分布式设计

1 概述

东沽基地变电站现有6座，其中35kV变电站1座、6kV变电站5座。变电站网点位置较为分散，其运行全部靠人工值守，每隔1对供电设备运行情况进行1次巡回检查、记录。由于运行人员的技术水平和责任心不同，所以，事故隐患不能够及时发现，记录设备运行的各项技术数据缺乏实时性和准确性。随着变电站的增多，运行维护人员队伍在不断增大，运行维护费用不断增加。

设想应运微型计算机及控制技术对基地变电站实施技术改造，实现微机联网监控。可用很少的运行人员随时观察整个供电系统运行情况，合理调配负荷，调整谷峰用电，实现优化运行，信息共享，节约用电，还可以随时发现故障，迅速处理，减少停电时间。对信息进行储存、记忆、运算和逻辑判断以及对数据自动采集、处理、打印和屏幕显示等。提高变电站运行自动化水平和供电的可靠性，降低运行

费用。

2 微机联网监控系统的设计方案

各个变电站进行技术改造，完成变电站继电保护、正常测量和监视、事故过程记录与分析、开关操作、数据存储、处理、共享等微机监控全部功能。

如图1所示，采用分布式设计，分散安装，各个变电站将保护、控制、测量等功能按电气间隔划分，每个间隔的功能由一至多个单元间隔微机单元完成。单元之间通过数字通信网相联构成一个子系统，来完成对本变电站的微机监控。应尽量地采取“功能下放”的设计原则，保证间隔层单元功能的独立性，如保护、计量、测量等。在涉及间隔单元时，应考虑就地人机界面功能，在网络失效时当地可以显示、操作及整定工作。单元还应具有可掉电保护的数据保护区，保存保护动作、开关变位记录、历史测量记录及计量值等，在通信恢复时保证系统各类史记录数据的完整性。

在各个变电站建立了微机监控系统的基础上，应用网络技术将各个变电站监控系统进行联网。设立一个中心控制室，对各个变电站的系统进行数据的采集和调度。中心控制室可以单独设立，也可以放在现有的6个站的控制室中。每个站与中心控制室之间均通过交换机用光纤相连接。中心控制室设两台工程师站，每个工程师站均配置HP服务器，工程师站之间用以太网相连，中心控制室通过交换机与六个变电站的后台微机通信。中心控制室也可选用

Web服务器，与各个变电站微机实现调度联网。如图2所示。

本系统可基于Windows2000的操作平台，安装PecStar2.0综合自动化组态软件。实现从数据采集、记录、越限报警、事件追忆分析，到继电保护工作状态的监视和控制、故障滤波、遥控和遥控闭锁、远动、通信。其功能主要有以下几个方面：

1）支持多种硬件软件规约的数据采集功能

2）多种数据计算，统计功能

3）智能化图形用户界面

4）在线修改定值、节电容量动态扩充

5）灵活组态的自定义报表

6）历史数据查询和运行管理统计信息

7）安全管理及操作跟蹤管理

8）事故追忆及故障分析工具

9）商用数据库接入支持

10）双机热备及通道冗余功能

3 设计的几个环节

3.1 单元硬件通用化

各个变电站微机监控系统中每个间隔单元均为一个独立的微机系统，不同间隔单元之间的差别在于间隔功能不同（如不同的保护功能），模拟量输入路数及开关量输人输出的个数不同。选择一种合适的微机系统，能够适应不同间隔层单元对硬件的基本要求达到间隔单元通用化的设计目的。通用化设计的优势在于单元硬件可互换、便于生产、调试及维护；为软件的通用设计提供必要的条件。

3.2 可靠性措施

单元的可靠性决定整个系统的可靠性。许多单元分散就地安装在一次设备上。一次设备的强电、磁场干扰以及震动、高温对单元及通信将是严峻的考验。因此，在设计时，应从电路结构和生产工艺等方面采取各种抗干扰措施，提高装置的可靠性。装置的数字核心部分应尽可能集中，作到数字总线不出板甚至不出芯片。主板应采用多层制版工艺和表面封装技术，选择低功耗、集成度高的器件如PSD等。微机数字核心与外部的连接如模拟量输入、开入开出回路、通信接口应采取多级隔离措施；硬件上设计独立的看门狗电路消除死机现象。软件上采取数字滤波、开关量去抖、自检等一系列措施。尽可能减少内部模块之间的电缆连线、选择可靠性高、强度好的接插件以加强装置的抗震能力。选择屏蔽性好的机箱外壳，机箱内部各模块之间如主板和继电器板、电源板之间应采取相应的隔离措施。

3.3 功能配置应可靠、分配合理和易于实现

如：小电流接地自动选线也可采用分散式的处理办法，在系统接地时，由单元微机或前置机收集各出线单元测量的零序电流、电压值，综合进行相位和大小比较，实现自动选线；无功电压自动控制功能有专门的单元装置完成；电能计量采用脉冲计数法可以满足电量考核标准，但作为商业化运营的计费标准则不能满足，因此，用于计费的电能计量应由独立的电能管理系统来实现，在系统中的计量仅作为参考。

4 结束语

建立变电站微机联网监控系统，实现变电站综合自动化是变电站实现现代化管理的必然趋势。变电站微机联网监控系统的建立应以提高运行管理水平，降低基建和运行管理费用为宗指。在注重变电站的安全性、可靠性外，还应注重对各种设备选型和技术方案比较的工作。另外，制定和完善规章制度，加强对无人值班变电站的安全运行管理，提高维护、检修质量也是非常重要的。

参考文献

[1]吴家林.无人值守变电站综合自动化系统几种监控方式探讨[A].全国电力系统自动化学术研讨会论文集[C]，1997.

[2]金韬.分散式变电站综合自动化系统分析与讨论[A].全国电力系统自动化学术研讨会论文集，1997.