電力變電站的自動化安全運行研究

高慧　陳春新　汪博

摘 要 目前，110kV自動化變電站的設(shè)計基本按照“小容量、密布點、短半徑”的建設(shè)原則，堅持“戶外式、小型化、造價低、安全可靠、技術(shù)先進”的發(fā)展方向，具備人機界面友好、自動化調(diào)整、信號采集便捷、繼電保護功能基本獨立、經(jīng)濟可靠等特點，變電站負荷調(diào)整、電壓調(diào)節(jié)及電量報表等工作都由調(diào)度直接完成，改變了過去那種調(diào)度下令后變電運行人員接令執(zhí)行操作的繁瑣環(huán)節(jié)，降低了變電運行操作事故的發(fā)生。下文簡要闡述了110kV自動化變電站安全運行系統(tǒng)容易產(chǎn)生的問題以及如何提高變電站安全運行管理。

關(guān)鍵詞 變電站 安全運行 管理

中圖分類號：TM76；TM73；TM63 文獻標識碼：A

1 110kV自動化變電站安全運行中存在的幾個問題分析

1.1變電站防誤閉鎖問題

近年來，微機防誤閉鎖系統(tǒng)廣泛運用于新建變電站，同時，許多老式防誤閉鎖的變電站也在進行微機防誤閉鎖系統(tǒng)的加裝或改造，部分存在二次回路閉鎖缺失或“五防”微機閉鎖特殊情況下缺失等，容易導(dǎo)致誤操作事故。

1.2遙控信號誤動

自動化變電站通信控制器通過串口與MODEM相連，MODEM與通道相連，送至主站。由于保護規(guī)約比較多，復(fù)雜，在主站對保護規(guī)約進行了擴展，運行過程中會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)遙控信號誤動，這可能是規(guī)約沒處理好，也有可能是測控單元裝置運行不穩(wěn)，具體很難查找。

1.3實時數(shù)據(jù)突然變?yōu)榱?/p>

監(jiān)控后臺機在平時的運行中有時會發(fā)現(xiàn)實時數(shù)據(jù)突然變?yōu)榱悖^察電壓曲線、電流曲線，發(fā)現(xiàn)隔一段時間突然變?yōu)榱?，沒有規(guī)律性，這可能是測控單元裝置有問題。另外，查歷史事項時，事項查詢的分類給事項查詢時的對比帶來不方便。

1.4雙機系統(tǒng)切換存在問題

自動化變電站的雙機以串口通信為主以太網(wǎng)為副的相互監(jiān)視主備狀態(tài)，理論上可以絕對保證主備狀態(tài)的正確。但有時在切換過程中會出現(xiàn)兩臺通信控制器全部為備用值班機，導(dǎo)致通信控制器死機，數(shù)據(jù)不刷新，遙控失效。

1.5繼電保護與監(jiān)控系統(tǒng)通訊時有中斷

保護裝置本身功能滿足要求，但由于時有誤發(fā)信號，造成保護管理機死機，發(fā)信不正確，以致信號中斷。

1.6數(shù)據(jù)信息等反饋遲緩

在建設(shè)變電站時，其使用的電氣設(shè)備大多來自于不同的生產(chǎn)廠家，采用的通信約規(guī)彼此不相同，使得其信息的轉(zhuǎn)換量較大。如果需要處理的電氣信息過量，會使得主計算機CPU的資源不足，數(shù)據(jù)的交換速度明顯下降，甚至使得系統(tǒng)堵塞崩潰，電力運輸、傳輸和變電工作中高端，運行質(zhì)量受到影響。

1.7運行和維護管理不到位

在運行倒閘操作出現(xiàn)強制解鎖操作、運行巡檢設(shè)備隱患不能及時發(fā)現(xiàn)、設(shè)備維護管理不及時等現(xiàn)象，導(dǎo)致誤操作、設(shè)備故障擴大等事故或設(shè)備損壞等問題發(fā)生。

2對提高110kV自動化變電站安全運行的建議

對于以上存在的問題，大部由于設(shè)計或改造問題、組網(wǎng)方式缺陷、使用軟件和具體編程不合理、運行管理和維護不到位等原因?qū)е碌摹?/p>

2.1完善變電站的防誤閉鎖方案

片面地認為微機防誤閉鎖系統(tǒng)可以完全取代電氣二次防誤閉鎖回路是不可取的。對于新上和改造的變電站，建議采用的“五防”閉鎖方案如下：（1）對于站內(nèi)所有開關(guān)和刀閘的位置為實遙信，且微機防誤閉鎖系統(tǒng)與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)共享一個數(shù)據(jù)庫的，可以考慮部分不設(shè)計或部分取消電氣二次回路閉鎖，主要指刀閘、接地刀閘電磁鎖和母線刀閘之間的連鎖回路，所有防誤功能由微機“五防”系統(tǒng)獨立和刀閘與開關(guān)之間電氣二次閉鎖回路共同完成，且要求微機防誤閉鎖系統(tǒng)有“防空程”措施。（2）無論站內(nèi)所有開關(guān)和刀閘的位置為虛遙信還是實遙信，也無論微機防誤閉鎖系統(tǒng)與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)是否共享一個數(shù)據(jù)庫，不設(shè)計或者取消電氣二次回路閉鎖，但在電動操作的刀閘或接地刀閘機構(gòu)箱的操作電源回路中加人了微機防誤閉鎖系統(tǒng)的強制接點，防誤功能由微機防誤閉鎖系統(tǒng)獨立完成。要求微機“五防”系統(tǒng)有“防空程”措施。（3）隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，變電站自動化技術(shù)對電氣“五防”系統(tǒng)的要求進一步提高，傳統(tǒng)電氣閉鎖方式已不能滿足要求，而作為變電站綜合自動化發(fā)展方向的微機防誤閉鎖系統(tǒng)，在功能上還有待進一步完善和提高。從目前的運行情況來看，為安全可靠起見，在大力推廣應(yīng)用微機防誤閉鎖系統(tǒng)的同時，適保留開關(guān)與刀閘之間的電氣二次閉鎖回路，或?qū)⑽C防誤閉鎖系統(tǒng)強制接點引人到刀閘電動操作回路中，應(yīng)該是比較有效的防誤閉鎖措施。

2.2完善110kV自動化變電站安全運行信息系統(tǒng)設(shè)計

變電站信息系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計對于提高其數(shù)據(jù)的處理能力、保證配送電工作安全進行有著直接影響。為了控制在運行過程中隨時可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸遲緩、通信中斷以及主計算機由于信息量過大涌人而崩潰的現(xiàn)象，需要從運行系統(tǒng)的組網(wǎng)方式、軟件編程以及硬件配置等多個方面出發(fā)，根據(jù)變電站的實際工作需求和特點，優(yōu)化其運行系統(tǒng)的設(shè)計，使變電所綜合自動化系統(tǒng)能達到降低運行成本，實現(xiàn)減員增效的目的，保持變電所綜合自動化系統(tǒng)的正常高效運行。二次設(shè)計必須使變電站現(xiàn)場對主變溫度、母線電壓、電流等主要運行參數(shù)的顯示簡單、直觀，便于值班人員監(jiān)控。保留常規(guī)變電站預(yù)告信號和事故信號功能，有利十變電值班人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，及時處理事故。

2.3加強對數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控

數(shù)據(jù)的傳送是維持變電站基本工作的基礎(chǔ)，在其運行系統(tǒng)中，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含了很多方面，比如功率、電壓、電流等測量數(shù)據(jù)以及分合閘、過流、速斷等操作及事故所產(chǎn)生的事件數(shù)據(jù)。除此之外，如果變電站運行過程中出現(xiàn)運行事故導(dǎo)致跳閘時，還需要記錄及時的故障錄波數(shù)據(jù)。由此可見，變電站運行時，需要傳輸和處理的數(shù)據(jù)量極大。與其他企業(yè)的數(shù)據(jù)控制工作不一樣，電力系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)變化極快，基本上毫秒之間就產(chǎn)生變化，因此如何控制采集數(shù)據(jù)的實時性和通信速度就成為了數(shù)據(jù)信息監(jiān)控的關(guān)鍵所在。在設(shè)計監(jiān)控軟件時，要保證監(jiān)控系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)的可靠性和準確性，維持上下層之間數(shù)據(jù)通信的流暢。目前，變電站中常常采取的模塊化結(jié)構(gòu)是一種較好的系統(tǒng)設(shè)計模式，為數(shù)據(jù)通信、處理和監(jiān)控等系統(tǒng)工作提供了便利。

2.4加強對變電站的日常運行維護工作

在加強了變電站運行系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，提高管理工作的水平，落實變電站的日常維護工作也是保證變電站安全運行的主要因素之一。在日常維護過程中，要定期對電氣保護裝置進行檢測，檢查原來設(shè)置的定值是否在運行中出現(xiàn)變化，保證保護裝置始終處于完好、可靠運行的狀態(tài)下。由于變電站運行時，同時工作的電力設(shè)備極多，因此調(diào)試維護人員的工作量較大，在枯燥繁瑣的工作中很容易出現(xiàn)一些維護不到位或是出現(xiàn)漏測的現(xiàn)象。在這微機保護技術(shù)逐漸應(yīng)用和發(fā)展的過程中，需要改變?nèi)藗冮L期形成的傳統(tǒng)習(xí)慣和思維方式。由于微機保護具有較強的自檢功能，現(xiàn)在定期檢驗的重點應(yīng)放在采樣值精度的校驗和邏輯功能的實現(xiàn)上。

2.5加強變電站安全運行的后臺檢驗

在變電站自動運行的過程中，對于后臺機的檢測是日常維護工作的一個重點。一般來說，后臺機出現(xiàn)運行故障或是數(shù)據(jù)錯誤的概率幾乎為零，但在長期運行過程中，也存在后臺遙控信號的準確性下降的情況。目前對于變電站后臺機運行情況的檢測沒有完整且科學(xué)的流程，在實際運行中基本以功能的檢驗為主。

2.6加強保護動作后的統(tǒng)計分析

加強變電站運行保護工作后的數(shù)據(jù)采集、分析和統(tǒng)計工作對于積累安全運行經(jīng)驗和提高變電站的安全穩(wěn)定性能具有重要意義，在這個過程中故障錄波器發(fā)揮了很大的作用。雖然微機保護大部分都有記錄動作過程的功能，但現(xiàn)階段保護記錄時間較短，不一定能記錄完整故障過程。這對那些老所改造，沒有完全采用微機保護的變電所尤其重要。

3結(jié)語

綜上所述，變電站設(shè)備的安全運行無論是對社會經(jīng)濟發(fā)展，還是對人民的正常生活，都起著不可或缺的作用，為了保證變電站設(shè)備能夠達到安全穩(wěn)定運行，在變電站建設(shè)和改造中要加強設(shè)計，充分考慮安全可靠標準。在變電站運行中，運行和檢修人員要充分認識到變電站設(shè)備安全運行的重要性，不斷提高自己的綜合技能，加強故障原因的分析，及時消除缺陷和故障，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、健康運行。