淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)維工作需要注意的幾個(gè)問題

張凜　劉偉　杜強(qiáng)業(yè)

1、綜述

隨著變電站監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，采用集中式RTU配合單一功能微機(jī)（或集成電路）保護(hù)構(gòu)成的無人值守監(jiān)控模式（因?yàn)檫@種模式多應(yīng)用于老站改造，所以業(yè)內(nèi)對此模式也簡稱為老站改造模式）逐漸被具有分散分布式結(jié)構(gòu)，大量采用保護(hù)測控一體化的間隔層設(shè)備等特點(diǎn)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所取代。傳統(tǒng)模式下，集中式RTU采集的保護(hù)動(dòng)作信號也大部分采用硬接點(diǎn)方式采集信號，因?yàn)楸Ｗo(hù)設(shè)備接點(diǎn)輸出數(shù)量有限，所以遠(yuǎn)動(dòng)采集的信號也較少（比如一臺(tái)線路保護(hù)，硬接點(diǎn)輸出信號可能只有一個(gè)保護(hù)動(dòng)作，不可能距離I段、II段等都輸出信號）?，F(xiàn)階段的綜合自動(dòng)化模式，保護(hù)動(dòng)作信號（甚至包括開關(guān)位置和設(shè)備告警等信號）都可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊采集，保護(hù)裝置可以提供的信號數(shù)量相比以往要全的多，自然全站信號總量也大的多。對擔(dān)負(fù)變電站綜合自動(dòng)化維護(hù)任務(wù)的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)（自動(dòng)化）專業(yè)人員而言，現(xiàn)階段變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)大量采用通訊采集信號的方式同以往的硬接點(diǎn)采集方式對日常工作帶來的最大的變化和困難就是維護(hù)工作越來越依賴廠家。一旦出現(xiàn)誤發(fā)信號等故障，在沒有廠家協(xié)助的情況下，故障原因往往很難查找。雖然，單純從技術(shù)角度出發(fā)，現(xiàn)階段綜自通訊技術(shù)已經(jīng)是較為成熟的。但因?yàn)楝F(xiàn)場情況千變?nèi)f化，加之影響通訊可靠性的因素也有很多。實(shí)事求是的講，在工作當(dāng)中，誤發(fā)或漏發(fā)信號的情況還是時(shí)有發(fā)生的。通訊可靠性不高，缺乏簡便有效的查找故障方法和手段，現(xiàn)階段已成為困擾廣大遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)人員的一個(gè)普遍現(xiàn)象。現(xiàn)結(jié)合近幾年來綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作的實(shí)踐，從工作維護(hù)角度談幾點(diǎn)看法。

2、關(guān)于綜自系統(tǒng)整體配置方面

2.1重要保護(hù)設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作等重要信號應(yīng)適當(dāng)保留硬接點(diǎn)采集方式

現(xiàn)階段綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一大特點(diǎn)就是保護(hù)信號大量采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式采集。但是考慮到通訊可靠性及查找故障方便與否這兩個(gè)方面。建議對一些重要的保護(hù)信號采用串口通訊和硬接點(diǎn)采集并存的信號采集方式。對10KV或35KV出線采用保護(hù)測控一體設(shè)備，包括保護(hù)動(dòng)作和開關(guān)位置等信號都采用通訊采集方式；對110KV及以上線路保護(hù)、35kv變電站進(jìn)線保護(hù)和主變母差等重要元件保護(hù)除了串口通訊外，還應(yīng)增設(shè)獨(dú)立的信號采集單元通過硬接點(diǎn)方式采集部分重要信號。這樣做，從技術(shù)上講似乎有些落后，跟不上技術(shù)發(fā)展潮流，但在實(shí)際工作中，這種采集方式還是很有用的。兩種方式并存，是為了互為備用、互為校驗(yàn)、便于區(qū)分、便于維護(hù)。比如保護(hù)通訊接口芯片損壞，但現(xiàn)場又沒有條件馬上退出保護(hù)，有硬接點(diǎn)信號作為備用，就可以繼續(xù)運(yùn)行。同樣，如果通訊上送了某個(gè)保護(hù)動(dòng)作信號，也可以根據(jù)相應(yīng)的硬接點(diǎn)信號動(dòng)作與否，來判斷該動(dòng)作信號是真實(shí)有效的還是通訊誤發(fā)。

2.2無人值守的綜自變電站當(dāng)?shù)匾矐?yīng)設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)

大家對無人值守變電站是否還要設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)有一種看法就是當(dāng)?shù)匚C(jī)監(jiān)控原來是取代傳統(tǒng)光字牌等中央信號檢測系統(tǒng)后給變電站值班運(yùn)行人員用的?，F(xiàn)在實(shí)現(xiàn)無人值守的也就沒有必要再在當(dāng)?shù)卦O(shè)置監(jiān)控微機(jī)了。但是隨著變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)的作用已不是原來主要給值班人員用的，現(xiàn)在它的作用應(yīng)主要是給遠(yuǎn)動(dòng)維護(hù)人員分析查找故障用的了。因?yàn)楝F(xiàn)在技術(shù)發(fā)展趨勢是保護(hù)測控單元越來越象“黑匣子”方向發(fā)展，信息都是通過網(wǎng)絡(luò)通訊上送，很多故障：比如突然誤發(fā)一個(gè)信號，維護(hù)人員很難查。增加當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)，就等于給遠(yuǎn)動(dòng)維護(hù)人員留下了一個(gè)查找的窗口。當(dāng)調(diào)度收到一個(gè)誤發(fā)信號時(shí)，可以從當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的歷史事項(xiàng)記錄里查一下。如果這個(gè)量當(dāng)?shù)匾泊嬖?，就可以排除調(diào)度主站和通訊管理機(jī)的問題，直接查間隔層設(shè)備即可。還有一種說法是不設(shè)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)，給遠(yuǎn)動(dòng)維護(hù)人員配備便攜式計(jì)算機(jī)來維護(hù)。我們且不說現(xiàn)階段讓大部分運(yùn)動(dòng)人員來截取報(bào)文分析報(bào)文從技術(shù)上講是否可行，最主要的是很多誤發(fā)信號是偶然出現(xiàn)的，當(dāng)你再去現(xiàn)場時(shí)，可能怎么試驗(yàn)也不會(huì)再產(chǎn)生了。有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)，就是一個(gè)原始情況的記錄。

2.3上送調(diào)度的信號不是越多越好，在滿足監(jiān)控要求的情況下應(yīng)作到越精煉越好

關(guān)于變電站實(shí)行無人值守后，哪些信號需要上送調(diào)度。省集團(tuán)公司出臺(tái)了關(guān)于220KV無人值守站信號采集要求，但對于110KV及以下電壓等級的變電站沒有明確的要求。實(shí)際情況往往是廠家調(diào)試人員拿出一個(gè)調(diào)度信息表，遠(yuǎn)動(dòng)審查一下，沒有太大問題就可以了。這樣往往造成一個(gè)現(xiàn)象就是不同廠家的站送的信號不一樣，甚至同一廠家的系統(tǒng)，不同調(diào)試人員上送的信號也不一樣。因?yàn)楝F(xiàn)在通道條件好了，同時(shí)采用網(wǎng)絡(luò)通訊采集方式可以上送的信號也多了。有些是用戶單位認(rèn)為信號上的越多越好、越全越好，有些是廠家調(diào)試人員亂給信號，給的特別多。信號多了，誤發(fā)信號等出問題的可能性就大；同時(shí)對監(jiān)控中心而言，大量的無用信號也是一個(gè)負(fù)擔(dān)，無用信號太多，反而不利于監(jiān)控中心及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。信號選擇的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的量。對同一類報(bào)警級別的信號，適當(dāng)采用當(dāng)?shù)睾铣煞绞剑话押铣尚盘柹纤驼{(diào)度即可。比如保護(hù)裝置的CT報(bào)警、頻率異常等信號合成一個(gè)裝置異常信號上送調(diào)度即可。有一個(gè)區(qū)分原則，只要有一個(gè)合成信號能上調(diào)度，具體是什么信號，反正要派人到現(xiàn)場查看。調(diào)度信號越精練越好，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)的信號應(yīng)越全越好。保護(hù)通訊采集的信號全部上當(dāng)?shù)睾笈_(tái)，硬接點(diǎn)采集的保護(hù)動(dòng)作信號和一些重要的通訊采集信號上調(diào)度。

2.4保護(hù)裝置通訊中斷和裝置閉鎖及裝置電源開關(guān)狀態(tài)信號都應(yīng)該采集并上送調(diào)度

現(xiàn)階段綜自系統(tǒng)，35KV或10KV線路大量采用分散安裝的保護(hù)測控一體設(shè)備。信息的傳遞和控制功能的實(shí)現(xiàn)完全依賴網(wǎng)絡(luò)通訊。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，對低電壓等級線路保護(hù)，也不可能象上文提到的再單獨(dú)增加獨(dú)立的測控單元通過硬接點(diǎn)雙備用采集信號。所以裝置通訊狀態(tài)的好壞，是必須要上送調(diào)度的重要信號。通訊中斷信號一般是由綜自系統(tǒng)的通訊控制器根據(jù)通訊狀態(tài)來產(chǎn)生的。問題在于有些備用線路或停用線路裝置是不上電的，對監(jiān)控中心而言，單獨(dú)一個(gè)通訊狀態(tài)信號是無法區(qū)分該設(shè)備是在正常運(yùn)行情況下通訊斷了還是因?yàn)檠b置停用造成的通訊中斷，不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患?，F(xiàn)在的保護(hù)測控設(shè)備，一般都有一個(gè)裝置閉鎖硬接點(diǎn)信號輸出。這付接點(diǎn)一般是采用內(nèi)部告警繼電器的常閉接點(diǎn)，以便于即使在裝置掉電這種最惡劣情況下也可發(fā)出閉鎖信號。對閉鎖信號一般都采集，習(xí)慣上有兩種采集方式，一是把一段母線的設(shè)備的閉鎖信號并在一起，由另外某個(gè)設(shè)備開入采集這個(gè)信號，好處是節(jié)省信號數(shù)量；壞處是一旦有一臺(tái)裝置停用，這個(gè)閉鎖信號就一直存在，即使真的有一臺(tái)裝置在運(yùn)行當(dāng)中突然掉電了，監(jiān)控中心也發(fā)現(xiàn)不了。所以最好的辦法應(yīng)該是每個(gè)裝置的閉鎖信號都要采集，而且不能是自己采集自身信號，要交叉采集，因?yàn)閮膳_(tái)裝置同時(shí)電源出問題的概率很小，所以交叉采集方式的比較可靠。另外還應(yīng)采集裝置控制電源空氣開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)然也應(yīng)采集交叉采集的方式。當(dāng)我們可以采集到裝置通訊狀態(tài)、閉鎖信號、電源空開狀態(tài)這三個(gè)信號后，調(diào)度主站就可以根據(jù)這三個(gè)信號的組合，判斷出現(xiàn)場的實(shí)際情況。比如當(dāng)線路停用時(shí)，肯定是通訊狀態(tài)（中斷）、閉鎖信號（產(chǎn)生）、電源空開（斷開）；當(dāng)裝置電源回路故障時(shí)，肯定是通訊狀態(tài)（中斷）、閉鎖信號（產(chǎn)生）、電源空開（閉合）；當(dāng)通道中斷或通訊芯片損壞時(shí)，肯定是通訊狀態(tài)（中斷）、閉鎖信號（復(fù)歸）、電源空開（閉合）。這樣就可以根據(jù)故障的嚴(yán)重程度，采取不同處理方式。

3、關(guān)于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)站內(nèi)設(shè)備方面

3.1間隔層設(shè)備應(yīng)具有完善的事項(xiàng)記錄功能

現(xiàn)階段綜自系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，決定了大量的信號采集功能和控制功能是通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式采集的。同上文所講變電站應(yīng)設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)的理由一樣，間隔層設(shè)備應(yīng)具有完善的事項(xiàng)記錄功能，給遠(yuǎn)動(dòng)維護(hù)人員提供一個(gè)友好的維護(hù)手段。同樣，事項(xiàng)記錄的內(nèi)容不光要求保護(hù)動(dòng)作、自檢信息還應(yīng)有開入變位事件，更要有控制功能記錄。比如除了常規(guī)的動(dòng)作記錄和自檢信息外，開入變位和遙控過程記錄也要有。這樣，當(dāng)發(fā)生誤發(fā)信號故障，可以從裝置面板顯示里查一下記錄，如果當(dāng)時(shí)確有這個(gè)信號發(fā)生，那就說明是一次設(shè)備（或外回路）的問題。另外遙控如果不成功，也可從報(bào)告里來分析：如果遙控選擇和遙控執(zhí)行命令都有記錄，那就說明整個(gè)通道是沒問題的，檢查遙控輸出回路即可。

3.2間隔層測控設(shè)備遙信去抖時(shí)間和遙控接點(diǎn)閉合時(shí)間都應(yīng)該可現(xiàn)場設(shè)置調(diào)整

遙信開入采集通過增加去抖時(shí)間來消除接點(diǎn)抖動(dòng)，這是一個(gè)被大家公認(rèn)的非常有效的方法。但是現(xiàn)場接點(diǎn)抖動(dòng)情況千變?nèi)f化，所以裝置必須要具備現(xiàn)場可方便修改去抖時(shí)間的功能，靠寫程序來改變是不現(xiàn)實(shí)的。另外，隨著開關(guān)等一次設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，一些新技術(shù)的應(yīng)用導(dǎo)致原有技術(shù)條件不適合現(xiàn)在的發(fā)展。比如ABB新近推出的VM1型永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器，保護(hù)傳統(tǒng)的電流保持回路已無法啟動(dòng)，只能通過調(diào)整遙控接點(diǎn)閉合時(shí)間來防止遙控接點(diǎn)拉弧。所以裝置也應(yīng)具備現(xiàn)場調(diào)整遙控時(shí)間的功能。

3.3綜自系統(tǒng)的維護(hù)軟件應(yīng)具有友好的人機(jī)界面及交互性好、方式簡便的參數(shù)配置手段

綜自系統(tǒng)的維護(hù)軟件要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，并且人機(jī)界面要友好，便于運(yùn)行維護(hù)人員的使用。在運(yùn)行維護(hù)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些參數(shù)需要調(diào)整，比如通訊規(guī)約的選擇、通訊端口的設(shè)置以及遙測、遙信、遙控的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置等等，如果參數(shù)配置手段簡潔方便，具有較好的交互性，將對遠(yuǎn)動(dòng)工作人員的運(yùn)行維護(hù)帶來極大的方便。

4、結(jié)束語

關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)還有待于廣大自動(dòng)化專業(yè)工作人員不斷總結(jié)摸索，希望大家能夠經(jīng)常交流，共同提高，形成一套能夠適合于目前變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的工作方法，使變電站綜合自動(dòng)化這項(xiàng)新技術(shù)能夠更廣泛的推廣起來。