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变电站综合自动化的现状分析及改进研究

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 变电站综合自动化的现状分析及改进研究 作者:张贝 商懿 周信 倪彬彬 来源:《科技传播》2013 年第 16 期 摘 要 变电站综合自动化系统随着微电子技术、计算机和通信网络技术的发展而不断完善 和提高。首先简单介绍了变电站综合自动化系统的基本结构,根据在变电站实地考察交流和现 场调试的经验,发现了变电站系统中有一些易被忽视但又非常重要的环节,从数据采集、监控 系统、远动系统、通信网络等几个方面,阐述了变电站综合自动化系统的应用现状,进行潜在 的隐患分析,并提出相应的改进建议。最后对变电站综合自动化系统的发展进行了总结与展 望。 关键词 变电站综合自动化系统;结构;调试;应用现状;隐患分析 中图分类号 TM6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2013)97-0043-03 0 引言 近年来,随着构建智能电网的设想提出,变电站自动化系统飞速发展进入智能化时代,但 是常规的变电站综合自动化系统因为其成熟度、安全性和稳定性,将在很长的一段时间内仍然 在整个变电站系统中占据重要的位置,因此对变电站综合自动化系统的完善有着很重大的现实 意义。本文主旨是,立足变电站综合自动化系统的基本结构,从调试、运行和维护的角度对间 隔层、过程层和变电站层进行分析、探讨变电站综合自动化系统问题,并提供可靠的解决措 施。 1 数据采集的安全稳定性分析 间隔层在变电站综合自动化系统中起着数据采集的作用,数据采集的经济性、安全性和稳 定性制约着整个系统的发展,而且从调试、运行和维护的角度来讲,数据采集工作也影响这系 统的安全稳定运行。 1.1 测控装置调试 测控装置在信息共享和遥控操作的全局防误闭锁中起到非常重要的作用。不同厂家、不同 型号的测控装置具体配置方式、配置文件不一样,使得现场工作中测控装置的配置尤其复杂, 所以厂家在装置出厂前,就已经完成配置文件,并且固化到装置内部。这样虽然保证了一定的 安全性,但是灵活性不足。如果在现场临时需要增加或者修改开入、开出功能时,就需要重新 配置并灌入程序。在进行这项工作时,极其容易出错,将大大增加了现场工作人员,包括调试 人员和厂家工作人员的工作任务。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 应从设计的角度简化测控装置的配置流程,并加强通信管理机的研发升级,尽可能减少现 场对测控装置配置的操作。 1.2 网关 所有的保护、测控装置都是按间隔上屏安装,有利于现场工作的实施和变电站的监控。每 台保护、测控装置配置一个网关,来对装置 485 接口发出的 IEC103 报文进行 TCP/IP 规约转 换,再将装置信息上传到操作员站和工程师站。如果现场需要用到电能仪表之类的非 103 规约 的装置,就需要根据具体的装置规约、点表来单独修改网关程序,来进行规约转换。以前,因 为设计和使用原因,外置的网关非常容易损坏,变电站不允许保护的网关外置在保护装置外 面,必须集成到保护装置内部,而且也规定了保护装置与后台主站的通讯必须是网络接口输 出。这种做法虽然对系统集成性有很大的帮助,对模块化有了更明确的要求,但是,很多公司 并没有对网关的设计方案进行改进和优化,只是单纯的将网关做成了一个网络插件,网关易坏 的问题仍然存在。这样给变电站网络的安全运行、升级和优化也带来了很大的隐患。 应加强对网关的重视,技术上对网关的通信质量、抗干扰性等技术指标的严厉把关;工程 上要严格备份网关程序,特别是重视 A、B 网的切换测试,保证网络的通畅。1.3:IP 地址分 配 IP 网络在配电自动化中的应用对于实现配电终端之间的通信及方便实现配电终端接入主站 都会起到促进作用,将会推动高级配电自动化及智能电网的发展[1]。而实现 IP 网络的最关键 步骤就是对网络中的设备进行 IP 地址分配。 在分间隔对保护、测控装置进行 IP 设置的时候,需要先在装置面板上进行操作分配 IP 地 址,再给装置里面的网络插件分配同样的 IP 地址,并且需要用专门的工具给网络插件灌入配 置文件。由于这种配置文件需要在现场进行配置,而且不同的装置配置文件不一样,这样繁琐 的操作会给现场的调试工作带来不小的难度。虽然可以通过后台系统进行配置文件的批处理操 作(通过 IP 地址识别),但是因为非常容易出错,所以都是逐个进行配置。 在分配 IP 地址之前,要首先保证网关的可靠性,考虑整个变电站系统,尽可能地按照间 隔顺序分配 IP。IP 地址的正确配置也极大的依赖于保护、测控装置的自动化程度,所以要解 决 IP 地址配置繁琐的问题,需要大力加强后台系统批处理网关配置文件的能力。 2 监控系统与子系统之间的配合分析 2.1 小电流接地选线 具体做法主要有 2 种,一种是单独装设一台小电流接地选线装置,来对整个 35kV 或者 10kV 的母线和出线进行基波零序电流、零序电压的监测,这种做法需要加装专用的零序电流 互感器。一种是在监控软件上进行设置,设置基波零序电压、零序电流的门槛值,再根据装置 自产的 3I0 和 3U0,选择适当的算法来实现故障选线。即把选线功能分散于各 10kV 线路保护 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 装置再与后台系统通信组成网络型的小电流接地选线装置[2]。前一种做法因需要铺设大量电 缆来采集信息,造成成本的增加,同时由于制造商的不同,小电流接地选线装置的通讯与监控 系统存在规约匹配问题。第二种做法虽然节省了资源,但是因为装置自产的 3I0 达不到测量的 精度,使得变电站现场经常将小电流接地选线闲置。 安装零序电流互感器,通过原有的通信网络来实现线路零序电流的精确采集,再配合零序 过流保护来大力改进监控系统中集成的小电流接地选线的功能和算法。 2.2 五防系统 目前在电力系统中应用最为广泛的是监控系统与五防系统分别独立运行模式的传统微机防 误闭锁系统[3]。五防系统主要是针对现场的开关、隔离刀闸、接地刀闸的

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