文／宜昌供電公司調(diào)度通信中心 呂偉／

0 前言

電，一種長時間、大范圍、高集中使用的清潔能源，在為國家經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻的同時，自身也面臨著一系列問題。電力資源在傳輸過程中會出現(xiàn)損耗現(xiàn)象，再加上我國幅員遼闊，電力損耗問題已經(jīng)成為影響電力輸送的重要因素，同時電力資源的危險性也要求在電力工作中要加大科技投入，實現(xiàn)運行自動化，減少人員的操作量。要解決好這些問題，首先要了解電力系統(tǒng)及其自動化的主要內(nèi)容，電力系統(tǒng)一般包括發(fā)、變、輸、配四個環(huán)節(jié)[1]，每一個環(huán)節(jié)都關系到電力資源的正常、安全使用，電力系統(tǒng)自動化是指電力能源在從無到有，再到使用的具體過程中，借助現(xiàn)代科技，實現(xiàn)電力系統(tǒng)控制中心自動化、電廠自動化、變電站自動化、配電自動化和電力資源管理自動化等。這些自動化的實現(xiàn)都要依靠計算機技術和網(wǎng)絡技術的大力支持。變電站系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)可以幫助國家減少電力資源在傳輸過程中的浪費，還可以減少員工數(shù)量，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時變電站系統(tǒng)的自動化可以實現(xiàn)電力資源的低能耗輸送，保證了能源供應、國家能源安全和廣大居民的正常生活[2]。當前，變電站自動化系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于地電系統(tǒng)的各級變電站中，在實際運行中，變電站自動化系統(tǒng)充分發(fā)揮了技術先進、運行可靠等特點，依靠變電站自動化系統(tǒng)的廣泛應用，對變電站實現(xiàn)保護監(jiān)控系統(tǒng)的升級換代、提高了變電站的自動化程度，同時自動化系統(tǒng)的運行還實現(xiàn)了自動抄表、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、智能操作管理、調(diào)度自動化，為建設無人值班變電站的長遠目標打下了基礎。然而，在變電站系統(tǒng)實際運行過程中，變電站自動化系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，有些問題甚至已經(jīng)影響到了變電站的安全、可靠和穩(wěn)定運行。因此，必須依靠現(xiàn)代科技，采取措施，保障電力的正常供應。

1 變電系統(tǒng)在實際運行中存在的問題

1.1 后臺機監(jiān)控系統(tǒng)問題

目前，陜西省地方電力系統(tǒng)縣級變電站基本上都采用了后臺監(jiān)控機系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以大大簡化人力勞動，但是由于設備的更新?lián)Q代跟不上，對軟件的升級和后期的維護無法保障，加之人員培訓不到位，這些嚴重影響著后臺機正常功能的發(fā)揮，有的甚至不能滿足日常工作的需要，同時，電力系統(tǒng)后臺機長時間不間斷、超周期運行，以及系統(tǒng)軟件更新不及時，在實際運行中，已經(jīng)多次出現(xiàn)了后臺監(jiān)控機由于人為和監(jiān)控機本身等原因導致系統(tǒng)癱瘓不能正常工作的情況，在陜西省地方電力系統(tǒng)有的變電站一年內(nèi)就發(fā)生事故數(shù)次，這些原因多由人為因素引起，嚴重影響了變電站的整體運行。

（1）硬件設備問題

硬件問題是當前面臨的主要客觀問題，由于后臺監(jiān)控機要求實時運行，處理的數(shù)據(jù)量比較大，響應速度快，而且處在強電磁環(huán)境，所以一般普通計算機無法滿足要求，必須選擇高性能工控機。高性能工控機能夠在強電磁環(huán)境工作，抗干擾性能強，能夠實時運行，硬件設備工作穩(wěn)定性好，能夠滿足變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)的要求。目前在一些縣局為了貪圖便宜省事，在變電站使用商用機、家用機和其它計算機，這是萬萬不可取的。這已經(jīng)造成了許多后臺機損壞的情況，后臺機損壞不但影響正常供電，還嚴重影響人民生活。而對于高性能的后臺機，它就能保障變電站的正常運行；目前，我國一些縣級或鄉(xiāng)級變電站系統(tǒng)中，還在使用一些較老的設備，第一：后臺監(jiān)控機還使用的是變電站交流電源，沒有配備不間斷電源，這就造成當發(fā)生斷電事故時，后臺機就不能正常工作；第二：變電站直流電源電壓變化較大，有的時候電壓高，有時低，這就容易燒毀后臺計算機，造成不必要的損失；第三：一旦保險熔斷，就會導致后臺機癱瘓；第四：當電壓過高時，如10kV或者更高時，系統(tǒng)接地就導致產(chǎn)生諧波干擾，影響變電站后臺監(jiān)控機的正常運行。

（2）人員操作不當

人員操作不當這是造成系統(tǒng)故障的主要原因之一，變電站工作人員在工作的空余時間，利用后臺監(jiān)控機玩游戲、上網(wǎng)、私自使用未經(jīng)許可的硬盤及移動設備。同時，變電站工作人員任意修改操作流程，簡化操作程序，私自違反紀律操作，沒能及時進行系統(tǒng)軟件更新，這些也是造成系統(tǒng)故障的主要原因。

（3）系統(tǒng)任意使用

變電站后臺監(jiān)控機沒有設置密碼登錄控制，這也使任何員工可以在空閑時間使用，由于每個人的特殊性，對后臺系統(tǒng)的理解程度以及操作熟練程度不一樣，這也后臺系統(tǒng)的正常運行造成隱患。

（4）缺少監(jiān)督機制

目前，縣級供電企業(yè)缺少對變電站的檢查，這些也促使變電站工作人員工作隨意，達不到具體要求的目標，同時工作人員也逐漸會形成心理上的麻痹意識，不利于后臺監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。

目前，有的變電站的后臺監(jiān)控機系統(tǒng)，還肩負著向調(diào)度自動化系統(tǒng)提供通訊數(shù)據(jù)的作用，自動化系統(tǒng)的遠動數(shù)據(jù)和信息是通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送到調(diào)度主站，這是不可取的，當變電站綜合自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后臺監(jiān)控系統(tǒng)不能正常工作時，則遠動數(shù)據(jù)和信息不能發(fā)送，調(diào)度自動化系統(tǒng)收不到遠動數(shù)據(jù)，監(jiān)控不了故障變電站的數(shù)據(jù)，嚴重影響了系統(tǒng)運行的可靠性，解決的辦法就是應在保護和監(jiān)控系統(tǒng)的通訊單元與后臺監(jiān)控機中間裝設通訊服務器，這樣當后臺機出現(xiàn)故障時，調(diào)度系統(tǒng)還能監(jiān)控系統(tǒng)工況，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。

1.2 保護監(jiān)控系統(tǒng)問題

目前，我國一些變電站沒有配備正常的故障濾波裝置，當變電站監(jiān)控機系統(tǒng)發(fā)生故障時，這種特殊的裝置就能隨時記錄故障發(fā)生時的5～10個周期內(nèi)的電流變化情況，這有利于工作人員進行系統(tǒng)故障分析。

同時，雖然一些變電站配備有故障濾波裝置，但是當這些裝置遇到故障發(fā)生時，其應該正常發(fā)出警報聲音的系統(tǒng)卻受后臺監(jiān)控機的控制，警報不能正常發(fā)出，這就導致值班人員無法及時處理，從當前變電站的事故原因來看，多數(shù)都是由于值班人員無法及時處理而導致了PT燒毀、線路接地損壞以及開關跳閘事故等。對于這種情況，變電站應該與生產(chǎn)商家聯(lián)系，將系統(tǒng)設置中的報警系統(tǒng)單獨分離出來，這就會大大提高系統(tǒng)的報警效率，減少變電站事故的發(fā)生；同時，變電站一些綜合軟件的設計及更新存在問題，對于遠程數(shù)據(jù)信息發(fā)送、接收存在一定的問題，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面：不能正常接收上傳保護定值、主變檔位信息；不能正常接收及處理調(diào)度站遙控開關數(shù)據(jù)；不能定時修改定值、主變調(diào)檔等系統(tǒng)[8]。

以上這些問題表明變電站自動化的實現(xiàn)還存在較大問題，因此，變電站系統(tǒng)要極力解決問題，提早實現(xiàn)變電站系統(tǒng)控制自動化。

2 針對變電系統(tǒng)具體問題的解決辦法分析

以上問題是陜西省地方電力系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)在實際運行中出現(xiàn)的一些較為嚴重的問題，這些問題有的自己能夠處理，有的需要廠家處理，有的是廠家也無法處理的，需要依靠現(xiàn)代高科技手段來解決，而這些問題的存在，不僅不利于變電站的安全、可靠和穩(wěn)定運行，還嚴重影響國家的能源安全和老百姓的正常生活。為此，必須想辦法解決這些問題。

2.1 解決后臺機監(jiān)控系統(tǒng)的具體方法

后臺機監(jiān)控系統(tǒng)是變電站一個重要的組成部分，為此，一定要嚴格按照相關程序執(zhí)行，及時更新軟件，加強人員素質培養(yǎng)，提高員工的愛崗敬業(yè)水平。

（1）硬件方面

電力系統(tǒng)要想辦法解決硬件組成問題，在變電站要配置一些高性能的工控計算機、操作軟件等等。要使用國內(nèi)成熟可靠的自動化系統(tǒng)，最好是國內(nèi)知名廠家的產(chǎn)品。另外還要建立不間斷電源供應體系，要設置備用電源，保障后臺機的持續(xù)平穩(wěn)運行。要采用交流采樣，這樣會使得測量更加方便、快捷、準確，容量選擇1000VA左右即可。這樣在停電時還可以保證變電站的設備也能正常運行，測出的數(shù)據(jù)更加準確[7]。

交流采樣的工作原理是通過由電壓和電流互感器組成的二次回路直接采樣交流的電流和電壓信號。得到一組采樣的數(shù)值，采樣得到的數(shù)值經(jīng)過A／D的轉換變成數(shù)字量，最后我們通過計算數(shù)字量來獲得電流、電壓、功率等電氣量值。

（2）軟件方面

變電站系統(tǒng)一是要定期對變電站人員進行培訓，使他們掌握最新的科技手段，熟悉系統(tǒng)的各部分功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，要有一定的解決能力；二是要加強對變電站系統(tǒng)自動化的檢查，防止員工利用后臺機監(jiān)控系統(tǒng)做一些超出工作范圍的事情，同時也要加強對員工素質的培養(yǎng)；三是要制定嚴格的考核制度，一旦發(fā)生人為原因引起的后臺監(jiān)控機癱瘓情況，一定要嚴格按制度處罰，決不姑息，以此警示他人，注意不要犯同樣的錯誤；四是要設置操作系統(tǒng)和監(jiān)控軟件密碼，只有主管部門和變電站站長掌握密碼，普通值班人員按照個人名字設立操作密碼，防止隨意進入操作系統(tǒng)和啟動、停運監(jiān)控軟件，防止使用后臺監(jiān)控機的軟、硬件資源遭到破壞。

2.2 解決保護監(jiān)控系統(tǒng)的具體方法

圖3-1 交流采樣框圖

要實現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)的高效運行、實時、可靠數(shù)據(jù)采集，必須要對變電站內(nèi)的設備進行統(tǒng)一檢測、統(tǒng)一管理和控制。要制定分層分布式的體系結構[3]，方便系統(tǒng)的保護監(jiān)督。

圖3-2 變電站智能分析系統(tǒng)示意圖

（1）建立變電站故障濾波體系

變電站要建立故障濾波系統(tǒng)，當配出線發(fā)生故障跳閘時濾波裝置能夠記錄故障跳閘前后5-10個周波內(nèi)電流的變化以及故障電流值，分析故障原因進行處理，及時判斷出故障線路，這也大大方便了人員操作。同時還要對所收集到的數(shù)據(jù)進行采集、基本處理打包等操作，傳輸?shù)綄＜铱刂浦行?，然后由遠程控制中心進行最后的數(shù)據(jù)整合分析，得出具體是哪塊出現(xiàn)了問題，這樣就為檢修人員的檢修和測試減小了工作量，提高了檢修人員的工作效率[4]。

（2）建立變電站智能分析系統(tǒng)

當前，智能系統(tǒng)是一套很熱門的系統(tǒng)，它可以通過建立一套模擬分析的系統(tǒng)，來進行大量數(shù)據(jù)的分析處理，還可以給出具體的結果。

如圖3-2所示，變電站智能分析系統(tǒng)的前端裝有數(shù)碼攝像機，還配備了智能開關量和模擬量等系統(tǒng)接入嵌入式的視頻編碼器，這些信號經(jīng)過轉換變成了數(shù)字信號，由于變電站的智能分析系統(tǒng)采用了計算機網(wǎng)絡傳輸，我們可以通過預先鋪設的網(wǎng)絡將數(shù)字視頻信號把采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬镜谋O(jiān)控中心，由于信號的傳輸采用標準TCP/IP協(xié)議，我們可以很方便的用變電站智能分析系統(tǒng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控[5]。

電力系統(tǒng)可以把這套系統(tǒng)引入變電站自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，當變電站系統(tǒng)某一處出現(xiàn)問題時，所有的智能分析系統(tǒng)就會及時做出反應，發(fā)出報警信號判斷出故障點，智能分析系統(tǒng)還可以把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h方控制中心進行分析處理，同時結合專家系統(tǒng)來提高人員故障分析和處置能力，及時解決問題，保證電力的正常供應和變電站的高效運行[6]。

3 結語

綜上所述，本文深入分析了目前我國電力輸送中利用系統(tǒng)自動化來實現(xiàn)電力的低成本、高安全運輸?shù)那闆r，具體分析了變電站系統(tǒng)自動化的概念及當前我國變電站自動化實施過程中遇到的問題，這些問題對變電站的正常、安全運行埋下了巨大的隱患，為了解決問題，本文還根據(jù)變電站自動化過程中的具體問題，提出了具有針對性的解決辦法，從而保障我國電力的正常運行，保障國家能源安全和實現(xiàn)電力輸送的低成本目標。

[1]黃益莊.變電站綜合自動化技術[M].北京:中國電力出版社,2000.

[2]丁書文.變電站綜合自動化技術[M].北京:中國電力出版社,2005.

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[8]謝志榮.電力系統(tǒng)變電站自動化調(diào)試策略的研究與應用[J].城市建設,2010(15):36-38.