變電站綜合自動(dòng)化之事故剖析

摘要:近年來，將變電站由常規(guī)站改為綜合自動(dòng)化站漸漸成為一種趨勢。綜合自動(dòng)化改造后的變電站，其運(yùn)行情況越來越依賴于自動(dòng)化裝置的實(shí)用性及成熟性。該文就綜合自動(dòng)化改造中出現(xiàn)的問題做出相應(yīng)分析，以尋找解決這些問題的合理方案。

關(guān)鍵詞:綜合自動(dòng)化;事故信號;GPS; 后臺(tái)監(jiān)控

變電站綜合自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。因此，將變電站由常規(guī)站改造為綜自站已漸漸成為一種趨勢。但是，由于綜合自動(dòng)化技術(shù)尚未完全成熟，其運(yùn)行過程中難免出現(xiàn)一些不盡人意的地方，下面將綜合自動(dòng)化技術(shù)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題做一總結(jié)。

1 有關(guān)事故信號的問題

在常規(guī)控制方式的變電站，運(yùn)行中發(fā)生事故時(shí)變電站將產(chǎn)生事故報(bào)警音響并經(jīng)過遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備向調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)出事故信號，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采用這個(gè)事故信號啟動(dòng)事故相應(yīng)的處理軟件(推出事故畫面、啟動(dòng)報(bào)警音響等)。由此可見，變電站的事故信號是一個(gè)非常重要的信號，特別是對于無人值班的變電站，由于監(jiān)控中心的運(yùn)行人員需要同時(shí)監(jiān)控多個(gè)變電站的運(yùn)行狀態(tài)，事故信號就成為監(jiān)控中心運(yùn)行人員中斷其它工作轉(zhuǎn)入事故處理的主要標(biāo)志性的信號，非常重要。

在35 kV看莊水泥廠變電站綜自改造竣工驗(yàn)收時(shí)，驗(yàn)收人員在操作6 kV線路時(shí)，發(fā)現(xiàn)在后臺(tái)和地調(diào)遠(yuǎn)方控制合開關(guān)時(shí)，都會(huì)觸發(fā)\"事故跳閘\"信號。 在采用常規(guī)的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和保留控制屏的無人值班變電站中，一般采用在控制回路中增加記憶繼電器(雙位置)的方法產(chǎn)生事故信號，這種方法已在以前的采用RTU進(jìn)行無人值班改造工程項(xiàng)目中(110 kV及以下電壓變電站)應(yīng)用多年，其技術(shù)依據(jù)與原控制屏操作KK開關(guān)與實(shí)際開關(guān)位置不對應(yīng)相同。35kV看莊水泥廠變電站事故信號生成的原理與上述方法相同。其回路為將操作回路中的KKJ繼電器(雙位置繼電器)的合后位置結(jié)點(diǎn)與斷路器位置信號結(jié)點(diǎn)串聯(lián)，形成一個(gè)電氣單元的事故信號，監(jiān)控系統(tǒng)中只須將各電氣單元的事故信號進(jìn)行軟件或運(yùn)算即可生成全站事故信號。

事故信號的這種生成方法在技術(shù)上是可行的，發(fā)生上述問題的原因在于:當(dāng)后臺(tái)或地調(diào)對開關(guān)進(jìn)行遙合時(shí)，雙位置繼電器KKJ勵(lì)磁，其常開接點(diǎn)變?yōu)楹衔?，但由于開關(guān)位置變位太慢，DL常閉接點(diǎn)仍處于閉合狀態(tài)，回路接通，觸發(fā)事故總信號。由于這個(gè)問題是因?yàn)殚_關(guān)變位太慢引起，所以就通過在測控裝置中設(shè)置延時(shí)，以延長判斷時(shí)間來解決的。這種解決方法的弊端在于真正的事故發(fā)生時(shí)，會(huì)由于裝置中設(shè)置的延時(shí)而不能對事故進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

因?yàn)? kV為儲(chǔ)能開關(guān)，當(dāng)斷路器合上時(shí)，儲(chǔ)能裝置啟動(dòng)，與其相連的TWJ失磁，若將TWJ的常開位置與KKJ的常開位置相連，構(gòu)成生成事故總的回路，則會(huì)避免上述問題的產(chǎn)生。這種解決方法可以有效的避免因?yàn)檐浖訒r(shí)而產(chǎn)生的誤判斷。具體回路如圖1所示。

2 有關(guān)GPS對時(shí)的問題

隨著變電站自動(dòng)化水平的提高，電力系統(tǒng)對統(tǒng)一時(shí)鐘的要求愈加迫切，有了統(tǒng)一時(shí)鐘，即可實(shí)現(xiàn)全站各系統(tǒng)在GPS時(shí)間基準(zhǔn)下的運(yùn)行監(jiān)控和事故后的故障分析，也可以通過各開關(guān)動(dòng)作的先后順序來分析事故的原因及發(fā)展過程。統(tǒng)一時(shí)鐘是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高運(yùn)行水平的一個(gè)重要措施。

GPS對時(shí)一般有三種方式。

脈沖同步信號:裝置的同步脈沖常用空接點(diǎn)方式輸入。常用的脈沖信號有:1PPS，1PPM，1PPH。

串行口對時(shí)方式:裝置通過串行口讀取同步時(shí)鐘每秒一次的串行輸出的時(shí)間信息對時(shí)，串行口又分為RS232接口和RS422接口方式。

IRIG-B方式對時(shí):IRIG-B為IRIG委員會(huì)的B標(biāo)準(zhǔn)，是專為時(shí)鐘的傳輸制定的時(shí)鐘碼。每秒輸出一幀按秒、分、時(shí)、日期的順序排列的時(shí)間信息。IRIG-B信號有直流偏置(TTL)電平、1 kHz正弦調(diào)制信號、RS422電平方式、RS232電平方式四種形式。

由于變電站內(nèi)往往存在不同廠家的自動(dòng)化裝置，其接口類型繁多，裝置數(shù)量也不等，所以在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常遇到GPS對時(shí)接口與接受對時(shí)的設(shè)備接口不能通信的問題。110 kV北宿變電站采用的保護(hù)測控裝置為國電南自的系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品只接受無源空接點(diǎn)對時(shí)，而山東科匯科技有限公司的GPS設(shè)備只能提供有源485 B碼對時(shí)。這就造成接口類型不統(tǒng)一，從而導(dǎo)致站內(nèi)保護(hù)測控裝置不能接受GPS對時(shí)的問題。

這個(gè)問題最終以GPS廠家更換通信插件，將對時(shí)接口改為空接點(diǎn)B碼對時(shí)而得以解決。

這個(gè)問題的出現(xiàn)，提醒了設(shè)計(jì)人員在前期訂貨時(shí)，應(yīng)充分考慮各種設(shè)備的接口問題。尤其是保護(hù)測控裝置及其它智能裝置與后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備的接口問題。因變電站綜自改造多用以太網(wǎng)方式組網(wǎng)，而有些廠家的舊設(shè)備只存在串口或RS485接口，或者不同廠家設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，因?yàn)橐?guī)約不同而造成通信失敗。這些問題都需要對所訂購設(shè)備的通信插件進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，或訂購充分?jǐn)?shù)量的規(guī)約轉(zhuǎn)換器，以免類似情況再發(fā)生。

3 有關(guān)監(jiān)控程序穩(wěn)定性的問題

變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化后，無論是有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)就是在主控站或調(diào)度室內(nèi)，面對顯示器進(jìn)行變電站的全方位監(jiān)視和操作。所以監(jiān)控系統(tǒng)能否保持長時(shí)間穩(wěn)定無故障的運(yùn)行，對提高變電站的運(yùn)行管理水平和安全可靠性是非常重要的。

事件:4月29日9:39，某變電站的監(jiān)控后臺(tái)主機(jī)SAC1/SAC2雙機(jī)網(wǎng)絡(luò)中斷，后臺(tái)監(jiān)控機(jī)SAC2不能與前置機(jī)連接，值班人員重啟后臺(tái)程序仍無法解決問題。經(jīng)過數(shù)次重啟后，在下午17:26，恢復(fù)正常運(yùn)行。當(dāng)SAC2為主機(jī)且為前置機(jī)時(shí)，與SAC1機(jī)無法連接，使SAC1機(jī)無法讀取實(shí)時(shí)信息，但系統(tǒng)沒有判斷SAC2機(jī)異常并把SAC1機(jī)自動(dòng)切換為值班主機(jī)，所以造成監(jiān)控后臺(tái)SAC1機(jī)、SAC2機(jī)都不能正常運(yùn)行。

值班人員對后臺(tái)監(jiān)控機(jī)SAC2的網(wǎng)卡、與交換機(jī)連接的網(wǎng)線、交換機(jī)本身進(jìn)行了檢查，均無發(fā)現(xiàn)故障。后經(jīng)監(jiān)控系統(tǒng)廠家人員檢查確定，認(rèn)為問題是由后臺(tái)監(jiān)控機(jī)SAC2的WINDOWS操作系統(tǒng)程序走死引起，網(wǎng)絡(luò)資源不足導(dǎo)致后臺(tái)監(jiān)控機(jī)死機(jī)。

找出問題后，廠家將后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的監(jiān)控程序版本升級，并經(jīng)系統(tǒng)雙機(jī)切換測試。當(dāng)其中一臺(tái)后臺(tái)監(jiān)控機(jī)網(wǎng)絡(luò)中斷或有異常時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能將另一臺(tái)備用機(jī)自動(dòng)切換成主機(jī)運(yùn)行。

變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化后，很多的運(yùn)行維護(hù)工作都需要通過微機(jī)裝置來完成。但綜合自動(dòng)化裝置的硬件更新?lián)Q代非?？?，所選用的設(shè)備可能很快就變成落后產(chǎn)品;監(jiān)控軟件有時(shí)會(huì)存在難以發(fā)現(xiàn)的缺陷，以至導(dǎo)致監(jiān)控維護(hù)工作不能正常進(jìn)行，影響了變電站的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問題都會(huì)逐步得到解決。這也提醒設(shè)計(jì)人員在選擇綜自產(chǎn)品及后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要綜合考慮多方面因素，選出一種程序運(yùn)行穩(wěn)定，功能齊全，硬件配置相對超前的綜自產(chǎn)品。

4 結(jié)束語

變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化是今后發(fā)展的一種必然趨勢，其優(yōu)越性在電能量，變電站的安全、可靠運(yùn)行水平等方面均有較好的體現(xiàn)。但由于綜自設(shè)備整體的技術(shù)還不夠成熟、穩(wěn)定，所以在實(shí)施運(yùn)行中總會(huì)出現(xiàn)各種不同的問題。希望各位同仁能把自己工作中的經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜砉餐窒?，以完善我們的綜合自動(dòng)化技術(shù)。