湯艷龍

[摘要]伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的日益提高，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的裝置呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。其中，安全自動(dòng)裝置是變電站最常用到的，具有強(qiáng)大的功能與作用。本文主要對(duì)這一裝置展開(kāi)了深入的探討，對(duì)存在的問(wèn)題提出了合理的解決對(duì)策，希望可以給同行朋友提供有用的幫助。

[關(guān)鍵詞]變電站；自動(dòng)化系統(tǒng)；安全自動(dòng)裝置；問(wèn)題；對(duì)策

[中圖分類號(hào)]TM73

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0322-01

在信息技術(shù)時(shí)代，機(jī)械自動(dòng)化水平的發(fā)展越來(lái)越快，使得變電站綜合性能得到很大的飛躍。其自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)用逐步代替了沿用很久的二次系統(tǒng)，大大提高了運(yùn)作的效率，使裝置更加可靠和安全。它可以提供全方位的檢查、記錄與跟蹤，徹底排查故障，加強(qiáng)了控制管理的效果。因此，改進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)，優(yōu)化安全自動(dòng)裝置是變電站發(fā)展的總趨勢(shì)。筆者根據(jù)多年的變電站工作經(jīng)驗(yàn)，主要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)中最核心的安全裝置進(jìn)行了分析，對(duì)自動(dòng)控制和接地系統(tǒng)有一些淺見(jiàn)。

一、有關(guān)同期合閘的問(wèn)題

（一）概念

同期合閘在變電站運(yùn)作當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用，是經(jīng)常碰見(jiàn)的操作。它可以使整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)更加穩(wěn)定和堅(jiān)固，并需要注意三個(gè)事項(xiàng)，一是壓差，二是頻差，三是角差，這三方面必須要合格。同期的因素要結(jié)合變電站的準(zhǔn)確性、安全性和速率，其中安全是首要的，是運(yùn)行裝置得以順利工作的前提保障。同期裝置務(wù)必保持強(qiáng)大的閉鎖能力。比如在發(fā)電過(guò)程中，其作為一種并網(wǎng)的形式，能夠配合發(fā)電機(jī)正常工作，使輸出電量充足，傳送的過(guò)程也會(huì)迅速。在首次零度角的合閘當(dāng)中，還可以節(jié)約大量的能源，做到能源使用最優(yōu)化。

（二）并列環(huán)網(wǎng)，使差頻保持同期

同期下的差頻要將多種毫無(wú)電氣關(guān)系的系統(tǒng)進(jìn)行排列組合，形式主要有并網(wǎng)條件下的發(fā)電機(jī)、無(wú)聯(lián)系的并列電網(wǎng)等。具體說(shuō)來(lái)，并列環(huán)網(wǎng)指的是擁有相同鏈接的兩個(gè)系統(tǒng)，并由一個(gè)聯(lián)絡(luò)控制閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)。另外，相角差是并列環(huán)網(wǎng)下的兩點(diǎn)攻角，角度的變化很穩(wěn)定，與拓?fù)浜拓?fù)荷的情況相一致。

國(guó)內(nèi)有些地區(qū)的變電站將差頻同期成為捕捉同期或者檢同期。這一系統(tǒng)的誤差會(huì)在頻率所允許的范圍之內(nèi)，確保同頻同差。然而現(xiàn)實(shí)中很難將多種差頻很好地區(qū)分開(kāi)來(lái)，為了使自動(dòng)安全裝置合理運(yùn)行，就必須優(yōu)先考慮并列環(huán)網(wǎng)，在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行同期的差頻工作。

（三）遙感的同期

從上面的論述當(dāng)中，我們不難發(fā)現(xiàn)，并列環(huán)網(wǎng)和差頻會(huì)存在各自的特點(diǎn)。安全自動(dòng)裝置可以分辨出哪些屬于差頻，哪些屬于同頻，但對(duì)于先進(jìn)的、比較精細(xì)的系統(tǒng)，就不會(huì)進(jìn)行有效的識(shí)別，如果細(xì)究下去就會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力。同時(shí)，耽誤時(shí)間越長(zhǎng)越會(huì)對(duì)合閘產(chǎn)生致命性的延誤。其實(shí)，變電站調(diào)度員的任務(wù)是運(yùn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，了解斷路器的規(guī)格是差頻還是同頻，并準(zhǔn)確找到位置。安全自動(dòng)裝置可以在傳輸指令的過(guò)程中，準(zhǔn)確識(shí)別差頻或者同頻，使得遙控裝置下的合閘命令有效的傳送出去。安全自動(dòng)裝置可以自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，正確整合了合閘命令等信息，對(duì)差頻、同頻甚至是無(wú)壓狀態(tài)都可以進(jìn)行很好的識(shí)別，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和約束能力進(jìn)行操作和控制。

二、無(wú)功綜合電壓的自動(dòng)化控制

（一）VQC控制系統(tǒng)

目前，我國(guó)變電站VQc控制系統(tǒng)大致有三種表現(xiàn)形式：獨(dú)立硬件下的VQC、后臺(tái)軟件下的VQC以及主單元網(wǎng)絡(luò)下的VQc。首先，獨(dú)立硬件下的VQc系統(tǒng)的獨(dú)立性較強(qiáng)，和大多數(shù)系統(tǒng)很少發(fā)生作用。它兼有輸出和輸入的功能，在一定的情況下加快閉鎖的速度，因此依賴性也特別的高。但是它有一個(gè)缺陷，那就是安裝的過(guò)程需要重置電纜，導(dǎo)致信息的采集出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象。其次，后臺(tái)軟件下系統(tǒng)，會(huì)把控制的功能運(yùn)用到后臺(tái)工作的主機(jī)內(nèi)部，在進(jìn)行每種測(cè)控環(huán)節(jié)以便取得更多的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存的VQc軟件模塊，會(huì)根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)情況，反映客觀現(xiàn)實(shí)，從而對(duì)發(fā)來(lái)的命令實(shí)行辨別，并讓對(duì)應(yīng)的測(cè)控環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)執(zhí)行。這一系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是便于調(diào)試和維護(hù)安全自動(dòng)裝置。再次，主單元下的VQC系統(tǒng)，將控制的核心環(huán)節(jié)深入到裝置的間隔層，利用計(jì)算機(jī)的CPU可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的控制。不過(guò)，這種系統(tǒng)的IO輸入與輸出方式，應(yīng)該通過(guò)間隔層IO測(cè)控技術(shù)完成。它的主要優(yōu)點(diǎn)能夠全面、直接、迅速的知曉網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，加快閉鎖的進(jìn)度，使安全自動(dòng)裝置內(nèi)部運(yùn)行更加完善。不過(guò)它的臨界面性能較差，不利于后期的維護(hù)。

（二）自動(dòng)識(shí)別運(yùn)行模式

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行，要根據(jù)荷載的情況和設(shè)備的損耗實(shí)行調(diào)控，以保證運(yùn)行的合理性。具體來(lái)講，要運(yùn)用VQC系統(tǒng)并隨著運(yùn)行方式的改變作出對(duì)應(yīng)的調(diào)整，具體問(wèn)題要具體分析。比如可以根據(jù)變壓器的組數(shù)，將分段、母聯(lián)、橋接等接線方式靈活運(yùn)用到運(yùn)行上去。此外，使用者在選擇的過(guò)程中，會(huì)認(rèn)為這些VQc系統(tǒng)造價(jià)比較高，投資的成本大，需要耗費(fèi)更多的電纜。但又擔(dān)心其他產(chǎn)品的安全質(zhì)量，比如網(wǎng)絡(luò)型VQc系統(tǒng)。倘若在主編保護(hù)模式下需要閉鎖，質(zhì)量差的產(chǎn)品就不會(huì)填補(bǔ)時(shí)間差。因此，用戶要權(quán)衡利弊，選擇性價(jià)比最高的方式優(yōu)化安全自動(dòng)裝置的運(yùn)行。

三、合理投入備用的電源

（一）經(jīng)過(guò)編程的PLC應(yīng)用

由于備自投的方式各有千秋，不會(huì)在隨時(shí)隨地都利用一種安全裝置，因此就要發(fā)揮PLC的作用，在同等硬件前提下進(jìn)行設(shè)置?？梢岳肞LC裝置中內(nèi)置的軟系統(tǒng)進(jìn)行重組，對(duì)外部的自投情況進(jìn)行準(zhǔn)確定位，按照一定的邏輯和次序重新排列，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)置。

（二）備自投和同期結(jié)合

同期的功能與備自投很少結(jié)合在一起考慮，筆者曾研究過(guò)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)備投110KV的母聯(lián)分段，總結(jié)出掛上線路和總域變電站相聯(lián)的問(wèn)題，我們可以運(yùn)用到其中。比如階段母線出現(xiàn)失電的情況時(shí)，分段備自投就不能其用預(yù)備的電源，這是因?yàn)閭渥酝堆b置尚未結(jié)合同期功能。對(duì)此，可以用以下的方法解決：首先要切斷各條相連的電路，接著要實(shí)行啟動(dòng)自投，最后通過(guò)檢同期，逐漸修復(fù)與安全裝置連接的電路。值得一提的是，同期功能若在BZT裝置內(nèi)，就務(wù)必在備自投實(shí)行當(dāng)中，與檢同期進(jìn)行合閘。以上的方法操作比較簡(jiǎn)單，可行性較大。

（三）備自投與廠用電

我國(guó)很多火電廠在切換電的時(shí)候，都利用自投與備自投的方式。電源被切斷時(shí)，由于受慣性影響，很多母線上的電壓會(huì)衰減，并且速度極為緩慢，不會(huì)馬上就停止工作。這是由于殘壓的幅值以及頻率會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的波動(dòng)，以至于備用電源在投入時(shí)，同樣會(huì)存在合閘“死機(jī)”的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)科學(xué)的計(jì)算和試驗(yàn)，最佳投入方式是在30度角差的范圍之內(nèi)進(jìn)行，并且安全自動(dòng)裝置的處理器DSP和快速出口也會(huì)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，使得繼電器的選擇更加合理。在失去第一次快速備自投入之后，等待下一次合閘的時(shí)期又是同期的問(wèn)題。

總結(jié)：

總而言之，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中安全自動(dòng)裝置需要從多個(gè)層面考慮，以此保證裝置的合理運(yùn)行。工作人員要注意以上提到的幾個(gè)問(wèn)題，不斷探索與創(chuàng)新改進(jìn)的策略。一方面要不斷發(fā)揮安全自動(dòng)裝置的功能，使其更好地為變電站服務(wù)，一方面又要預(yù)防可能出現(xiàn)的問(wèn)題，使損耗降到最低。相信經(jīng)過(guò)變電站工作人員的不懈努力，自動(dòng)化系統(tǒng)中的安全自動(dòng)裝置一定可以發(fā)揮更好的性能，為我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐禮葆.劉寶志.郝燕麗.開(kāi)放式數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的討論[J].繼電器，2004（06）