变电站自动化系统的应用及存在的问题

变电站自动化系统的应用及存在的问题

1保护、远动专业合并随着网络技术的发展和对电网信息的需求的增加，无论是重新设计还是新发送，基于网络的距离和面向对象的自动系统都已成为主流。通过数字通信及网络技术,实现保护、测量、控制、远传等功能集成一体化,使得保护、远动专业界面分工越来越困难,自动化系统在日常维护中的分割处理也变得不可取,因此,几年前不少专家、业内就提出保护、远动专业合并为变电站自动化专业。技术的发展使得两个专业合并为一是趋势,但是合并后得变电站自动化专业过程中如何去管理设备,很少探讨,毕竟这一个专业将涵盖计算机技术、网络技术、微电子技术、通信技术和变电站微机保护技术。因此,自动化专业人员要深层次掌握所有厂家、型号自动化系统的技术,难度很大,除非设备的维护过度依赖厂方。在专业合并过程中如何确保变电站自动化系统安全可靠运行,是制约保护、远动专业合并的重要因数。建议在保护、远动专业合并的过程中:(1)原来变电站内使用的第一代面向功能设计的集中式和第二代向功能设计的分布式变电站自动化系统保持原来的保护、远动分专业管理模式。(2)新使用的基于网络的面向间隔、面向对象的第三代自动化系统从设备的调试、验收开始由新组建的自动化专业人员参与。(3)自动化设备完成一体化改造后,自动化专业人员按厂家和设备型号分组管理。2遥信系统在广东的应用情况在远传信息过程中,包括遥控、遥信、遥测和遥脉,但是调度自动化系统中,110kV的变电站往往只传送遥控、遥信、遥测,遥脉没有上传调度端,也没有接入变电站当地监控系统。220kV的变电站电度量依然也没有接入当地监控系统,而是采取一套有别于变电站自动化系统的电能采集装置,另开一路通信信道将电能量传送给省中心调度端,其原因是电能作为结算的依据和归属于不同部门的管理。电能采集作为变电站自动化系统的一部分,传送给当地监控和远方调度端,不管资源配置还是信息共享来说都是应该的,其实在远传中使用的SC1801、IEC101、IEC104多种等通信规约都包涵了传送电能量。由于遥测普遍采用2个字节来表示,在处理和传送中比起遥信来说需要更长的时间,因此提高遥测量的处理速度,ABB公司的IED670变电站自动化装置提出遥信处理模块和遥测处理模块走不同总线的理念。当遥测量大于满值时,有可能出现溢出和归零的现象,在广东电网SCADA系统中大量出现过,其原因有电流互感器变比整定偏小、远动规约的不合理和远动I/O测控单元缺陷等,其实最简单的预防措施是在验收过程中严格执行输入值1.2～1.5倍满值来验收。在变电站自动化系统发展的过程中,遥信可靠准确传送一直是个问题,主要是遥信误传和丢失,在文献中提出多种遥信误报和漏报的情况。造成这些原因除了人为因数外,厂家在产品开发过程中对变电站现场因数考虑不够周全、产品不够成熟和厂家之间的技术配合不够完善等因数是主要原因,其中:(1)遥信误报的,例如ISA保护和BJ监控系统组成的变电站自动化系统的有:(1)保护装置与管理机死机重启把原来的信号重发;(2)保护管理机与远动通信机断开而重新恢复正常通信后再把原来的信号重发;(3)监控系统的从控主板对缓冲区进行溢出处理时把历史的信号重发;(4)监控系统遥信模块出现故障时也常会误发信号。对于国内厂家生产的基于以太网为基础的变电站自动化系统,上面四种情况仍然有发生。(2)遥信漏报的:(1)规约不严紧。(2)监控信息不够完善。保护测控一体的装置发生通信故障时,系统没有检测该装置运行状态,误将通信故障后的信息上传。3通信通信3.1ied装置在变电站的应用通信技术的发展在变电站自动化技术发展中扮演主要的角色,最初远动、保护设备用RS485总线将保护设备联在一起,以主从方式通信,后来被抗干扰能力强、通信带宽大的现场总线所代替,以太网由于解决了抗干扰问题,现在普遍采用的基于以太网的站内通信。但是到目前为此,国内外变电站内通信依然存在以点对点通信的RS232和点对多点主从通信的RS485串口通信,主要是直流设备、消弧装置、UPS和数据电度表等,估计这些IED装置在几年内依然会存在。由于串口通信抗干扰能力弱,因此要加装防雷隔离装置。由于以太网标准单一、资源丰富、网络速度快、频带较宽的原因,以太网的抗干扰技术得到发展后,目前,国内外变电站自动化系统通信普遍转向嵌入式以太网通信,取代现场总线,最后会统一成如图1所示的基于IEC61850体系的变电站自动化系统结构。变电站自动化系统故障的快速处理,造成远程维护具有必要性,这使得各种装置信息量上传大大增加,势必加快以太网得使用。现在,国内有的变电站自动化厂家新推出的系统在10kV高压室的测控保护装置采用10Mbps的以太网通信,通过交换机以100Mbps的快速光纤以太网连到主控室以太网上,而上面提到的IED装置通过RS232、RS485串口连城一起,然后以嵌入式以太网作为一个以太网节点连到以太网上,使用效果很不错,预计几年内都将采用这种模式。3.2数据网通信技术变电站与远方控制中心的通信有电力专线、数据网和租用公共信道。(1)主站与厂站通信一直是以电力专线通信为主,其中包括载波、微波、光纤通信和拨号方式,由于一点多址微波的缺陷,逐渐被光纤通信所代替,而载波作为低投入,有的地方还做为备用信道,拨号方式早期普遍做为备用通信方式,现在使用的地方已经很少。(2)这两年一些地区在主站和厂站之间开始在电力专网使用数据网通信,如图2所示。由于数据网传输速度极快的优势,将成为主站和厂站通信发展方向,但是如何做好确保在这种基于开放、标准的网络通信技术中,信息的安全传送是数据网通信发展的关键。(3)租用公共信道中,有中国电信公共交换网(PSTN)、通用分组无线电业务(GPRS)和公众无线移动通信网(GSM)等。它们的特点是使用方便灵活,但是在调度自动化系统中未能确保信息的安全交换。尽管使用了加密、压缩等安全措施,目前在安全通信的技术方面还处于探讨和完善阶段。不过在新建设的变电站中电力专线通道未能调通时,它们可以做为临时的信道满足主站四遥功能的验收,有效地解决工程调试验收的紧张局势。使用过GSM无线拨号通信方式,如图3所示。随着无人值班变电站的增加,无功电压自动调节(VQC)已经成为变电站自动化系统中不可缺少的部分。目前使用的VQC有两种:专用VQC装置和内嵌于当地监控系统VQC应用软件包。目前在VQC使用中存在以下几个问题:(1)在行业中VQC没有一个标准的技术规范和管理规程,基本上是按照厂家的方案。例如VQC闭锁条件,各个供电公司、厂家的产品都不一样。(2)VQC的定值不合理。VQC的定值中的主变调档和电容器投切对电压、无功的影响是个随着变电站负荷变化而变化的量,由于定值确定工作量极大,有的按照主变、电容器出厂时的参数,或者没有及时跟踪修改定值,造成VQC正常使用率降低。(3)认识不深,管理不到位。由于VQC繁杂的工作认识不够,VQC闭锁后,哪些