變電站綜合自動化系統(tǒng)常見問題分析
摘要:變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、 故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計,對變電站 全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。 它是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平,降低運行維護成本,提高經(jīng)濟效 益,向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算 機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展,變電站綜合自動化技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在 筆者的公司, 近幾年來對大量常規(guī)變電站進行了大規(guī)模的綜合自動化改造,也投 產(chǎn)了數(shù)十座新的綜合自動化變電站。
目前, 廣泛采用的變電站綜合自動化系統(tǒng)是通過后臺監(jiān)控機對變電站全部一 次設(shè)備及二次設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄、并處理各種信息,對變電站的主要設(shè) 備實現(xiàn)遠方控制操作功能。然而,在實際使用過程中也隨之出現(xiàn)了一些問題,通 過對各個綜合自動化系統(tǒng)進行歸納總結(jié),探討分析,就目前變電站綜合自動化系 統(tǒng)在實際工作中出現(xiàn)的共性問題進行綜合分析,此為筆者的寫作目的。
引言
綜合自動化變電站是以高速發(fā)展的計算機技術(shù)為依托,將變電站中的電信號通過控制、 測量、變化、傳輸,然后匯總到總的計算機網(wǎng)絡(luò),完成所需要的相關(guān)功能,例如遙感、信號 采集等。特別是近年來,我國的高新技術(shù)發(fā)展迅猛,技術(shù)突破層出不窮,這些都為變電站更 可靠、更安全的工作提供了有力的保障。但是,變電站的有效管理作為變電站正常工作的基 礎(chǔ),正發(fā)揮著不可忽視的作用,有效的管理模式將使得整個變電站運行的更加合理、科學(xué)。
1 綜合自動化變電站的特點
綜合自動化變電站不同于傳統(tǒng)的變電站, 是以高科技的現(xiàn)代化技術(shù)為基礎(chǔ), 通過有效的 設(shè)計,結(jié)合當?shù)氐沫h(huán)境而制成的機電一體化式的變電站,它有自身的特點:
1.1 采用新技術(shù)
與當時比較前沿的科技相結(jié)合,應(yīng)用新技術(shù),使得變電站擺脫了傳 統(tǒng)變壓器的弊端,安全性和可靠性更高。例如,采用新技術(shù)的綜合自動化變電站,一次斷路 器設(shè)備呈現(xiàn)出無油化,無污染。二次控制元件也表現(xiàn)出了集成的模塊化,使得變電站工作更 加精確,減少了設(shè)備維修工作。
1.2 設(shè)備調(diào)度方便、快捷
現(xiàn)代化的自動化變電站在調(diào)整電壓負荷、報表傳送等方面 具有比較強的優(yōu)勢,指令操作簡潔,并且誤操作的次數(shù)大大降低,使得變電站的設(shè)備工作起 來更加的放心。而且,相互連接的各個測控單元既獨立,也保持相對比較高的集成性,相互 之間可以通過模塊化進行信息共享,實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的傳遞,有利于結(jié)合當?shù)氐沫h(huán)境,變換 主體值班室的結(jié)構(gòu)和值守的方式等。
1.3 成本低
綜合自動化變電站所占地面積比較少,空間利用率高,擺脫傳統(tǒng)的土地 建設(shè)投資大的劣勢,充分發(fā)揮了其自動化的突出特點,降低了整個變電站的生產(chǎn)投入成本, 使得變電站更加趨于低廉、高效。
2 目前變電站所運行中存在的問題
綜合自動化變電站所在運行過程中有許多的優(yōu)勢,信息傳輸迅捷、高效,大大提高了生 產(chǎn)傳輸效率,但是目前國內(nèi)的變電站所普遍存在著一些問題:
2.1 二次設(shè)備存在誤報、誤跳
綜合自動化變電站在整體上表現(xiàn)出了集成性,各個模塊之間的信息傳遞簡便、快捷。但 是,普遍的變電站在報表、指令傳遞時存在著一些問題,例如變電站的二次設(shè)備在信號傳遞 的過程中可能存在信號誤報,偶爾發(fā)生誤跳,誤傳信息等,造成了信息的不真實,給工作人 員帶來麻煩。
2.2 抗干擾能力差
后臺監(jiān)控機經(jīng)常會上傳一些誤發(fā)的大批量的干擾信號,這嚴重的干擾了監(jiān)控人員準確判 斷和監(jiān)控,有時難免會遺漏掉大量信息中的一部分,而正是這被遺漏的部分信息,恰恰可能 是關(guān)鍵的信息, 對變電站安全運行造成隱患, 而這些干擾可能會演變?yōu)樵斐墒鹿驶蚴鹿蕯U大 的重要因素。
2.3 運行模式存在間歇性失效
自動化變電站所在投入運行實施之后, 模式也在發(fā)生著變化。 但是從傳統(tǒng)的人員值班的 模式過渡到無人操作的模式中去,很多的變電站所存在著失去管理的一些情況。例如,有些 變電站所沒有體現(xiàn)出減人增效的真實情況, 有些甚至仍采用原有的人員看管模式, 浪費了人 力資源的同時,也增加了投資成本。
2.4 變電站設(shè)備安裝質(zhì)量不高
目前, 有些變電站的使用問題大多數(shù)是由于安裝質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量問題引起的, 主要存在 著安裝人員操作不合格,沒有按要求進行安裝、調(diào)試,在運行過程中表現(xiàn)出了很大的誤差, 使得變電站在實際的使用過程中存在著誤發(fā)信號等。
2.5 五防系統(tǒng)與后臺監(jiān)控機存在不安全因素
綜合自動化防誤操作系統(tǒng)主要由五防管理機及后臺監(jiān)控機組成, 它們各自有獨立的防誤 閉鎖系統(tǒng), 這樣就實現(xiàn)了雙重防誤閉鎖管理, 但執(zhí)行過程中只有通過五防管理機模擬操作傳 輸?shù)胶笈_監(jiān)控機才可在后臺監(jiān)控機進行遠方操作, 。但這也存在一些弊病,如果五防管理機 故障,就只有在后臺機上通過口令進行全站總解鎖后進行操作,這樣就增加了不安全因素。
2.6 監(jiān)控系統(tǒng)故障時不能及時發(fā)信
有的監(jiān)控系統(tǒng)只設(shè)置語音報警系統(tǒng),所有事件報告、自檢報告等信息都歸入其中,而無 事故音響信號,當后臺監(jiān)控機或語音系統(tǒng)不能正常工作時,所有信號則不能及時發(fā)出,不能 直接提示監(jiān)控人員,這嚴重影響變電站的安全運行。
2.7 告警信息不直觀
由于在設(shè)計上的原因, 為了方便檢修維護人員查詢, 而忽略考慮監(jiān)控人員從告警信息中 不能直觀明了地看出表達故障或事故的動作原因, 往往需要監(jiān)控人員從一連串大量信息中查 找,而告警信息繼續(xù)發(fā)出,其窗口不斷滾動,監(jiān)控人員又得從頭查起,不能迅速判斷,延誤 事故處理時間和查找事故原因,從而對事故處理和恢復(fù)供電帶來直接不利的因素。
3 提出幾點建議與應(yīng)對意見
3.1 逐步完善系統(tǒng)功能
對所有模擬量和狀態(tài)量變位進行分類, 并用幾種顏色加以區(qū)分, 當變電站有非正常狀態(tài) 發(fā)生和設(shè)備異常時, 監(jiān)控系統(tǒng)對各個量分類提供給監(jiān)控人員使運行監(jiān)控人員, 便于很直觀地 看出各類告警信息,設(shè)計合理的線路布局和制造工藝,切斷各種電磁耦合的途徑,另外從軟 硬件上采取屏蔽措施,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)置,避免造成誤發(fā)信號或微機工作出錯。完善系統(tǒng)定時自 檢、自診斷、自恢復(fù)處理功能,暢通環(huán)節(jié)上通信能力,必要時設(shè)置并啟動備用通道,刷新遙信變位。后臺機防誤閉鎖功能加入,與五防管理機形成互切,互為備用。將保護監(jiān)控系統(tǒng)的 事故和預(yù)告音響信號獨立出來,與后臺監(jiān)控語音報警系統(tǒng)相互一致又不受后臺監(jiān)控系統(tǒng)控 制, 防止發(fā)生后臺監(jiān)控機不工作或語音報警系統(tǒng)故障時發(fā)不出音響信號。 為了更好實現(xiàn)自動 化功能,應(yīng)不斷強化該系統(tǒng)各類報表、負荷變化曲線等功能,以便使監(jiān)控人員更為直觀地看 出潮流變化情況,月供、年供電量等。
3.2 加強運行管理
在運行中往往因裝置使用不當?shù)热藶橐蛩卦斐呻娏ο到y(tǒng)的不安全, 因此要制定相應(yīng)的運 行規(guī)程,并嚴格按照規(guī)程各項規(guī)定執(zhí)行,定期執(zhí)行巡檢制度,可定為 24 小時一次。完善巡 視內(nèi)容,如自檢和報告信息、語音報警和保護監(jiān)控音響系統(tǒng)、工作電源運行、各種信號燈指 示、連接片和切換把手位置,特別對不間斷電源(UPS)進行切換檢查、通信系統(tǒng)是否正常 通信以及“四遙”功能是否正常。變電站自動化系統(tǒng)是一項技術(shù)含量高而復(fù)雜的系統(tǒng)工程, 且電力系統(tǒng)的連續(xù)性和安全性的要求,一旦自動化系統(tǒng)發(fā)生問題,必須及時迅速排除,使之 盡快恢復(fù)正常運行, 這就需要正確分析判斷故障點, 出現(xiàn)異常問題處置措施并制定相應(yīng)的應(yīng) 急處理預(yù)案。建立相應(yīng)管理制度,包括:設(shè)備定期檢查維護制、檢修質(zhì)量驗收制、崗位責任 制度等。
3.3 加強變電站設(shè)備故障的處理模式
變電站的相關(guān)設(shè)備和電子元件是變電站工作的載體, 是能進行合理、 科學(xué)的信息調(diào)度的 根本保證。對于事故處理,要按照一定的步驟進行,其具體步驟:(1)停止音響,記錄時間; (2)根據(jù)事故癥候,初步判斷并向中心報告;(3)安排相關(guān)人員進行檢查并作記錄;(4)檢查過 程中出現(xiàn)放電、閃耀或其他故障,應(yīng)立即隔離;(5)全面分析故障,并做出相應(yīng)的處理;(6) 待專業(yè)人員對故障進行合理的修復(fù)之后,及時恢復(fù)運行;(7)向上級匯報并作相關(guān)記錄。
3.4 選擇科學(xué)的變電站管理模式
變電站從傳統(tǒng)的需要人員值班到無人值班, 其運行管理模式發(fā)生了很大的變化, 整個變 電站在信息采集、信號發(fā)送、指令調(diào)度等與傳統(tǒng)的設(shè)備管理存在很大的不同。變電站的管理 模式一定要因地制宜,結(jié)合當?shù)氐膶嶋H環(huán)境情況,有效的選擇合適的、科學(xué)的控制模式。在 整體上使得變電站控制更加有效, 結(jié)合當?shù)貙嶋H的變電站運行環(huán)境, 能夠讓變電站運行過程 中更加得當。具體管理模式有以下幾種:
(1) 以地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度為中心的集中控制
無人值班變電站的日常工作和監(jiān)視等操作都由遙控來實現(xiàn), 它是建立在地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中 心之上的管理模式,減少了工作人員的日常任務(wù),工作效率比較高。這種管理模式一般是在 比較偏遠的地區(qū),變電站數(shù)量比較少的情況下才會采用,擺脫了傳統(tǒng)的“點對點”式的低效 率、高成本的模式。但是近年來,隨著電網(wǎng)的擴大、電網(wǎng)技術(shù)的完善和無人綜合自動化變電 站數(shù)目的增多,這種管理模式逐漸被淘汰。
(2) 分層管理、分級控制的模式
此種變電站控制模式已經(jīng)在很大程度上滿足了對較大規(guī)模電網(wǎng)的需求, 通過設(shè)立控制中 心,而下按照一定的依據(jù)將所要控制的變電站進行分級。工作人員不參與變電站的控制,只 通過調(diào)度中心對變電站進行統(tǒng)一管理,這其中包括分配所需電量,按時控制電壓等,其具體 的控制模式示意圖如圖 1:
通過圖 1 知,采用這種模式,可以大大的提高整個變電站工作體系的效率,使得變電站 在整個運行中更加高效、快捷進行數(shù)據(jù)和信息的上行和下行。
(3) 集控站管理模式
這種運行模式是建立一個或者若干個集控站為基礎(chǔ)的控制管理體系, 它負責某一區(qū)域內(nèi) 的無人值班變電站, 根據(jù)相關(guān)指令完成變電站日常事宜的遙控操作。 其具體的模式圖如圖 2:
圖 2 集控站管理模式圖
圖 2 是在之前控制模式的基礎(chǔ)上演變的,但在整個變電站的工作過程中顯得更加人性 化,更加便于操作。對于日常維護和常見事故的處理過程中顯得更加及時、迅速。
現(xiàn)代化的變電站管理模式可以是以上三種模式的任意組合,可以通過適當優(yōu)化形成新 的、符合條件要求的管理控制模式。現(xiàn)在普遍采用以集控站為基礎(chǔ)的,其他管理控制為輔導(dǎo) 的組合形式。例如,以唐山供電公司豐潤分公司集控站為例,其所轄變電站近 20 座,通過 采用監(jiān)視加運行加維護的集控站管理模式,由 3 人進行監(jiān)控,實行換班制,相互監(jiān)督,使得 該公司能夠迅速的適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境,在變電站安全工作的前提下實現(xiàn)快速創(chuàng)收。
3.5 加強變電站的安全管理意識
安全是變電站運行全過程的主體, 是變電站正常工作的保證。 在變電站工作的相關(guān)人員, 一定要加強安全管理的意識,從一點一滴去注意細節(jié),防止由于主觀原因出現(xiàn)安全隱患。例 如,對于值班員的工作過程中出現(xiàn)的不認真、不仔細而造成的錯誤,一定要嚴肅處理。對于 變電站的工作人員,可以通過開展一些專業(yè)技能培訓(xùn)使得他們更能適應(yīng)復(fù)雜的狀況。
變電站管理中一定要保證管理思想的端正性, 在實際的變電站運行過程中一定要切實做 好各方面的工作, 在真正的實際操作中要懂得用自己的一言一行來表現(xiàn)自己的安全意識。 可 以結(jié)合變電站的實際情況,制定一系列安全操作規(guī)范,時常進行考核等。例如面對著同樣的 設(shè)備檢查,我們不能只是簡簡單單的了事,而是采用一絲不茍的態(tài)度去完成任務(wù),不要為了 圖省事或者所謂的幫小忙, 替其他的人員進行相關(guān)檢查時也要嚴格按照相關(guān)規(guī)范操作, 切忌 偷工省事。
對于日常維修檢查方面遇到的問題, 一定要找出出現(xiàn)問題的原因, 不能完全憑借相關(guān)經(jīng) 驗進行判斷。例如,面對著二次設(shè)備誤跳的事故,可以通過技術(shù)分析,合理的估計事故產(chǎn)生的原因。然后對各個可能引起事故的原因進行有效的排查,一一排除,找出弊端所在。對于 是在無法判斷的事故,可以請有關(guān)專家和技術(shù)人員幫忙,力求達到事事都能妥善解決。
3.6 提高工作人員的操作技能
自動化變電站的日常工作都需要比較專業(yè)的知識為基礎(chǔ)而進行的一系列設(shè)備指令信息 的傳送、調(diào)度。在平時的事故處理中也需要有比較全面的設(shè)備問題解決能力,這些無疑都要 求操作人員技能水平高,業(yè)務(wù)水平扎實等。對于變電站操作人員,除了適當培訓(xùn)之外,可以 采取定期考核的制度來提升工作人員的技能,對于沒有真才實學(xué)、魚目混珠的人員,要進行 嚴格處理。例如,可以聘用一些專業(yè)水平能力強的高學(xué)歷人才,通過適當?shù)膷徢芭嘤?xùn),然后 快速上崗。對于工作中技能比較突出,管理才能又相當優(yōu)秀的綜合性人才,可以通過適當?shù)?獎懲機制來鼓勵大家相互學(xué)習,積極進取,提升操作技能。
4.結(jié)語
有效的管理是綜合自動化變電站高效率、 低成本運行的有效保證。 在變電站在由傳統(tǒng)向 現(xiàn)代化無人值班的變電站模式演化的過程中, 要切實保證變電站控制模式選擇的科學(xué)性, 采 用合理的技能培訓(xùn)和監(jiān)管機制來提高整個變電站工作人員的安全操作意識, 確保變電站日常 維護的合理性和有效性。
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