关于变电站综合自动化及集控站存在问题及发展建议 宋兴旺庞鹤龙张黎元 ( 天津市西青供电分公司3 ( ) 加6 1 ) O 引言 变电站综合自动化是近几年发展起来的一项综合的新技术，它不仅提高了变电站的安全、经济运行水 平，同时大大加快了变电站一二次设备的技术更新的步伐和自动化程度的提高。变电站综合自动化是将变 电站二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理 技术，实现对全变电站的主要设备和输、配线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护等功能，变电 站实现综合自动化已经成为必然。 集控站是随着变电站自动化的发展而产生的，它是变电站无人值班的产物，目前，天津市从2 2 0 K V 到3 5 K V 变电站绝大部分都具备了无人值班的条件，而对多个无人值班变电站实现集中控制，统一调度的 运行方式，称为集控站方式。电力部于一九几六年颁布关于建立集控站的文件，建议在电网调度的层次 之下建立集控站，以保证电网及无人值班变电站的有效运行。但是南到现在对于集控站的建设和运行都没 有统一的标准。 本文对变电站综合自动化在生产运行过程巾存在的一些问题提出相应的解决方法，并对综自和集控站 的发展提出一些建议。 1 综合自动化 1 1 设计上的不足及解决方法 以前部分综合自动化变电站测控和保护主处理模块共用一块C P U ，这样的配置存在安全隐患，凶为继 电保护是在毫秒级闭环自动动作，其C T P T 重点考虑在过电流、过电压情况下的饱和问题；而监控系统 为开环人工操作，其C T P T 主要考虑正常运行时的测量精度；继电保护作为电力系统的最后一道防线，其 安全可靠性要求远高于监控系统。综合自动化系统若按继电保护设计，则提高监控系统整体成本且降低测 量精度；若按监控系统设计，则严重影响继电保护的正常工作。所以宜选用保护和遥测分用C P U 的方式， 以提高系统的安全性，同时保护回路和监控回路要完全分开。 现在仅有最近一两年新投的综自站设计了故障录波器，而以前的综自站都没有涉及到此项，由于综自 站设备与常规继电器保护有本质的不同，当发生故障后，原因无法查找，因此建议在综自系统中安装独立的 集中组屏的故障录波器。 1 2 遥信误报 遥信误报原因较多，主要有以下几类： 1 2 1 接线错误，遥信序列f i 正确 多见于新建或改造的变电站投运初期，数据核对不完全，或者保护名称不准 确，经过试运行期间的传动及核对可以解决。 1 2 2 通道误码和站内的电磁干扰 误发遥信信号的特点是所上发的信号较为孤立，彼此之间没有内在的联系。现在大部分变电站都采用光 纤环网通信，通道的可靠性较高，误码率较低，除非光纤跳转的距离太远，衰耗太大，解决此类问题 的方法主要是提高光端设备的发射功率，或者增加中继，以及检查O D F 和尾纤连接是否良好等。 变电站综合自动化设备在变电站中受到极强的电场和磁场干扰，其电磁兼容性问题已成为至关重要的 问题，受到人们的普遍关注，其设备的电磁兼容性设计和试验，对改进其设备的电磁兼容性是十分重要 的。由于变电站综合自动化设备电磁兼容国际国内标准尚属空白，应根据I E C 基础和通用电磁兼容标准进 行电磁兼容设计和试验，同时应根据变电站现场环境和设备安装位置增加试验内容和提高限值，限值应根 1 1 2 据现场实际测量结果确定。此外在现场安装过程中应增加屏蔽措施，合理可靠接地。 1 2 3 保护装置的误发，接点( 包括继电器和接线端子) 抖动 该类误发遥信的特点也是所上发的信号较为孤立，彼此之间没有内在的联系，但主站收到误发的信号 的同时，也收到了S O E 。处理方法主要有采用质龋可靠的接线端子排紧同接线端子，对于抖动问题， 还可以采用双位置遥信，根据一对相反的节点的状态来确定开关的正确状态，双位遥信在丁程中有多种方 案，如可以从保护操作回路中的跳合位置继电器引接，也可以从断路器辅助接点引接。双位遥信的处理可 以在站端进行，也可采用远方S C A D A 主站系统接收后南主站判别。主站增加双位遥信的处理功能后，当遥 信发生异常时，系统就能给H _ _ | 告警，可以大大提高遥信的可靠性。 经常出现的另一种误报发生在站端保护装置与主处理机通信死机，然后自复位，主处理机重新读人保 护装置中的遥信、保护时间等信息，这种情况下主处理机会把以前的事件重新发送到主站，这种情况下 也不带S O E 。造成这类误发的原冈主要有主处理机硬件不过关，或者软件设计缺陷，易发生死循环。这 就要求厂商在产品的可靠性上下T 夫。 1 2 4 环境温度过高，也会引起信号误发 主要原因是电子产品工艺和质量存在软肋和缺陷，解决办法采用性能稳定的军品或者工业用品。 1 3 遥信漏报 造成遥信漏报的主要原冈有： I 3 1 继电器接点或辅助接点性能不好 处理方法同1 2 3 。 1 3 1 保护装置本身故障而未报 通过保护年校和缺陷处理来解决。 1 3 3 继电器动作后未及时复归 加强运行管理，提高调度和集控操作人员的素质。 1 3 3 通道误码率较高 处理方法同1 2 2 。 1 3 4 保护装置与主处理机通信故障 根据遥信告警，由调度人员通知相关专业人员及时处理。 1 4 管理制度上存在的问题 主要是设备界限划分的问题，保护、自动化、通信专业的配合问题，希望上级专业管理部门给予明 确的指示。例如在变电站当地监控主站的管理上存存责任的盲区。当地监控机的运行管理- T 作十分重要。在 实际运行中，多次f I ；现了后台监控机由于人为和监控机本身等原冈导致瘫痪不能T 作情况，严重影响了变电 站的整体运行。因此，为防止这种情况发生，一是要制定变电站后台监控机的运行和管理制度并严格执行， 对值班人员进行约束，防止利用后台监控机玩游戏、上网，防止私自使用软盘和光盘使监控机感染病毒等。 2 集控站 关于集控站的成立，早在1 9 9 6 年，当时电力部就下发文件，要求各电网运行单位根据自己的实际情 况成立集控站，以解决由于变电站无人值班给调度员造成电网监控T 作的压力，保障电网的安全运行。目 前集控站还没有成熟合理的方案，但是集控站的建立应遵循以下原则：可靠性原则、高性能原则、实时 性原则、实用性原则、开放性原则、防误性原则。而集控站的模式也分为两种：分级管理模式和集中 控制模式。 分级管理模式是指在上行信息中，变电站向集控站传送全部监控信息，集控站则向调度端系统转发其 所需信息；在下行信息中，调度员向集控站发电话命令，而由集控站对变电站进行遥控和遥调操作。调 度主站端作为整个系统核心与主要一次变电站和集拧站直接通讯；集摔站作为若- I 。：二次变电站信息汇集 点与二次变直接通讯。分级管理模式适用于无人值班站较多的供电企业，例如高压供电公司。这样的系 统各个部分的功能和职责非常明确，系统可靠性高。但是相当与要建立新的功能完全的监控系统，投资 1 1 3 较大。 集中控制模式是在调度自动化系统的局域网上加装集控站T 作站。变电站的上行信息直接送调度端系 统，在变电工区加设几台汁算机与系统联网，从调度端得到相关信息，操作人员使用远程工作站可完成 所有需要的操作，完成集控站的功能。这种情况下集控站自动化系统南于配置精炼而使本方案造价稍 低，但由于集控站自动化系统与调度自动化系统通过网络连接，共用历史服务器和实时库服务器，而集 控站需要的变电站本体信息非常庞大，造成网络非常拥挤，并且由于信息类型的多样性，造成系统处理 更加复杂，使系统的可靠性降低，不能有效的保证集控站自动化系统和调度自动化系统稳定运行。 2 1 集控站的功能 集控站应具备的基本功能： 2 1 1 基本S C A D A 功能 数据采集：模拟量、状态量、数字量； S O E 和P D R 功能； 曲线功能； 报表浏览； 图形监视； 带监护程序的遥控功能； 遥调功能。 2 1 2 安全防误闭锁功能 五防系统与集控站。 2 1 3 继电保护管理 能进行保护动作的查询，定值单管理等功能，并应接人小电流选线系统。 2 1 4 通信功能 通过以太网或者光纤网与调度自动化系统服务器通信；共享服务器资源。 2 1 5 系统同步时钟 可以接收调度端G P S 下发的对时命令。 2 1 6 烟雾报警监视 现在的情况是，很多11 0 K V 变电站烟雾报警系统南于可靠性问题并没有接人到综合自动化系统中，可 以考虑将烟雾报警接人集控站。 2 1 7 变电站遥视功能 在光纤通道业务具备的情况下可以考虑将遥视功能接人集控站。 2 1 8 直流电源监控 可以考虑新上变电站直流电源监控系统，接人集控站，可以监视直流屏电池组保险、充电机浮充均 充、充电机故障、充电机直流开关位置、直流母线接地、控制母线电压异常、电池电压、电流监视等信号。 2 1 9 其他功能 V Q C 功能 故障录波、 权限管理 缺陷记录、值班日志等 2 2 建立完善安全保障体系，防止误操作 遥控和遥调操作是集控站对无人值班站的最基本的操作。冈为所有操作都在同一个屏幕上执行，彳艮容易 发生误操作，因此必须作好保证安全的组织措施和技术措施。 2 3 集控站和微机五防 目前国内大多数变电站自动化没有实现隔离开关的自动控制，电动隔离开关机械转动的不可靠性是原 1 1 4 凶之一，这种由于一次设备带来的不完善的自动化系统，不仪给运行维护管理带来了麻烦，而且使得自 动化系统的五防闭锁必须和一些厂家的现场智能钥匙扯在一起，目前还没有较好的解决方案。随着一次设 备的工艺质量提高，隔离开关采用了电动操作，自动化系统的五防闭锁方案已逐渐完善。 2 3 I 微机五防系统正常的工作程序应该是 调度监控系统不进行远方操作断路器、刀闸时，微机 ； 控系统只给微机五防系统发送断路器、刀闸 的遥信量和变电站的潮流信息。 调度监控系统远方操作断路器、刀闸时，微机监控系统除给微机五防系统发送断路器、刀闸的遥信 量和变电站的潮流信息外，五防系统应根据正确的模拟操作逻辑信息闭锁微机监控系统不正确的遥控操作。 2 3 2 存在问题 大多数II O K V 变电站已经安装了独立的五防系统，但很多没有接人到综合自动化系统中去，主要原因 专业上没有明确的文件规定和可操作的运行规程。即使接入了综合自动化系统也应注意监控系统与五防系 统的通信可靠性问题。当五防收到监控发米的遥控命令时对其作判断，合格后给监控系统返回一个允许 操作的信息。监控系统方能m 口操作。如果通信不可靠，造成通讯失败，五防失效就会被迫操作队人员 到现场操作，影响电网的正常运行。 3 综合自动化及集控站技术展望 3 1 关于规约 随着现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，实时信息传送量成倍增多，对调度自动化系统和厂站自动 化系统的数据通信提m 了更高的要求。变电站自动化系统的传输规约和传输网络的标准化，是实现可靠快速 通信的保证。目前变电站自动化系统通信规约的情况是：一个普通的变电站使用的产品可能是东方电子、南 自、四方等厂家，采用的规约可能是C D T 、S C l 8 0 1 、D N P 、I E C 6 0 8 7 0 5 1 0 1 、1 0 4 几乎每个产品供应商 都具有一套自己的标准，整个电网里运行的规约就可能达到上百种。规约的混乱造成综自系统的开放性和兼 容性差，容易形成产品的垄断，造成日后升级维护费用的升高。 3 1 1I E C 6 1 9 7 0 系列标准规约 目前国际上都在积极开发满足I E C 6 1 9 7 0 系列标准的调度自动化系统，软件的即插即用是I E C 6 1 9 7 0 的 最终目标，随着电力系统的发展和自动化水平的提高，用户往往要运行多套系统，这就必然存在系统的更新升 级。现有的综自系统平台应该可以集成第i 方的应用软件，能即插即用，不同应用系统能紧耦合的集成，能 无缝连接。因此，不同的软件厂商实现系统接口的标准化对用户的意义是深远的。 3