崔鳳薇 張保華 段志林

摘要：電力綜合自動(dòng)化是集保護(hù)、測(cè)量、控制、報(bào)警、通信、數(shù)據(jù)采集與處理、故障記錄與分析、調(diào)度等功能于一體的綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于舊系統(tǒng)改造和新項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)。農(nóng)村供電變電所高壓系統(tǒng)升級(jí)改造經(jīng)歷了從工業(yè)供電到農(nóng)村電網(wǎng)的方案論證、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、試運(yùn)行、動(dòng)態(tài)分段過(guò)渡、應(yīng)急措施等過(guò)程，都是智能化的，對(duì)運(yùn)行維護(hù)、二次開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用提出思路，為同類項(xiàng)目的升級(jí)改造提供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);變電所改造

引言：

近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷增加，電網(wǎng)投資建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，這也對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效、智能運(yùn)行提出了更高的要求。特別是隨著世界電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站的自動(dòng)化水平越來(lái)越高。

1存在問(wèn)題

變電所設(shè)備改造升級(jí)，備品備件采購(gòu)困難，保護(hù)定值每年都需要調(diào)整，斷路器觸頭、換油及油位難以維持，全站斷電儲(chǔ)能電容器只供兩個(gè)斷路器跳閘;斷路器噴油、手動(dòng)巡檢抄表、交直流絕緣降低及接地、無(wú)電氣“五防”及帶電顯示及事故照明、刀閘關(guān)閘堵塞，而斷路器則很難準(zhǔn)確地識(shí)別和查詢?cè)O(shè)備的燒毀、分閘、合閘線圈等各種事故。雖然已經(jīng)升級(jí)，但仍處于較低水平，沒有實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控的高層擴(kuò)展改造空間。

2改造策劃

針對(duì)供電設(shè)備能力不足、無(wú)法進(jìn)行計(jì)算機(jī)全數(shù)字化監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)管理控制等現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)同行業(yè)設(shè)備改造應(yīng)用情況的調(diào)查論證，決定實(shí)施適應(yīng)性擴(kuò)容升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)字監(jiān)控。

（1）改造方案：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用“無(wú)人值守”或“少人值守”方式設(shè)計(jì)。根據(jù)分層分布的原則，形成了中央控制層、通信層和車站層的體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)配置如圖1所示。

（2）軟硬件選擇：后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)硬件由dellcpu：Intel四核/3.0GHz、RAM：8gbddr3、1t硬盤主機(jī)、GPS同步時(shí)鐘、通信層網(wǎng)線及網(wǎng)絡(luò)附件、車站級(jí)各開關(guān)柜智能保護(hù)控制裝置等組成。;功能軟件windows7操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)、后臺(tái)監(jiān)控軟件及多媒體語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車站設(shè)備的監(jiān)控管理等功能，預(yù)留與上控制中心遠(yuǎn)動(dòng)通信及第三方設(shè)備硬件升級(jí)擴(kuò)展接口。

（3）設(shè)備選型：主回路采用中央柜、過(guò)電壓保護(hù)器、電流/電壓互感器、真空斷路器、消弧柜等;運(yùn)行監(jiān)控包括“五防”閉鎖、在線測(cè)溫預(yù)警、小電流接地選線，微機(jī)綜合保護(hù)、其他智能組合電器、多功能綜合智能電表、直流智能高頻操作電源、事故照明等。

3系統(tǒng)維護(hù)

裝置投入運(yùn)行后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)書和點(diǎn)檢措施。設(shè)備正常運(yùn)行情況異常時(shí)，按相應(yīng)操作規(guī)程處理;設(shè)備關(guān)鍵部位異常時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維護(hù);軟件故障或崩潰時(shí)，應(yīng)重新啟動(dòng)。在運(yùn)行過(guò)程中，禁止改變所有操作;定期更換開關(guān)電源，清除裝置中記錄的數(shù)據(jù);維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、保護(hù)設(shè)置和功能模塊;立即停用保護(hù)裝置，分析處理一級(jí)硬件致命報(bào)警故障，如系統(tǒng)內(nèi)存錯(cuò)誤、CPU故障、a/D采集輸出電路故障;輸入電路異常、總線電視斷線、損壞等。

4電力系統(tǒng)融合發(fā)展

4.1遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

利用系統(tǒng)軟硬件接口和GPRS的4G/5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)遠(yuǎn)程重啟、保護(hù)開/關(guān)、修改設(shè)置、軟件升級(jí)維護(hù)等功能，探索無(wú)人值守、集中遠(yuǎn)程控制的模式設(shè)備通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換成互聯(lián)網(wǎng)，形成C/s或B/s架構(gòu)，支持網(wǎng)絡(luò)瀏覽和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，多種顯示界面自由切換，實(shí)現(xiàn)分類匯總統(tǒng)計(jì)報(bào)表、斷路器累計(jì)分合次數(shù)等綜合功能數(shù)據(jù)共享，柜內(nèi)溫濕度及高壓帶電顯示及鎖定、各種電氣參數(shù)測(cè)量、故障檢測(cè)等，通過(guò)手機(jī)客戶端隨時(shí)瀏覽設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及短信報(bào)警、故障信息自維護(hù)及就地/遠(yuǎn)方復(fù)位等;監(jiān)控主機(jī)及操作員站系統(tǒng)規(guī)模小，在系統(tǒng)規(guī)模大的情況下，可增加服務(wù)器、通信管理機(jī)等設(shè)備，形成多臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)的冗余配置，或采用雙服務(wù)器、雙前端、多操作員站、工程師站的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變電所的過(guò)程監(jiān)控，各種控制和調(diào)節(jié)命令，系統(tǒng)故障應(yīng)急處理和時(shí)鐘、硬件GPS和網(wǎng)絡(luò)的雙同步，通過(guò)操作員權(quán)限根據(jù)站號(hào)，可以修改定值參數(shù)等功能。

4.2視頻安全監(jiān)控

為了保證設(shè)備運(yùn)行的有效監(jiān)控，將視頻輔助監(jiān)控添加到“四遙”功能的重要部分作為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)上下左右、鏡頭變焦、聚焦和預(yù)置位置調(diào)整跟蹤控制的遠(yuǎn)程控制;畫面切換報(bào)警等功能，減少操作者接近高壓帶電設(shè)備和火災(zāi)事故。

4.3監(jiān)控功能集成

目前，變配電自動(dòng)化應(yīng)用仍停留在保護(hù)和測(cè)控層面，第三方設(shè)備未集成到控制網(wǎng)絡(luò)中。按照“智能+”模式，升級(jí)開發(fā)跨平臺(tái)軟硬件支撐平臺(tái)、多應(yīng)用、多用戶設(shè)備運(yùn)行維護(hù)需求，整合無(wú)人機(jī)和智能機(jī)器人技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的人機(jī)協(xié)同、保護(hù)利用，測(cè)量控制、通信等技術(shù)將智能儀表、直流面板、小電流接地線選擇、防誤閉鎖等智能設(shè)備連接到控制系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的串口通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，靈活地與調(diào)制解調(diào)器連接，形成網(wǎng)絡(luò)，采用硬時(shí)間、軟時(shí)間或軟硬時(shí)間相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的“五遙”功能、無(wú)人值守和遠(yuǎn)程維護(hù)等。

4.4遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控

農(nóng)村電網(wǎng)供電變壓器安裝在箱變、柱等場(chǎng)所，高壓側(cè)控制為SF6斷路器、隔離開關(guān)、柱上跌落開關(guān)，電量為高壓計(jì)量，安裝區(qū)域最為復(fù)雜，無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常故障，將影響村鎮(zhèn)及微企事業(yè)單位的用電，應(yīng)選用無(wú)線收發(fā)器功能設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)利用GPRS和手機(jī)客戶端實(shí)現(xiàn)線路故障。

結(jié)束語(yǔ)：

變電所各裝置分別安裝在開關(guān)柜上，功能獨(dú)立。通過(guò)站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)信息共享，具有完善的遠(yuǎn)程/本地操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)功能。它能適應(yīng)有人或無(wú)人值守的混合管理模式，具有良好的安全性和實(shí)時(shí)性。

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（作者單位：中國(guó)石油華北石油管理局有限公司電力分公司）