試論數字化變電站設計運行的問題

1、<p>　　試論數字化變電站設計運行的問題</p><p>　　摘要：數字化變電站的發(fā)展對整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，自動化水平的提高都產生了深遠的影響。然而從傳統(tǒng)的變電站到數字化變電站的投入使用還需要一個過渡過程，一方面是改造和過度方案的設計與實施，另一個方面是由于新的技術手段與新設備的投入，由于運行經驗不足，在設計和運行方面還存在一定的問題。本文分析了運行中設備出現(xiàn)的問題，日常維護存在的問題，并提出了相

2、關建議 </p><p>　　關鍵詞：數字化變電站；智能化；信息節(jié)點 </p><p>　　Abstract: The development of digital substation on the safety of the whole power system stability produced far-reaching effect to raise the level of a

3、utomation. However, from the traditional substation to substation put into use will require a transition process, on the one hand is the design and implementation of transformation and excessive scheme, on the other hand

4、 is the result of new technology and new equipment put into operation, due to lack of experience, there are some problems in the d</p><p>　　Key words: digital substation; intelligent node; </p><p&

5、gt;　　中圖分類號:S611文獻標識碼：A文章編號： </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　數字化變電站是智能電網發(fā)展的基礎產物，其建設基于EC61850 標準，利用現(xiàn)代電力電子技術和計算機網絡技術實現(xiàn)變電站內電氣設備的功能優(yōu)化組合，實現(xiàn)互操作性和信息共享。數字化變電站其主要的特點是一次系統(tǒng)的智能化和二次系統(tǒng)的網絡化，智能化技術的應用

6、增強了電網調度以及輸電和配電的可靠性IED（智能化電氣設備）體積小，數字化變電站占地面積小，建站投資成本低。隨著智能化水平的提高，現(xiàn)在無人值班變電站也正大力發(fā)展起來，管理與維護成本低。數字變電站的發(fā)展對整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，自動化水平的提高都產生了深遠的影響。 </p><p>　　二、數字化變電站的特點 </p><p>　　（一）數據采集的數字化 </p><p&

7、gt;　　數字化變電站采用的是數字化的電氣測量系統(tǒng)，電氣量的采集、傳輸、處理以及輸出都是將模擬信號數字化，實現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的電氣隔離。 </p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)結構層次化 </p><p>　　數字化變電站的建設標準 IEC61850 的特點是采用的層次化的結構體系，將變電站的邏輯結構分成三個層次，分別是過程層、間隔層、站控層，各個層次之間通過光纖進行信號的通訊，與傳統(tǒng)的電纜

8、相比，抗電磁干擾的能力更強，接線更加簡化，數據傳輸速度更快。 </p><p>　?。ㄈ┲悄芑碾姎庠O備 </p><p>　　電氣設備的智能化是數字化變電站的基礎，例如現(xiàn)在研究和應用較廣泛的電子式互感器、新型斷路器等，通過將電子技術與微機技術相結合，能夠對設備進行更加精確的控制。 </p><p>　?。ㄋ模┚o湊的系統(tǒng)結構 </p><p&g

9、t;　　由于智能化電氣設備的應用，數字化變電站的測量控制系統(tǒng)的重量輕，體積小，很方便將其集成在智能控制柜中，進行功能的優(yōu)化組合。 正由于數字化變電站結合了現(xiàn)代電力電子技術和計算機網絡技術，其數據處理方式以及通信方式都不同于傳統(tǒng)的變電站，智能化程度更高，投資成本更低，因此得到了推廣，但是，目前技術不成熟，仍然還存在一定的問題。 </p><p>　　三、數字化變電站設計中的問題 </p><p&

10、gt;　　數字化變電站內部設備的設計關系到整個數字變電站生命周期的工作性能，由于現(xiàn)在生產智能化電氣設備的廠家較多，部分設備的技術不是很成熟，設計缺乏人性化，仍然存在一定不兼容和不合理等方面的問題。 </p><p>　　接口兼容問題。數字化變電站內部的設備來自不同的廠家，接口的類型很多，在實際的運行當中會遇到接口不兼容的問題，從而導致設備之間不能進行有效的信號傳輸與數據共享，例如GPS 對時接口與接收設備的接口不

11、兼容，此時采用的解決辦法常常是由GPS的廠家更換插件，但是這樣就造成了不必要的時間拖 </p><p><b>　　延與成本的增加。 </b></p><p>　　測控裝置冗余問題。在數字化變電站中，微機的測量裝置很多，一方面設備的利用率不高，另一方面，增加了運行維護的工作量，并且增加了出現(xiàn)錯誤的幾率。因此在設計和建設階段，可以盡量減少微機的數目，可以合并的接口應當盡

12、可能合并，避免過多的測量和控制單元，造成資源浪費和不必要的工作量增加。 </p><p>　　遙視系統(tǒng)無法生效問題。遙視系統(tǒng)是遠程控制和無人值班變電站中，工作人員的“眼睛” ，能夠將現(xiàn)場的情況通過圖像進行實時傳輸。那么工作人員只需要通過遙視系統(tǒng)就可以了解變電站的運行狀態(tài)，大大地提高了工作效率，是數字化變電站智能化的體現(xiàn)。然而實際工作中，攝像頭的數目不足，安裝位置不夠，不能獲得足夠的信息，遙視系統(tǒng)的功能沒有完全發(fā)揮

13、。 </p><p>　　通信故障問題。信號通信是數字化變電站的網絡基礎，也是保證信號傳輸工作正常的前提。然而由于其通常由微小的網絡組成，通常沒有得到足夠的重視，但是通信網絡一旦出現(xiàn)故障，那么就會造成很嚴重的影響，通信網絡的防護措施做得不夠，現(xiàn)在很多的通信光纜是埋在地下，沒有鋼鎧進行保護，很容易受到老 </p><p>　　鼠或者人為的破壞。在數字化變電站中，使用的是各個廠家的設備，常常有

14、不兼容的現(xiàn)象出現(xiàn)，為了實現(xiàn)信號通信，需要加轉換器等，對信號通信造成了一定的影響。因此，在進行通信網絡建設時應該采用具有保護措施的光纜，盡量采用同一廠家的智能化設備，或者在進行招標時明確規(guī)定設備接口的標準。 </p><p>　　設計缺乏人性化?，F(xiàn)在數字化變電站的建設和設計缺乏人性化，主要是體現(xiàn)在，變電站的設計和施工完成了，基本的功能也具備，但是卻給運行和操作的人員的工作帶來極大的不方便。變電站內很多的設備都安裝在

15、室內，在設計的時候為了美觀，很多時候直接將各種管道埋在地下，而在施工中進行二次光纜或電纜的敷設時非常的麻煩，因此需要運行人員與施工的人員進行溝通，采取合理的線路掩埋方式。 </p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)的設計不合理。變電站中后臺的監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是單機、單網的設計方式，這樣運行的可靠性有所降低，并影響到變電站的安全運行。然而，現(xiàn)在數字化變電站中都是通過微機以及相關的軟件對系統(tǒng)的數據進行處理和控制，而智能化電氣設備

16、的更新?lián)Q代比較快， 軟件有時候針對新的設備難以發(fā)現(xiàn)其缺陷， </p><p>　　監(jiān)控工作難以進行。 </p><p>　　由上分析可知，數字化變電站在設計階段的許多問題對變電站的運行有著關鍵性的影響，在設計中應該按照 IEC61850 的相關技術規(guī)范，采用統(tǒng)一協(xié)議，根據需要采用具有較高性能和具有完善的保護措施的設備。 </p><p>　　四、數字化變電站運行問題

17、 </p><p>　　保護裝置由于本身的缺陷誤發(fā)報文，造成斷路器誤動作。由于電力系統(tǒng)或變電站本身的信號抖動，變電站中的保護裝置可能發(fā)出動作信號，斷路器動作，造成供電可靠性降低?？梢酝ㄟ^升級全站的保護程序，增加消除抖動的延時，增強抗干擾的能力。 </p><p>　　電壓和電流等數據不準確的問題。在數字化變電站中進行傳輸的都是數字信號。通過電子互感器采集模擬信號，然后轉化成數字信號，數字信

18、號與模擬信號的重要區(qū)別是，數字信號需要有同步時鐘，而模擬信號不需要。如果有一個間隔的信號丟失，那么將會造成整個間隔層的保護都無法動作。由于設備的缺陷，信 </p><p>　　號丟失也很容易發(fā)生，除此之外，如果同種設備之間的數值轉換的計算方法不同，采用的精度不同，也將造成數據傳輸錯誤的發(fā)生。解決的辦法是采用精度比較高的設備或者采用放大系統(tǒng)對數據進行處理，減少誤差。 </p><p>　　備

19、用電源的不穩(wěn)定性。變電站內部的備用電源主要是用于故障或者事故情況下對站內的關鍵設備進行供電。在最初，采用的是站內直流和逆變的方式作為變電站的備用電源。但是站內直流不穩(wěn)定，因此故障時通信設備工作不正常，甚至有時候會造成事故相關狀態(tài)信息的丟失。UPS是一種含有儲能裝置，并且以逆變 </p><p>　　器作為主要組成部分的恒壓恒頻不間斷電源，主要用于計算機及其網絡或者其他電力電子設備的電力供應，其電壓波形精度高，頻率

20、穩(wěn)定，能夠承受電網的電能波形波動，電能間斷甚至短時的停電，具有低輸出阻抗的特點，因此作為變電站的備用電源，能夠提高變電站在事故之后的通信傳輸效率。 </p><p>　　后臺機的運行與維護不到位?，F(xiàn)在數字化變電站內部后臺機的管理措施還不完善，管理缺位，只重視后臺機的病毒防護，然而忽視了其中的散熱和清潔工作。 后臺機是一種常年工作的設備，其放置的環(huán)境往往有很多灰塵，如果不進行及時清理，很多時候會出現(xiàn)藍屏死機等現(xiàn)象。

21、然而后臺機記錄了大量的數據，因此很 </p><p>　　容易造成數據的丟失，對變電站的工作造成影響，通過采取及時有效的數據備份措施可以減少損失，但是對后臺機的維護工作仍然非常關鍵。 </p><p><b>　　五、總結 </b></p><p>　　數字化變電站具有智能化程度高的特點，其技術和使用的設備都是新興的，在設備的設計階段與運行階段