試論數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)運(yùn)行的問(wèn)題

1、<p>　　試論數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)運(yùn)行的問(wèn)題</p><p>　　摘要：數(shù)字化變電站的發(fā)展對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，自動(dòng)化水平的提高都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。然而從傳統(tǒng)的變電站到數(shù)字化變電站的投入使用還需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，一方面是改造和過(guò)度方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，另一個(gè)方面是由于新的技術(shù)手段與新設(shè)備的投入，由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面還存在一定的問(wèn)題。本文分析了運(yùn)行中設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題，日常維護(hù)存在的問(wèn)題，并提出了相

2、關(guān)建議 </p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；智能化；信息節(jié)點(diǎn) </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(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)物，其建設(shè)基于EC61850 標(biāo)準(zhǔn)，利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的功能優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)互操作性和信息共享。數(shù)字化變電站其主要的特點(diǎn)是一次系統(tǒng)的智能化和二次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，智能化技術(shù)的應(yīng)用

6、增強(qiáng)了電網(wǎng)調(diào)度以及輸電和配電的可靠性IED（智能化電氣設(shè)備）體積小，數(shù)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(wú)人值班變電站也正大力發(fā)展起來(lái)，管理與維護(hù)成本低。數(shù)字變電站的發(fā)展對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，自動(dòng)化水平的提高都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。 </p><p>　　二、數(shù)字化變電站的特點(diǎn) </p><p>　?。ㄒ唬?shù)據(jù)采集的數(shù)字化 </p><p&

7、gt;　　數(shù)字化變電站采用的是數(shù)字化的電氣測(cè)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(hào)數(shù)字化，實(shí)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(jié)構(gòu)層次化 </p><p>　　數(shù)字化變電站的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) IEC61850 的特點(diǎn)是采用的層次化的結(jié)構(gòu)體系，將變電站的邏輯結(jié)構(gòu)分成三個(gè)層次，分別是過(guò)程層、間隔層、站控層，各個(gè)層次之間通過(guò)光纖進(jìn)行信號(hào)的通訊，與傳統(tǒng)的電纜

8、相比，抗電磁干擾的能力更強(qiáng)，接線更加簡(jiǎn)化，數(shù)據(jù)傳輸速度更快。 </p><p>　?。ㄈ┲悄芑碾姎庠O(shè)備 </p><p>　　電氣設(shè)備的智能化是數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)，例如現(xiàn)在研究和應(yīng)用較廣泛的電子式互感器、新型斷路器等，通過(guò)將電子技術(shù)與微機(jī)技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行更加精確的控制。 </p><p>　?。ㄋ模┚o湊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) </p><p&g

9、t;　　由于智能化電氣設(shè)備的應(yīng)用，數(shù)字化變電站的測(cè)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(jìn)行功能的優(yōu)化組合。 正由于數(shù)字化變電站結(jié)合了現(xiàn)代電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其數(shù)據(jù)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(shù)不成熟，仍然還存在一定的問(wèn)題。 </p><p>　　三、數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)中的問(wèn)題 </p><p&

10、gt;　　數(shù)字化變電站內(nèi)部設(shè)備的設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)數(shù)字變電站生命周期的工作性能，由于現(xiàn)在生產(chǎn)智能化電氣設(shè)備的廠家較多，部分設(shè)備的技術(shù)不是很成熟，設(shè)計(jì)缺乏人性化，仍然存在一定不兼容和不合理等方面的問(wèn)題。 </p><p>　　接口兼容問(wèn)題。數(shù)字化變電站內(nèi)部的設(shè)備來(lái)自不同的廠家，接口的類型很多，在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中會(huì)遇到接口不兼容的問(wèn)題，從而導(dǎo)致設(shè)備之間不能進(jìn)行有效的信號(hào)傳輸與數(shù)據(jù)共享，例如GPS 對(duì)時(shí)接口與接收設(shè)備的接口不

11、兼容，此時(shí)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(shí)間拖 </p><p><b>　　延與成本的增加。 </b></p><p>　　測(cè)控裝置冗余問(wèn)題。在數(shù)字化變電站中，微機(jī)的測(cè)量裝置很多，一方面設(shè)備的利用率不高，另一方面，增加了運(yùn)行維護(hù)的工作量，并且增加了出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率。因此在設(shè)計(jì)和建設(shè)階段，可以盡量減少微機(jī)的數(shù)目，可以合并的接口應(yīng)當(dāng)盡

12、可能合并，避免過(guò)多的測(cè)量和控制單元，造成資源浪費(fèi)和不必要的工作量增加。 </p><p>　　遙視系統(tǒng)無(wú)法生效問(wèn)題。遙視系統(tǒng)是遠(yuǎn)程控制和無(wú)人值班變電站中，工作人員的“眼睛” ，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的情況通過(guò)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。那么工作人員只需要通過(guò)遙視系統(tǒng)就可以了解變電站的運(yùn)行狀態(tài)，大大地提高了工作效率，是數(shù)字化變電站智能化的體現(xiàn)。然而實(shí)際工作中，攝像頭的數(shù)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(méi)有完全發(fā)揮

13、。 </p><p>　　通信故障問(wèn)題。信號(hào)通信是數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，也是保證信號(hào)傳輸工作正常的前提。然而由于其通常由微小的網(wǎng)絡(luò)組成，通常沒(méi)有得到足夠的重視，但是通信網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)故障，那么就會(huì)造成很嚴(yán)重的影響，通信網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)措施做得不夠，現(xiàn)在很多的通信光纜是埋在地下，沒(méi)有鋼鎧進(jìn)行保護(hù)，很容易受到老 </p><p>　　鼠或者人為的破壞。在數(shù)字化變電站中，使用的是各個(gè)廠家的設(shè)備，常常有

14、不兼容的現(xiàn)象出現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)通信，需要加轉(zhuǎn)換器等，對(duì)信號(hào)通信造成了一定的影響。因此，在進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)應(yīng)該采用具有保護(hù)措施的光纜，盡量采用同一廠家的智能化設(shè)備，或者在進(jìn)行招標(biāo)時(shí)明確規(guī)定設(shè)備接口的標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　設(shè)計(jì)缺乏人性化?，F(xiàn)在數(shù)字化變電站的建設(shè)和設(shè)計(jì)缺乏人性化，主要是體現(xiàn)在，變電站的設(shè)計(jì)和施工完成了，基本的功能也具備，但是卻給運(yùn)行和操作的人員的工作帶來(lái)極大的不方便。變電站內(nèi)很多的設(shè)備都安裝在

15、室內(nèi)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱嗣烙^，很多時(shí)候直接將各種管道埋在地下，而在施工中進(jìn)行二次光纜或電纜的敷設(shè)時(shí)非常的麻煩，因此需要運(yùn)行人員與施工的人員進(jìn)行溝通，采取合理的線路掩埋方式。 </p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理。變電站中后臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是單機(jī)、單網(wǎng)的設(shè)計(jì)方式，這樣運(yùn)行的可靠性有所降低，并影響到變電站的安全運(yùn)行。然而，現(xiàn)在數(shù)字化變電站中都是通過(guò)微機(jī)以及相關(guān)的軟件對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和控制，而智能化電氣設(shè)備

16、的更新?lián)Q代比較快， 軟件有時(shí)候針對(duì)新的設(shè)備難以發(fā)現(xiàn)其缺陷， </p><p>　　監(jiān)控工作難以進(jìn)行。 </p><p>　　由上分析可知，數(shù)字化變電站在設(shè)計(jì)階段的許多問(wèn)題對(duì)變電站的運(yùn)行有著關(guān)鍵性的影響，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該按照 IEC61850 的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，采用統(tǒng)一協(xié)議，根據(jù)需要采用具有較高性能和具有完善的保護(hù)措施的設(shè)備。 </p><p>　　四、數(shù)字化變電站運(yùn)行問(wèn)題

17、 </p><p>　　保護(hù)裝置由于本身的缺陷誤發(fā)報(bào)文，造成斷路器誤動(dòng)作。由于電力系統(tǒng)或變電站本身的信號(hào)抖動(dòng)，變電站中的保護(hù)裝置可能發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，斷路器動(dòng)作，造成供電可靠性降低?？梢酝ㄟ^(guò)升級(jí)全站的保護(hù)程序，增加消除抖動(dòng)的延時(shí)，增強(qiáng)抗干擾的能力。 </p><p>　　電壓和電流等數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。在數(shù)字化變電站中進(jìn)行傳輸?shù)亩际菙?shù)字信號(hào)。通過(guò)電子互感器采集模擬信號(hào)，然后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信

18、號(hào)與模擬信號(hào)的重要區(qū)別是，數(shù)字信號(hào)需要有同步時(shí)鐘，而模擬信號(hào)不需要。如果有一個(gè)間隔的信號(hào)丟失，那么將會(huì)造成整個(gè)間隔層的保護(hù)都無(wú)法動(dòng)作。由于設(shè)備的缺陷，信 </p><p>　　號(hào)丟失也很容易發(fā)生，除此之外，如果同種設(shè)備之間的數(shù)值轉(zhuǎn)換的計(jì)算方法不同，采用的精度不同，也將造成數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤的發(fā)生。解決的辦法是采用精度比較高的設(shè)備或者采用放大系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減少誤差。 </p><p>　　備

19、用電源的不穩(wěn)定性。變電站內(nèi)部的備用電源主要是用于故障或者事故情況下對(duì)站內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行供電。在最初，采用的是站內(nèi)直流和逆變的方式作為變電站的備用電源。但是站內(nèi)直流不穩(wěn)定，因此故障時(shí)通信設(shè)備工作不正常，甚至有時(shí)候會(huì)造成事故相關(guān)狀態(tài)信息的丟失。UPS是一種含有儲(chǔ)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(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)或者其他電力電子設(shè)備的電力供應(yīng)，其電壓波形精度高，頻率

20、穩(wěn)定，能夠承受電網(wǎng)的電能波形波動(dòng)，電能間斷甚至短時(shí)的停電，具有低輸出阻抗的特點(diǎn)，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(tái)機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)不到位?，F(xiàn)在數(shù)字化變電站內(nèi)部后臺(tái)機(jī)的管理措施還不完善，管理缺位，只重視后臺(tái)機(jī)的病毒防護(hù)，然而忽視了其中的散熱和清潔工作。 后臺(tái)機(jī)是一種常年工作的設(shè)備，其放置的環(huán)境往往有很多灰塵，如果不進(jìn)行及時(shí)清理，很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)藍(lán)屏死機(jī)等現(xiàn)象。

21、然而后臺(tái)機(jī)記錄了大量的數(shù)據(jù)，因此很 </p><p>　　容易造成數(shù)據(jù)的丟失，對(duì)變電站的工作造成影響，通過(guò)采取及時(shí)有效的數(shù)據(jù)備份措施可以減少損失，但是對(duì)后臺(tái)機(jī)的維護(hù)工作仍然非常關(guān)鍵。 </p><p><b>　　五、總結(jié) </b></p><p>　　數(shù)字化變電站具有智能化程度高的特點(diǎn)，其技術(shù)和使用的設(shè)備都是新興的，在設(shè)備的設(shè)計(jì)階段與運(yùn)行階段