淺談變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)內(nèi)部遵循KS485通訊協(xié)議。與上位機(jī)通訊遵循RS485或TCP／IP通訊協(xié)議。

　　（7）自檢功能

　　系統(tǒng)應(yīng)具有完善的自診斷功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，診斷功能將提供詳細(xì)的故障信息，以便及時(shí)排除故障。

　　4、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　4.1 變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的末端數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，采用交流采樣直接從電流互感器或電壓互感器取交流0-5A電流信號(hào)或交流0-100V電壓信號(hào)(380／220V低壓系統(tǒng)直接取交流0-220V或0-380V電壓信號(hào))，不再需要各種電量變送器，開(kāi)關(guān)柜上各種測(cè)量?jī)x表可以取消，外部電纜只有一根通信電纜與供電電源電纜，設(shè)計(jì)與施工簡(jiǎn)單。

　　4.2 雖然智能化開(kāi)關(guān)和智能開(kāi)關(guān)柜本身已經(jīng)具備監(jiān)控功能，只要設(shè)計(jì)一根通信電纜引至值班室中央管理機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)方調(diào)度。但由于各廠家的通訊協(xié)議不統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)較困難，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù)、信號(hào)與控制回路仍保留。因此，如何統(tǒng)一通訊協(xié)議，是系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展方向，這樣系統(tǒng)將更加簡(jiǎn)單。

　　4.3 變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高次諧波的監(jiān)控、記錄和保護(hù)有待于完善。

　　4.4 應(yīng)用新技術(shù)，一次斷路器設(shè)備無(wú)油化，二次控制元件無(wú)觸點(diǎn)集成模塊化，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性，減少了設(shè)備維修工作。

　　4.5 變電所負(fù)荷調(diào)整、電壓調(diào)節(jié)及電量報(bào)表等工作都由調(diào)度直接完成，改變了過(guò)去那種調(diào)度下令，變電運(yùn)行人員接令執(zhí)行操作的繁瑣環(huán)節(jié)，降低了變電所運(yùn)行誤操作事故的發(fā)生。��

　　4.6 調(diào)度可直接監(jiān)視變電設(shè)備運(yùn)行情況，發(fā)生故障能及時(shí)、準(zhǔn)確地提供原始數(shù)據(jù)，為事故處理提供方便。

　　5、目前監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中普遍存在的問(wèn)題

　　（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用上的不足。

　　　 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集是關(guān)系到能否安全正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備將所有設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視的模擬量如電流、電壓、頻率、溫度、開(kāi)關(guān)刀閘位置、開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能信號(hào)、裝置運(yùn)行信號(hào)、有功和無(wú)功電度量。首先普遍的監(jiān)控軟件均具有小的數(shù)據(jù)量時(shí)不顯示或不正常顯示。特別是有的軟件修改單位都不是很方便。潮流方向不易更改等。溫度的接口存在技術(shù)上處理的難點(diǎn)，基本上不能正確顯示主變的溫度。其次就是在應(yīng)用上存在很多缺點(diǎn)，如各種采集量均沒(méi)有越限報(bào)警變壓器滿載時(shí)便不能設(shè)定告警，如同常規(guī)變電站一樣。電壓偏低時(shí)不能提示唯有接地時(shí)由保護(hù)裝置提供報(bào)警信號(hào)，而不能利用電腦也分析直觀表示是哪相接地，而電壓回路斷線也同樣不能由監(jiān)控軟件來(lái)提供告警信號(hào)和分析。

　　（2）在設(shè)計(jì)上存在的不足。

　　①?gòu)S家生產(chǎn)的通訊規(guī)約的不同，造成了監(jiān)控軟件適應(yīng)性不強(qiáng)。

　　②由于廠家自身的能力問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的軟件穩(wěn)定性和可靠性差。造成系統(tǒng)死機(jī)，軟件崩潰，系統(tǒng)文件丟失，造成我們還要維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　③由于監(jiān)控系統(tǒng)使用的通訊方式和對(duì)事件的記錄方式的不同，通訊時(shí)間顯得尤為重要，所以要求監(jiān)控系統(tǒng)的的快速響應(yīng)方面有更高的要求。

　　④接口容量不夠，導(dǎo)致刀閘等的開(kāi)關(guān)量不能全部送入監(jiān)控系統(tǒng)，使結(jié)線圖的直觀性受到影響。

　　因此，在自動(dòng)化變電所建設(shè)中，要十分重視廠家的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)質(zhì)量。要堅(jiān)持簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的原則，以達(dá)到保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠，優(yōu)質(zhì)運(yùn)行為目的，快速提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)并發(fā)揮它的最大潛力。

　　6、變電所內(nèi)電磁干擾

　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都為低電平的弱電系統(tǒng)，它們所工作的環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，很容易受到這些電磁的干擾而不能正常工作，給電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)非常嚴(yán)重的后果。所以，提高自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，有著非常重要的意義。

　　6.1電磁干擾的來(lái)源

　　目前，電力系統(tǒng)的電磁干擾源有外部干擾和內(nèi)部干擾兩個(gè)方面：外部干擾包括了高壓開(kāi)關(guān)操作、雷電、短路故障、電暈放電、高電壓大電流的電纜和設(shè)備向周圍輻射電磁波、高頻載波、對(duì)講機(jī)等輻射干擾源，及附近電臺(tái)、通信等產(chǎn)生的電磁干擾、靜電放電等。內(nèi)部干擾是由自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、元件布置和生產(chǎn)工藝等決定的。主要有雜散電感、電容引起的不同信號(hào)感應(yīng)，長(zhǎng)線傳輸造成的波反射、寄生振蕩和尖峰信號(hào)引起的干擾等。

　　6.2變電所抗電磁干擾的措施

　　干擾對(duì)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在線運(yùn)行的影響是嚴(yán)重的，若不采取有效的措施，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。消除或抑制電磁干擾可針對(duì)電磁干擾的三要素來(lái)進(jìn)行。電磁干擾三要素：干擾源、傳播途徑和電磁敏感設(shè)備。我們可在系統(tǒng)的硬件和軟件方面采取一些必要的措施，以期消除或抑制電磁干擾。

　　（1）隔離和屏蔽

　　變電所的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置以及其它自動(dòng)化裝置所采集的模擬量，大多數(shù)來(lái)自一次系統(tǒng)的電壓互感器和電流互感器，它們均處于強(qiáng)電回路中，不能直接輸入到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，必須經(jīng)過(guò)設(shè)置在自動(dòng)化系統(tǒng)各種交流回路中的隔離變壓器。這些隔離變壓器一次、二次中間必須有隔離層和屏蔽層，而且屏蔽層必須安全接地，這樣可起電場(chǎng)屏蔽作用，防止高頻信號(hào)通過(guò)分布電容進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。

　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量的輸入，主要是斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)等。開(kāi)關(guān)量的輸出，大多數(shù)也是對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的控制。這些斷路器和隔離開(kāi)關(guān)都處于強(qiáng)電回路中，如果與自動(dòng)化系統(tǒng)直接相連，必然會(huì)引起強(qiáng)的電磁干擾。因此要通過(guò)光耦合隔離或繼電器隔離，這樣會(huì)取得比較好的效果。開(kāi)關(guān)量輸入回路前及信號(hào)變換部分應(yīng)考慮采用濾波，開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)送給CPU之前，必須進(jìn)行隔離處理，可采用光電隔離，而且兩級(jí)光電隔離的效果會(huì)比較好，在開(kāi)關(guān)量輸入板的出口處和CPU板的入口處各設(shè)置一級(jí)光電隔離。開(kāi)關(guān)量輸出回路也應(yīng)該在前端采取隔離措施，可通過(guò)光耦合或繼電器進(jìn)行隔離，而且兩級(jí)隔離的效果比較好，在CPU板的出口處和開(kāi)關(guān)量輸出板的入口處各設(shè)一級(jí)隔離。開(kāi)關(guān)量輸出回路一般都用于控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，所以一般不能加濾波器。

　　二次回路布線時(shí)，應(yīng)考慮隔離，減少互感耦合，避免干擾由互感耦合侵入。控制電纜盡可能離開(kāi)高壓母線，并盡可能減少平行布設(shè)長(zhǎng)度。避雷器和避雷針的接地點(diǎn)、電容式電壓互感器等都是高頻暫態(tài)電流的入地點(diǎn)，控制電纜也應(yīng)盡可能離開(kāi)它們，以便減少感應(yīng)耦合。

　　（2）接地在變電所中，一次系統(tǒng)接地是以防雷和保證安全（系統(tǒng)中性點(diǎn)接地）為目的的，但它對(duì)二次回路的電磁兼容有重要的影響。如果接地合適，可以減少所內(nèi)的高頻瞬變電壓幅值，特別是減少電網(wǎng)中各點(diǎn)的瞬變電位差，減低了電網(wǎng)中的瞬變電位升高。這對(duì)二次設(shè)備的電磁兼容很有好處。二次系統(tǒng)的接地，從電磁兼容的角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)做到：①多個(gè)電路共用接地線時(shí)，其阻抗應(yīng)盡量減少；②由多個(gè)電子器件組成的系統(tǒng)，各電子器件的工作接地應(yīng)連在一起，通過(guò)一點(diǎn)與安全接地網(wǎng)相連； ③工作接地網(wǎng)各點(diǎn)的電位應(yīng)盡量保持一致。

　　電磁干擾可能進(jìn)入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)弱電部分的主要途徑是通過(guò)微機(jī)電源。因?yàn)殡娫磁c干擾源的聯(lián)系比較緊密，同時(shí)電源線直接連接至系統(tǒng)各部分，因此來(lái)自電源的干擾很容易引起死機(jī)。所以對(duì)微機(jī)電源的地線處理問(wèn)題是很重要的。微機(jī)電源地線與機(jī)殼的連接方法有一點(diǎn)連接、多點(diǎn)連接和不連接三種。實(shí)踐中，多采用微機(jī)電源地線和機(jī)殼不連接，它的優(yōu)點(diǎn)是：由于干擾造成的流過(guò)電源的浪涌電流可大大減少，從而增加了抗共模干擾的能力，可明顯地提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

　　（3） 微機(jī)電源的抗干擾

　　對(duì)于微機(jī)電源的抗干擾，實(shí)踐中，采取如下措施都是很有效的：①在電源的輸入側(cè)安裝電源濾波器，可以濾去交流電源輸入的高頻干擾和高次諧波。②在電源的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，有隔離變壓器的輸出端直接向微機(jī)供電；③通過(guò)UPS電源向微機(jī)系統(tǒng)供電，可有效地抑制電網(wǎng)低頻正常狀態(tài)下的干擾。

　　隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，提高電子元件自身的抗電磁干擾能力，可以提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、安全性，更能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)各種設(shè)備的使用狀態(tài)而使設(shè)備得到充分利用、精確完整地記錄并打印各種數(shù)據(jù)報(bào)表以大大減少勞動(dòng)力等。

　　7、結(jié)論

　　變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，促進(jìn)了無(wú)人值班變電站的實(shí)現(xiàn)，可以利用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)使電網(wǎng)調(diào)度迅速而準(zhǔn)確地獲得變電站運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，完整地掌握變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站運(yùn)行的故障并做出相應(yīng)的決策和處理，同時(shí)可以使值班管理人員根據(jù)變配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行負(fù)荷分析、合理調(diào)度、遠(yuǎn)控合分閘、躲峰填谷，把握安全控制、事故處理的主動(dòng)性，減少和避免誤操作、誤判斷，縮短事故停電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)變配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化運(yùn)行管理。在變電所監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，要十分重視廠家的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)質(zhì)量，提高電子元件自身的抗電磁干擾能力，或在變電所加入抗電磁干擾的措施。這樣才能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的作用和潛力。

　　總之，變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好及維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，變配電站的計(jì)算機(jī)化進(jìn)程越來(lái)越快，變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控及無(wú)人值守已成為當(dāng)今電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

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