试论数字化变电站设计运行的问题.doc

1、试论数字化变电站设计运行的问题摘要：数字化变电站的发展对整个电力系统安全稳定性，自动化水平的提高都产生了深远的影响。然而从传统的变电站到数字化变电站的投入使用还需要一个过渡过程，一方面是改造和过度方案的设计与实施，另一个方面是由于新的技术手段与新设备的投入，由于运行经验不足，在设计和运行方面还存在一定的问题。本文分析了运行中设备出现的问题，日常维护存在的问题，并提出了相关建议 关键词：数字化变电站；智能化；信息节点 Abstract: The development of digital substation on the safety of the whole power system st

2、ability produced far-reaching effect to raise the level of automation. 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 is the result of ne

3、w technology and new equipment put into operation, due to lack of experience, there are some problems in the design and operation. This paper analyzes the problems in the equipment operation, maintenance problems, and put forward relevant proposals Key words: digital substation; intelligent node; 中图

4、分类号:S611 文献标识码：A 文章编号： 一、引言 数字化变电站是智能电网发展的基础产物，其建设基于 EC61850 标准，利用现代电力电子技术和计算机网络技术实现变电站内电气设备的功能优化组合，实现互操作性和信息共享。数字化变电站其主要的特点是一次系统的智能化和二次系统的网络化，智能化技术的应用增强了电网调度以及输电和配电的可靠性 IED（智能化电气设备）体积小，数字化变电站占地面积小，建站投资成本低。随着智能化水平的提高，现在无人值班变电站也正大力发展起来，管理与维护成本低。数字变电站的发展对整个电力系统安全稳定性，自动化水平的提高都产生了深远的影响。二、数字化变电站的特点 （一）数据

5、采集的数字化 数字化变电站采用的是数字化的电气测量系统，电气量的采集、传输、处理以及输出都是将模拟信号数字化，实现一次系统与二次系统的电气隔离。 （二）系统结构层次化 数字化变电站的建设标准 IEC61850 的特点是采用的层次化的结构体系，将变电站的逻辑结构分成三个层次，分别是过程层、间隔层、站控层，各个层次之间通过光纤进行信号的通讯，与传统的电缆相比，抗电磁干扰的能力更强，接线更加简化，数据传输速度更快。 （三）智能化的电气设备 电气设备的智能化是数字化变电站的基础，例如现在研究和应用较广泛的电子式互感器、新型断路器等，通过将电子技术与微机技术相结合，能够对设备进行更加精确的控制。 （四）

6、紧凑的系统结构 由于智能化电气设备的应用，数字化变电站的测量控制系统的重量轻，体积小，很方便将其集成在智能控制柜中，进行功能的优化组合。 正由于数字化变电站结合了现代电力电子技术和计算机网络技术，其数据处理方式以及通信方式都不同于传统的变电站，智能化程度更高，投资成本更低，因此得到了推广，但是，目前技术不成熟，仍然还存在一定的问题。 三、数字化变电站设计中的问题 数字化变电站内部设备的设计关系到整个数字变电站生命周期的工作性能，由于现在生产智能化电气设备的厂家较多，部分设备的技术不是很成熟，设计缺乏人性化，仍然存在一定不兼容和不合理等方面的问题。 接口兼容问题。数字化变电站内部的设备来自不同的

7、厂家，接口的类型很多，在实际的运行当中会遇到接口不兼容的问题，从而导致设备之间不能进行有效的信号传输与数据共享，例如 GPS 对时接口与接收设备的接口不兼容，此时采用的解决办法常常是由 GPS 的厂家更换插件，但是这样就造成了不必要的时间拖 延与成本的增加。 测控装置冗余问题。在数字化变电站中，微机的测量装置很多，一方面设备的利用率不高，另一方面，增加了运行维护的工作量，并且增加了出现错误的几率。因此在设计和建设阶段，可以尽量减少微机的数目，可以合并的接口应当尽可能合并，避免过多的测量和控制单元，造成资源浪费和不必要的工作量增加。 遥视系统无法生效问题。遥视系统是远程控制和无人值班变电站中，工

8、作人员的“眼睛” ，能够将现场的情况通过图像进行实时传输。那么工作人员只需要通过遥视系统就可以了解变电站的运行状态，大大地提高了工作效率，是数字化变电站智能化的体现。然而实际工作中，摄像头的数目不足，安装位置不够，不能获得足够的信息，遥视系统的功能没有完全发挥。 通信故障问题。信号通信是数字化变电站的网络基础，也是保证信号传输工作正常的前提。然而由于其通常由微小的网络组成，通常没有得到足够的重视，但是通信网络一旦出现故障，那么就会造成很严重的影响，通信网络的防护措施做得不够，现在很多的通信光缆是埋在地下，没有钢铠进行保护，很容易受到老 鼠或者人为的破坏。在数字化变电站中，使用的是各个厂家的设备

9、，常常有不兼容的现象出现，为了实现信号通信，需要加转换器等，对信号通信造成了一定的影响。因此，在进行通信网络建设时应该采用具有保护措施的光缆，尽量采用同一厂家的智能化设备，或者在进行招标时明确规定设备接口的标准。 设计缺乏人性化。现在数字化变电站的建设和设计缺乏人性化，主要是体现在，变电站的设计和施工完成了，基本的功能也具备，但是却给运行和操作的人员的工作带来极大的不方便。变电站内很多的设备都安装在室内，在设计的时候为了美观，很多时候直接将各种管道埋在地下，而在施工中进行二次光缆或电缆的敷设时非常的麻烦，因此需要运行人员与施工的人员进行沟通，采取合理的线路掩埋方式。 监控系统的设计不合理。变电

10、站中后台的监控系统采用的都是单机、单网的设计方式，这样运行的可靠性有所降低，并影响到变电站的安全运行。然而，现在数字化变电站中都是通过微机以及相关的软件对系统的数据进行处理和控制，而智能化电气设备的更新换代比较快， 软件有时候针对新的设备难以发现其缺陷， 监控工作难以进行。 由上分析可知，数字化变电站在设计阶段的许多问题对变电站的运行有着关键性的影响，在设计中应该按照 IEC61850 的相关技术规范，采用统一协议，根据需要采用具有较高性能和具有完善的保护措施的设备。 四、数字化变电站运行问题 保护装置由于本身的缺陷误发报文，造成断路器误动作。由于电力系统或变电站本身的信号抖动，变电站中的保护

11、装置可能发出动作信号，断路器动作，造成供电可靠性降低。可以通过升级全站的保护程序，增加消除抖动的延时，增强抗干扰的能力。 电压和电流等数据不准确的问题。在数字化变电站中进行传输的都是数字信号。通过电子互感器采集模拟信号，然后转化成数字信号，数字信号与模拟信号的重要区别是，数字信号需要有同步时钟，而模拟信号不需要。如果有一个间隔的信号丢失，那么将会造成整个间隔层的保护都无法动作。由于设备的缺陷，信 号丢失也很容易发生，除此之外，如果同种设备之间的数值转换的计算方法不同，采用的精度不同，也将造成数据传输错误的发生。解决的办法是采用精度比较高的设备或者采用放大系统对数据进行处理，减少误差。 备用电源

12、的不稳定性。变电站内部的备用电源主要是用于故障或者事故情况下对站内的关键设备进行供电。在最初，采用的是站内直流和逆变的方式作为变电站的备用电源。但是站内直流不稳定，因此故障时通信设备工作不正常，甚至有时候会造成事故相关状态信息的丢失。UPS是一种含有储能装置，并且以逆变 器作为主要组成部分的恒压恒频不间断电源，主要用于计算机及其网络或者其他电力电子设备的电力供应，其电压波形精度高，频率稳定，能够承受电网的电能波形波动，电能间断甚至短时的停电，具有低输出阻抗的特点，因此作为变电站的备用电源，能够提高变电站在事故之后的通信传输效率。 后台机的运行与维护不到位。现在数字化变电站内部后台机的管理措施还

13、不完善，管理缺位，只重视后台机的病毒防护，然而忽视了其中的散热和清洁工作。 后台机是一种常年工作的设备，其放置的环境往往有很多灰尘，如果不进行及时清理，很多时候会出现蓝屏死机等现象。然而后台机记录了大量的数据，因此很 容易造成数据的丢失，对变电站的工作造成影响，通过采取及时有效的数据备份措施可以减少损失，但是对后台机的维护工作仍然非常关键。 五、总结 数字化变电站具有智能化程度高的特点，其技术和使用的设备都是新兴的，在设备的设计阶段与运行阶段都会存在各种各样的问题。本文通过分析，根据数字化变电站的技术特点，总结了在设计阶段设备冗余、设计不合理等方面的问题，提出了相应的建议，也总结了在实际运行中数字化变电站中的安装调试与日常 维护问题，其中提出的建议对变电站的运行具有指导意义。