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【摘要】500kV变电所的工作电压高，通过容量大，在电网中地位重要。本文介绍500kV变电所自动化运行的特点、要求及其配置情况；分析了运行性能，指出变电站内各种分立的自动装置集成在一个综合系统内实现和运行管理的功能。
【关键词】500kV变电所；自动化；运行性能；综合监控；改进措施
一、500kV变电所的特点、要求及其配置
若变压器故障或其继电保护误动造成主变停电将引起重大经济损失，而且主变组装、拆卸工作量大，检修时间长。这就要求变压器内部故障切除时间尽可能短，以缩小损失。500kV电力变压器保护应有更高的可靠性、灵敏度及速动性。主变保护将传统的变电站内各种分立的自动装置集成在一个综合系统内实现，并具有运行管理上的功能，包括：制表、分析统计、防误操作、生成实时和历史数据流、安全运行监视、事故顺序记录、事故追忆、实现就地及远方监控并实现信息共享、不重复采集等特点。
二、变电所综合自动化系统的分类
1、变电所监控系统是完成模拟量输入、数字量输入、控制输出等功能的系统，一般具有测量和控制器件，用于站内线路和变压器运行参数的测量、监视，以及断路器、隔离开关、变压器分接头等设备的投切和调整。
2、变电所保护系统在综合自动化系统中，继电保护宜相对独立，除输入量和跳闸要独立外，保护的启动、测量和逻辑功能也应独立，此时，保护装置需要通过串行通信接口送出的仅是某些保护动作的指示信号或记录数据；也可通过通信接口实现远方改变保护定值。此外，一般要求的故障录波及测距功能由保护系统附带完成，如有较高要求，则配置专用设备并有相应的通信接口。
3、断路器闭锁系统。变电所的综合自动化系统应具有全方位的防误操作系统，以通过闭锁功能，有效地实现“五防”，从而保证电网和人身的安全。
三、变电所后台监控机的管理
1、5000V变电所在实际运行中，容易出现后台监控机由于人为和监控机本身等原因导致瘫痪不能工作，严重影响变电站的整体运行。为防止这种情况发生，一是要制定变电站后台监控机的运行和管理制度并严格执行，对值班人员进行约束，防止利用后台监控机玩游戏、上网，防止私自使用软盘和光盘使监控机感染病毒等。二是加强管理部门的定期和不定期检查，发现问题，立即处理，不留后患。三是设置操作系统和监控软件密码管理办法，只有管理部门和变电站站长掌握密码，普通值班人员不掌握密码，防止随意进入操作系统和启动、停运监控软件，防止使用后台监控机的软、硬件资源并遭到破坏。四是用监控软件封装操作系统，如东方电子生产的DF系列自动化系统的后台监控软件具有启动后封装操作系统的功能。监控软件封装操作系统是指当第一次启动后台监控机时，监控机自动启动操作系统后继续启动监控软件，直至启动到监控软件界面，如果停运监控软件，需要输入密码，只有掌握密碼的人才能停运监控软件，进入到操作系统。目前，有一些变电站自动化系统的后台监控软件不具备这种功能，应与厂家技术人员共同解决。监控软件封装操作系统功能在防止后台监控机被别人使用和被破坏等方面是十分有效的。在选择后台监控软件时，应注意选择具有这种功能的产品。
2、由于后台监控机要求实时运行，处理的数据量比较大，响应速度快，而且处在强电磁环境，所以一般普通计算机无法满足要求，在选择时应选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作，抗干扰性能强，能够实时运行，硬件设备工作稳定性好，能够满足变电站后台监控系统的要求。目前在一些变电站，由于后台监控机使用商用机、家用机和其它计算机，已经出现后台监控机损坏而不能工作情况。高性能工控机能够保证变电站后台监控系统的安全稳定运行。
3、在一些变电站中，没有为后台监控机配置不间断电源，使用的是站用变交流电源。使用站用变交流电源存在下列弊端：一是当系统停电时，后台监控机失去电源，不能工作；二是站用变交流电压波动较大，电压质量有时不合格，有时电压高，烧毁计算机，有时电压低，计算机不能工作，不能给后台监控机提供合格的电源；三是当站用变一次熔断器熔断时，后台监控机失去电源；四是当10kV系统接地时，站用变交流电源受到严重的谐波干扰，影响后台监控机的正常工作。所以，综自变电站后台监控系统应配备不间断电源，以防止站用电出现故障时确保监控系统正常工作，特别是在发生事故后可以保证各种信息不至于丢失。但是，配置不间断电源会增加变电站的建设成本，而且，电池的使用寿命也较短，容量也不大，故而可以采用如下方案：配置能将直流逆变成交流的逆变器，以站内直流蓄电池为逆变器的直流电源，逆变成交流后供给后台监控机使用，容量选择1000VA左右。配置这种逆变器，不用另外购置直流蓄电池，节省投资，而且变电站蓄电池具有容量大、寿命长、输出稳定等优点。后台监控机无论使用质量多好的后台计算机，都有可能损坏，所以在变电站新投产时，都应该对后台监控软件进行备份，而且这种备份工作应随变电站设备的变更及时更新。虽然有些厂家备份了某些变电站的后台监控系统软件，但是厂家毕竟是面向全国市场，其备份不太完善、可靠，因此，还是建议继电保护管理部门做好各站后台监控软件的备份工作，并妥善保管，以防不测。后台监控软件的备份可以保存在移动硬盘或者光盘上。
四、如何选择综合自动化系统设备以保护监控系统
综合自动化系统的生产厂家很多，各厂家的软件兼容性不一，主要定货规则是：10kV保护与监控系统捆绑销售，即购买谁的10 kV保护就得购买谁的后台监控系统。变电所的保护监控系统的事故和预警音响信号受后台监控系统的控制，当后台监控机不能工作时，事故和预警音响信号则不能发出，不能提示值班人员处理事故或故障，严重影响变电站的安全运行，对于这种情况，应与厂家联系，共同处理，将保护监控系统的事故和预警音响信号独立出来，不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作时发不出保护事故和预警音响信号情况。这就造成了一个变电站的保护五花八门，不同厂家的产品接入监控系统时都要进行规约转换或者接口转换。这不仅会造成综合自动化系统运行不可靠，同时还会造成许多应具有的功能不能实现。所以，在综合自动化系统的选型及定货问题上，一个变电站最好选用同一个厂家的产品，这样做的好处在于：同一个厂家的产品的通信规约是一样的，无须增加转换环节。
结束语
变电站自动化系统在实际运行中会出现的一些较为严重的问题，不利于变电站的安全、可靠和稳定运行，因此在选择变电站自动化系统时，应注意上是否存在和变电站自动化系统的整体功能不匹配的问题。变电站自动化系统是变电站的核心，选择一套高质量的变电站自动化系统对于变电站的安全、稳定运行十分重要。
【关键词】500kV变电所；自动化；运行性能；综合监控；改进措施
一、500kV变电所的特点、要求及其配置
若变压器故障或其继电保护误动造成主变停电将引起重大经济损失，而且主变组装、拆卸工作量大，检修时间长。这就要求变压器内部故障切除时间尽可能短，以缩小损失。500kV电力变压器保护应有更高的可靠性、灵敏度及速动性。主变保护将传统的变电站内各种分立的自动装置集成在一个综合系统内实现，并具有运行管理上的功能，包括：制表、分析统计、防误操作、生成实时和历史数据流、安全运行监视、事故顺序记录、事故追忆、实现就地及远方监控并实现信息共享、不重复采集等特点。
二、变电所综合自动化系统的分类
1、变电所监控系统是完成模拟量输入、数字量输入、控制输出等功能的系统，一般具有测量和控制器件，用于站内线路和变压器运行参数的测量、监视，以及断路器、隔离开关、变压器分接头等设备的投切和调整。
2、变电所保护系统在综合自动化系统中，继电保护宜相对独立，除输入量和跳闸要独立外，保护的启动、测量和逻辑功能也应独立，此时，保护装置需要通过串行通信接口送出的仅是某些保护动作的指示信号或记录数据；也可通过通信接口实现远方改变保护定值。此外，一般要求的故障录波及测距功能由保护系统附带完成，如有较高要求，则配置专用设备并有相应的通信接口。
3、断路器闭锁系统。变电所的综合自动化系统应具有全方位的防误操作系统，以通过闭锁功能，有效地实现“五防”，从而保证电网和人身的安全。
三、变电所后台监控机的管理
1、5000V变电所在实际运行中，容易出现后台监控机由于人为和监控机本身等原因导致瘫痪不能工作，严重影响变电站的整体运行。为防止这种情况发生，一是要制定变电站后台监控机的运行和管理制度并严格执行，对值班人员进行约束，防止利用后台监控机玩游戏、上网，防止私自使用软盘和光盘使监控机感染病毒等。二是加强管理部门的定期和不定期检查，发现问题，立即处理，不留后患。三是设置操作系统和监控软件密码管理办法，只有管理部门和变电站站长掌握密码，普通值班人员不掌握密码，防止随意进入操作系统和启动、停运监控软件，防止使用后台监控机的软、硬件资源并遭到破坏。四是用监控软件封装操作系统，如东方电子生产的DF系列自动化系统的后台监控软件具有启动后封装操作系统的功能。监控软件封装操作系统是指当第一次启动后台监控机时，监控机自动启动操作系统后继续启动监控软件，直至启动到监控软件界面，如果停运监控软件，需要输入密码，只有掌握密碼的人才能停运监控软件，进入到操作系统。目前，有一些变电站自动化系统的后台监控软件不具备这种功能，应与厂家技术人员共同解决。监控软件封装操作系统功能在防止后台监控机被别人使用和被破坏等方面是十分有效的。在选择后台监控软件时，应注意选择具有这种功能的产品。
2、由于后台监控机要求实时运行，处理的数据量比较大，响应速度快，而且处在强电磁环境，所以一般普通计算机无法满足要求，在选择时应选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作，抗干扰性能强，能够实时运行，硬件设备工作稳定性好，能够满足变电站后台监控系统的要求。目前在一些变电站，由于后台监控机使用商用机、家用机和其它计算机，已经出现后台监控机损坏而不能工作情况。高性能工控机能够保证变电站后台监控系统的安全稳定运行。
3、在一些变电站中，没有为后台监控机配置不间断电源，使用的是站用变交流电源。使用站用变交流电源存在下列弊端：一是当系统停电时，后台监控机失去电源，不能工作；二是站用变交流电压波动较大，电压质量有时不合格，有时电压高，烧毁计算机，有时电压低，计算机不能工作，不能给后台监控机提供合格的电源；三是当站用变一次熔断器熔断时，后台监控机失去电源；四是当10kV系统接地时，站用变交流电源受到严重的谐波干扰，影响后台监控机的正常工作。所以，综自变电站后台监控系统应配备不间断电源，以防止站用电出现故障时确保监控系统正常工作，特别是在发生事故后可以保证各种信息不至于丢失。但是，配置不间断电源会增加变电站的建设成本，而且，电池的使用寿命也较短，容量也不大，故而可以采用如下方案：配置能将直流逆变成交流的逆变器，以站内直流蓄电池为逆变器的直流电源，逆变成交流后供给后台监控机使用，容量选择1000VA左右。配置这种逆变器，不用另外购置直流蓄电池，节省投资，而且变电站蓄电池具有容量大、寿命长、输出稳定等优点。后台监控机无论使用质量多好的后台计算机，都有可能损坏，所以在变电站新投产时，都应该对后台监控软件进行备份，而且这种备份工作应随变电站设备的变更及时更新。虽然有些厂家备份了某些变电站的后台监控系统软件，但是厂家毕竟是面向全国市场，其备份不太完善、可靠，因此，还是建议继电保护管理部门做好各站后台监控软件的备份工作，并妥善保管，以防不测。后台监控软件的备份可以保存在移动硬盘或者光盘上。
四、如何选择综合自动化系统设备以保护监控系统
综合自动化系统的生产厂家很多，各厂家的软件兼容性不一，主要定货规则是：10kV保护与监控系统捆绑销售，即购买谁的10 kV保护就得购买谁的后台监控系统。变电所的保护监控系统的事故和预警音响信号受后台监控系统的控制，当后台监控机不能工作时，事故和预警音响信号则不能发出，不能提示值班人员处理事故或故障，严重影响变电站的安全运行，对于这种情况，应与厂家联系，共同处理，将保护监控系统的事故和预警音响信号独立出来，不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作时发不出保护事故和预警音响信号情况。这就造成了一个变电站的保护五花八门，不同厂家的产品接入监控系统时都要进行规约转换或者接口转换。这不仅会造成综合自动化系统运行不可靠，同时还会造成许多应具有的功能不能实现。所以，在综合自动化系统的选型及定货问题上，一个变电站最好选用同一个厂家的产品，这样做的好处在于：同一个厂家的产品的通信规约是一样的，无须增加转换环节。
结束语
变电站自动化系统在实际运行中会出现的一些较为严重的问题，不利于变电站的安全、可靠和稳定运行，因此在选择变电站自动化系统时，应注意上是否存在和变电站自动化系统的整体功能不匹配的问题。变电站自动化系统是变电站的核心，选择一套高质量的变电站自动化系统对于变电站的安全、稳定运行十分重要。