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探究綜合自動化變電所運行的可靠性
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：自動化技術在變電所中的有效利用，一方面能夠通過網(wǎng)絡信息平臺落實遠程變電操控的需要，使變電所的工作質(zhì)量與效率得到顯著提升，并增強變電系統(tǒng)的可控性；另一方面，憑借可靠性檢測措施，更便于管理人員探查變電系統(tǒng)運行潛在風險，以便及時將參數(shù)傳遞至檢修平臺，使變電質(zhì)量得以保障。本文基于自動化變電所特征展開分析，期望憑借可靠性理論為變電系統(tǒng)運維工作開展提供良好參照。
關鍵詞：自動化；變電運行；安裝調(diào)節(jié)；運維分析；變電所運維系統(tǒng)
引言
電網(wǎng)系統(tǒng)是我國城市經(jīng)濟與功能體系構(gòu)建的基礎能源供應渠道，也是現(xiàn)階段城市居民生活必bu可少的資源形式。其中，變電所能夠根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)需求提供適用的電力轉(zhuǎn)換平臺，以便確保地區(qū)電力供應系統(tǒng)穩(wěn)定，而現(xiàn)代電力能源供需關系的不斷發(fā)展，同樣對變電所職能提出了更高的要求，因此為提升變電所的工作質(zhì)量，需要對自動化技術的可靠性深入研究。
1自動化變電所特征分析
自動化變電所是基于現(xiàn)代網(wǎng)絡信息化技術演變而來的新型變電系統(tǒng)形式，不但能夠為遠程操控提供更完善的技術管理平臺，降低變電所運維工作風險，使變電所工作質(zhì)量得以保障，同時借助自動化傳感系統(tǒng)，更便于及時察覺系統(tǒng)內(nèi)部潛在故障，以便將實時化記錄的參數(shù)遞交至檢修平臺，使后續(xù)檢修工作的開展具備更詳細的數(shù)據(jù)信息。由此可見，自動化系統(tǒng)的應用為現(xiàn)代變電系統(tǒng)運行奠定了更先進的基礎，同時借助信息數(shù)據(jù)的處理，更落實了監(jiān)控與測量的需要，使得變電系統(tǒng)達成功能綜合化、系統(tǒng)模塊化、結(jié)構(gòu)分層化、操作可視化的要求，使整體變電系統(tǒng)的可控性得到顯著提升。
根據(jù)以往資料可知，自動化變電系統(tǒng)運行也具備以下兩方面特征：首先，在中低壓變電系統(tǒng)中落實自動化技術，能夠有效降低運維人員與變電系統(tǒng)的接觸概率，通過自動化技術真正實現(xiàn)智能化管理的要求，使變電所運行更加安全且經(jīng)濟。其次，對于高壓變電站而言，自動化技術的落實，使得變電系統(tǒng)運行可控性得到顯著提升，既避免了專業(yè)技術分散等問題，同時也隔絕了系統(tǒng)干擾的可能性，使變電運行可靠性顯著提升。
2 變電運行可靠性理論分析
變電所是地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換的重要平臺，更是調(diào)整地區(qū)電網(wǎng)運行參數(shù)的基礎單位。變電所系統(tǒng)的運行經(jīng)常會受到周邊環(huán)境與設備故障等潛在因素影響，使得電網(wǎng)運行穩(wěn)定性與可靠性難以得到應有的保障，因此為保障地區(qū)電網(wǎng)運行質(zhì)量，通常變電所管理工作需要著重對系統(tǒng)內(nèi)容進行調(diào)整與檢修，才能確保系統(tǒng)運行的可靠性滿足電網(wǎng)安全使用的基本要求。因此，通?？梢赃x用以下三種方法進行評測：
首先，并聯(lián)系統(tǒng)模型能夠通過單個元件的工作狀態(tài)判斷變電系統(tǒng)運行是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。若該元件工作與參數(shù)正常，則此線路中的變電系統(tǒng)運行也正常，并且在短時間內(nèi)不會因為此元件對變電系統(tǒng)運行質(zhì)量造成損害。
其次，利用串聯(lián)方法對變電系統(tǒng)可靠性進行監(jiān)測，更便于察覺元件之間的相互影響，若某一處元件無法正常工作，則證明整條變電系統(tǒng)都處于癱瘓狀態(tài)。
通過混聯(lián)方法對變電系統(tǒng)進行檢測，需要根據(jù)系統(tǒng)的實際狀況深入研究，以便通過串聯(lián)與并聯(lián)線路之間的關系，分析變電系統(tǒng)運行中潛在的風險，以便及時提供檢修等措施，避免地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)運行受到損害。
3 變電系統(tǒng)安裝調(diào)節(jié)可靠性分析
首先，要在實施可靠性分析之前，對現(xiàn)有的變電站具備多大程度的自動化控制技術和當前技術同傳統(tǒng)技術的差異實施分析，使后續(xù)的變電站分析工作能夠使用綜合操作的方式進行調(diào)試機制的構(gòu)建。其次，要對技術應用過程中的差異性特點實施分析，如果使用遙控裝置進行系統(tǒng)的可靠性研究，則需要使用綜合化處理的方式進行系統(tǒng)的變電操作。再次，要按照現(xiàn)有的系統(tǒng)核心技術情況，對變電所的具體檢查機制進行完善，以便變電所可以在運行的過程中保持更高的簡單性特點。要按照技術應用構(gòu)成中的可靠性分析結(jié)論，對變電站運行過程中的問題發(fā)現(xiàn)機制實施研究，以便后續(xù)的變電運行問題能夠借助保護裝置進行問題分析，提升系統(tǒng)運行過程中的問題處理質(zhì)量。要加強對失電問題的關注，以便自動化系統(tǒng)可以在沒有人員看守的狀態(tài)下進行變電站通信機制的設置，使通信機制可以根據(jù)故障的狀態(tài)進行解決方案的構(gòu)建。另外，要按照當前系統(tǒng)的運行需要，對變電站的調(diào)試機制實施完善，使變電站能夠在進行技術應用的過程中更好的實施調(diào)試機制的構(gòu)建，以便后續(xù)的分析工作可以將二次回路的檢查作為關鍵性任務。
4 變電所運維可靠性分析
首先，要在實施分析之前，對影響變電所運行的主要因素實施管控，要從二次回路在應用過程中的接地狀況，對現(xiàn)有的互感裝置進行有效的接地處理，并以此作為技術判斷。另外，要按照現(xiàn)有的互感器運行模式，對互感器裝置的中性線實施科學的質(zhì)量分析，使中性線能夠保證在失電的狀態(tài)下將多余的電力資源實施有效的排除，使變電所的全部工作人員可以保證足夠的安全。其次，要從電纜的分析入手，對系統(tǒng)運行過程中的屏蔽層實施有效的質(zhì)量控制，以便系統(tǒng)可以在后續(xù)檢查的過程中更好的進行檢查機制的構(gòu)建，使系統(tǒng)可以在實施綜合管理的過程中進行更好的自動化技術運用。要按照現(xiàn)階段的系統(tǒng)屏蔽層狀態(tài)，對自動化系統(tǒng)的檢測機制進行完整的構(gòu)建，使變電站可以在后續(xù)的運行過程中更好的進行檢車機制的構(gòu)建，并保證變電所可以提升自動化技術應用過程中的可靠性等級。
5變電所運維管理機制可靠性分析
要在實施自動化系統(tǒng)運作的過程中，對現(xiàn)有的維護機制進行時間點的科學把控，將保護裝置完整的使用于系統(tǒng)維護領域，并根據(jù)變電站技術操作的具體目的，對技術的應用時間實施確定，以便變電站可以在保持運行的狀態(tài)下進行自動化技術的實施。其次，要結(jié)合當前的系統(tǒng)可靠性因素，對系統(tǒng)實施變電所運行等級的提升，使系統(tǒng)能夠在后續(xù)的應用過程中實施可靠性的有效判斷。要結(jié)合現(xiàn)階段的變電站處理需要，對當前保護性設備的功能實施處理，以便現(xiàn)有的功能可以結(jié)合系統(tǒng)完善的需要進行應用質(zhì)量的提高?？梢园凑债斍暗南到y(tǒng)功能要求，對變電所設備的完善方案實施設置，使后續(xù)的檢查工作可以依靠頻率特點進行性能分析，使人力資源的管理工作能夠結(jié)合工作的便捷性實施控制。另外，要結(jié)合當前的系統(tǒng)自動化特點，對可靠性分析的安全等級進行提升，使變電站的檢測工作具備更加規(guī)范的特點。
6 安科瑞變電所運維云平臺
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視頻場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作
7應用場所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統(tǒng)的新建、擴建和改建
8系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
9系統(tǒng)功能
用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為月。
站點監(jiān)測
站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負荷率、功率等升、降序排名。
運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。
配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數(shù)查詢。
視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路指ding采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。
對平臺所有報警信息進行分析。
任務管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務查看具體的巡檢信息。
用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報警事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
APP監(jiān)測
電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。
10系統(tǒng)硬件配置
應用場合 | 型號 | 外觀圖 | 型號、規(guī)格 |
變電所運維云平臺 | AcrelCloud-1000 |
| AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視頻場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
網(wǎng)關 | ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
中壓進線 | AM6-L |
| 三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護 |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； | |
中壓進線 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口（＋1維護網(wǎng)口）＋1USB接口，支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
中壓饋線 | AM6-L |
| 三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護 |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； | |
低壓進線 | AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級；工作溫度：-10℃～+55℃；相對濕度：≤95不結(jié)露 |
低壓出線 | AEM72 |
| 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級 | |
無線測溫 | ATE-400 |
| 合金片固定，CT感應取電，測溫范圍－50-125℃,測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米 |
ATC-600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE系列傳感器、 AHE等傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報警出口。 | |
環(huán)境溫濕度 | WHD |
| WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關 柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設備內(nèi)部溫度和 濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0RH～99RH |
水浸傳感器 | RS-SJ-*-2 |
| 接觸式水浸傳感器，監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況，工作電源：DC 10-30V 工作溫度：－20℃+60℃ 工作濕度：0%RH~80%RH 響應時間：1s 繼電器輸出：常開觸點。 |
攝像機 | CS-C5C-3B1WFR |
| 支持720P高清圖像，支持分辨率可達到130萬像素（1280*960)內(nèi)置麥克風與揚聲器具有語音雙向?qū)χv功能，支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務，通過手機、PC等終端實現(xiàn)遠程互動和視頻觀看。 |
煙霧傳感器 | BRJ-307 |
| 光電式煙霧傳感：電源（DC 12V):+12V 繼電器輸出：常開觸點 |
門禁 | MC-58(常開型） |
| 常開型；感應距離：30-50mm 材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度，干接點輸出。 |
配套附件 | ARTU-K16 |
| 常開型；感應距離：30-50mm 材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點輸出 |
KDYA-DG30-24K |
| 輸出 DC 24V;24V電源 |
結(jié)束語
自動化技術在變電所中的有效利用，不但能夠根據(jù)變電系統(tǒng)需要提供更加精細的智能管理平臺，降低外界環(huán)境與設備故障對變電系統(tǒng)的傷害，同時憑借自動化數(shù)據(jù)傳導與識別的特點，更便于管理者及時察覺系統(tǒng)故障隱患，為檢修部門提供相應參數(shù)，使變電故障在短時間內(nèi)被解決。故而，在論述綜合自動化變電所運行可靠性期間，明確自動化技術應用的特點與要素，并提供有效的可靠性檢測措施，才能為后續(xù)變電所的構(gòu)建提供技術保障。
參考文獻
[1] 王俊堯劉海波孟慶鋒 五常市電業(yè)局
[2] 王梟.變電站綜合自動化系統(tǒng)安全運行分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2017（2）：203-203
[3] 田明林.變電站綜合自動化系統(tǒng)研究[J].山東工業(yè)技術，2017（11）：179-179.
[4] 安科瑞智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全（產(chǎn)品報價手冊）.2023.01月版
[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11月版
作者介紹：
任運業(yè)，男， 安科瑞電氣股份有限公司。
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