變電站綜自檢測系統概念設計

一、變電站綜合自動(dòng)化的歷史及現狀

上世紀八十年代初，中國電網(wǎng)的自動(dòng)化監控還剛剛開(kāi)始。自那以后，變電站自動(dòng)化系統的設備和系統構成模式，大體經(jīng)歷了如下三個(gè)階段：

1. RTU + 當地巡檢 + 保護裝置;

2. 測控單元 + 當地后臺 + 遠程主站;

3. 保護遠動(dòng)一體化 + 遠程主站。

在上面的第三種模式的早期，因為大型的110kV和220kV以上的變電站，還是有人值班的，所以還都配備當地后臺監控機。后來(lái)逐步改造轉變?yōu)闊o(wú)人值班站后，當地后臺監控機成為一個(gè)每月定期去人例行檢查時(shí)才開(kāi)機的擺設，已經(jīng)發(fā)揮不了多大作用，顯得不很重要，直至到近幾年，110KV 及以下等級變電站干脆不再配置當地監控后臺機，從而當地監控后臺機完全或部分退出歷史舞臺。

因為在保護和遠動(dòng)構成的綜合自動(dòng)化系統變電站中，設備組成已經(jīng)統一考慮，在專(zhuān)業(yè)人員分管和組織機構方面，也發(fā)生了相應的變動(dòng)，有不少單位保護和遠動(dòng)成為一個(gè)班組，從組織管理上逐步適應了綜自系統的這一科技進(jìn)步。

二、技術(shù)進(jìn)步對現場(chǎng)測試提出了新課題

在綜自系統設備一體化、組織機構相應變化之后，工程實(shí)施中的檢測和驗收卻一直不能一體化，明顯地，它的技術(shù)支撐手段，已經(jīng)遠遠落后于系統設備本身的技術(shù)發(fā)展水平。

1、什么原因呢?首先，實(shí)現變電站綜合自動(dòng)化以后，系統功能不但沒(méi)有減少，反而大大增強。功能要求和技術(shù)指標都比以前有了很大的提高。由于需要專(zhuān)門(mén)的試驗、檢驗設備，這種功能和技術(shù)指標的檢測和驗證，都只能在設備制造廠(chǎng)家的試驗室里完成。

2、當設備在現場(chǎng)安裝完成并實(shí)施統調以后，建設單位不能以廠(chǎng)家單臺設備的例行測試數據作為驗收依據，道理很簡(jiǎn)單：對一款菜式的合格標準不能以市場(chǎng)上采購來(lái)的原料性能為判斷根據。綜合自動(dòng)化是作為一個(gè)完整系統向客戶(hù)提供規定功能和應達到的技術(shù)指標的，它必須給出系統實(shí)際運行的技術(shù)性能指標數據，才能通過(guò)項目驗收。這給調度自動(dòng)化部門(mén)很大的壓力，原因是：他們的技術(shù)檢測手段沒(méi)能跟上綜自系統的發(fā)展。

3、目前進(jìn)行綜自系統檢驗通常需要配置諸多儀器，例如，標準功率源、繼電保護試驗裝置、毫秒表等，有些指標還沒(méi)有合適的儀器測試，工作起來(lái)十分不便，且造成儀器資源浪費?，F在我們看一看在沒(méi)有綜合自動(dòng)化檢測系統之前，遠動(dòng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員是怎樣完成系統的基本功能測試的：

⑴遙測精度：用一臺變送器檢驗儀上及標準源，手動(dòng)輸入模擬的電壓、電流、相角等，取幾個(gè)試驗點(diǎn)，逐點(diǎn)完成測量后，手動(dòng)繪制數據報表;

⑵遙測數據響應速度：用上面的同一種源，用秒表來(lái)卡測控單元輸出的響應速度(也有用時(shí)鐘來(lái)估個(gè)大概時(shí)間的);

⑶遙信可靠性：手動(dòng)輸入變位信息(一般是在遙信輸入端子上用短接的辦法)，做若干次后作統計;

⑷遙信響應速度：同上，用秒表來(lái)卡輸出延時(shí)時(shí)間;

⑸遙信風(fēng)暴：事實(shí)上沒(méi)法做;

⑹SOE分辨率：事實(shí)上沒(méi)法做，因為手動(dòng)無(wú)法控制毫秒級的時(shí)間差;

⑺遙控可靠性：同遙信;

⑻遙控響應速度：同遙信;

⑼同期功能：只能在廠(chǎng)家的試驗室做，把數據拿過(guò)來(lái)充作現場(chǎng)數據。因為遠動(dòng)班手頭的普通標準源無(wú)法操控穩定的頻率和相位，否則就要化大價(jià)錢(qián)專(zhuān)門(mén)購買(mǎi)這種儀器，但實(shí)際使用率又不高;

⑽直流可控源：要用另一臺直流可控電源;

⑾GPS校時(shí)：一般要另帶一套GPS到需要檢測時(shí)標的現場(chǎng)。

還有其它等等多種功能，都無(wú)法在統一的測試平臺下來(lái)完成。在沒(méi)有綜合檢測系統之前，實(shí)際的現場(chǎng)測試比上述更糟。因為控制和輸出往往不在同一地點(diǎn)，解決的辦法是用對講機，盡管喊破嗓子，精度是絕對上不去的。所以許多定量性的指標實(shí)際上只具有定性的意義。你只是看到它動(dòng)了，至于幾秒幾毫，對不起，天曉得，也只能是估個(gè)大概了。

4.問(wèn)題的癥結：從以上我們看到，根本原因是：對指標的要求是數字化、程序化的，但測試的手段卻還是人工的、手動(dòng)的。這樣測試的數據，怎么可信?

三、概念設計要點(diǎn)

解決上述問(wèn)題的根本之策，是設計一套集多種功能于一體的程序化的數字化發(fā)令系統，用虛擬儀器的設計概念，以可編程的方式，自動(dòng)地完成各種功能的性能檢測。它的核心，就是將發(fā)令系統和輸出檢查，全面建立在計算機編程控制的平臺上，計算機能夠達到的分辨率，就是這個(gè)系統所能達到的最高分辨率。

下面逐一舉例說(shuō)明。

1. 遙測精度：程控源可以手動(dòng)、也可以編程控制輸出，以實(shí)現單點(diǎn)測量和全負荷區間的自動(dòng)測量。計量精度0.5級已能滿(mǎn)足要求，因為數據目標不是針對電能計費，而是提供生產(chǎn)調度部門(mén)的電網(wǎng)負荷統計、計算、以及調度中心對電網(wǎng)實(shí)時(shí)數據的要求;

2. 遙測響應速度：使標準源的輸出數據帶時(shí)標，經(jīng)測控單元輸出的數據也帶上時(shí)標，那么同一數據的時(shí)間差就是設備的響應速度;

3. 遙信可靠性及響應速度：編程輸出指定次數的變位信息進(jìn)入測控單元，將測控單元的輸出返回到測試儀，比較輸出信息和返回信息的時(shí)間差，就可以得到響應速度;對多個(gè)信息進(jìn)行響應統計，就可以得到可靠性指標;