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摘要：变电站，即改变电压的场所，是电力系统的一个组成部分，在电力系统中，它是输电和配电的集结点，一旦发生事故，将会影响经济的稳定发展、威胁人民的生命安全，因此，必须认真严谨地对待变电站电力设备的监测、运行和维护管理工作。本文结合生产实际，论述了变电站综合自动化系统的原理、结构和特点以及电力设备运行及维护中需要注重的问题，并对此提出了一些对应措施和优化方法，仅供参考，如有不足之处还请批评指正。
关键词：变电站；监测；运行；维护管理
变电站是电力系统一个重要的组成部分，它的主要任务是运行、维护与管理电力设备。由于变电站的影响范围广，一旦发生异常，将可能威胁到整个国家的国民经济和社会的稳定和谐，基于此项原因，加强变电站的运行维护、提高变电站的管理水平显得尤为重要。
一、变电站综合自动化系统概述
变电站自动化系统就是在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化。变电站综合自动化系统对变电站二次设备的功能进行重新组合、优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等监视、测量、控制和协调变电站全部设备的运行情况。
（一）综合自动化系统的基本要求
综合自动化系统集继电保护、监视、测量、运行控制以及通信于一体，可全面地替代常规二次设备。微机保护的软硬件设置与监控系统既独立又协调，具备可向监控系统传输保护动作或定值信息的串行接口，可实现无人值班。系统的可靠性、抗干扰能力、可扩展性、标准化程度、适应性及开放性都较高。
（二）综合自动化系统的体系结构
综合自动化系统一般分为三层结构：一是间隔层，指变电站内的保护装置、测控装置等；二是站控层，指变电站内监控后台、五防机等；三是网络层，网络层支持单网或双网结构，支持 100M高速工业级以太网，也提供其它网络。可见变电站综合自动化系统是一个十分复杂的系统，包括软、硬件两部分。硬件部分包括站控层设备（主机、操作员站、系统维护站、五防站、远动工作站、保护工作站、保护信息管理站），间隔层设备（继电保护装置、测控装置、保护测控装置、故障录波装置、对时装置），通信设备（规约转换器、交换机、智能网关）。
综合自动化系统的典型结构有集中式结构、分布式结构、分散分布式结构。采用集中式机构的系统的功能模块和硬件之间是没有联系的，是通过模块化的软件来实现各个功能模块的连接的，集中采集、处理信息。这类结构的系统处理能力有限，在开放性、可维护性、扩展性等方面都较差。分布式结构则是按照功能设计的，各个功能模块是采用网络技术来实现数据通信的。这类结构可靠性好，有助于系统的扩展和维护。分散分布式结构则是采用“面向对象”设计的，这类结构常见于自动化系统，具有功能分散、管理集中的特点。这三类系统结构都有一个缺点：在通用性方面的性能较弱，使用场合较为受限。
新型的综合自动化系统结构分为四层：信息管理层、通信管理层、二次设备控制层、生产过程层。信息管理层是最高层，由站级计算机组成；通信管理层是系统的通信枢纽，由现场总线和前置机系统组成；设备控制层主要是控制和保护母线、馈线、主变压器、电容器等，由各个智能设备组成；最后是生产过程层，是系统的最底层，由变电站的一次设备组成。
（三）综合自动化系统的特点及功能
变电站实现综合自动化，可以全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，使其能适应现代化的大电力系统运营的需要。变电站综合自动化系统的特点有功能综合化、系统构成模块化、结构分布分层分散化、操作监视屏幕化、通信局域网络化光缆化。
综合自动化系统的特点有：首先，由计算机控制和调节，可减少人员配置和人员误操作，使人为事故大大减少；其次，使得二次接线简化，整体布局变得紧凑，减少了变电站的占地面积，可降低建设投资；再者，由设备来监视并自行诊断，使得设备的检修周期延长，可提高运行的可靠性；然后，综合自动化系统是以计算机技术为核心的，有发展、扩充的地方；最后，使得供电的时间延长，供电故障的发生减少。
综合自动化系统的功能主要有：（1）安全监控功能，对采集的模拟量不断进行越限监视，如发现越限，立刻发出告警信息，同时记录和显示越限时间和越限值，并将越限情况远传给调度中心或控制中心。对微机保护装置和其它各种自动装置的工作状态进行监视。（2）操作与控制功能，无论当地操作或是远方操作，都应有防误操作的闭锁措施。（3）对时功能，配备GPS卫星同步时钟装置、与调度统一时钟。（4）谐波分析与监视功能。（5）变电站综合自动化系统的通信功能，包括综合自动化系统的现场级通信和自动化系统与上级调度通信。
（四）综合自动化运行的缺陷
在实际运行当中，部分变电站综合自动化系统的功能还不能充分发挥，缺陷率较高，不能实现真正的无人值班。
建设模式存在一定的弊端，考虑系统设计时往往只着重在某一个变电站，而忽视了与整个调度自动化系统的接口问题，造成同一系统有好几个厂家的产品。工作的分工归属不同的部门容易造成上、下级单位之间相互脱钩，配合不力。若是出了事故，将可能导致故障不能及时处理，降低了自动化系统的运行可靠率，更有甚者，会影响到整个电网的安全可靠运行。此外，专业分工不明确是变电站综合自动化系统存在的另一个大问题。保护、监控等二次设备高度集中，组成一个完整的系统，在同一装置面板上操作，在日常运行维护事故处理中有着不可分割的联系，难以明确地找出专业分工的分界点。一旦设备有缺陷，需要几个专业同时到场检查，可能会发生推诿责任的情况，不利于工作的开展。
二、变电站的日常管理
定期试验保护装置是变电站的日常维护维修工作中非常必要的一个环节。定期试验有两个目的：（1）检测保护装置能否一直完好可靠地执行任务；（2）检测起初的定值是否有变化。
除此之外，我们还需要加强保护动作之后的统计分析，在这个过程中故障录波器发挥了重要作用。虽然现在大部分的计算机保护能够记录动作过程，但是保护记录的时间比较短，不能记录下完整的故障过程。因此，变电站综合自动化系统的安全运行和管理维护将是研究工作的重点。
（一）电力设备缺陷管理制度
必须认真记录好运行维护中发现的电力设备缺陷，及时汇报，按照缺陷严重程度将其分类并提出相应合理的处理意见：（1）一般设备缺陷，即近期内该缺陷不会影响到电力设备的安全运行，应该将其列入年度或季度检修计划。（2）重大设备缺陷，虽然一定时期内仍可维持设备运行，但是情况比较严重甚至使电力设备不安全运行，应该在短时间内消除，彻底消除前需要加强巡视。（3）紧急设备缺陷，即随时都可能使电力设备发生事故的，应该尽快消除。
（二）倒闸操作管理规定及措施
变电站的倒闸操作的管理规定有以下几点：
（1）直流系统接地的时候、交接班的时候、严禁约时停电送电的时候等都不倒闸操作。
（2）投入运行变压器的方法是从有保护那一侧的电源充电，再将负荷开关合上，停电的时候顺序相反。
（3）给跌落式的保险送电，先合二边相，再合中相，停电的时候顺序相反。
（4）严格防止发生这些恶性误操作：带负荷时拉合刀闸、非同期并列、带地线合闸送电等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外还有一些其他在实际操作中必须遵守的规定。
变电站的倒闸操作有以下管理措施：
（1）值班员必须要不断提高地自身的设备管理水平。
（2）应该复诵受令，并记录命令内容。
（3）进行电气设备倒闸操作时，必须要根据值班负责人或当班调度员的命令。
（4）值班长调度命令的受令人，而值班调度员是发令人。
（5）操作命令一定要使用调度术语。
（6）不能执行直接可能威胁到人身或设备安全的命令。
（7）对于命令不明确的地方受令人应该及时询问，或是指出认为有误的命令，如果发令人重复原来的命令，则必须立即执行。
(三)设备使用和维修管理优化
随着科技的不断进步，系统监控技术广泛地应用了传感器技术、计算机技术、光纤技术以及信息处理技术等，使得无线监测技术渐渐实用化。
采用了高灵敏传感器的无线监测系统能够采集运行中设备绝缘劣化信息，并用计算机网络处理和识别信息量，可以无线化某些预试项目，促进电力设备过渡至状态检修。
与传统二次系统相比，综合自动化系统能快速准确地为运行人员提供发生故障时候变电站设备的详细信息，它的专家系统能够准确地判断故障，并对故障作出反应，大大提高了反应的速度和准确度，使电气设备的可靠性有效提升。
在维修管理的优化方面，建立完善的安全管理体制、提高管理人员对施工安全管理的重要性的认识是消除安全隐患、设备能够安全稳定运行的重要保证。因此必须对所有的管理工作人员进行全方位的培训，提升他们自身的设备管理水平，安全防范意识。
三、电网事故处理
电网事故停电的范围大、影响面很广，有可能危害到国民经济和社会稳定。因此，防范电网事故一直被视作确保电网能够安全运行的重中之重。
（一）变电站事故的原因
电力系统的事故指的是电力系统设备发生故障或是人员操作失误造成的电能供应在数量或是质量上超过一定规定范围的事件。
引起电网事故的原因是多方面的，有如下几类：继电保护、外力破坏、自然灾害、质量不良、设备缺陷、人员操作不当及其它。以责任来看，雷击、雾闪等自然灾害，人员责任，外力破坏以及制造质量一般是电网事故主要的责任原因。从技术原因来看，外力破坏、对地放电等接地短路，保护误动、拒动等继电保护以及雷击一般是造成事故的主要技术原因。
（二）变电站事故的主要现象
变电站典型事故有：线路事故、变电事故。变电站出现异常或是发生事故的时候，通常会出现以下现象：（1）变压器的内部发出异常声音或有爆裂声；
（2）在正常的条件下，温度不断地升高；
（3）变压器出现严重漏油；
（4）套管出现裂纹、破损、放电或渗油；
（5）预警信号警铃响起，喇叭叫，跳闸开关的指示灯红灯灭、绿灯闪；
（6）后台机出现报警窗口，并报“开关由合到分”的事故音响。
（7）断路器出现动作跳闸。
（8）遥测、遥信出现异常的变化。
（三）变电站事故的处理原则
变电站事故及异常处理，必须要严格地遵守电业安全工作规程、现场运行规程、调度规程及有关安全工作规定，服从调度指挥，正确执行调度命令。处理变电站事故的原则是：
（1）必须迅速制止事故发展，排除事故发生的根源，解除事故对人身和设备的可能威胁。如果不会威胁到人身和设备安全时，应该尽量保持设备正常运行。
（2）快速隔离已发生故障的设备，对未发生事故的设备也要进行安全隔离，防止事故扩大，尽快使设备恢复正常运行。
（3）对于重要的用户用电的供电一定要尽可能地保持和恢复。
（4）对于已经停电的普通用户也要尽快恢复供电并且要恢复原来的运行方式。
（5）应该保证站用电的安全运行及正常供电，当造成停电事故时，一定要首先处理和恢复站用电的运行，确保供电。
（6）当设备损坏十分严重，无法自行处理的时候，应该立即汇报上级。在检修人员赶赴现场之前，做好必要的安全防范措施。
（7）当事故的起因为查明，需要检修人员进一步试验或检查时，不能复归继电保护的掉牌信号。
（四）变电站事故的处理方法
自动化变电站的事故处理步骤是：首先，立即停止音响，并记录下时间。接着，通过综合自动化系统的后台主机的记录初步判断事故的性质以及事故的影响范围，并及时汇报。然后快速安排专业处理人员到现场制止及消除威胁人身和设备的根源，与此同时，检查相关二次装置，检查一次设备，做好记录。在设备检查过程中，如果发现设备放电、闪耀或是其他故障时，应该立即将故障点隔离。然后准确地判断事故的性质及其影响范围，对事故进行全面分析，并根据指令操作处理。对已经损害的设备，一定要做好安全措施，等修复完整后要及时地恢复正常的运行方式。最后需要向上级详细地汇报事故的原因、处理办法、处理结果并整理好相关记录。
处理完事故后，运行人员必须将整个事故处理的过程汇总，编写详细的现场事故报告以便专业人士进行分析。报告的内容包括：事故的现象；断路器的跳闸情况；保护及自动装置的动作情况；现场的检查情况；事故初步的分析；事故处理的过程；微机保护报告等等。
故障分析和事故处理是变电运行的一项十分重要的技能，是保证系统能否安全运行的关键。如果不能对事故进行准确分析、快速处理，必定会扩大事故隐患。
四、小结
综上所述，综合自动化已经成为现代电网发展的必然趋势，它提高了电网的安全度及经济运行水平。变电站的工作人员也必须要跟上科技时代的潮流，提高自身的设备管理水平，能够高效、快速地掌握新型设备和新技术，服从变电站的管理制度，保证变电站正常稳定地运行。
参考文献：
[1]变电站综合自动化系统的日常运行及维护[J]. 范祝声.技术研发
[2]综合自动化变电站的运行与维护[J]. 张锦军.北京电力高等专科学校学报
[3]浅析变电站监测、运行与维护管理工作[J]. 张俊.中小企业管理与科技
[4]对变电站（所）电气设备安装、运行、维护技术的探讨[J]. 周曼来.中国新技术新产品
论文作者:苏兆鹏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/5/31
标签：变电站论文; 设备论文; 事故论文; 自动化系统论文; 操作论文; 结构论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第3期论文;