华陆工程科技有限责任公司
引言
随着我国信息技术水平的日益提升，变电站微机保护得到广泛的应用。与传统的系统保护相比其具有体积孝连接简单、功能强大、运行调试维护工作简便的特点。其在工作过程中逻辑判断准确，具有较强的可靠性，同时能够为系统提供更多的信息量。微机技术的应用提升了变电站的运行可靠性，同时有效减少了系统的维护量，提升了企业的经济效益。尤其是对于石油化工企业来说，其变电站负荷较大，分站之间相对较远，合理确定系统配置和功能，优化设计方案是设计变电站微机监控及保护的重要内容。
一、系统设计的基本原则和功能
1模拟量测定
系统巡回检测输入或者输出的数据的模拟量测量点，判定模拟量数据的死区和越线点，同时采用滤波或者防干扰的措施对全部的模拟量的输入回路进行处理，从实现了对模拟量的精准检测，使得各项装置能够准确工作、准确测量。
2开关量
开关量的输入有两种方式，针对快速反应的开关量，如短路位置的信号、自动装置的信息等采用终端方式。针对反应缓慢的开关量，如预告信号等采用巡回检测的方式。能够将电力运行过程中系统或者是设备发生故障或异常操作时记录其中的继电保护、短路器的跳闸合闸、自动装置等动作，其中包含发生动作的时间、动作产生的性质。针对快速反应的开关量将记录能够精准记录到毫秒，针对反应缓慢的开关量精确记录到秒。同时对全部开关量输入回路进行硬件上的光电隔离处理，在软件上采取防抖动处理，从而有效提升了系统的抗干扰能力，增强稳定性。
3显示功能
在计算机的显示屏上明确呈现出整个变电站的模拟量信息和开关量信息，能够实时显示报表、画面等。且在模拟量达到越线区、开关量出现重要动作时电脑会出发警报。并根据使用者的个人习惯附加闪光等服务。计算机主机显示屏画面设置应在满足用户的需求的基础上采用多区式分配分布[1]。
4通讯接口
单片机本身就有串行通讯接口，为了满足微机的使用要求，将通讯接口设计成为RS-232,485D的通用标准接口，满足微机集中通讯的要求。同时结合实际通讯情况如距离和数据传输量等来选择通讯电缆。人机接口是指计算机与显示屏、模拟屏之间的接口。其中彩色模拟屏要求其能够快速的将工作人员的操作指令显示出来，因为画面显示所需的数据量较大，因此我们将其DMA渠道与计算机连接。模拟屏与计算机我们一般设置一个模拟驱动器，从而保证在双主机停电时能够最低限度利用前置机系统显示上屏信息。
微机接口系统的配置需考虑因素较多，如模块的功能、制表打印等。因此在配置时应对系统的各功能做到充分了解，才能确定系统的配置模式和选用最佳的功能模块，从而实现石油化工企业变电站微机监控及保护的设计合理、科学、经济。
二、集中组屏式
1系统配置
这一设计方案是采用前置工作机和备用机同时工作的模式，两机共同采集数据，但其中向两台主机传输采集信息的是前置机，同时只有前置工作机才能接受到主机发出的命令。通过前置机数据信息的采集和传输两台主机及时更新数据库信息，但其中在线处理工作是由主机来执行，被用主机处于热备用状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当人工输入数据时，工作主机将收到的信息传输到备用主机中存储于数据库，在工作主机发生故障时由备用主机自动开始工作。整个过程中备用主机中的数据库一直随着主机进行更新，因此实时数据不会被丢失。同时前置工作机及和备用前置机的工作原理也是一样的，备用前置机一直在接收和采集信息，因此当前置工作机出现故障时备用前置机也不会出现实时数据丢失的情况[2]。
2集中组屏式系统的优势和缺陷
通过使用I/0系统对全部的模拟量和开关量测点检测、数据采集、数据传输，对不同的电流互感器进行保护和监控，为检测的精确性和准确度提供保障。同时监控和保护相互之间独立互不干扰，降低了事故的发生几率。同时便于维修，减少了意外事故的发生。集中组屏式是将保护屏、监控屏安装在同一控制室中，为操作人员提供了一定的便利，工作人员可以集中对主机进行操作，同时也可以单个操作控制室中的保护屏或者是监控屏模块，如此有效提升了故障判断的统一性。在发生故障后由于主机和保护、监控模块距离较近，从而能够通过对比的方式尽快确定故障的性质和故障发生的原因，在最快的时间内做好故障的处理工作。例如，在主变压器出现跳闸现象时，通过监控系统检测开关量信号，同时结合语言提示和模拟显示屏，从而快速精准的反映出动作情况，维修人员既可直接根据保护屏判断出故障发生的原因，使系统能够在最快的时间内恢复供电。但需要注意的是集中组屏式其借助光缆进行数据传输，为电缆的铺设工作加大了工作量，同时还造成一定的工作难度，提升了整体工程造价。而且二次电缆的铺设使得工程进度加快，从而出现错接、漏接的现象，从而造成工程隐患，同时为设备的调试也增加了一定的难度。
三、集散式
1系统的配置
集散式系统配置方法较为简单，一般情况下适用于中小型变电站。为了有效减少对主机的计算负荷，设计了前置机的装设，主要用于处理各模块采集的数据信息，并将处理好的数据信息传输到主机中，从而有效提升了系统的运算速度[3]。
2集散式系统的优势和缺陷
集散式系统是指集中管理，将监控和保护模块分散到下位机，使变电站各功能合为一体，如监控和保护，使其既能够满足变电站继电保护的功能，同时还具有了电源自投的功能。这一系统方案减少了设计量，将所有的功能模块都装设在一个小箱中，使用通讯电缆对机箱进行连接，同时开关柜和主机之间只需一根通讯电缆连接即可，在开关柜在出厂前就可以将机箱作为元件之一进行连接。由于不需要二次电缆的铺设因此大大减低工作量，同时减少了意外事故的发生几率，降低了工程的投资造价。但目前在采集模拟量时采用的是保护和测量共享的方式，因此需选用电流互感器才能实现测量的等级和精准度。但由于这种模式将机箱安装在开关柜上，从而造成数据交换的复杂性，使得故障判断不够准确、迅速。
结语
石油化工企业在进行变电站微机监控和保护系统设计时需充分考虑变电站的实际情况，如电压等级、变电站分布、供电规模、功能模块等因素。同时还应结合企业实际操作人员的水平及习惯，如此才能实现设计的科学性和可靠性。
参考文献
[1] 许可. 变电站微机综合自动化监控系统研究与设计[D].燕山大学,2016.
[2] 唐雯. 变电站微机监控系统的设计与实现[D].湖南大学,2008.
[3] 王宗信.石油化工企业变电站微机监控及保护设计[J].炼油设计,1999(10):48-51.
论文作者:冯权
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第1期
论文发表时间:2019/7/18
标签：变电站论文; 主机论文; 系统论文; 微机论文; 工作论文; 信息论文; 模拟量论文; 《科技尚品》2019年第1期论文;