0引言
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，國內(nèi)供電企業(yè)大量采用了變電站綜合自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)遠方集中監(jiān)視、控制等，既提高了勞動生產(chǎn)率，同時降低了人為誤操作的可能性。采用變電站綜合自動化技術是計算機和通信技術應用的方向，同時也是電網(wǎng)滿足社會需求的必然途徑，在應用的過程當中，無法避免地引發(fā)出一些問題。自20世紀90年代以來，變電站綜合自動化系統(tǒng)在我國得以廣泛的應用。目前所使用的自動化運維技術，仍未能充分發(fā)揮所有功能，存在的問題較多，可以改進的地方也有很多，沒有達到無人值班的效果，如變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術標準、運行和檢修的管理體制等問題。
1變電站綜合自動化系統(tǒng)概述
變電站綜合自動化系統(tǒng)指的是通過執(zhí)行相關規(guī)定的功能，實現(xiàn)控制電氣設備的系統(tǒng)性動作。其主要是通過微處理器和計算機管理系統(tǒng)等系統(tǒng)組成，通過自動化控制技術與即時通信技術，實現(xiàn)對變電站運行設備的控制，借此實現(xiàn)提高運行幾率的效果。在此過程中，其還可以實現(xiàn)對變電站運行設備的實際監(jiān)控、測量與控制等效果。在變電站運行的過程中，減少了二次設備的使用，簡化了變電站設備的二次連線，保障變電站的平穩(wěn)運行，減小其實際成本，以此提高變電站的經(jīng)濟效益。目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)所采用的的結構形式主要有3種類型：集中式、分散與集中相結合和全分散式。
2變電站運維自動化技術的應用
變電站的二次系統(tǒng)的發(fā)展存在重控制，輕運維的情況。在電網(wǎng)控制方面，由于變電站自動化的發(fā)展，提高了操作的便捷性，已經(jīng)基本實現(xiàn)了無人值守，多數(shù)操作已經(jīng)可以通過二次系統(tǒng)（主要通過電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)）進行控制。但在運維管理方面，國內(nèi)與變電站內(nèi)設備運維相關的技術發(fā)展較國外緩慢一些。
完成變電站運維的作業(yè)任務，需要關注八大類信息，包括：電網(wǎng)量測數(shù)據(jù)（也叫電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)）、故障和保護動作數(shù)據(jù)（繼電保護數(shù)據(jù)）、運行分析數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、作業(yè)管理數(shù)據(jù)。主要包含7個業(yè)務系統(tǒng)：調(diào)度SCADA系統(tǒng)、保信系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、電能質(zhì)量系統(tǒng)、環(huán)境預警系統(tǒng)、視*監(jiān)測系統(tǒng)。其具體內(nèi)容分別如下：
調(diào)度SCADA系統(tǒng)：內(nèi)容包括設備模擬量數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)量數(shù)據(jù)，用于掌握當前電網(wǎng)運行狀態(tài)也可用于確認設備運行狀態(tài)。
保信系統(tǒng)：內(nèi)容包括事件順序記錄、保護裝置數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、保護錄波文件，用于掌握故障信息。
安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)：內(nèi)容包括設備臺賬、設備缺損、工作票操作票、運行交接*、運行日志、運行記錄、設備巡視檢修計劃，用于保存生產(chǎn)信息，進行任務安排。
設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)：內(nèi)容包括變壓器監(jiān)測、電纜監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、斷路器監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、避雷器監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、S*6監(jiān)測、變壓器油監(jiān)測等等，用于設備檢修計劃安排的輔助決策。
電能質(zhì)量系統(tǒng)：內(nèi)容包括電能質(zhì)量的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)信息，用于監(jiān)測電能質(zhì)量信息。
環(huán)境預警系統(tǒng)：內(nèi)容包括站內(nèi)溫濕度、風速、水浸、S*6氣體濃度等自然環(huán)境狀況、照明設備、暖通設備的工作狀態(tài)。
視*監(jiān)測系統(tǒng)：內(nèi)容包括從視*主站系統(tǒng)采集的變電站的實時監(jiān)控畫面，通過指*區(qū)域的監(jiān)控設備監(jiān)測運行狀況，并在巡維中*可以控制該視*裝置。
3變電站運維自動化現(xiàn)狀
隨著自動化運維的覆蓋面不斷增加和擴展，電氣二次設備日益增多，相互之間的聯(lián)系日益復雜，為電力二次系統(tǒng)運維帶來諸多挑戰(zhàn)，結合當前變電站自動化系統(tǒng)的運維方式，發(fā)現(xiàn)當前運維方式存在著一些問題：
從資源層面上，電力二次系統(tǒng)技術涵蓋電氣、自動化、計算機控制、通信等等多學科知識，軟硬件實現(xiàn)方式眾多，數(shù)據(jù)分散、異構、格式不一，要實現(xiàn)完整的運維數(shù)據(jù)的分析，需要運維人員不僅具有較高的專業(yè)技術水平，還需要具備相當廣泛的專業(yè)面。因此，運維事件處理過程中，往往難以快速地提取全局的、有*的信息，從而導致難以及時識別系統(tǒng)事件，定位故障原因。
從運行信息層面上，由于電力調(diào)度的實時性要求，二次系統(tǒng)運維人員需要時刻關注大量而且繁雜的數(shù)據(jù)，諸如二次系統(tǒng)業(yè)務運行狀態(tài)、二次設備運行狀況、網(wǎng)絡互連情況、系統(tǒng)信息安全、機房環(huán)境參數(shù)等；而同時關注這些運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，運維人員往往會被淹沒在海量的告警信息之中。
從業(yè)務層面上，當采用多種監(jiān)控系統(tǒng)時，各個監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務對象不同，部署及管理相互獨立，導致系統(tǒng)安全的相關信息不集中互不相通，安全策略難以保持一致，不僅無法直接解決前面所述的各種問題，還會造成復雜數(shù)據(jù)干擾的情況，影響運維工作的實際效率。
從規(guī)則層面上，缺少知識庫和規(guī)則引擎等專家系統(tǒng)技術、人工智能技術的支撐，從海量原始數(shù)據(jù)提取關鍵信息進行分析的工作還是由運維人員人工完成，專業(yè)管理人員在業(yè)務決策時得不到有效支持；而由于日常運維經(jīng)驗與知識不能以有效的方式積累，重復出現(xiàn)的事件和故障，一方面造成熟悉相關問題的人員不斷重復處理，另一方面無法通過預判分析避免相同問題的重復出現(xiàn)。
運行維護人員的操作水平關系到整個綜合自動化系統(tǒng)的順利運行[3]。在積極改變管理體制和學習電網(wǎng)企業(yè)相關標準的同時，還要培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專業(yè)人才?，F(xiàn)階段絕大部分設備依靠廠家進行維護，缺乏可以及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的專*隊伍，發(fā)現(xiàn)設備缺失到處理完成需要歷經(jīng)幾個階段，問題得不到及時的解決。
4安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺
4.1概述
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)境視屏場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中星，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
4.2應用場所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(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。
4.3系統(tǒng)結構
系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。
感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、攝影頭、開關量采集裝置等。除攝影頭外，其它設備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)關RS485端口。
傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關和交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機把數(shù)據(jù)上傳至指*的服務器端口，網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。
應用層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，若變電所數(shù)量小于30個則應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關主動傳送過來的數(shù)據(jù)。
展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。
4.4系統(tǒng)功能
4.4.1用能月報
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。
4.4.2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。
4.4.3變壓器狀態(tài)
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。
4.4.4運維
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。
4.4.5配電圖
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。
4.4.6視屏監(jiān)控
視屏監(jiān)控展示了當前實時畫面（視屏直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視屏信息。
4.4.7電力運行報表
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路指*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。
4.4.8警報信息
對平臺所有警報信息進行分析。
4.4.9任務管理
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。
4.4.10用戶報告
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)、警報事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺失及處理情況。
4.4.11APP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"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視屏、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報查詢，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。
4.5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)境視屏場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中星，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，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、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。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種警報類型及外部事件（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種警報類型及外部事件（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，啟動電流大于5A,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路警報出口。 | |
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/DC85～265V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：DC10-30V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。 |
攝影機 | CS-C5C-3B1WFR |
| 支持720P高清圖像，*高支持分辨率可達到130萬像素（1280*960)內(nèi)置麥克風與揚聲器具有語英雙向?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)遠程互動和視屏觀看。 |
煙霧傳感器 | BRJ-307 |
| 光電式煙霧傳感：電源正*（DC12V):+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DC24V;24V電源 |
未來，隨著通訊和網(wǎng)絡技術的逐步完善，變電站運維自動化技術在提高變電站工作效率方面將有更加顯著的效果。利用技術手段，改變電站運維工作的效率和質(zhì)量，改變變電站運維的工作現(xiàn)狀，已然成為發(fā)展的必然趨勢。總之，變電站運維自動化技術可以提高變電站工作的效率，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
參考文獻
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