浅析变电站安全运行存在的问题和保护技术

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摘要：电力系统的稳定安全运行已经成为社会经济快速发展的必要保障，而变电站一次设备的安全运行对整个电网系统的安全运行又有着非常重要的作用，所以，充分认识变电站一次设备安全运行的重要性，认真开展故障原因分析，快速、准确地消除故障，确保电网安全运行是电力企业必须做好的工作。本文介绍了变电站安全运行系统的新理念和特点，强调了变电站安全运行应关注的要点，探讨了变电站安全运行的基本保护技术，并提出了变电站安全运行的保障措施。

关键词：变电站安全运行问题保护技术

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

电力系统由发电、输电、变电、配电和用户等几个部份组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的重要作用，它的安全经济运行对电力系统有着重大的影响，与工农业生产和人民生活有着密切联系，因此，搞好变电站的安全运行工作对电力系统的稳定运行有着深远的意义。变电站安全运行，才能给企业、用户提供安全、可靠、合格的电能。

变电运行是供电企业的一个重要生产部门，因此，要具备扎实的安全运行管理水平，只有这样供电企业的生产发展才能得到保障。为保证变电安全运行任务的顺利进行，必须建立规范的运行管理制度，并且以提高运行人员的技术素质为重中之重，切实可行并有效地开展员工的专业技术培训，不断地提高变电安全运行管理水平，以保障供电企业顺利生产。

变电站安全运行系统的新理念和特点

1、安全运行系统的新理念

安健环, 即安全、健康、环保。世界各地的许多企业和机构运用“钻石安健环质量综合风险管理体系”在安全生产方面取得了巨大成效, 行业包括: 电力、矿业、石化、冶金、机械制造、建筑、造纸等。电力安全生产风险管理体系是在安健环风险管理体系的基础上, 构建起来的一个适应电力体制改革新形势和电力安全生产工作新要求的安全生产风险管理体系。

以风险控制为导向, 强调事前的分析与控制。体系中的任何一个管理要求都是针对特定要素的风险而设计,识别管理与现场所需做的工作, 指明管理方向与要求, 控制损失。

以闭环管理为原则, 强调工作的计划性、有效性。在内容编排上就以闭环管理原则进行布局, 要求在实际工作中的各项工作都要做好各个环节工作。闭环管理是安全生产过程控制, 是安全风险管理体系对所有工作的要求。

以系统化、规范化为管理思想, 强调管理工作的系统性、管理过程的规范性。体系的管理内容涉及安全生产的各个环节, 且环环相扣, 从横向与纵向形成一系列链条式的闭环控制。

以持续改进为目标, 不断提高电网安全生产的绩效。安全生产问题贯穿生产经营的全过程,它只有起点, 没有终点。持续改进是强化安全生产管理、实现整体绩效改进的过程。体系要求对各项工作进行回顾和改进, 并定期开展审核, 以发现和改进问题, 实现持续改进。

以先进管理体系为基础, 突出专业化特色, 实现管理创新。体系充分借鉴了国际上先进管理体系内容与管理理念和方法, 密切结合了电网企业实际, 突出了设备、电网运行安全风险管理, 具有较好的针对性和指导性。

2、安全运行系统的特点

在电力运行系统中, 变电运行是电网运行管理、倒闸操作和事故处理机构。变电运行的主要任务是电力设备的运行操作和维护管理工作。每个值班员是保证电网安全运行、稳定运行和经济运行的直接执行者。由于变电运行特点是维护的设备多,出现异常和障碍的机率大;工作繁琐乏味,容易造成人员思想上的松懈,所以在电网运行中,任何不规范的行为,轻则造成经济上的损失,重则危及电网、设备和人身的安全,甚至会影响社会的稳定。

二、变电站安全运行应关注的要点

在变电站自动运行的过程中，由于操作原因或系统故障常常出现通信信号中断和设备终止工作的情况，对变电站的安全运行造成了较大影响。目前变电站的综合运行情况相对来说不是很稳定，主要存在的问题为实时数据与监控画面不能同步，当后台机保持对画面的切换和追踪时，实时的数据却无法更新到位，传到下去的命令无法有效被执行，导致后台机无法进行任何形式的操作。

1、组网方式存在缺陷

变电站的组网方式是构成其自动运行的基础，因此组网的结构设计和建造是否合理，对于电力运输、变压等工作的安全性有着直接影响。组网方式存在缺陷，是变电站安全运行的一大隐患。

2、使用软件和具体编程不合理

在构建变电站自动运行系统时，为保证其安全性，要综合考虑到开发软件和基础软件的互相兼容程度、使用软件与硬件之间的兼容程度以及整体软件包的配置是否高效、安全、成熟。

软件的编程是变电站自动运行的基础，也是系统安全稳定运行的关键。在具体编程时，可以通过多种方式来实现同一运行指令，但计算机对于不同程序的运行状况都不相同。只有选取了最为合理和科学的编程方式，才能提高计算机运行的速率，切实保证变电站自动运行的安全和稳定性。若编程不合理，则会加大计算机的工作量，使得计算机CPU 的负荷率过高，系统很容易崩溃，变电站的安全性也无法得到保障。

3、运行系统的硬件配置存在缺陷

变电站运行的硬件配置主要分为几个方面：对数据的采集与控制、监控主机和通信管理，其中变电站安全运行的核心硬件配置为监控主机和通信机。在具体运行时，监控主机及通信机的系统接收到来自于通信管理系统的数据后，开始具体落实人机对话、系统监视、数据监管以及安全运行控制等一系列工作。因此，主计算机的工作任务较为繁重，若其硬件的配置过低，CPU 负载率过高，系统瘫痪崩溃的可能性极大。

通信管理系统在变电站安全运行过程中主要起到了一个信息中转站的作用，将下层采集的数据汇总、编制过后传递给上层，同时将上层的指令再转发给下层，安排具体工作。通信管理系统的工作量极大，对于计算机的运行速度要求很高，其对数据的处理速度要远远大于数据交换传接的速度，否则信息堵塞很容易造成变电站的配送电工作出现延缓。

4、需要处理的电气信息过量

变电站自动运行时，一般通过主计算机获取其直流系统和微机保护的基本系想你，在这一过程中存在通信规约转换的问题。在建设变电站时，其使用的电气设备大多来自于不同的生产厂家，采用的通信约规彼此不相同，使得其信息的转换量较大。如果需要处理的电气信息过量，会使得主计算机CPU 的资源不足，数据的交换速度明显下降，甚至使得系统堵塞崩溃，电力运输、传输和变电工作中高端，运行质量受到影响。

三、变电站安全运行的基本保护技术

1、加强对数据信息的监控

数据的传送是维持变电站基本工作的基础，在其运行系统中，需要传输的数据包含了很多方面，比如功率、电压、电流等测量数据以及分合闸、过流、速断等操作及事故所产生的事件数据。除此之外，如果变电站运行过程中出现运行事故导致跳闸时，还需要记录及时的故障录波数据。由此可见，变电站运行时，需要传输和处理的数据量极大。与其他企业的数据控制工作不一样，电力系统的现场数据变化极快，基本上毫秒之间就产生变化，因此如何控制采集数据的实时性和通信速度就成为了数据信息监控的关键所在。在设计监控软件时，要保证监控系统底层数据的可靠性和准确性，维持上下层之间数据通信的流畅。目前，变电站中常常采取的模块化结构式一种较好的系统设计模式，为数据通信、处理和监控等系统工作提供了便利。

2、串行通信技术的应用

为保证变电站的安全稳定运行，基本要求是处理好大量的数据，一般的计算机数据通信技术无法在短时间内迅速处理大量数据，使得通信的时间延长，数据的实时性受到了一定程度的影响。目前，变电站的运行中常常采取多串口数据通信来对数据进行处理。串行通信具有连接简单、使用灵活方便、数据传递可靠等优点，通过多个数据处理通道同时处理大量的数据信息，使得变电站的运行更加高速、安全和稳定。

3、优化变电站信息系统的设计模式

变电站信息系统的优化设计对于提高其数据的处理能力、保证配送电工作安全进行有着直接影响。为了控制在运行过程中随时可能出现的数据传输迟缓、通信中断以及主计算机由于信息量过大涌入而崩溃的现象，需要从运行系统的组网方式、软件编程以及硬件配置等多个方面出发，根据变电站的实际工作需求和特点，优化其运行系统的设计，使变电所综合自动化系统能达到降低运行成本，实现减员增效的目的，保持变电所综合自动化系统的正常高效运行。

4、加强对变电站的日常运行维护工作

在加强了变电站运行系统设计的基础上，提高管理工作的水平，落实变电站的日常维护工作也是保证变电站安全运行的主要因素之一。在日常维护过程中，要定期对电气保护装置进行检测，检查原来设置的定值是否在运行中出现变化，保证保护装置始终处于完好、可靠运行的状态下。

由于变电站运行时，同时工作的电力设备极多，因此调试维护人员的工作量较大，在枯燥繁琐的工作中很容易出现一些维护不到位或是出现漏测的现象。近年来，随着微机保护技术在变电站运行中的大量应用，对变电站运行系统的自动化测试水平逐步提高，配电、送电、变电工作的安全稳定性都得到了长足进步。

同时，在这微机保护技术逐渐应用和发展的过程中，需要改变人们长期形成的传统习惯和思维方式。由于微机保护具有较强的自检功能，现在定期检验的重点应放在采样值精度的校验和逻辑功能的实现上。

5、加强变电站安全运行的后台检验

在变电站自动运行的过程中，对于后台机的检测是日常维护工作的一个重点。一般来说，后台机出现运行故障或是数据错误的概率几乎为零，但在长期运行过程中，也存在后台遥控信号的准确性下降的情况。目前对于变电站后台机运行情况的检测没有完整且科学的流程，在实际运行中基本以功能的检验为主。

6、加强保护动作后的统计分析

加强变电站运行保护工作后的数据采集、分析和统计工作对于积累安全运行经验和提高变电站的安全稳定性能具有重要意义，在这个过程中故障录波器发挥了很大的作用。虽然微机保护大部分都有记录动作过程的功能，但现阶段保护记录时间较短，不一定能记录完整故障过程。这对那些老所改造，没有完全采用微机保护的变电所尤其重要。

四、变电站安全运行的保障措施

1、认真执行变电站值班制度

监控中心、操作队运行人员，必须按有关规定进行培训、学习，经考试合格以后方能上岗值班。值班人员在当值期间，要服从指挥，尽职尽责，齐心协力完成当班的运行、维护、倒闸操作和管理工作。值班期间进行的所有工作，都要填写值班记录及有关专项记录。每次操作联系、处理事故及与用户调整负荷等联系，均应启用录音设备。监控中心、操作队值班电话应保证通讯畅通，如发生障碍必须及时向有关领导汇报。

2、认真执行交接班制度

监控中心值班人员应按规定的交接班时间按时进行交接班，交班人员和接班人员应全部参加。待检查人员检查无问题后，交接双方分别在运行值班记录上签字后，交接班方告结束。

3、认真执行巡回检查制度

正常情况下，值班人员利用监控系统每值至少对所辖变电站巡视一次。特殊情况应增加巡视次数，在进行事故处理时，可暂停巡视，但事故处理结束后，应及时进行巡视。巡视人员应按巡视标准化作业指导书所列内容进行巡视，并记入相关记录。

4、认真执行运行分析制度

监控中心、操作队应建立运行分析制度，运行分析包括综合分析、月度分析和专题分析。综合分析每季度一次，分析所辖变电站安全经济运行情况和管理工作，找出存在的问题，提出解决措施。

5、认真执行设备定期试验轮换制度

变电站内设备除应按有关规程由专业人员根据周期进行试验外，运行人员还应按照制度的要求，对有关设备进行定期的测试和试验，以确保设备的正常运行。

6、制定并严格执行变电站规章制度

加强员工思想工作、操作技术等培训，使员工养成良好的劳动纪律，保持良好的精神状况。对电网出现的事故、异常情况等不盲目处理，严格执行操作规范。

7、定期开展员工处理突发事件模拟演练，使员工多积累处理事故的经验，提高员工对处理应急事件的能力。

综上所述，变电站设备的安全运行无论是对社会经济发展，还是对人民的正常生活，都起着不可或缺的作用，为了保证变电站一次设备能够达到安全安全稳定的运行，运行检修人员要充分认识到变电站设备安全运行的重要性，不断提高自己的综合技能，加强故障原因的分析，及时消除缺陷、故障，确保电网的安全、稳定、健康运行。

参考文献：

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