變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的安全生產(chǎn)效應(yīng)探討

.::;變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的平安消費(fèi)效應(yīng)討論

摘要：500kV變電站大多裝備各種計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)．但目前這些系統(tǒng)大多不盡完善，應(yīng)用效果不甚理想。對(duì)平安消費(fèi)的負(fù)面效應(yīng)時(shí)有顯現(xiàn)。本文就上述系統(tǒng)在需求把握、功能設(shè)計(jì)等方面存在的問(wèn)題、原因及對(duì)變電站平安消費(fèi)可能產(chǎn)生的效應(yīng)作簡(jiǎn)單的分析和討論，并提出改良的措施與設(shè)想，以求對(duì)系統(tǒng)的改良和完善有所協(xié)助。關(guān)鍵詞：變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；平安消費(fèi)

0引言

500kV變電站大多具有設(shè)備先進(jìn)、結(jié)線復(fù)雜、信息量龐大、在電網(wǎng)中的地位重要等特點(diǎn)。在這些變電站里，傳統(tǒng)的，以人的感官功能為主的監(jiān)控手段和手工作業(yè)的信息處置的方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足越來(lái)越高的平安消費(fèi)需求。為此，國(guó)內(nèi)自八十年代開場(chǎng)便在50’0kV變電站裝備不同類型的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以圖進(jìn)步運(yùn)行作業(yè)的自動(dòng)化水平和運(yùn)行人員的工作效率．提升變電站的平安消費(fèi)水平、近年來(lái)，這些系統(tǒng)在硬件配置上不時(shí)晉級(jí)，構(gòu)造拓?fù)淙找嫦冗M(jìn)，可靠性和處置才能大幅進(jìn)步，建立費(fèi)用動(dòng)輒數(shù)百上千萬(wàn)元。但系統(tǒng)的應(yīng)用效果、效費(fèi)比，特別是對(duì)變電站平安消費(fèi)所產(chǎn)生的效應(yīng)．并未得到同步的進(jìn)步和相應(yīng)的表達(dá)，甚至呈現(xiàn)盲目追求高性能、高配置、高投入而無(wú)視應(yīng)用研究和應(yīng)用開發(fā)的傾向。因而，有必要對(duì)現(xiàn)有變電站監(jiān)控系統(tǒng)的平安消費(fèi)效應(yīng)進(jìn)展審視、討論和評(píng)估。找出存在的問(wèn)題并加以改良，使其真正成為進(jìn)步變電站運(yùn)行及平安消費(fèi)水平的實(shí)用裝備和技術(shù)手段。

1系統(tǒng)的適用性存在偏向

目前500kV變電站裝備的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)其核心局部實(shí)際上是一個(gè)調(diào)度SCADA軟件，是基于對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行理論和根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門應(yīng)用需求設(shè)計(jì)的，它通常是面向電網(wǎng)調(diào)度員，而對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求和特點(diǎn)考慮甚少。這種〞代用〞的性質(zhì)為變電站監(jiān)控系統(tǒng)留下了許多難以處置的先天缺乏。

調(diào)度SCADA系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)雖然在局部功能上是重合的、兼容的，但畢竟在應(yīng)用需求、應(yīng)用目的上存在著很大的區(qū)別。電網(wǎng)調(diào)度員更多關(guān)注的是系統(tǒng)潮流、有功無(wú)功平衡、調(diào)峰及負(fù)荷控制、事故或緊急情況下電網(wǎng)的穩(wěn)定控制戰(zhàn)略等。而變電站值班員關(guān)注的重點(diǎn)是倒閘操作的準(zhǔn)確與平安，一二次設(shè)備的運(yùn)行工況、異常病癥或缺陷現(xiàn)象，事故及事故處置的各種信息。以及運(yùn)行維護(hù)是否正確有效。表如今系統(tǒng)需求上調(diào)度SCADA系統(tǒng)只需要快速、準(zhǔn)確的負(fù)荷、潮流、電壓、頻率等遙測(cè)數(shù)據(jù)和主要開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并不需要更多的數(shù)據(jù)處置和分析，而變電站監(jiān)控系統(tǒng)不只需要有快速、準(zhǔn)確、周密的設(shè)備檢測(cè)信息，還需要對(duì)這些信息進(jìn)展適當(dāng)分析和處置．以獲得比過(guò)去更容易、更有效的監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況和發(fā)現(xiàn)、反映、捕捉設(shè)備的不正常工況的方法與手段：遺憾的是由調(diào)度SCADA系統(tǒng)經(jīng)簡(jiǎn)單修改而成的變電站監(jiān)控系統(tǒng)其主要功能僅僅表如今將原來(lái)的人工抄表改為機(jī)器記錄數(shù)據(jù)；將原來(lái)由光字牌、掉牌繼電器或中央信號(hào)等表示的信息轉(zhuǎn)移到屏幕上顯示；以數(shù)據(jù)庫(kù)替代原有的記錄簿；將原來(lái)在控制屏上進(jìn)展的操作改在屏幕上進(jìn)展等等。雖有一些諸如的描曲線，越限判別、報(bào)表生成等處置功能，但這些都是調(diào)度SCADA系統(tǒng)所具有的傳統(tǒng)功能，對(duì)進(jìn)步變電站設(shè)備監(jiān)控水平的作用極其有限。

不可否認(rèn)，現(xiàn)有變電站監(jiān)控系統(tǒng)替代了原有的數(shù)據(jù)記錄方式、異常信號(hào)顯示方式，控制操作方式等在一定水平上減輕了運(yùn)行值班人員的勞動(dòng)，進(jìn)步了工作質(zhì)量，不失為是一種進(jìn)步，但由于其主要功能與實(shí)際需求呈現(xiàn)了偏向，使系統(tǒng)在設(shè)備監(jiān)控的手段或效能上并沒(méi)有沒(méi)有實(shí)質(zhì)的進(jìn)步，相對(duì)于高昂的投入，復(fù)雜的維護(hù)。整體的費(fèi)／效比高得離奇，實(shí)在不值得稱道。更令人擔(dān)憂的是。原有以抄表為形式的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的周期性監(jiān)視檢查將難以為繼。而監(jiān)控系統(tǒng)又不具備靈敏地反映沒(méi)備不正常工況或運(yùn)行數(shù)據(jù)相對(duì)于正常值的偏移的才能。要求值班員定時(shí)通過(guò)切換多幅畫面人工檢查數(shù)據(jù)又難以得到實(shí)在的保證，由此引起的設(shè)備監(jiān)測(cè)水平某種水平的下降，將可能對(duì)500kV變電站的平安消費(fèi)形成不利影響。

因而，必需改變?cè)谧冸娬颈O(jiān)控系統(tǒng)建立中采用調(diào)度SCADA系統(tǒng)代用的做法．要求承建廠商深化進(jìn)展變電站運(yùn)行特點(diǎn)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際需求和系統(tǒng)應(yīng)用目的等方面的研究，結(jié)合國(guó)際上的相關(guān)規(guī)范，為變電站量體裁衣進(jìn)展設(shè)計(jì)和研發(fā)，使監(jiān)控系統(tǒng)真正成為進(jìn)步變電站平安、穩(wěn)定運(yùn)行的有力工具和技術(shù)手段。

2數(shù)據(jù)分析與處置才能相對(duì)單薄

在影響變電站平安消費(fèi)的諸多因素中，人的某些固有弱點(diǎn)是一個(gè)最復(fù)雜最難以控制的重要因素。例如人會(huì)對(duì)單調(diào)、反復(fù)的工作產(chǎn)生厭煩，對(duì)經(jīng)常見到的東西或現(xiàn)象熟視無(wú)睹等等，因而在變電站的監(jiān)控作業(yè)中用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)減少或替代人的某些作用，是進(jìn)步平安消費(fèi)水平的重要措施。

由于變電所設(shè)備異常及不正常工況的發(fā)生具有偶發(fā)性、隨機(jī)性及低頻率等特點(diǎn)，完全靠人來(lái)監(jiān)視存在很大的不確定性，因?yàn)槿嗽诒O(jiān)控作業(yè)中是很難堅(jiān)持經(jīng)常的、恒定的注意力和敏感性的，因而，變電站監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集、分析與處置，反映、捕捉設(shè)備的不正常工況的才能極其重要，是變電站運(yùn)行人員對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的最大期望和最實(shí)際的需求。

現(xiàn)有變電站監(jiān)控系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)才能是不容置疑的，運(yùn)行中每天都會(huì)產(chǎn)生大量的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。然而，由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析與處置才能相對(duì)單薄，使這些數(shù)據(jù)和信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被作為一種資源得到充沛有效地利用，除少量的數(shù)據(jù)可被制成曲線、圖表外，絕大局部成為垃圾，白白占用系統(tǒng)的大量開銷。

實(shí)際上，由監(jiān)控系統(tǒng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著設(shè)備運(yùn)行特性，環(huán)境、電壓、負(fù)荷等內(nèi)外因素的效應(yīng)與影響，設(shè)備缺陷發(fā)生、開展和變化趨勢(shì)等豐富而重要的信息，只是它們被吞沒(méi)和稀釋在大量的、分散的一般信息中不易被發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有被利用而已。例如設(shè)備故障或異常引起的三相數(shù)據(jù)不平衡；一樣運(yùn)行條件下同類設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的相對(duì)變化和動(dòng)態(tài)變化；某個(gè)監(jiān)測(cè)信號(hào)動(dòng)作周期或頻率的變化等等、假如我們通過(guò)數(shù)據(jù)分析加工將這些重要信息過(guò)濾、別離出來(lái)，并通過(guò)一定的方法使其成為可以直接表示設(shè)備運(yùn)行特性與變化的圖表或告警閾值，從而使值班人員對(duì)這種變化的水平、速率和開展趨勢(shì)進(jìn)展跟蹤、監(jiān)視和評(píng)估。及時(shí)發(fā)現(xiàn)、捕捉設(shè)備的缺陷和不正常工況。甚至還有望實(shí)現(xiàn)某些故障或缺陷的預(yù)測(cè)和預(yù)警。這對(duì)于處于電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的500kV變電所尤為重要：也是設(shè)備的檢修方式逐漸由周期性檢修向狀態(tài)檢修過(guò)渡的重要條件，對(duì)于進(jìn)步變電所運(yùn)行監(jiān)控水平和平安消費(fèi)水平具有重要意義。況且，這種數(shù)據(jù)分析與加工的目的是定性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而不是準(zhǔn)確診斷：絕大局部情況下并不需要如專家系統(tǒng)那樣的復(fù)雜運(yùn)算、嚴(yán)格推理或準(zhǔn)確的數(shù)理模型，也不會(huì)大量增加系統(tǒng)資源的開銷。因而，作為應(yīng)用于變電昕的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具備這樣的數(shù)據(jù)分析才能是非常必要的。

3信息處置不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求

在變電站的運(yùn)行工作中，無(wú)論是倒閘撮作，事故處置還是日常維護(hù)都離不開對(duì)各種運(yùn)行信息和設(shè)備信息的支持。一個(gè)運(yùn)行人員工作才能與質(zhì)量的上下在相當(dāng)水平上取決于各種運(yùn)行及設(shè)備信息的掌握水平與運(yùn)用才能。500kV變電站設(shè)備眾多，信息量龐大。監(jiān)控系統(tǒng)中由設(shè)計(jì)、開發(fā)人員根據(jù)采集的數(shù)據(jù)定義的各種信息數(shù)以萬(wàn)計(jì)，對(duì)這些信息進(jìn)展有效地組織。管理，使運(yùn)行人員能簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確地獲得并運(yùn)用所需信息是變電站監(jiān)控系統(tǒng)必需具備的重要功能。

然而，現(xiàn)有的變電站監(jiān)控系統(tǒng)在信息處置方面不盡人意，主要表如今：

(1)系統(tǒng)提供的信息分類方法與現(xiàn)場(chǎng)要求大相徑庭-開發(fā)人員按他們本人的理解將信息按其采集源進(jìn)展分類，如開關(guān)變位信息，閘刀位置信息，維護(hù)遙信信息等。而現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員對(duì)信息的分類是按其對(duì)于設(shè)備運(yùn)行和事故處置的重要或影響水平加以區(qū)分的如傳統(tǒng)的事故信號(hào)。預(yù)告信號(hào)等。這種需求認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)位，使系統(tǒng)的某些信息管理、查詢、檢索功能難以得到有效利用一旦發(fā)生涉及多個(gè)設(shè)備的事故或異常時(shí)，大量一般信息會(huì)同時(shí)涌出，充滿于告警及SOE窗口。〞吞沒(méi)〞重要或關(guān)鍵信息?；蛘咴诤罄m(xù)信息的推擠下迅速溢出窗口，形成運(yùn)行人員查找和判讀關(guān)鍵信息的困難。甚至影響事故處置判斷與決策

(2)無(wú)效或冗余信息過(guò)多過(guò)濫，甚至操作一把閘刀會(huì)產(chǎn)生數(shù)十條信息同時(shí)。維護(hù)遙信信息與報(bào)文信息的反復(fù)、系統(tǒng)COS信息與SOE信息的反復(fù)．以及設(shè)備檢修，維護(hù)、試驗(yàn)產(chǎn)生的頻繁變位、SOE、維護(hù)動(dòng)作或復(fù)位等信息，使大量一般或無(wú)效的信息充滿于屏幕之上。頻繁的報(bào)警會(huì)給運(yùn)行人員的監(jiān)控作業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，降低運(yùn)行人員對(duì)各種事件的敏感度和反響才能，甚至形成難以意料的后果。

因而，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)信息處置功能的缺乏其后果有可能是嚴(yán)重的。對(duì)平安消費(fèi)的負(fù)面效應(yīng)是顯而易見的。必需引起重視并加以改良：對(duì)顯示的信息按變電站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求進(jìn)展科學(xué)分類。根據(jù)信息所表征事件或含義的性質(zhì)、重要水平、影響范圍區(qū)分為事故信息、告警信息，告之信息和查詢信息等多個(gè)層次，并采用實(shí)時(shí)顯示、召喚顯示、查詢顯示等不同的輸出方式。對(duì)反復(fù)信息采取取適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾、歸并、或簡(jiǎn)化等施。同時(shí)，將信息按設(shè)備或設(shè)備單元進(jìn)展分組，然后根據(jù)設(shè)備檢修、試驗(yàn)時(shí)必需將設(shè)備停役的特點(diǎn)，將設(shè)備停役的某個(gè)標(biāo)志(如斷路器停役其某一側(cè)隔分開關(guān)分開)設(shè)為給定的邏輯條件自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的信息組進(jìn)展封鎖，或者對(duì)系統(tǒng)顯示的停役設(shè)備置一個(gè)人工標(biāo)志(如檢修掛牌)以屏蔽無(wú)效信息的發(fā)出。

4防誤操作功能的顯露化

變電站誤操作事故具有成因復(fù)雜，偶爾性、隨機(jī)性高，預(yù)防和控制的難度大的特點(diǎn)、因而防誤操作歷來(lái)是變電站平安消費(fèi)的重要內(nèi)容，也是變電站監(jiān)控系統(tǒng)必不可少的重要功能之一。但閉鎖功能顯露化，提示過(guò)于明顯和煩瑣等問(wèn)題，幾乎是目前所有具有防誤閉鎖功能應(yīng)用系統(tǒng)的通病，開發(fā)者們總是迫不及待地想通過(guò)這些顯示或提示以顯示系統(tǒng)的先進(jìn)和功能強(qiáng)大，或者試圖以系統(tǒng)或安裝的功能去替代現(xiàn)有的以各種規(guī)范為主的防誤操作機(jī)制。殊不知，這樣做的負(fù)面效應(yīng)會(huì)形成操作人員對(duì)系統(tǒng)或機(jī)器的依賴，久而久之會(huì)使運(yùn)行值班人員防誤操作的主觀判斷力、鑒別力退化和弱化。削弱變電站平安運(yùn)行的根底。因而是極不可取的，必需加以改良。

理想的防誤操作功能應(yīng)該是穩(wěn)含的．秘而不露的以促使操作人員進(jìn)步操作技能．嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范，認(rèn)真履行防誤操作的各項(xiàng)制度。由防誤安裝構(gòu)成的〞硬〞措施與防誤操作規(guī)范構(gòu)成的〞軟〞措施共同作用，互相重合。一旦呈現(xiàn)人為疏漏，安裝或系統(tǒng)那么發(fā)揮作用。反之，假如系統(tǒng)或安裝呈現(xiàn)問(wèn)題。形成防誤功能缺失。那么操作人員執(zhí)行的原有防誤操作機(jī)制仍能發(fā)揮重要作用。因而．變電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)將防誤操作功能作用時(shí)的各種信息或提示隱去，化防誤操作于無(wú)形之中。如有需要時(shí)可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢獲得防誤操作功能作用的各種信息。

5完畢語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大、變電站數(shù)目不時(shí)增加、運(yùn)行要求不時(shí)進(jìn)步，工作量的增大與人力相對(duì)缺乏的矛盾日益突出。同時(shí)，為減少人錯(cuò)誤對(duì)平安消費(fèi)的影響，500kV變電站施行少人值班，自動(dòng)化將是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。變電站監(jiān)控系統(tǒng)的改良和進(jìn)一步完善是非常必要的，特別是充沛發(fā)揮計(jì)算機(jī)的潛力和特點(diǎn)，替代變電站值班人員易發(fā)生錯(cuò)誤或難以耐久進(jìn)展的某些工作，如某些單調(diào)、反復(fù)的檢測(cè)、對(duì)低概率事件的長(zhǎng)期監(jiān)視等，其需求尤為迫切、為此。需要系統(tǒng)的研發(fā)廠商對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象變電站進(jìn)展深化的研究。準(zhǔn)確把握現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用需求，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)步變電站監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)水平：同時(shí)，變電站的運(yùn)行人員也應(yīng)結(jié)合本人的工作理論，發(fā)現(xiàn)、挖掘并提出合理的應(yīng)用需求和建議，應(yīng)用部門-與研發(fā)單位的充沛合作將對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的建立產(chǎn)生積極的影響，另外，目前在許多單位，