110kv變電站綜自改造方案探究

110kv變電站綜自改造方案探究

111站內(nèi)安全監(jiān)視及保護(hù)功能通過(guò)一個(gè)完整的自動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)變量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，并與規(guī)劃中心和收集控制中心之間信息交換信息。110kv噸被稱為110kv綜合采集裝置。之所以要將常規(guī)110kV變電站改造為綜自變電站,是因?yàn)榫C自變電站能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能:(1)正常運(yùn)行功能。該功能主要包括變電站各種運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集與處理、運(yùn)行日志并生成報(bào)表、數(shù)據(jù)顯示、遠(yuǎn)動(dòng)通信以及電力電量的采集、統(tǒng)計(jì)與分析等功能。(2)安全監(jiān)視及保護(hù)功能。對(duì)變電站內(nèi)一次回路的電壓、電流及功率等參數(shù),斷路器和隔離開關(guān)的開合狀態(tài),以及電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),一旦越限就進(jìn)行報(bào)警。而一旦發(fā)生短路事故,站內(nèi)的保護(hù)裝置能夠快速且有選擇性地切除故障,并將故障信息、斷路器動(dòng)作情況以及故障數(shù)據(jù)記錄下來(lái),用作之后的故障分析。(3)就地遙控和遠(yuǎn)方遙控功能。變電站內(nèi)的全部可投切電氣設(shè)備,如斷路器、電容器和電抗器等都可以按照調(diào)度部門的指令進(jìn)行遙控操作,同時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)每項(xiàng)操作是否具備安全條件和外部條件進(jìn)行檢測(cè),并進(jìn)行無(wú)功電壓的優(yōu)化調(diào)整。調(diào)度部門可以根據(jù)站端上傳的信息進(jìn)行遙信和遙調(diào),直接對(duì)無(wú)人值班變電站進(jìn)行斷路器的開合操作,以及對(duì)變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)整。(4)自診斷和自恢復(fù)功能。該功能能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)硬件及軟件進(jìn)行自動(dòng)診斷,特別是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)診斷、自動(dòng)恢復(fù)或?qū)⒐收显O(shè)備切除,保證系統(tǒng)無(wú)故障運(yùn)行。2111.0kv供電的總自動(dòng)改造方案的分析2.1雙主機(jī)冗余備份系統(tǒng)這種改造方案只是對(duì)原有遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行擴(kuò)容和升級(jí),采用站級(jí)層和間隔層的雙層結(jié)構(gòu)和雙機(jī)冗余模式。系統(tǒng)的核心為微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),其與站級(jí)層一起構(gòu)成了雙主機(jī)冗余備份系統(tǒng);而間隔層則綜合了“四遙”及通訊功能于一體,并按功能單元進(jìn)行劃分。2.2站綜合改造方案該改造方案通過(guò)RCS-9000型分層布置方式,使得變電站的測(cè)控與保護(hù)相互融合又能相互獨(dú)立,即保護(hù)裝置不會(huì)受到外部通信以及測(cè)控的影響,從而保證了其安全性和可靠性。與此同時(shí),兩者之間又能實(shí)現(xiàn)信息的共享,是110kV變電站綜自改造的完整解決方案。該方案可以分為3層結(jié)構(gòu):(1)變電站層。該層由監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)以及五防主站組成,結(jié)構(gòu)為分布式系統(tǒng)。其中,監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)都采用了雙機(jī)備用以增加可靠性。變電站層主要實(shí)現(xiàn)向調(diào)度部門和變電運(yùn)行部門提供站內(nèi)的監(jiān)視、控制以及管理功能。(2)通信層。該層采用均衡流量管理的全以太網(wǎng)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性有很大的保障。而通信層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議則采用電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約,能夠?qū)崿F(xiàn)不同廠家設(shè)備之間的互連。此外,該層還支持以不同的規(guī)約向不同的調(diào)度中心及集控中心發(fā)送不同的信息報(bào)文,并支持GPS對(duì)時(shí)。(3)間隔層。主控室中布置了保護(hù)單元及測(cè)控單元的組屏,其中保護(hù)單元通過(guò)485接口接入保護(hù)信息管理系統(tǒng),而測(cè)控單元的組網(wǎng)則通過(guò)WorldFIP高速現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。3111.0kv供電線路的自建3.1各設(shè)備間的轉(zhuǎn)換存在困難由于電網(wǎng)中變電站的建設(shè)時(shí)期各不相同,即使是同一時(shí)期建設(shè)的變電站,其站內(nèi)所使用電氣設(shè)備的廠家及型號(hào)也都各不相同,這些設(shè)備所采用的通信規(guī)約多種多樣,不盡相同。而在110kV變電站的綜自改造過(guò)程中,無(wú)論是進(jìn)行站內(nèi)不同廠家設(shè)備之間的調(diào)試互聯(lián),還是站內(nèi)設(shè)備與遠(yuǎn)方調(diào)度中心及集控中心的通信調(diào)試,都會(huì)因?yàn)椴煌ㄐ乓?guī)約之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題而帶來(lái)軟件編程及調(diào)試方面的巨大工作量,這同樣也給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了很大不便。因此,不同廠家在生產(chǎn)通信設(shè)備時(shí),應(yīng)采取相同的通信規(guī)約或統(tǒng)一于某一通信標(biāo)準(zhǔn)之下,這樣能夠很好地解決不同廠家設(shè)備之間的通信規(guī)約不兼容所帶來(lái)的問(wèn)題。3.2供值班員監(jiān)視和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本功能是聯(lián)動(dòng)于各相關(guān)方由于110kV綜自變電站中所有的繼保裝置、安全自動(dòng)裝置、故障錄波裝置以及其他智能設(shè)備都要與保護(hù)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交換,因此保護(hù)信息管理系統(tǒng)必須兼容上述所有裝置的通信規(guī)約。當(dāng)任一繼保裝置發(fā)出異?；騽?dòng)作報(bào)文,保護(hù)信息管理系統(tǒng)都能對(duì)其進(jìn)行接收并處理,轉(zhuǎn)換為供值班員監(jiān)視的硬觸點(diǎn)形式,使其能夠更加直觀易懂地對(duì)保護(hù)信息進(jìn)行監(jiān)視。同時(shí),還要將繼保裝置發(fā)出的信息上傳至調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),以便于調(diào)度人員及時(shí)根據(jù)故障信息來(lái)判別并處理事故,有效縮短事故的處理時(shí)間。目前,繼保裝置及保護(hù)信息管理系統(tǒng)是采用RS232/RS485串口或以太網(wǎng)接口等方式進(jìn)行通信的。3.3防模擬屏與監(jiān)控系統(tǒng)的通信在某些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化功能的110kV變電站中,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)防誤裝置是2個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)。這種獨(dú)立配置的方式具有分工明確、責(zé)任清晰的優(yōu)點(diǎn),各部分系統(tǒng)功能都已經(jīng)較為成熟,性能比較可靠和穩(wěn)定,但也存在一定的弊端。例如,某110kV變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)五防模擬屏在運(yùn)行過(guò)程中就經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)情況,當(dāng)模擬屏重新啟動(dòng)后會(huì)報(bào)錯(cuò),錯(cuò)誤顯示為與監(jiān)控機(jī)通信失敗,而此時(shí)又無(wú)法對(duì)監(jiān)控機(jī)進(jìn)行操作;在監(jiān)控機(jī)上連續(xù)對(duì)2個(gè)及以上斷路器進(jìn)行操作,操作第2個(gè)斷路器時(shí)監(jiān)控機(jī)也會(huì)報(bào)錯(cuò),錯(cuò)誤顯示為操作超時(shí)。解決上述問(wèn)題,可將常規(guī)的五防模擬屏更換為計(jì)算機(jī)五防裝置,將其與監(jiān)控系統(tǒng)的通信設(shè)置為以監(jiān)控系統(tǒng)作為主站、以五防裝置作為客戶端的方式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和綜合自動(dòng)化技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)五防裝置的合二為一已經(jīng)成為可能,通過(guò)將五防功能直接融合到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中去,可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行同步運(yùn)行,能夠更好地實(shí)現(xiàn)防誤操作和防誤遙控。3.4嚴(yán)格抗混疊裝置性能試驗(yàn)在抗干擾方面主要需要解決電磁兼容問(wèn)題。變電站綜自設(shè)備在出廠時(shí)一般僅僅進(jìn)行一些開關(guān)、風(fēng)扇、電焊機(jī)和手提電話等定性的抗干擾試驗(yàn),但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,110kV變電站的綜自設(shè)備需要面對(duì)一個(gè)綜合了各種電磁干擾源的運(yùn)行環(huán)境,其是否能夠滿足安全性和穩(wěn)定性方面的要求,必須要進(jìn)行更為嚴(yán)格和復(fù)雜的試驗(yàn)。因此,綜自設(shè)備還需要重點(diǎn)進(jìn)行靜電放電干擾試驗(yàn)、輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)、1MHz脈沖干擾試驗(yàn)以及快速瞬變干擾試驗(yàn)等4項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn),以保證設(shè)備的抗干擾能力。3.5自動(dòng)化裝置的接口作為對(duì)110kV綜自變電站內(nèi)各系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控和故障分析的關(guān)鍵,變電站統(tǒng)一時(shí)鐘必須以GPS時(shí)間作為基準(zhǔn),這對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著重要的作用。但由于生產(chǎn)廠家不同,其所生產(chǎn)的自動(dòng)化裝置的接口類型不同,這導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行中往往出現(xiàn)GPS對(duì)時(shí)的接口與所需要對(duì)時(shí)的設(shè)備接口之間無(wú)法通信的問(wèn)題。因此,要充分考慮保護(hù)測(cè)控裝置、其他智能裝置以及后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備之間的接口配合問(wèn)題,有效避免不能進(jìn)行GPS對(duì)時(shí)的現(xiàn)象。4次系統(tǒng)融合互聯(lián)110kV變電站進(jìn)行綜自改造的實(shí)質(zhì)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),將變電站