無(wú)人值班變電站的安全運(yùn)行實(shí)踐

無(wú)人值班變電站的安全運(yùn)行實(shí)踐

2001年底以來(lái)，蘇州供電在蘇州分行管轄的220kv線路上進(jìn)行了自動(dòng)運(yùn)營(yíng)重建。無(wú)人值班改造的周密與否決定著變電站能否安全運(yùn)行,因此在改造中必須精心策劃,重點(diǎn)做好以下改造工作。1把握無(wú)人班前監(jiān)控系統(tǒng)的定位有人值班變電站中一般具有遙信、遙測(cè)功能,但不具備遙控功能,其遙信、遙測(cè)功能只是為調(diào)度自動(dòng)化服務(wù)。因調(diào)度所關(guān)注的遙信量相對(duì)較少,而無(wú)人值班后監(jiān)控值班員對(duì)變電站運(yùn)行情況的判斷和處理就全部依賴監(jiān)控系統(tǒng),所以在無(wú)人值班改造中要充分考慮所采集的信息全面、夠用,也要考慮遙控、遙調(diào)點(diǎn)的實(shí)用性,保證能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)處理異常和事故,盡可能減少值班員在變電站和監(jiān)控中心間無(wú)謂的往返。1.1單元事故總信號(hào)33kv對(duì)遙信的調(diào)整原則是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方對(duì)異常和事故的判斷,為此需增加如下遙信項(xiàng)目。(1)線路(旁路)單元:隔離開關(guān)位置信號(hào)、斷路器操作機(jī)構(gòu)異常信號(hào)、斷路器控制回路斷線信號(hào)、保護(hù)裝置異常信號(hào)、交流回路斷線信號(hào)、收發(fā)訊機(jī)(光端機(jī))裝置異?；蛲ǖ栏婢盘?hào)(220kV)、重合閘動(dòng)作信號(hào)、斷路器三相位置不一致(220kV)、SF6氣壓低、SF6低壓閉鎖、油泵頻繁啟動(dòng)(越限報(bào)警)、遠(yuǎn)方/就地控制信號(hào)、小電流接地信號(hào)(35kV及以下)、單元事故總信號(hào)。(2)主變單元:冷卻系統(tǒng)異常信號(hào)、冷卻器全停信號(hào)、控制回路斷線信號(hào)、主變油位異常信號(hào)。(3)中央信號(hào):預(yù)告總信號(hào)、直流接地信號(hào)、直流裝置異常信號(hào)、35,10kV系統(tǒng)接地信號(hào)、PT二次回路異常信號(hào)(計(jì)量、同期)、故障錄波器動(dòng)作信號(hào)、故障錄波器異常信號(hào)、低周減載裝置動(dòng)作信號(hào)、低周減載裝置異常信號(hào)、站用電源自投裝置動(dòng)作信號(hào)、備用電源自投裝置異常信號(hào)、站用電系統(tǒng)異常信號(hào)、消防裝置動(dòng)作及報(bào)警信號(hào)、消防裝置異常信號(hào)、遠(yuǎn)動(dòng)及通訊裝置異常信號(hào)、控制方式由遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂频男盘?hào)、防盜報(bào)警信號(hào)、GIS設(shè)備的有關(guān)信號(hào)。以其中2個(gè)信號(hào)為例:(1)小電流接地信號(hào)是在改造中加入的,某變電站在改造后發(fā)生35kV單相接地,而監(jiān)控系統(tǒng)在延時(shí)數(shù)小時(shí)后才發(fā)出小電流告警信號(hào),事后分析該信號(hào)為遙測(cè)越限信號(hào),在系統(tǒng)中處理的優(yōu)先級(jí)遠(yuǎn)低于遙信信號(hào),當(dāng)大量信號(hào)產(chǎn)生時(shí),有可能產(chǎn)生延時(shí)和漏發(fā)現(xiàn)象。故加裝3U0接地監(jiān)視繼電器,采用其硬接點(diǎn)為小電流告警信號(hào)。(2)單元事故總信號(hào)。值班員正常要監(jiān)視十幾個(gè)變電站,如果發(fā)生事故,要靠監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)推出事故畫面,而這依賴于單元事故總信號(hào)。在改造時(shí)盡量采用硬件實(shí)現(xiàn)事故總信號(hào)。對(duì)于110,220kV保護(hù),在分合閘回路中加裝雙位置繼電器,利用位置不一致原理實(shí)現(xiàn)事故總信號(hào);對(duì)于35kV及以下保護(hù),一般采用四合一裝置。事故總信號(hào)對(duì)值班員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故起到了關(guān)鍵的作用。1.2動(dòng)機(jī)構(gòu)電流增加至三相電壓遙測(cè)是判斷站內(nèi)運(yùn)行情況的重要根據(jù),為了采集盡量充足和合理的數(shù)據(jù),對(duì)遙測(cè)主要增加了以下內(nèi)容:220kV開關(guān)(三相操動(dòng)機(jī)構(gòu))電流增加至三相;采集母線三相電壓;分段、母聯(lián)電流;直流電壓;變壓器油溫;站用變低壓側(cè)三相電壓。遙測(cè)的完善已經(jīng)收到了明顯的效果:某220kV變電站在改造后,進(jìn)行倒閘操作時(shí),發(fā)生拉開一220kVLW6型開關(guān)后,開關(guān)位置指示都在拉開狀態(tài),值班員在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)一相電流不為零,經(jīng)查為單相連桿拉斷,從而避免了一次帶負(fù)荷拉刀閘的惡性誤操作事故。1.3主變中心接地刀閘的優(yōu)勢(shì)由于對(duì)電壓質(zhì)量的控制要求越來(lái)越嚴(yán)格,需頻繁對(duì)主變分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié),在多變壓器的站中,這將伴隨變壓器中性點(diǎn)接地刀閘的頻繁操作,故結(jié)合改造,實(shí)現(xiàn)了主變中心點(diǎn)接地刀閘的遙控。為了方便檢修和調(diào)試,防止誤控開關(guān),在每個(gè)開關(guān)上安裝了遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān),只有切至“遠(yuǎn)方”位置時(shí)才能進(jìn)行遙控。由于市政工程造成線路工作頻繁,而值班員需頻繁進(jìn)行重合閘、過(guò)流保護(hù)、備自投等的投切工作,為這些工作頻繁往返變電站顯然不合算,故對(duì)大部分保護(hù)實(shí)現(xiàn)了以上功能的遠(yuǎn)方投退。2重點(diǎn)監(jiān)控單元的設(shè)置無(wú)人值班后,站內(nèi)的防火防盜工作重要性凸顯,變電站安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)集智能的防盜、防火、輔助巡視、事件記錄和管理等功能于一身,為無(wú)人值班變電站的安全運(yùn)行提供了重要技術(shù)手段,公司在所有220kV變電站改造中安裝了該系統(tǒng)。系統(tǒng)包括攝像機(jī)等監(jiān)視設(shè)備,紅外對(duì)射、紅外雙鑒、高分貝聲光告警裝置等防盜設(shè)備,以及主機(jī)及數(shù)據(jù)采集和控制單元。主要在圍墻配置紅外對(duì)射,在主要出入口配置紅外雙鑒,在主建筑或者圍墻上裝設(shè)高分貝聲光告警裝置,并且對(duì)燈光進(jìn)行控制。通過(guò)主機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像的壓縮和遠(yuǎn)傳、告警和連動(dòng)、圖像的記錄、與消防主機(jī)互聯(lián)。值班員可以在監(jiān)控中心對(duì)變電站進(jìn)行可視化監(jiān)控。如現(xiàn)場(chǎng)有非法侵入,可以按照預(yù)先的設(shè)定進(jìn)行聯(lián)動(dòng):如將一個(gè)或者多個(gè)攝像頭轉(zhuǎn)向告警點(diǎn),開啟燈光,進(jìn)行錄像,鳴響警笛,對(duì)入侵人員進(jìn)行嚇阻,同時(shí)在監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)上推出該點(diǎn)畫面,并發(fā)出告警音響提示值班員有情況發(fā)生,進(jìn)行監(jiān)控。也可對(duì)火警動(dòng)作的區(qū)域?qū)嵭新?lián)動(dòng)錄像。消防系統(tǒng)與視頻監(jiān)控的有機(jī)整合有利于及時(shí)判斷火情的真?zhèn)?減少值班員沖到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行判斷的不必要?jiǎng)趧?dòng),為及時(shí)組織救火節(jié)約時(shí)間,現(xiàn)場(chǎng)的錄像也可作為事故及原因分析的輔助依據(jù)。3電力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸為提高與220kV變電站數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性、信息傳輸容量、擴(kuò)展性和可靠性,在改造中應(yīng)用了IEC60870-5-101,103,104電力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約。并采用網(wǎng)絡(luò)通信(103,104)和常規(guī)串行通信(101)兩種方式自動(dòng)切換,來(lái)保證信息傳輸?shù)目煽啃?、正確性、唯一性和一致性,并依靠成熟、可靠、快速的自愈光纖通信網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮新型通信規(guī)約傳輸容量大、功能豐富、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)來(lái)克服和解決系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的瓶頸問(wèn)題。4逆變電源在線測(cè)量改造時(shí),有一批設(shè)備要使用交流電源,如后臺(tái)機(jī)、通信主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,如果對(duì)這些設(shè)備斷電的話,將造成變電站失去監(jiān)控,歷史數(shù)據(jù)丟失,所以這些設(shè)備都要求不間斷供電。傳統(tǒng)的電源都采用UPS,但實(shí)踐證明,由于UPS的電池得不到及時(shí)的維護(hù),電池的容量在1～2年后將大幅度減少,在市電失去后,不能保證供電時(shí)間。故在改造中,經(jīng)過(guò)對(duì)站用蓄電池容量驗(yàn)算后,安裝了在線式逆變電源。在運(yùn)行中還嚴(yán)格要求非重要負(fù)荷不能接到逆變電源上,保證了這些重要設(shè)備的不間斷供電和切換。5系統(tǒng)的運(yùn)行保護(hù)無(wú)人值班同樣需要穩(wěn)定可靠的設(shè)備,只有可靠的設(shè)備才能使值班員免于疲于奔命,有充裕的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控、操作和設(shè)備異常、事故的處理。結(jié)合改造工程,對(duì)一些一次設(shè)備進(jìn)行了技改和大修,主要對(duì)開關(guān)進(jìn)行了無(wú)油化更換。改造以后,公司110kV及以上開關(guān)的無(wú)油化率達(dá)到了100%;在原運(yùn)行的保護(hù)中,還存在一批電磁型和晶體管、集成電路保護(hù),其運(yùn)行壽命已接近設(shè)計(jì)值,又不能實(shí)現(xiàn)通信功能,很難和變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連,且這類保護(hù)維護(hù)校驗(yàn)復(fù)雜,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,對(duì)于這些保護(hù)一般都進(jìn)行了更換,35kV及以下保護(hù)都更換為四合一保護(hù),110