沈曙明 嘉兴电力局 嘉兴 314000
1 前言 变电站是电力系统中的重要环节,是电网主要监控点。近年来,随着计算机技术、自动控制技术、微电子技术、通讯技术的飞速发展,为变电站自动控制系统的革命性变革提供了可能和基础,为变电站综合自动化技术的推广应用提供了可靠的保证,为无人值班站的建设提供了坚实的技术基础。 变电站综合自动化系统将站内的继电保护、测控系统等结合为一个整体,使硬件资源共享,用不同的模块软件来实现常规设备的各种功能,用计算机局域网代替大量的强电信号电缆,使变电站的自动化程度大为提高,实现了无人值班或准无人值班。具有设计简捷、维护方便、占地少、运行安全可靠的特点。
2 嘉兴地区变电站综合自动化系统建设与运行
2.1嘉兴地区变电站综合自动化系统的型式及运行情况 (1)综合自动化系统的型式 嘉兴地区目前共有28个110 kV变电站,其中12个采用综合自动化系统,系统分别为西门子LSA-67系统6个,四方CSC-2000系统4个,南自院DISA-DFP500系统2个。 1)西门子LSA-67系统:有3种模式。其共同点是主变和110 kV线路的测控单元和保护单元各自独立。3种模式的不同点如下: 第一种模式:1996年投产的110 kV城中变。10 kV线路和电容器的测控单元和保护单元各自独立,测控单元采用6 MB523,保护单元采用7SJ512;变电站当地监控系统为OS/2操作系统的进口监控;主单元FP直接与调度、当地监控以8 FW西门子规约进行通信。 第二种模式:10 kV线路和电容器的测控单元和保护单元合一,为7SJ531测控保护综合单元;主单元FP直接与调度、当地监控以8 FW西门子规约进行通信。 第三种模式:10 kV线路和电容器的测控单元和保护单元合一,为7SJ531测控保护综合单元;通过规约转换器与调度、当地监控以部颁规约进行通信。 2)四方CSC-2000系统:主变和110 kV线路的测控单元和保护单元各自独立,10 kV线路和电容器的测控单元和保护单元合一。无功电压综合控制有独立的CSV装置和从网上取数据的装置两种模式。 3)南自院DISA-DFP500系统:DISA-1监控系统,DFP-500保护装置。采用集中与分散相结合的组屏方式。 (2)运行情况 除DFP500保护发生过误动作外,LSA-67和CSC-2000系统均经历了事故的考验,无误动发生。 2.2调试、运行中所遇到的问题及处理 (1)保护版本:LSA-67系统投运至今未进行过版本升级,而对早期的CSC-2000和DIS-A-DFP500系统正在或已经进行了保护版本升级。 (2)当地监控系统:对进口的西门子当地监控系统,由于稳定性和汉化程度较差等原因,拟进行更换改造;CSC-2000系统将逐步由南思一型更换为南思二型。 (3)无功电压综合控制功能:对LSA-67系统由软件实现的VQC功能,由于投运时间不长,尚无运行经验;对CSC-2000系统的独立无功电压综合控制装置CSV将改造为从网络上取数据的VQC装置;DISA-DFP500系统无VQC功能。
3 变电站综合自动化系统的结构和功能的发展
经10年来的探索和五、六年来的实践、改进,国内外多数制造商所提供的变电站综合自动化系统,就其网络的拓扑结构而言,已逐步趋同,如图1所示。即将控制、保护、数据采集、监视、数据传输等几大部分设计成计算机系统,实现资源共享;变电站综合自动化系统按功能分为站级层和间隔层,其拓扑结构为分层的分布式结构。 (1)站级层 本层是系统的管理核心,负责提供良好的人机界面,进行站级层的信息分析和处理,完成通讯规约的转换,实现与间隔层和远方调度(控制)中心的通信联络(连接)。 (2)间隔层 一般用基本相同的硬件结构和不同的软件 模块实现各种不同的保护、测控、信号监视等功能,如继电保护、测量控制、信号、开关量输入输出等。 (3)站内通信 站级层与间隔层之间的联系既可采用光纤串行数据通信网,也可采用带隔离变压器双绞线连接的串行数据通信网。 综上所述,不难看出:变电站综合自动化系统把一次设备和二次设备归一化,即一个一次设备对应一个微机保护控制单元,以实现对该一次设备的所有保护控制功能。采用分布式结构,但在实现时既可采用集中组屏式,也可采用就地分散式。变电站综合自动化系统的结构和功能有以下特点: (1)采用分层分布式结构,便于提高系统总体性能、系统可靠性和系统抗干扰性。 (2)继电保护装置相对独立,防止当站内其它设备出现故障时,影响保护装置的正常工作。硬件配置通用,便于调试和维护。 (3)保护控制功能单元化,将线路、变压器按一回线或每个元件构成单元模块化结构,每个单元独立完成相应的保护。
4 对无人值班变电站建设的几点建议
对于新建变电站,特别是110 kV变电站,从设计施工开始,就应按无人值班考虑: (1)一、二次设备及土建进行必要的简化 110 kV侧采用线路变压器组,变压器高压侧不设开关,这样既简化了110 kV接线,又减少了变电站用地,简化二次设备操作,相应降低了事故率。 (2)信息的配置 采用分布式综合自动化系统的变电站,信息由间隔层I/O单元采集。电能量的采集仍用单独的电能量采集装置。 (3)电源管理 采用智能式充电器,阀控密封式铅酸电池,减少维护工作量。对直流电源微机监控系统应设有通讯口,以便在远方对直流系统进行监控管理。 (4)环境监控 除遥测、遥信、遥控、遥调外,还应增加具有环境监控、警戒功能的“遥视”内容,实现生产过程的无人化管理。 遥视是指不仅在远方调度(监控)中心能观看到生产现场的实景,还必需具备警戒甚至必要时能启动安全设施的功能。例如能启动安保系统,以音响灯光警告非法闯入者等;又如变电站有时会发生因烟气、温度等传感器误动,导致不必要的损失。这在目前还没有有效的解决办法。但是有了可预置目标的遥视警戒系统后,这一问题就迎刃而解了。办法是被监控站消防报警启动后,在远方调度(监控)中心立即调出(或自动弹出)与刚启动传感器相关的预置画面,调度(值班)员根据传来的现场实景进行准确判断,如真的发生火警,调度(值班)员可立即遥控启动消防设备。
5 结束语
变电站综合自动化系统的发展方向应该是分布分散式,站内各种智能设备由站内通信网进行有机地综合。既要实现无人值班,还要做到无人值守,为此,在“四遥”的基础上尚需增加“遥视”功能。
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