近年来,华东电网迅速发展,超高压500kV变电站的规模也日益增大。这给500kV变电站进行控制管理的传统监控系统模式带来了一些新问题。同时随着数字型保护在超高压电网的成熟应用和计算机通信技术,尤其网络技术的发展,为变电站监控系统的进步提供了强大的技术支持和广阔的发展前景。本文结合我局500kV王店变工程实际,对计算机网络监控系统模式作一探讨。
1传统监控系统模式在大型超高压变电站中的弊端
(1) 大型变电站需要监视和处理的信息量大大增加。例如按传统监控模式,一个中等规模的500kV变电站需运行人员监视的信号总计有1300~1500个(一般220kV变电所需监控的信息仅在400个以下)。这加重了运行人员的工作量。
(2) 随着电网运行技术和水平的提高,各级调度中心也需要更多的信息量。若计量、远动和当地监控系统所用变换器各自设置,则加大了CT、PT负载,增加数据误差,并由于重复采样而造成资源浪费。
(3) 由于500kV变电站在系统中的重要性,要求对信息处理的准确性和可靠性更高。
(4) 传统系统各保护之间没有联系,在电力系统发生故障时若几套保护同时启动,因无统一的时标,各套保护的动作顺序无法比较,不利于事故分析。
(5) 由于500kV变电站占地面积大,户外配电设备与主控室距离较远,不利于强电传输信息。
2计算机网络监控系统模式的实现
作为秦山核电站二、三期送出配套建设的浙江嘉兴市500kV王店变电站工程,远景规划四台主变,500kV出线12回,220kV出线16回,全所二次电气设备分层分布,继电保护分散下放到靠近各自一次设备的继电器小室(500kV继电器小室两座,220kV继电器小室两座)。为了加强变电站调度运行管理的可靠性,同时为了适应全所电气设备分层分布,故采用了计算机双主机分开放布式监控系统。如图1所示。


监控系统通过保护等设备的模数转换采集系统的模拟量,通过I/O接口采集系统的开关量。系统信息在各自继电保护小室内汇总后,通过光纤送往主控层,主控层采用双主机同时工作,互为备用数据库系统,开放式数据总线形式将信息分送各工程师和通信站。在工程师站软件的辅助分析和管理的帮助下,调度和运行人员作出正确、实时的判断,发出操作指令,并以同样的通道下传到各一次设备(开关、电动机)执行。
3计算机网络监控系统模式的特点
3.1结构分层:根据整个变电站的配电系统结构,监控系统相应形成一次开关级—保护级—变电站级—电网级这样一个分层结构。
3.2信息分布:这种分布式监控系统通过就地控制单元LCU和变电站级主控单元两层信息管理,比较完善地实现了系统信息的分布与统一。在各电压等级(500kV、220kV)形成互不影响的监控系统,又集中全所信息进行管理。
3.3功能分级:根据监控系统的分层结构,其功能也相应分级。
3.3.1开关级采集提供开关动作顺序记录和变位记录等信息。
3.3.2保护级完成电气设备(包括线路、变压器、母线、电容器、电动机、电抗器等)的电气量(U、I、P、Q、f)的采集、进行事件记录、故障录波、定值切换及修改等信息采集。
3.3.3就地控制单元LCU级按变电站一次系统电压等级设置,其功能是实现本单元的信息采集、预处理、监视、控制、与主控层的通信等。
3.3.4变电站级:其功能是通过通信接口与各就地控制单元通信,获取变电站的全站信息,实现监控系统的全部监视、控制、显示、打印、管理等功能。
3.3.5布置分散:由于全所采用了分层分布自动化系统的方案。从而决定了监控系统的分散布置,避免了以往集中布置,集中控制,危险过于集中的情况,减少变电所全停几率。
3.3.6控制可靠:由于主机、显示器、打印机等主要硬件都采用双重配置。信息采集单元采集的信息同时送给两台主机,两台主机间有切换环节,任意一台主机的硬件或软件故障时,能自动切换到另一台主机,整个系统的工作不受影响,从而使控制有较高的可靠性。
上述开放分布式计算机监控系统,比较好地实现了实时采集、统计计算、运行监视、控制操作、防误闭锁、同期检查、异常报警、事件记录、在线分析、信息传达、系统自诊断与自恢复、远方通信RTU等一系列功能。
4计算机网络监控系统的优越性
由于500kV王店变的监控系统设计中进行了全盘统一的考虑,从而带来了较大的优越性:
(1) 使二次系统设计、施工、运行、检修等得以简化。
(2) 改变了传统的监控模式,使由原来运行人员监控大量信号光字变为监控计算机平台,减少运行人员工作量,节省大量人员配置,减少了土建投资。
(3) 主控室和配电装置间的信息传输方式由模拟式改为数字式,提高了数据传输的准确性和可靠性 ,采用光缆传输回路提高了抗电磁干扰能力。节省了主控楼到设备的电缆敷设。
(4) 监控系统通过主机(数据包)和光纤以态网(数据总线)途径统一调配,避免各功能分而治之,重复采样等资源浪费现象,使控制、保护、远动、测量等功能有机结合起来。
(5) 监控系统能可靠连续、长时间地运行,硬件、软件的更换不影响系统的正常运行,便于系统功能的扩充及软、硬件的升级换代。
(6) 这种树形分层式监控系统,可以通过后台软件完善地实现防误操作功能,简化闭锁回路,节省了微机防误装置的投入。
(7) 计算机监控系统收集各保护的动作信息,发出统一的时标,统一进行信息处理,统一打印,有利于事故分析。
5结语
本文通过与传统变电站监控模式的对比,阐述了计算机监控系统所具有的优越性,同时也说明了计算机监控系统既代表时代发展的潮流,在工程实际中也是切实可行的。
参考文献
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