110kV綜合自動(dòng)化變電站的改造分析

1、    110kv綜合自動(dòng)化變電站的改造分析    龔德煌【摘 要】當(dāng)今時(shí)代，信息技術(shù)和智能技術(shù)發(fā)展迅速。隨著智能電氣設(shè)備和光電互感設(shè)備的出現(xiàn)，變電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行技術(shù)水平也在提高。新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和制造規(guī)范的出臺(tái)，促進(jìn)了變電站的數(shù)字化和自動(dòng)化改造，變電站進(jìn)入了自動(dòng)化階段。然而，110kv綜合自動(dòng)化變電站改造技術(shù)還不夠成熟，變電站的數(shù)字化水平也有待于進(jìn)一步提高。本文著重探討110kv綜合自動(dòng)化變電站改造過(guò)程中涉及到的技術(shù)措施和技術(shù)規(guī)范，并分析進(jìn)一步改造110kv綜合自動(dòng)化變電站的方法?！娟P(guān)鍵詞】110kv綜合自動(dòng)化變電站；改造；具體措施變電站技術(shù)經(jīng)歷了十幾年的發(fā)

2、展歷程，目前已經(jīng)達(dá)到了比較先進(jìn)的水平。我國(guó)大部分地區(qū)的電網(wǎng)建設(shè)工程都采用了這種自動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)無(wú)人值班。在110kv綜合自動(dòng)化變電站的建造過(guò)程中，施工人員也采用了自動(dòng)化技術(shù)措施，提高了電網(wǎng)設(shè)計(jì)和建造活動(dòng)的專業(yè)水平，方便了電力資源的調(diào)動(dòng)和配置，也降低了變電站系統(tǒng)的整體價(jià)格。隨著智能化技術(shù)、光電互感技術(shù)、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)技術(shù)和仿真操作技術(shù)的發(fā)展，110kv綜合自動(dòng)化變電站功能也在日益完善。技術(shù)人員要積極應(yīng)用最新科技成果，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)110kv綜合自動(dòng)化變電站的技術(shù)改造。一、110kv綜合自動(dòng)化變電站運(yùn)行狀況自動(dòng)化變電站是信息技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物。這種無(wú)人值班的新型變電站采用了先進(jìn)的電子技術(shù)、通訊技術(shù)以及

3、信息分類整理技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)了變電站各種裝置的優(yōu)化重組。例如：變電站內(nèi)部有繼電設(shè)備、故障波設(shè)備和遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)設(shè)備等，這些設(shè)備都處在信息整理裝置的監(jiān)控之下，信息整理裝置對(duì)它們進(jìn)行控制和調(diào)度。在變電站內(nèi)部，各種裝置互相交換信息，共享搜集到的數(shù)據(jù)，有效完成變電站的自動(dòng)檢測(cè)和控制任務(wù)。目前在我國(guó)，110kv綜合自動(dòng)化變電站基本上取代了傳統(tǒng)的二次變電裝置，變電站電子設(shè)施的使用期限被延長(zhǎng)，整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)安全也得到了保證。二、110kv綜合自動(dòng)化變電站的優(yōu)勢(shì)和缺陷（一）110kv綜合自動(dòng)化變電站的優(yōu)勢(shì)首先，110kv綜合自動(dòng)化變電站的一次設(shè)備智能性程度較高。一次設(shè)備的信息回路和操控回路設(shè)計(jì)采用了微型處理技術(shù)，這種

4、技術(shù)簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)繼電設(shè)備的回路構(gòu)成，同時(shí)用公共的數(shù)據(jù)信號(hào)取代了以往的導(dǎo)線信號(hào)。因此，變電站回路系統(tǒng)中的傳統(tǒng)繼電設(shè)施和邏輯結(jié)構(gòu)被計(jì)算機(jī)程序結(jié)構(gòu)代替，傳統(tǒng)的較強(qiáng)電信模擬裝置和控制系統(tǒng)電纜被光電設(shè)施和光纖設(shè)施代替。其次，110kv綜合自動(dòng)化變電站的二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)性較強(qiáng)。變電站內(nèi)的主要設(shè)施，如繼電保護(hù)設(shè)施、防止錯(cuò)誤閉鎖設(shè)施、測(cè)量設(shè)施、遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)設(shè)施、故障波設(shè)施、電壓控制設(shè)施、同時(shí)操作設(shè)施和狀態(tài)檢測(cè)設(shè)施等，都是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)的微處理設(shè)備改造過(guò)的，裝置之間都通過(guò)高速的網(wǎng)絡(luò)通訊線路相連接。自動(dòng)化變電站不再使用重復(fù)設(shè)置的接口，而是利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)和資源共享。再次，110kv綜合自動(dòng)化變電站的管理系統(tǒng)先進(jìn)。自動(dòng)化變電

5、站的管理體系包括電氣數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和運(yùn)行管理、系統(tǒng)狀態(tài)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)管理、數(shù)據(jù)的分層記錄管理和數(shù)據(jù)的自動(dòng)交換管理等。在變電站發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，管理系統(tǒng)可以在第一時(shí)間提供故障的原因報(bào)告，并能自動(dòng)檢修發(fā)生故障的設(shè)備。（二）110kv綜合自動(dòng)化變電站的缺陷與傳統(tǒng)變電站相比，110kv綜合自動(dòng)化變電站具有很多優(yōu)勢(shì)，但也存在缺陷。首先，自動(dòng)化變電站研制過(guò)程中的專業(yè)合作率較低。例如：智能數(shù)字設(shè)備的研制需要機(jī)電專業(yè)人員和光電信息專業(yè)人員的密切配合，但是從當(dāng)前狀況來(lái)看，相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員并沒(méi)有主動(dòng)合作。其次，變電站運(yùn)行過(guò)程存在一些問(wèn)題，如原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、試驗(yàn)器械靈敏度較差、檢測(cè)方法不先進(jìn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不夠高等。尤為突出的

6、問(wèn)題是電磁信號(hào)干擾和融合設(shè)備的控制手段比較匱乏。再次，由于110kv綜合自動(dòng)化變電站技術(shù)還處于起步階段，相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人員缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)不能正確地設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)和維修設(shè)備。另外，變電站設(shè)備的制造成本偏高，各種主要設(shè)施的單位價(jià)格居高不下。三、110kv綜合自動(dòng)化變電站的改造（一）改造范圍要想設(shè)計(jì)出科學(xué)、可行的110kv綜合自動(dòng)化變電站改造方案，首先要確定技術(shù)改造的范圍。具體而言，技術(shù)改造人員可以選擇如下改造范圍：重建變電站內(nèi)的所有電氣設(shè)施；重建某個(gè)電壓級(jí)別的一次設(shè)施和二次設(shè)施；只改造一次變電設(shè)施；只改造二次變電設(shè)施；改造某種間隔范圍內(nèi)的一次和二次變電設(shè)施；重新設(shè)計(jì)某個(gè)子系統(tǒng)，如監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)

7、、電表系統(tǒng)、直流電系統(tǒng)或遙感系統(tǒng)。（二）改造原則在對(duì)110kv綜合自動(dòng)化變電站進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合110kv綜合自動(dòng)化變電站的特點(diǎn)，確定具體的改造原則。首先，當(dāng)需要重新設(shè)置自動(dòng)化變電站內(nèi)部的所有設(shè)備時(shí)，技術(shù)人員要明確改造的目標(biāo)。也就是說(shuō)，技術(shù)人員要首先確定是將現(xiàn)有變電站改造成全數(shù)字型的變電站，還是改造成綜合型的變電站。目前在我國(guó)，全數(shù)字型的變電站數(shù)量還十分有限。因此，對(duì)變電站進(jìn)行全數(shù)字的改造難度較大。技術(shù)人員要綜合考慮成本和效益因素，決定改造的具體模式。其次，當(dāng)需要改造變電站的二次設(shè)施時(shí)，技術(shù)人員要設(shè)計(jì)出監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)擬訂一份通信協(xié)議，協(xié)議中應(yīng)當(dāng)包括繼電裝置的控制、

8、檢測(cè)、維護(hù)、故障記錄和遠(yuǎn)程調(diào)度等內(nèi)容。這份協(xié)議具有統(tǒng)一性，應(yīng)當(dāng)被嚴(yán)格執(zhí)行。再次，當(dāng)只需要改造監(jiān)控系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)施時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)首先擬定具有統(tǒng)一性的通訊設(shè)備協(xié)議，與設(shè)備的控制人員協(xié)商確定變電站中原有設(shè)備的接入方法和通訊方法。只有這樣，才能有效協(xié)調(diào)變電站中的原有設(shè)備和新接入的設(shè)備，避免設(shè)備的接入線路發(fā)生混淆。（三）注意事項(xiàng)某一電壓級(jí)別一次設(shè)施和二次設(shè)施的改造，要遵循按照原有方式運(yùn)行的規(guī)律。技術(shù)改造人員不可能改變變電站原有設(shè)備系統(tǒng)的全部運(yùn)轉(zhuǎn)方式，因此，技術(shù)人員只要尊重現(xiàn)有的設(shè)備調(diào)度方法就可以了。技術(shù)人員可以將新型的設(shè)備引入系統(tǒng)，但是不能徹底改變?cè)邢到y(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。如果需要改造變電站內(nèi)全部的一次設(shè)施

9、，那么二次設(shè)施也需要被一并改造。如果一次設(shè)施的數(shù)量較少，則只改造一次設(shè)施即可。在改造具有特定間隔的系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，技術(shù)人員要按照相同的電壓級(jí)別或者其他的運(yùn)行方法來(lái)設(shè)計(jì)改造方案。單獨(dú)改造自動(dòng)化變電站的監(jiān)控體系是比較困難的。在這種情況下，設(shè)備改造人員可能會(huì)遇到下列問(wèn)題：主要站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)難以確定、擬定遠(yuǎn)程通信協(xié)議較困難、確定協(xié)議內(nèi)容較困難、原有系統(tǒng)設(shè)備難以被接入新的監(jiān)控體系，等等。解決這些問(wèn)題的一般原則為：采用目前被推廣使用的協(xié)議模式來(lái)設(shè)計(jì)通信協(xié)議和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)適當(dāng)選取連接新舊設(shè)備裝置所需要的運(yùn)行設(shè)施。實(shí)際上，我國(guó)主要的電網(wǎng)公司還未提出明確具體的變電站裝置設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這就需要技術(shù)改造人員結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)際情況，靈活決定改造的措施。四、總結(jié)自動(dòng)化變電站是科技發(fā)展的產(chǎn)物，改造自動(dòng)化變電站是技術(shù)進(jìn)步的必然要求。110kv綜合自動(dòng)化變電站改造，涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成電路技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，改造的最終目標(biāo)是提高110kv綜合自動(dòng)化變電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)節(jié)約變電站制造成本。技術(shù)人員要嚴(yán)格遵守相關(guān)國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)，確保變電站質(zhì)量過(guò)關(guān)，同時(shí)要注意采用性能穩(wěn)定的新型產(chǎn)品，推廣新型改造技術(shù)，更好地實(shí)現(xiàn)110kv綜合自動(dòng)化變