淺論兩改后帶來的新問題及對策

1、淺論兩改后帶來的新問題及對策摘要介紹了220kv長安變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計思想，分散式測控單元的組屏方式，自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造及特點，控制方式以及vq調(diào)節(jié)的實現(xiàn)方式。最后指出了該自動化系統(tǒng)值得磋商與改良的方面。關(guān)鍵詞變電站自動化系統(tǒng)構(gòu)成特點隨著數(shù)字式微機保護、監(jiān)控技術(shù)和遠動通訊技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用，電力系統(tǒng)變電站的自動化程度發(fā)生了根本性變革。變電站綜合自動化作為一種新技術(shù)應(yīng)運而生，現(xiàn)階段已被國內(nèi)110kv電壓等級新建變電站廣泛采用，并在理論中不斷改良，已開展成為一種成熟的技術(shù)。220kv東莞長安變電站正是在這種技術(shù)背景的支持下采用了變電站綜合自動化技術(shù)而取代常規(guī)變電站二次系統(tǒng)。1工程概況220k

2、v東莞長安變電站(以下簡稱長安站)，遠景共6回220kv線路，8回110kv線路，3臺180va三卷變壓器，24回10kv線路，12組10kv補償電容器。本期規(guī)模為4回220kv線路，2回至沙角電廠，另2回分別至深圳的西鄉(xiāng)站，公明站。6回110kv出線，2臺180va三卷變壓器，220kv、110kv均采用雙母線帶旁路主接線。無論從其規(guī)模，還是系統(tǒng)中的位置看，長安站均屬于220kv大型樞紐變電站，在系統(tǒng)中具有非常重要的地位。2自動化系統(tǒng)配置的重要原那么由于長安站處于系統(tǒng)主電源(沙角電廠)與重負荷區(qū)域之間，而長安站自身就處于用電負荷中心，因此，本站二次自動化系統(tǒng)設(shè)計必須保證的首要目的就是系統(tǒng)的平

3、安可靠性。任何在系統(tǒng)的平安可靠性設(shè)計方面的忽略、缺乏、給系統(tǒng)帶來的潛在隱患都可能對供電造成重大損失。為有效進步自動化系統(tǒng)的平安可靠性而從以下幾方面給予保證。2.1保證保護裝置的完全獨立性保護配置按保護設(shè)計規(guī)程配置要求面向?qū)ο螵毩⒃O(shè)置，所有間隔單元保護完全獨立，互不牽連。保護裝置的動作條件僅由保護裝置自身判斷，而不依賴于計算機網(wǎng)絡(luò)在任何時候的物理狀態(tài)。簡而言之，即使監(jiān)控計算機網(wǎng)絡(luò)完全癱瘓，也不致影響保護裝置正確動作。保護與監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系僅是在保護動作后向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送保護動作信息。2.2面向?qū)ο蟮姆稚⒎植际綔y控單元盡管監(jiān)控系統(tǒng)在二次系統(tǒng)中的重要性次于保護裝置，但監(jiān)控系統(tǒng)的平安可靠性仍對系統(tǒng)的正常運

4、行具有極重要的意義。因此，對監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性亦提出了極高的要求。眾所周知，任何一個裝置，其功能集成化程度越高，硬件相對功能本錢越低，但其一旦故障所帶來的系統(tǒng)風(fēng)險卻越大。為有效降低系統(tǒng)中某元件故障給系統(tǒng)帶來的影響，而采用分散分布式測控單元。從10kv饋線至220kv線路間隔，每一個間隔配置1個測控單元，該測控單元僅完本錢間隔的遙測、遙信、遙控功能，各測控單元通過計算機網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)絡(luò)。任一個測控單元故障或異常僅影響本間隔的數(shù)據(jù)采集與信息傳輸，而不影響其它單元和整個計算機網(wǎng)絡(luò)的正常工作，從而將硬件故障的系統(tǒng)風(fēng)險化解到最校同時，由于采用面向?qū)ο蟮姆稚⒎植寂渲玫臏y控單元，亦增加了系統(tǒng)硬件配置的靈敏性。當(dāng)變電

5、站一次系統(tǒng)擴建時，僅需增加相應(yīng)的測控單元，擴大數(shù)據(jù)庫即可，而不影響已在線運行的監(jiān)控系統(tǒng)正常工作。3綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造本站綜合自動化系統(tǒng)根本型式為分層分布式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，從層次構(gòu)造看，根本有3層：間隔層、網(wǎng)絡(luò)通訊管理層、站級層。間隔層由所有分散式測控單元、保護裝置通訊接口以及保護通訊管理機、電度表通訊接口以及電度表通訊管理機和上述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊線組成。間隔層面向控制對象，起數(shù)據(jù)采集、處理、控制輸出等作用。事實上，間隔層可視作監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控對象的界面接口。通訊管理層由裝于總控柜上的2臺通訊管理單元構(gòu)成，起著全站自動化系統(tǒng)的通訊樞紐作用，接收各子網(wǎng)送來的信息，并根據(jù)后臺當(dāng)?shù)刂髡?、五防工作站、繼保工

6、程師站、以及遠動接口的要求發(fā)送信息，接收上述各工作站和遠方調(diào)度中心下達的控制指令至指定的受控單元。由于該通訊管理單元起著承上啟下，管理全站信息通訊的作用，在監(jiān)控系統(tǒng)中的地位顯然至關(guān)重要，其故障或異常將導(dǎo)致整個監(jiān)控系統(tǒng)和遠動通訊的癱瘓。因此，該通訊管理單元成為監(jiān)控系統(tǒng)中風(fēng)險最集中的環(huán)節(jié)，任何其它環(huán)節(jié)故障的影響都是部分的、有限的，而通訊管理單元的影響卻是整體的、全面的。任何一個系統(tǒng)的設(shè)計，不管元器件的挑選如何嚴格，均必須考慮到任一元件均有故障或異常的可能性。我們必須考慮到一旦當(dāng)這種可能性成為現(xiàn)實時，系統(tǒng)的應(yīng)變措施以及該影響帶來的系統(tǒng)風(fēng)險的可承受程度。顯然，通訊管理單元故障帶來的系統(tǒng)風(fēng)險如無法及時消

7、除，那么該風(fēng)險是不可承受的。為此，本自動化系統(tǒng)配置2臺通訊管理單元，采用雙機互為熱備用自動切換的工作方式。正常運行時a機工作，b機備用，當(dāng)a機故障，b機自動切換為工作狀態(tài)，而一旦a機恢復(fù)正常，又切換到a機工作，b機恢復(fù)熱備用。對切換過程中通訊的短時(約10s)中斷，由于不致影響到一次系統(tǒng)的平安運行，不影響所有繼電保護裝置的正常運行，故這種監(jiān)控系統(tǒng)的短時中斷的風(fēng)險是可以承受的。而對于2臺通訊管理單元同時故障的可能性不予考慮。站級層由2臺監(jiān)控主站和1臺繼保工程師站組成，各工作站直接接于通訊管理單元。監(jiān)控主站除具有取代常規(guī)控制、信號屏的作用外，還具有vq電壓無功、主變有載調(diào)壓開關(guān)自動調(diào)節(jié)控制功能，微

8、機五防功能。正常運行時，1臺置為后臺監(jiān)控主站，1臺置為專用五防工作站專門作為全站隔分開關(guān)、接地刀防誤操作用。當(dāng)一臺監(jiān)控工作站異常退出運行，另一臺監(jiān)控工作站那么同時完成兩臺監(jiān)控主站的任務(wù)。由于繼保管理工作較之常規(guī)監(jiān)控功能在技術(shù)管理方面具有明確的分工與獨立性，故對全站的繼電保護裝置的管理設(shè)置1臺獨立的保護工程師站。該工作站記錄全站所有數(shù)字式保護的動作行為，結(jié)合專用分析軟件對繼電保護和電網(wǎng)故障進展故障分析，對各保護裝置進展參數(shù)設(shè)置，定值修改。更具實用意義的是該繼保工程師站接入1個公用 網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器，使該繼保工程師站延伸到任何有 的地方。110kv、220kv以及主變測控單元采用disa-910s測控

9、裝置，分散裝于與操作箱同屏的保護屏上。各disa-910s同時還具備同期合閘功能，省去了專用的集中同期裝置，減化了二次接線。所有disa-910s通過雙anbus網(wǎng)接入總控柜通訊管理單元，通訊介質(zhì)采用屏蔽雙絞線。10kv部分采用disa-920測控單元，因10kv開關(guān)柜距總控柜通訊管理機較遠，其通訊介質(zhì)采用光纖一對一星形拓撲構(gòu)造直接接入總控柜上光纖管理單元再與通訊管理單元連接，該測控單元同保護裝置并排裝于10kv開關(guān)柜上。110kv、220kv線路保護，主變壓器保護采用南瑞保護公司產(chǎn)品，其所有保護裝置通過其串行接口接入-90保護通訊管理機，-90再以串口接入總控柜通訊管理單元。而10kv線路、

10、電容器保護以及110kv、220kv母差保護采用南瑞深圳公司產(chǎn)品。10kv線路、電容器保護信息采用屏蔽雙絞線anbus網(wǎng)接入與之配套的isa-100保護通訊管理機，110kv、220kv母差保護那么通過串口接入isa-100保護通訊管理機，isa-100再通過串口接入總控柜通訊管理單元。本站所有電度表采用數(shù)字式電度表，這些數(shù)字式電度表通過其自身rs-485接口連接接入與之配套的電能計量通訊管理機，再以串口接入總控柜通訊管理單元，傳送相應(yīng)的電度信息，以取代傳統(tǒng)的電度脈沖采集方式。綜上所述，由于本站采用二次設(shè)備廠家種類較多，因此整個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造較龐雜，每一廠家的數(shù)字設(shè)備的通訊均通過其自己開發(fā)的通訊管理

11、機再與主網(wǎng)(通訊管理單元)相連。4遠動接口4個遠動接口，2個對省中調(diào)，2個對市地調(diào)，同時發(fā)送各自所需之遠動信息。為進步信息傳輸可靠性，采取在調(diào)度端進展通道切換，選取工作通道。對省中調(diào)僅發(fā)送其所需的遙測、遙信信號，省中調(diào)不對站內(nèi)設(shè)備進展遙控操作。市地調(diào)不僅承受變電站發(fā)送的遙測、遙信信息，而且在變電站控制方式置于遙控操作時，由地調(diào)中心對變電站10kv以上斷路器、主變壓器中性點地刀、主變壓器有載調(diào)壓開關(guān)進展遙控操作。5控制方式所有10kv以上電壓等級斷路器和主變中性點地刀均可實現(xiàn)遙控操作和在站內(nèi)監(jiān)控主站上鍵盤操作，由于本站將全面按無人值班方式運行，因此將以地調(diào)遙控操作作為正常運行時的控制方式?？紤]到

12、極端情況下全站計算機網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)全面癱瘓，無法在地調(diào)中心或監(jiān)控主站上進展控制操作，而在保護屏上設(shè)置了跳合閘操作方式選擇開關(guān)和控制按鈕?？稍诒Ｗo屏上選擇就地操作功能，通過disa-910s(110kv以上電壓等級斷路器)實現(xiàn)同期合閘，當(dāng)disa-910s故障不能工作時，可選擇就地操作中的非同期合閘功能，直接通過按鈕對斷路器分、合閘操作。10kv開關(guān)柜上保護裝置亦有實現(xiàn)就地分、合閘操作的按鈕。6vq的調(diào)節(jié)實現(xiàn)方式常規(guī)220kv變電站vq調(diào)節(jié)采用1套專用的vq調(diào)節(jié)裝置，對于1個有3臺主變的220kv變電站，為判斷各主變間同步并列運行在不同運行方式下的同步并列條件，將需采集大量與之相關(guān)的開關(guān)、隔離刀位置信

13、號予以判斷。假如采用專用裝置，這些信號必將重復(fù)采集，致使二次回路接線復(fù)雜，調(diào)節(jié)軟件的修改也有一定的局限性。鑒于這些因素，我們要求采用后臺監(jiān)控計算機來完成vq調(diào)節(jié)，不僅簡化了二次接線，而且軟件修改亦極為方便。7值得磋商與改良的方面盡管長安站設(shè)計與設(shè)備選型是先進的、合理的，所有的設(shè)備與集成方式代表了目前國內(nèi)先進程度，但以開展的目光看仍有不少值得磋商與改良的方面。7.1在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方面正如前面提到的，本站所有的信息通訊均由處于中樞地位的通訊管理機實現(xiàn)，同時通訊管理機還要完成部分數(shù)據(jù)處理功能。一旦通訊管理機故障，所有信息傳送將會中斷，盡管采用了雙機熱備用的切換方式來保證通訊的可靠性，但這種方式仍顯缺乏。也許取消通訊管理單元層，直接采用局域網(wǎng)的通訊方式，增設(shè)直接接于局域網(wǎng)的遠開工作站將有助于網(wǎng)絡(luò)可靠性的進步。7.2110kv線路保護增設(shè)按周減載功能對于常規(guī)220kv變電站，110kv線路、10kv線路均可能被設(shè)置為按周減載解除點，一般數(shù)字式10kv饋線保護均具有按周減載功能。本站選用isa系列10kv饋線保護亦有此功能，但110kv線路保護卻無按周減載功能，為此增加了1面按周減載屏，專用于110kv線路按周減載，這