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[电站自动化]变电站自动化改造的若干问题

更新时间:2014-05-10 发布:m.1024sj.com

摘 要:论述了河北省南部电网常规变电站自动化改造中的问题,并提出了改造中的方案选择与常见问题的解决方案。

关头词:变电站;自动化;改造

Several Problems Encounteredin Modification of Substation Automation

    Abstract:This paper discusses the problems in modification oftraditional substations in Southern Hebei Power Network,thescheme selection and thesolutionsto common problems.
    Keywords:substation;automation;modification

    河北省南部电网(以下简称河北南网)已投进运行的有人值班变电站,其控制系统年夜多采用常规控制方案,站内二次装备的设计、制造、安装及维护都未斟酌“无人值班、少人值守”的要求。随着电力体系体例改造的不竭深化,维持现有运行值班方式的各类费用将成为供电企业的繁重负担,很多变电站需要进行技术改造,以提高其自动化水平。
  变电站自动化系统改造设计的关头是方案设计,模块组态和通讯网络是重点。下面连系变电站的运行状态,对具有典型意义的2种变电站自动化改造方案进行分析和比力。

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 常规变电站的特点及系统分析
  河北南网现运行的常规变电站的继电庇护均采用集中安插方式。控制屏、继电器屏全数集中安插于主控室内,所有需收集的开关量及模拟量均用控制电缆引进主控楼内。
  依照功能,变电站主要可分为控制、旌旗灯号和丈量系统,远动系统,“五防”系统,直流系统,继电庇护及自动装配等。
1.1 控制、旌旗灯号和丈量系统
  现有的控制方式为220 V强电一对一控制方式。常测指示仪表采用二次丈量方式,误差较年夜;现有的旌旗灯号装配,一般只能粗略地暗示事务的发生和消失,而不能具体地讲明事务发生的准确时间、几个事务发生的顺序及其他情况。
1.2 远动系统
  变电站的远动系统一般采用RTU集中设置装备摆设组屏,可对站内模拟量、开关量等实时数据进行收集,并具有事务顺序记实、一发二收及当地功能(部门变电站无此功能)。
1.3 “五防”系统
  常规变电站微机防误装配种类繁多[1],主要由3部门组成:微机模拟盘,在盘上有变电站的主接线及可操作的装备;电脑钥匙;机械编码锁。但其控制主机多为单片机,档次不高。

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 变电站自动化改造中常见的2种方案
2.1 RTU兼做监控系统控制、丈量模块方案  
    该方案是在保留原远动装配根蒂根基上进行的升级、扩容改造。系统一般采用双机冗余模式,分为站级层和距离层2层。系统以微机监控系统为焦点,与站级层组成双主机冗余备份系统,距离层按功能单元划分,综合远测、远信、远控、远调、通讯于一体。
2.2 全监控方案
  该方案采用RCS-9000型分层安插方式,变电站庇护和测控既相对自力,又相互融合。庇护装配工作不受测控和外部通讯的影响,确保庇护的平安性和靠得住性;同时可以实现信息同享,为变电站综合自动化提供了完整的解决方案。该系统可分为以下3层。
  a.变电站层 采用散布式系统结构,由就地监控、远动、“五防”主站组成。就地监控及远动均采用双机备用,增加靠得住性。该层为变电值班人员、调剂运行人员提供变电站监视、控制和经管功能。
    b.通讯层 支持全以太网双网结构。双网采用平衡流量经管,有用地保证了网络传输的实时性和靠得住性。通讯协议采用电力行业尺度规约,可利便地实现分歧厂家的装备互连。支持分歧的规约向分歧的调剂所或集控站转发分歧的信息报文。支持GPS硬件对时网络。
  c.距离层 庇护单元、测控单元组屏安插于主控室。测控单元采用WorldFIP高速现场总线组网,庇护单元采用485口接进庇护信息经管系统。

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 自动化改造中应斟酌的若干问题
3.1 微机监控装备的安插
  本着年夜限度阐扬现有装配的效益及现场利便改造施工、少停电的原则,应接纳以下措施。
  a.将控制室内的控制屏全数撤除,视情况保留响应的二次电缆。
  b.监控系统、测控装配自力组屏,安装于原控制屏的位置。
    c.撤除“五防”微机模拟盘,对“五防”系统升级。  
    d.凭据现实需要,增设远视系统及响应装备。
3.2 变电站自动化系统的通讯网络
  通讯是变电站自动化系统的关头,一般采用以下2种方案。
  a.宽带网方案 要求每一个智能电子装配(IED)设置装备摆设一个嵌进式以太网接口,每一个IED作为一个接点毗连到以太网上。其优点是网络的通讯带宽高,通讯前言灵活,拓扑结构靠得住性高,资本支持丰硕,成本低廉;错误谬误是现运行装备年夜都没有嵌进式以太网接口,改造工作坚苦。
  b.现场总线和宽带网(站控层)混用方案 几个IED经由过程RS485、MODBUS或现场总线等方式毗连在一起,然后用嵌进式以太网接口作为一个接点毗连到以太网上。其优点是产物向下的兼容性好,成本较低;错误谬误是要增加专用的异种网络接口装备,系统的复杂性增加。
  连系现场运行装备的水平,建议采用现场总线和宽带网混用方案。
3.3 控制、旌旗灯号和丈量系统
  将监控系统接进原控制屏内的光字牌旌旗灯号,实现远信,IED的具体动作信息经由过程网络送进监控系统。监控系统的下行饬令经由过程测控装配开出,再接进操作箱屏内分合闸/升降回路实现远控/远调。
3.3.1 控制系统
  由值班人员哄骗计较机进行控制操作,对220k V及以下隔脱离关进行控制是自动化改造中的难 点所在,对隔脱离关进行远控可加速运行操作进度,减轻值班人员劳动强度,保证运行平安;另外,可削减隔脱离关间的电气联锁,简化二次接线,由监控系统完成闭锁逻辑,避免误操作。
3.3.2 旌旗灯号、丈量
  IED的具体动作信息经挑选送进监控系统。常规模拟式指示仪表全数取消,改成集中的数字装备。
3.4 继电庇护及自动装配
  由于国内制造厂家的产物基本上不能实现直接互联,今朝现场采用庇护通讯经管机或规约转换器将其他的通讯方式转换成站内的主干通讯方式,随着近年远动规约与IEC的接轨,制造厂家通讯接口技术也有了长足的成长,常见的通讯接口与规约见表1。


  从表1可看出,国内一部门厂家已完成了嵌进式以太网接口的开发工作,将继电庇护及自动装配直接接进以太网,可以保证高达10 Mb的传输速度,在可扩大性、靠得住性、经济性、通用性等方面的综合评估中,以太网具有压服性的优势。
  建议继电庇护及自动装配生产厂家将嵌进式以太网接口作为装备的必备功能。对于现有装备,实施中可凭据软件版本、运行年限等具体情况决议退役或进行改造。
3.5 远动系统
  远动信息是实现调剂自动化功能的根蒂根基,远动信息不仅是电网平安运行及调剂监视的需要,而且还影响EMS运用软件的功能和电网商业化运行的实现。是以,要求收集远动信息必需周全反映电网运行工况,保证其整体性、实时性、靠得住性、准确性。在进行自动化改造时,可采用以下2种方案。
  a.对于无当地功能的变电站,斟酌将RTU全数退役,采用监控系统+具有“四远”功能的远开工作站模式[2]。远开工作站划分接在宽带网和现场总线上。远动信息的收集一部门取自测控单元,另外一部门取自站控层宽带网。远动信息的实时性和靠得住性都比力好。
    b.对于有当地功能的变电站,为勤俭投资,斟酌保留RTU及当地功能计较机,远动主机经由过程串行通讯口及网络转换装备接在宽带网上,原有收发功能不变,远动信息的收集和处置与站控层计较机无关。错误谬误是硬件设置重复。
3.6 “五防”系统
  变电站进行自动化改造时,必需连系站内电动隔脱离关、接地刀闸的制造水平,可选择以下2种方案。
  a.站内设置“五防”主机,与监控主机经由过程串口通讯,“五防”主机从监控系统获得装备实时信息,进行装备实时对位。监控系统从“五防”主机获得允许/制止操作断路器、隔脱离关信息。
  b.由监控系统厂家斟酌就地控制的隔脱离关或接地刀闸法式锁等装备的配套,做到微机“五防”闭锁装配与监控系统合二为一,取消零丁的微机“五防”闭锁装配。同时取消“五防”主机。
  上述方案的选择,必需保证一次装备的靠得住性和可操作性。在今朝情况下,还不宜取消“五防”主机,可由系统软件对所收集的旌旗灯号量实行防误闭锁。对非收集量,可与电脑钥匙通讯,获取状态信息,再进行防误闭锁。

4 总结
  a.自动化改造的原则 将一次装备在线监测系统与变电站自动化系统集成,可以提高高压电气装备的运行靠得住性,且有看实现真正意义上的变电站无人值班;继续提高二次装备的智能化水平,引进PLC技术,实现变电站从多人值班到少人值班、从少人值班到无人值班有人巡视的平稳过渡;引进进步前辈的WEBServer技术和防火墙技术,使运行经管人员可经由过程Internet/Intranet实现远程会见和维护;连系通讯工程,综合斟酌变电站的调剂通道问题。
  b.加速高压/超高压无人值班变电站设计规程的编写与审查工作,使设计工作有章可循。
  c.进一步研究经管变电站自动化装备有关技术问题,造就一批原理精晓、技术精湛,周全掌握接口技术的技术人员。

参考文献

[1]刘国平,王 斌.基于局域网的变电站综合自动化系统方案比力[J].河北电力技术,1999,(4).
[2]景 胜.变电站自动化系统选型问题的探讨[J].电气世界,2001,(10).
[3]宋继成.220~500 kV变电所二次接线设计[M].北京:中国电力出书社,2001.


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