變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用中的工程設(shè)計(jì)管理

焦恩喜　王曉靜

摘要：介紹了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用中的工程設(shè)計(jì)管理，對(duì)工作中應(yīng)注意的若干問題進(jìn)行了探討，并提出了解決辦法。

關(guān)鍵詞：變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 工程設(shè)計(jì) 應(yīng)用

1 方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，其內(nèi)容是確定系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，包括系統(tǒng)的功能范圍、功能概述、現(xiàn)場(chǎng)(I/O)測(cè)控單元的數(shù)量、系統(tǒng)配置規(guī)模等；根據(jù)各地區(qū)的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣，制定系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用管理方案、投資概算等。方案設(shè)計(jì)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵的作用，其完成的好壞直接關(guān)系到整個(gè)工程的進(jìn)程。主要內(nèi)容包括：

1.1 確定SAS的功能范圍 SAS系統(tǒng)按其實(shí)現(xiàn)的基本功能可以分為5個(gè)子系統(tǒng)：①監(jiān)控子系統(tǒng)；②微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)；③電壓、無(wú)功綜合控制子系統(tǒng)；④電力系統(tǒng)的低頻減負(fù)荷控制子系統(tǒng)；⑤備用電源自投控制子系統(tǒng)。由于種種原因，目前國(guó)內(nèi)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，主要側(cè)重于監(jiān)控和微機(jī)保護(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，其他幾個(gè)子系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，還有待進(jìn)一步完善。目前國(guó)內(nèi)變電站SAS的設(shè)計(jì)，以及功能范圍的確定也主要是針對(duì)監(jiān)控和微機(jī)保護(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)而言?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)使用SAS 的變電站中，SAS的功能范圍的實(shí)現(xiàn)主要有以下兩種方式。一種是SAS中的監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)兩大部分分別由不同的專業(yè)生產(chǎn)廠家配套，通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸、數(shù)據(jù)共享和分布式處理，優(yōu)點(diǎn)是SAS系統(tǒng)中的設(shè)備之間性能互補(bǔ)，缺點(diǎn)是各廠家設(shè)備之間的接口協(xié)調(diào)配合工作量大。另一種是SAS中的三大部分均由一個(gè)廠家供貨，實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一硬件平臺(tái)、統(tǒng)一軟件平臺(tái)、統(tǒng)一操作界面、統(tǒng)一信息處理”，優(yōu)點(diǎn)是便于安裝調(diào)試及運(yùn)行人員的掌握，相互通信接口方便，缺點(diǎn)是要求制造廠家具有很強(qiáng)的開發(fā)設(shè)計(jì)、器件選擇、生產(chǎn)加工和配套供貨能力。從國(guó)內(nèi)采用這兩種方式的變電站應(yīng)用情況看，采用第一種方式的很多，主要用于500kV變電站及220 kV樞紐變電站，采用第二種方式的主要為110kV及以下電壓等級(jí)的變電站，河北南網(wǎng)的220 kV及以上電壓等級(jí)變電站均采用第一種方式。筆者認(rèn)為，具體采用何種方式，除考慮設(shè)備之間性能互補(bǔ)外，還應(yīng)根據(jù)具體廠家的供貨業(yè)績(jī)、運(yùn)行情況，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，再行確定。

1.2 編制SAS技術(shù)規(guī)范書SAS技術(shù)規(guī)范書是SAS技術(shù)及有關(guān)方面的具體要求，一般由各個(gè)相關(guān)專業(yè)按照分工，分別編寫。繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范書，與常規(guī)變電站變化不大。主要是監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范書，應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電站運(yùn)行管理的要求，提出對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)硬件、軟件、人機(jī)接口、控制功能的具體內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)、工程服務(wù)等方面的具體要求。在編制過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行充分的調(diào)研，對(duì)有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的性能、技術(shù)要求做到心中有數(shù)，并與基建、調(diào)試及運(yùn)行管理等各方面人員共同討論確定。最近，規(guī)劃院已正式頒發(fā)了220-500kV變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書，具體某一工程，應(yīng)根據(jù)建設(shè)規(guī)模、控制對(duì)象及運(yùn)行方式，編制出詳細(xì)的切合實(shí)際的規(guī)范書。

1.3配置系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能范圍及技術(shù)規(guī)范書的要求，選擇幾種廠家的監(jiān)控系統(tǒng)并有針對(duì)性地進(jìn)行系統(tǒng)配置，例如：操作員站臺(tái)數(shù)及性能、工程師站的配置和軟件、數(shù)據(jù)處理單元的配置、現(xiàn)場(chǎng)(I/O)測(cè)控單元的數(shù)量、與其它智能設(shè)備的接口以及與多個(gè)控制中心的連接方式等，從而擬訂出幾種配置方案。繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范書，應(yīng)提出通信協(xié)議和數(shù)據(jù)接口的要求，作好數(shù)據(jù)格式和通訊規(guī)約等方面的溝通。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的評(píng)估

2.1技術(shù)性能硬件系統(tǒng)應(yīng)選用成熟的，先進(jìn)可靠的和以微處理器為基礎(chǔ)的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)所有的模件應(yīng)是固態(tài)電路、標(biāo)準(zhǔn)化、模件化和插入式結(jié)構(gòu)，并帶有LED自診斷顯示。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用開放、分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用開放式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，多窗口人機(jī)界面。系統(tǒng)應(yīng)具有良好的電磁兼容特性，在任何情況下均不應(yīng)發(fā)生拒動(dòng)、誤動(dòng)、擾動(dòng)，影響監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)應(yīng)采取有效措施，以防止由于各類計(jì)算機(jī)病毒侵害造成系統(tǒng)內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)損壞。

2.2應(yīng)用性能包括監(jiān)控系統(tǒng)的使用性、開放性、易維護(hù)性和企業(yè)信譽(yù)。所謂使用性指監(jiān)控系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率和適用領(lǐng)域，技術(shù)的先進(jìn)性與成熟性如何，先進(jìn)控制策略的采用等；開放性指監(jiān)控系統(tǒng)能否與其它系統(tǒng)相連，與其它智能設(shè)備的互相連接和可互操作性，軟件的可移植性等；易維護(hù)性指不片面追求脫離實(shí)際需要的高指標(biāo)，而是對(duì)降低設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作量、減輕現(xiàn)場(chǎng)人員工作壓力與強(qiáng)度等方面給予充分考慮等。企業(yè)信譽(yù)包括廠家的售后服務(wù)、技術(shù)支持等。

2.3可靠性監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性是評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的重要內(nèi)容，一般包括系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)、平均維修時(shí)間(MTTR)、系統(tǒng)可用率以及系統(tǒng)的容錯(cuò)能力等。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的詢價(jià)

所謂詢價(jià)，就是根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果及方案論證，以詢價(jià)書的形式發(fā)至3-4個(gè)制造廠家。詢價(jià)書的內(nèi)容一般包括變電站的一次設(shè)備水平、控制方案、測(cè)量控制設(shè)備的技術(shù)要求、系統(tǒng)配置、技術(shù)說明、主要控制及調(diào)節(jié)方案的原則組態(tài)圖，技術(shù)服務(wù)事項(xiàng)，要求報(bào)價(jià)書的深度等內(nèi)容。

4技術(shù)談判和合同簽訂

技術(shù)談判是買賣雙方就詢價(jià)和報(bào)價(jià)中的各種問題進(jìn)行討論，以確定監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范、供貨范圍、交貨日期、技術(shù)服務(wù)等內(nèi)容。在技術(shù)談判時(shí)，買方應(yīng)詳細(xì)了解買方的產(chǎn)品，對(duì)其報(bào)價(jià)的內(nèi)容透徹理解。技術(shù)談判后，買方根據(jù)賣方的最終報(bào)價(jià)以及對(duì)各監(jiān)控系統(tǒng)廠家的評(píng)價(jià)，從幾種監(jiān)控系統(tǒng)中優(yōu)選一個(gè)性能價(jià)格比最優(yōu)的產(chǎn)品，最終進(jìn)行商務(wù)談判并簽訂合同。

5 設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)

5.1 第一次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì) ①凍結(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置方案②修正補(bǔ)充技術(shù)協(xié)議有關(guān)條款③確認(rèn)雙方交接資料④討論確定第二次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)主要議程。

5.2第二次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)①確認(rèn)監(jiān)控系統(tǒng)的具體功能規(guī)范和數(shù)據(jù)庫(kù)信息表；②確認(rèn)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)容量、結(jié)構(gòu)及生成定義;③確認(rèn)控制功能的技術(shù)條件;④確認(rèn)各種測(cè)量、接口的要求;⑤討論和確定畫面格式;⑥討論和確定培訓(xùn)和聯(lián)合開發(fā)計(jì)劃;⑦討論和確定工廠檢驗(yàn)(FAT)計(jì)劃;⑧討論和確定現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)(SAT)計(jì)劃;⑨確認(rèn)第一次設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)紀(jì)要的執(zhí)行情況。

6安裝調(diào)試

在安裝調(diào)試階段，有幾個(gè)問題需要注意：首先，保護(hù)裝置和監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家可能不同，受條件限制，無(wú)法在產(chǎn)品運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)前進(jìn)行聯(lián)調(diào)，所有的工作都在現(xiàn)場(chǎng)完成，出現(xiàn)問題后，一種可能是相互推諉，無(wú)人負(fù)責(zé)；另一種可能是由于沒有專用設(shè)備，只好根據(jù)經(jīng)驗(yàn)檢查。都可能影響工期。其次，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的傳輸規(guī)約眾多，負(fù)責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)的廠家需要同時(shí)開發(fā)不同的傳輸規(guī)約，在工期緊張的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)一些問題。第三，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)做到：開關(guān)量動(dòng)作到每一個(gè)點(diǎn)，模擬量校對(duì)到每一個(gè)值，控制量操作到每一個(gè)設(shè)備。對(duì)正確的操作及可能出現(xiàn)的誤操作應(yīng)一一驗(yàn)證，使操作控制的正確率為100％?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)一般在正常運(yùn)行條件下進(jìn)行，但不排除對(duì)異常狀態(tài)的模擬試驗(yàn)。

7 培訓(xùn)

培訓(xùn)內(nèi)容主要包括微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)原理，設(shè)備接口，數(shù)據(jù)庫(kù)接口，網(wǎng)絡(luò)接口，現(xiàn)場(chǎng)安裝，調(diào)試，維護(hù)，故障診斷等，并參加微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)生成工作，主要包括監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)定義、參數(shù)設(shè)置、畫面及報(bào)表制作、系統(tǒng)應(yīng)用軟件的使用等。還應(yīng)能進(jìn)行故障診斷、更換備品備件等實(shí)際操作。

8文件整理與工程驗(yàn)收

8.1 文件整理SAS設(shè)計(jì)文件較多，主要包括各種設(shè)計(jì)圖表、各種使用手冊(cè)和操作手冊(cè)，各種設(shè)計(jì)變更、組態(tài)內(nèi)容、信號(hào)接線圖。另外，還應(yīng)拷貝系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，以防意外。特別是在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)束后，賣方的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)負(fù)責(zé)完整備份系統(tǒng)軟件，并提供給買方。

8.2 工程驗(yàn)收 工程驗(yàn)收應(yīng)在所有設(shè)備安裝調(diào)試完畢，且設(shè)備準(zhǔn)備投入試運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，驗(yàn)收應(yīng)在賣方工程師參加并指導(dǎo)下由買方完成。在驗(yàn)收開始前由賣方應(yīng)提出現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)大綱供買方認(rèn)可。 工程驗(yàn)收要求所有硬件設(shè)備同時(shí)投入，進(jìn)行在線168小時(shí)連續(xù)運(yùn)行后，測(cè)試技術(shù)規(guī)范書中要求的功能和技術(shù)性能指標(biāo)。工程驗(yàn)收?qǐng)?bào)告需有買方、賣方技術(shù)人員簽字才能生效。

9 幾點(diǎn)建議

9.1 嚴(yán)格微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的出廠和現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)和試驗(yàn)(要把電氣性能放在重要位置)，要求制造廠家應(yīng)有完善的質(zhì)量保證體系和售后服務(wù)質(zhì)量。

9.2 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與繼電保護(hù)系統(tǒng)的配合和接口十分重要，特別是連接電纜和端子應(yīng)會(huì)同各專業(yè)(如設(shè)計(jì)單位、各制造廠家)進(jìn)行磋商和協(xié)商，以免造成遺漏、誤差和沖突的現(xiàn)象，影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和拖延工期。

9.3 在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的選型上，建議在一個(gè)工程中，監(jiān)控系統(tǒng)和繼電保護(hù)系統(tǒng)監(jiān)控采用同一廠家的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“四統(tǒng)一”。

參考文獻(xiàn)：

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