計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的在變電站集控中心應(yīng)用

張國淼,王朕偉,張茂芬

(1.哈爾濱電業(yè)局,黑龍江哈爾濱 150030;2.黑龍江省電力科學(xué)研究院,黑龍江哈爾濱 150030)

計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的在變電站集控中心應(yīng)用

張國淼1,王朕偉1,張茂芬2

(1.哈爾濱電業(yè)局,黑龍江哈爾濱 150030;2.黑龍江省電力科學(xué)研究院,黑龍江哈爾濱 150030)

主要以集控中心RCS-9001計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題為例進(jìn)行分析,從變電運(yùn)行專業(yè)角度研究討論計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中三遙信息和后臺畫面規(guī)范的建議,并介紹集控中心特點,闡述集控中心后臺集控系統(tǒng)在后臺機(jī)畫面和一、二次設(shè)備等在遙控、遙信、遙測等方面應(yīng)具備的信息量以及今后發(fā)展過程中需要解決及規(guī)范的一些問題。

變電站;綜合自動化;集控中心;監(jiān)控系統(tǒng)

近幾年變電站的無人值班方式正在哈爾濱電業(yè)局范圍內(nèi)快速推廣,為適應(yīng)無人值班的要求,所有新建的變電站均為綜合自動化變電站,并陸續(xù)對一些老舊變電站進(jìn)行綜合自動化改造,由此,變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。新建的哈爾濱電業(yè)局太平集控中心監(jiān)控系統(tǒng)則采用了南瑞繼保公司開發(fā)的 RCS-9001系統(tǒng)。

1 集控中心計算機(jī)監(jiān)控 RCS-9001系統(tǒng)功能介紹

南瑞繼保的 RCS-9001系統(tǒng)功能較為強(qiáng)大,該自動化系統(tǒng)不僅可以很好地滿足傳統(tǒng)集控站系統(tǒng)的實用化驗收和系統(tǒng)升級改造的要求,而且可以更進(jìn)一步滿足集控站系統(tǒng)在電力體制改革中提出的新的運(yùn)行和管理的需求。其主要應(yīng)用功能有以下幾個方面:

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(SCADA):RCS-9001 SCADA應(yīng)用充分汲取了以往系統(tǒng)的經(jīng)驗,更加成熟可靠,集控、保護(hù)信息采集一體化,功能更強(qiáng)大。

五防操作票:RCS-9001五防操作票具有技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、功能完善、性能價格比高等特點,適合各種電壓等級的變電站、集控中心的防誤閉鎖操作和操作票生成管理使用。

集中式電壓無功控制:RCS-9001集中式電壓無功控制(IVQC)作為區(qū)域性的電壓優(yōu)化控制手段,能兼顧到集控站中各個變電站之間電壓及無功的影響,從而更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性的需要。

調(diào)度管理:調(diào)度日常運(yùn)行管理工作包括很多方面,如計劃檢修、倒閘操作、事故處理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計等等。RCS-9001調(diào)度管理系統(tǒng)大大滿足了用戶對日常調(diào)度生產(chǎn)的管理需求。

保護(hù)信息系統(tǒng):繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)提供了建立電網(wǎng)故障和保護(hù)信息處理的完整解決方案。日常運(yùn)行中,用戶可通過集控站保護(hù)信息管理服務(wù)器巡檢遠(yuǎn)方子站端的微機(jī)保護(hù)和故障錄波信息。發(fā)生故障后,子站迅速、準(zhǔn)確地將完整的保護(hù)動作和錄波報告?zhèn)魉偷郊刂髡?使調(diào)度端及時準(zhǔn)確地掌握電網(wǎng)的事故情況,提高事故分析的速度和準(zhǔn)確性。

視頻監(jiān)視系統(tǒng):為了加強(qiáng)對重要變電站及無人值守變電站在安全生產(chǎn)、防盜保安、火警集控等方面的綜合管理水平,RCS-9001電力視頻監(jiān)視系統(tǒng)可以使電力系統(tǒng)運(yùn)行人員對變電站現(xiàn)場進(jìn)行實時視頻集控,并且通過與后臺集控系統(tǒng)的集成,使得在后臺集控操作、告警時可以直接監(jiān)視現(xiàn)場。在傳統(tǒng)“四遙”的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)“第五遙”功能 ——“遙視”,能夠使得集控站運(yùn)行、維護(hù)、管理的綜合自動化水平得到進(jìn)一步提高。

2 集控中心計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題及分析

哈爾濱電業(yè)局太平集控中心運(yùn)行兩年多,雖然整體運(yùn)行較為穩(wěn)定、可靠,達(dá)到了 18個變電站無人值班或少人值班,實現(xiàn)了減人增效的目的。但是,在實際應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些需要解決及進(jìn)行規(guī)范的問題,這些問題如果不進(jìn)行解決,勢必影響集控中心今后的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。

2.1 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺機(jī)的主畫面存在不規(guī)范

及不符合運(yùn)行實際要求的現(xiàn)象

a.后臺機(jī)畫面一些變電站的名稱字號、字體、顏色、位置不統(tǒng)一。

b.現(xiàn)在的小車開關(guān)(及刀閘)、母線線條顏色等后臺圖形不符合國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)基本圖元范本要求。

c.電壓互感器(TV)部分,有的變電站后臺只有保護(hù) TV顯示 3個相電壓及 2個線電壓及 3U0,而沒有顯示計量 TV的線電壓數(shù)值,這樣當(dāng)計量回路發(fā)生保險熔斷、或空開跳閘時或回路斷線時,不能及時發(fā)現(xiàn)處理。

d.個別變電站后臺畫面 10 kV頻率 f沒有做,這樣當(dāng)發(fā)生低頻保護(hù)動作時,不利于集控人員了解頻率值,來判斷保護(hù)動作的正確性。

e.部分變電站的主變二次數(shù)值 P、Q取負(fù)值,依據(jù)是流入母線為負(fù)值的規(guī)定,但不符合運(yùn)行實際要求,因為母線上并聯(lián)電容器投、切主要依據(jù)為主變二次無功數(shù)值的正、負(fù)來監(jiān)視是否對系統(tǒng)反送無功。

f.有載調(diào)壓主變檔位“升”、“降”、“停”顯示不統(tǒng)一,有的是右鍵單擊主變檔位來顯示“升”、“降”、“?！辈僮鞯?。另外有的變電站主變的油溫表有兩塊,而后臺機(jī)只能顯示一塊油溫表的溫度。

g.部分變電站后臺畫面缺少變電站內(nèi)交、直流部分的主要運(yùn)行數(shù)據(jù),如直流控母、浮充電流;交流線電壓、交流電流等。

h.部分變電站后臺畫面應(yīng)具備的菜單不全面、不統(tǒng)一。

i.部分變電站一次設(shè)備帶電,后臺機(jī)顏色不變色,當(dāng)一次系統(tǒng)帶電后,其有功功率必須達(dá)到 0.3 MW(廠家設(shè)計時規(guī)定)時后臺機(jī)接線圖才能變?yōu)橄鄳?yīng)的顏色,而對于無功較小的變電站或 66 kV側(cè)沒有PT的變電站顯然不能改變顏色,也就不能從后臺機(jī)顏色上正確反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),容易給運(yùn)行人員的集控造成誤解。

2.2 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺機(jī)遙信存在的主要問題

a.部分變電站 SF6開關(guān)遙信點采集不全的問題。例如66 kV南直變:無南直分甲、乙線開關(guān)倉 SF6低氣壓告警,而且無閉鎖遙信;66 kV太古變:無 1、3號主變匯控柜 SF6氣壓低閉鎖遙信。其它變電站也存在相同或類似情況,這些變電站 SF6開關(guān)遙信采集不全的主要原因是因為這些 SF6開關(guān)生產(chǎn)的年代均為 2000年以前,開關(guān)的輔助接點不夠造成的。所以當(dāng)這些變電站的SF6,開關(guān)因為SF6壓力降低到閉鎖值以下時只能發(fā)出“分合閘閉鎖”、“控制回路斷線”信息,不利于運(yùn)行人員正確判斷開關(guān)發(fā)出異常信息的原因。

b.主變壓器“在線濾油機(jī)”動作時沒有遙信。例如軍工變的主變、公濱變的 1號主變及平房變主變在線濾油機(jī)的啟動、停止、故障等在集控中心均沒有遙信點,所以發(fā)生上述現(xiàn)象時不能有遙信發(fā)出,不利于對主變在線濾油機(jī)的監(jiān)控,特別是在濾油機(jī)發(fā)生故障的情況下不能及時發(fā)現(xiàn),不利于變壓器的安全運(yùn)行。

c.目前接入集控中心的各綜合自動化變電站直流設(shè)備部分存在遙信量較少或沒有的問題比較突出,接入集控中心的18個變電站直流遙信部分均(部分)不完全滿足運(yùn)行監(jiān)控要求。

2.3 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺機(jī)遙測方面的問題

a.當(dāng)集控中心與站端核對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的電流、有功、無功等數(shù)值時,有時會發(fā)現(xiàn)不一致或雖然數(shù)值一致,但經(jīng)過比較計算不符合實際時,應(yīng)仔細(xì)分析,這種情況大部分是因為自動化專業(yè)人員在監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中輸入 CT變比時錯誤造成的。

b.現(xiàn)在對所內(nèi)變及消弧線圈的溫度均沒有采集遙測值,不利于對其進(jìn)行集控。

c.集控端和站端計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)遙測值的基準(zhǔn)端沒有明確,使運(yùn)行專業(yè)人員沒有可靠準(zhǔn)確的數(shù)值參考。

2.4 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺機(jī)遙控方面的問題

部分變電站的進(jìn)線、出線重合閘軟壓板在后臺機(jī)沒有,所以不具備遙控重合閘軟壓板功能,而當(dāng)調(diào)度下令線路帶電作業(yè)停用某一重合閘壓板時,集控站值班人員往往為了去變電站投、停一個重合閘壓板而耗費(fèi)較長的時間。另外一個問題是公濱變、任家橋變的軟壓板在進(jìn)行“投入”或“停用”時需要對開關(guān)進(jìn)行五防解鎖操作后才能進(jìn)行,實際上是經(jīng)過了“五防”操作程序,而在運(yùn)行實際工作中操作壓板是不需要經(jīng)過“五防”程序的,而只需要有操作人及監(jiān)護(hù)人即可。

3 集控中心計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺機(jī)的規(guī)范建議

3.1 后臺機(jī)主畫面部分規(guī)范建議

a.變電站的名稱字號、字體、顏色、位置應(yīng)統(tǒng)一。

b.關(guān)于小車開關(guān)(及刀閘)或其它一次設(shè)備圖元顯示標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合國網(wǎng)公司(國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)基本圖元范本);母線及一次設(shè)備線條顏色也應(yīng)符合國網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)。例如(根據(jù)后臺機(jī)黑色底畫面制定本顏色):220 kV(RGB(128.0.128)紫色);66 kV(RGB(255.204.0)橙黃);10 kV(RGB(252.33.94)玫瑰紅);380 V(RGB(240.230.140)黃褐);失電顏色為灰色參數(shù):RGB(128.128.128)。

c.電壓互感器 TV部分。保護(hù) PT應(yīng)顯示三個相電壓及三個線電壓及 3U0,取三個相電壓主要考慮是當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)接地故障時,接地相為零或降低,其它兩相升高為線電壓或升高,而 U0為 100 V左右(指金屬性接地)便于集控人員準(zhǔn)確判斷接地相別及是否是純接地故障。計量 PT應(yīng)顯示三個線電壓,主要是監(jiān)視計量 PT一次保險或二次空開是否熔斷以及二次回路是否斷線等。

d.頻率。應(yīng)顯示 10 kV頻率 f的數(shù)值,主要原因是有低頻保護(hù)的變電站當(dāng)發(fā)生低頻保護(hù)動作時,便于集控人員及時了解頻率值,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有的低頻線路保護(hù)拒動時,應(yīng)立即遙控斷開其開關(guān)。

e.變電站的主變二次數(shù)值 P、Q正常送出負(fù)荷時取正值進(jìn)行監(jiān)控,其它線路或主變一次需以母線為標(biāo)準(zhǔn),按照送入為負(fù)值,送出為正值的原則。

f.主變應(yīng)顯示檔位、及油溫(有兩塊表計的應(yīng)顯示兩個油溫且標(biāo)明哪一側(cè)):應(yīng)統(tǒng)一為“升”、“降”、“停”進(jìn)行分接頭調(diào)整。

g.所內(nèi)交、直流部分取主要的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示在主畫面上,應(yīng)顯示直流控母、浮充電流;交流線電壓、交流電流。

h.各變電站畫面應(yīng)具備的菜單。消弧線圈及小電流接地選線、軟壓板、遠(yuǎn)方、就地、交、直流、返回主菜單。

i.針對部分變電站后臺機(jī)顏色帶電不變色問題,建議在當(dāng)前情況下是否能夠?qū)o功較小的(小于 0.3Mvar)采取 66 kVPT電壓的方法來改變接線圖的顏色。而對于66 kV母線沒有 TV的采取 10 kV側(cè)有功或取 10 kV側(cè)電壓等方法而使后臺機(jī)改變顏色。

3.2 后臺機(jī)遙信部分規(guī)范建議

3.2.1 一些變電站 SF6開關(guān)遙信采集不全的主要原因是開關(guān)的輔助接點不夠造成的?；谶@種情況建議在對這些變電站進(jìn)行綜合自動化改造時,在設(shè)計上增加一些開關(guān)的輔助接點,以適應(yīng)綜合自動化改造的需要,對新建的綜合自動化變電站如有 SF6開關(guān)時,在設(shè)計時必須考慮具備相應(yīng)的遙信點,以適應(yīng)以后變電站無人化后接入集控中心的需要。

3.2.2 對一些變電站主變壓器“在線濾油機(jī)”不具備濾油機(jī)的“啟動”、“停止”、“故障”'等遙信的現(xiàn)象,建議今后的設(shè)計、安裝時給予必要的考慮,以利于變壓器的安全運(yùn)行。

3.2.3 針對目前接入集控中心的各綜合自動化變電站交、直流設(shè)備部分存在遙信量較少或沒有,不能完全滿足運(yùn)行集控要求的情況,以及交、直流系統(tǒng)在變電站中的重要作用,交、直流遙信建議應(yīng)滿足以下要求。

3.2.3.1 直流部分增加的遙信量:

a.充電機(jī)故障(含充電模塊)。

b.直流母線電壓異常(過高、過低)。

c.直流接地(正極、負(fù)極;具有絕緣監(jiān)察裝置的還應(yīng)有具體接地支路的報文)。

d.交流電源故障(如 1路或 2路交流失電、缺相,交流電源切換等)。

e.交流輸入、模塊輸出開關(guān)跳閘(包括充電屏及饋電屏所有開關(guān))。

f.直流屏通信故障。

g.增加直流系統(tǒng)配置圖。

3.2.3.2 交流部分增加的遙信量:

a.380 V 1路(或 2路)失電。

b.所內(nèi) 380 V交流失電。

c.380 V分段(或進(jìn)線)備自投動作。

d.交流屏各開關(guān)變位遙信 380 V交流電壓過高(過低)。

e.增加交流系統(tǒng)配置圖。

3.3 后臺機(jī)遙測部分規(guī)范建議

a.集控端如有發(fā)現(xiàn)遙測顯示設(shè)備電流、有功、無功等數(shù)值與站端數(shù)值不一致時,應(yīng)與繼電保護(hù)人員仔細(xì)分析、判斷不一致的原因,避免因自動化專業(yè)人員在輸入 CT變比時造成錯誤,同時也要求運(yùn)行人員及時核對 CT變比正確性。

b.對所內(nèi)變及消弧線圈的溫度均沒有采集遙測值的問題,建議今后在對變電站改造,或新投變電站時在設(shè)計上給予考慮即可。

c.明確設(shè)立遙測值基準(zhǔn)點,不管是站端還是集控端,均可以校對遙測值的準(zhǔn)確性。

3.4 其它部分的一些規(guī)范建議

a.集控中心后臺報表方面總體數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠,可以實現(xiàn)如月份綜合報表、電容器投切次數(shù)及時間、以及受電線、主變、配電線的 I、P、Q日報表等,但也有軟件問題,廠家軟件維護(hù)人員也應(yīng)采取相應(yīng)措施加以解決。

b.建議增加報警屏蔽功能。所謂報警屏蔽功能,即在接入新變電站、設(shè)備新投、檢修、改造、傳動等過程中,大量的無用信息上傳(相對于集控人員)對運(yùn)行人員的干擾很大,且時間較長(綜合自動化變電所改造調(diào)試在 30 d左右,新投變電站時間更長)。是否能采取措施將此時的相關(guān)信息暫時關(guān)閉(屏蔽)(例如單獨建立某一檢修變電站的某些設(shè)備進(jìn)入調(diào)試狀態(tài),單獨報文且無相關(guān)音響),達(dá)到不干擾集控人員對其它運(yùn)行設(shè)備集控的目的。

c.盡快在集控中心計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上實現(xiàn)無功優(yōu)化功能,提高供電質(zhì)量及供電的經(jīng)濟(jì)性。通過開發(fā)利用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上實現(xiàn)無功優(yōu)化功能,控制變電站無功設(shè)備和變壓器分接頭來自動調(diào)整無功出力,使注入電網(wǎng)的無功值為電網(wǎng)要求的優(yōu)化值,從而達(dá)到電壓質(zhì)量高和線損小的目的。

d.開發(fā)視頻監(jiān)視系統(tǒng)(遙視)。如能實現(xiàn)對所有無人值班變電站主控制室、高壓室、主變、斷路器、隔離刀閘、室外場地等的實時集控,必將對變電站在安全生產(chǎn)、防盜保安、火警集控等方面產(chǎn)生積極的作用?，F(xiàn)在這些無人值班的變電站發(fā)生跳閘、接地時,按調(diào)度規(guī)程要求必須到現(xiàn)場檢查開關(guān)無問題或所內(nèi)沒有接地現(xiàn)象時才能進(jìn)行強(qiáng)送電或者進(jìn)行接地選除,而運(yùn)行人員到達(dá)現(xiàn)場需要一定的時間,如遇上交通不暢時間更長,嚴(yán)重影響處理事故的時間,如果具備遙視功能,運(yùn)行人員在集控中心對變電站內(nèi)的相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行檢查無問題后便可進(jìn)行強(qiáng)送電或者進(jìn)行接地選除,這樣既可大大縮短處理事故的時間又減少了運(yùn)行人員不必要的奔波,當(dāng)然這需要有相關(guān)部門制定相關(guān)的規(guī)定并批準(zhǔn)才能執(zhí)行。

4 結(jié)論

綜上所述,集控中心計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)存在問題及規(guī)范建議的分析與討論也可以適用于站端計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,綜合自動化變電站的增多,集控中心計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)必將會發(fā)揮更大的作用,雖然集控中心計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程中,存在一些這樣或那樣的問題,但這些都是計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展過程中所必須要經(jīng)歷的,也是可以克服的。相信經(jīng)過各個部門的協(xié)力配合,密切協(xié)作,共同努力,一個自動化程度高、運(yùn)行可靠、功能強(qiáng)大、制度完善的集控中心很快會出現(xiàn)在大家眼前。

[1] GB 50059-92,35-110 kV變電站設(shè)計規(guī)范[S].

[2] DL/T 5149-2001,200-500 kV變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S].

Application of computer centra lized monitoring system for substation

ZHANG Guomiao1,WANG Lianwei1,ZHANGMaofen2
(1.Harbin Electric Power Bureau,Harbin 150030,China;2.Heilongjiang Electric Power Research Institute,Harbin 150030,China)

The main control center in order to set RCS-9001 computermonitoring system application process analysisof the problems found,forexample,from the transformer to run the professional pointof view research and discussion in three remote computermonitoring system of information and background image specification recommendations and describes the centralized control center featureselaborate setsand control centerset the background screen machine control system in the background,one or two devices at the remote control,remote,telemetry,etc.should have the amount of information and the future course of development and regulations need to be resolved some of the p rob lems.

substation;integrated automation;centralized control center;monitoring system

TM 734

B

1002-1663(2010)01-0067-04

2009-10-20

張國淼(1966-),男,現(xiàn)為 1994年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué),現(xiàn)為哈爾濱電業(yè)局變電運(yùn)行工區(qū)專工。

(責(zé)任編輯 徐秋菊)