35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)

肖本鋒

(江西銅業(yè)集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)

肖本鋒

(江西銅業(yè)集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

本文簡要介紹了我廠35kV變電站的現(xiàn)狀，以及在變電站實現(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)的可靠性與重要性;提出了在我廠35kV變電站如何實現(xiàn)綜合自動化及其發(fā)展前景;并淺析了在我廠35kV變電站綜合自動化實現(xiàn)后的效果;實現(xiàn)了變電站的四搖功能;確保了變電站的安全、可靠、穩(wěn)定運行。

變電站綜合化;自動化系統(tǒng);結(jié)構(gòu);四搖功能;效果;安全;可靠;穩(wěn)定

1 引言

為了提高我廠35kV變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)。我廠決定在35kV變電站實現(xiàn)綜合自動化，應(yīng)用自動控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)實現(xiàn)35kV變電站運行監(jiān)測、協(xié)調(diào)、控制和管理任務(wù)，部分取代變電站常規(guī)二次系統(tǒng)，減少和代替運行值班人員對變電站運行進行監(jiān)視、控制的操作，使變電站更加安全、穩(wěn)定、可靠運行。同時進一步探索在我廠變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)后的效果，逐步發(fā)展和完善我廠35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)［1］。

2 我廠35kV變電站目前狀況

我廠35kV變電站目前有六個。大部分35kV變電站地處偏遠地區(qū)，變電站繼電保護大部分采用傳統(tǒng)的繼電保護［5］，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)都沒有到位。隨著設(shè)備運行時間日久，給變電站的安全運行帶來了一定的隱患。而且用電負(fù)荷的增加且員工老齡化，我廠35kV變電站實現(xiàn)綜合自動化已成趨勢。我廠地處偏遠的變電站非常適合實現(xiàn)綜合自動化，充分利用計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行綜合并優(yōu)化的自動化系統(tǒng)，能更好地實施無人值守或少人值守，達到廠調(diào)與上級調(diào)度對變電站實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)的功能［2］。最終達到變電站精簡高效的目的。

3 變電站綜合自動化系統(tǒng)在我站的實現(xiàn)

筆者先就我廠地處偏遠一個變電站實現(xiàn)綜合自動化為例，整個變電站綜合自動化系統(tǒng)改造分為兩個部分:站控層與現(xiàn)地層［3］。

站控層:由通信保護管理器、MODEM等構(gòu)成，負(fù)責(zé)完成整個變電站的控制和監(jiān)視以及遠程維護。所有模擬量、數(shù)據(jù)量、開關(guān)量、脈沖量的實時采集、處理，按照通信規(guī)約的要求，上傳給各個上級調(diào)度端，并對間隔層的設(shè)備進行管理和下發(fā)各種命令。

現(xiàn)地層:按站內(nèi)一次設(shè)備(一臺主變、一條線路等)分布式配置。保護全部采用微機保護，保護測控裝置全部集中在主控制室內(nèi)。各保護單元相對獨立，能獨立完成其保護功能，并通過通訊接口向監(jiān)控系統(tǒng)傳送保護信息。

以下是變電站綜合自動化結(jié)構(gòu)框圖:

圖1 變電站自動化結(jié)構(gòu)框圖

我廠35kV變電站綜合自動化改造分如下步驟進行:

(1)根據(jù)變電站現(xiàn)場情況，繪制主變保護測控柜電氣設(shè)計圖;35kV線路保護測控柜電氣設(shè)計圖; 6kV線路電容器保護測控柜電氣設(shè)計圖;公用測控柜電氣設(shè)計圖。設(shè)計圖內(nèi)容主要有:過電流保護，三相一次重合閘，低周減載，低壓減載。3路電壓、3路電流(測量CT)及P、Q、Cosф等電量測量，遙測測量誤差:0.5%，開關(guān)量輸入，脈沖量輸入，AC220V供電，本體重瓦斯跳閘，本體重/輕瓦斯信號、變壓器超溫信號等功能［4］。

(2)根據(jù)設(shè)計圖訂制保護柜，要求有:

①每個保護裝置都設(shè)有就地出口硬壓板和保護出口軟壓板;

②操作方式具備站內(nèi)微機、調(diào)度中心遠方操作、站內(nèi)設(shè)備的就地操作相互閉鎖功能;

③系統(tǒng)具有遠方維護功能。

(3)按35kV變電站一次設(shè)備分布式配置，保護全部采用微機保護，保護測控裝置集中在主控制室內(nèi)。各保護單元相對獨立，能獨立完成其保護功能，并通過通訊接口向監(jiān)控系統(tǒng)傳送保護信息。

(4)計量:保護采用不同的電流互感器，分別是測量CT和保護CT，保護的功能獨立于監(jiān)控系統(tǒng)的功能;保護裝置全部具有多套定值。

(5)對開關(guān)的控制由保護完成。

傳統(tǒng)的系統(tǒng)對開關(guān)的手動控制是由控制屏完成的，這樣對開關(guān)的控制接線重復(fù)，增加了現(xiàn)場的電纜接線。在本系統(tǒng)中對開關(guān)的手動控制是由各開關(guān)所接的保護完成?？刂泼钪苯訌默F(xiàn)場總線發(fā)送到保護，保護接到命令后，根據(jù)預(yù)先整定的程序，如檢無壓、檢同期等完成對開關(guān)的控制。系統(tǒng)中對沒有安裝保護的開關(guān)和刀閘，仍由控制模塊完成。

(6)整個35kV變電站綜合自動化實現(xiàn)時間需要1個月左右。完成后空負(fù)荷試驗，搖接地，測量，做各種電氣試驗合格后，送電。運行良好。

4 35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)改造后的實現(xiàn)的主要功能

改造后的變電站綜合自動化系統(tǒng)主要功能有:

(1)保護功能;

(2)所接開關(guān)的跳、合及就地與遠方手動控制;

(3)交(直)流電量的采集、處理(測量CT);

(4)電度脈沖量的采集、處理;

(5)開關(guān)量的的采集、處理;

(6)開關(guān)、刀閘的控制;

(7)事故報警與事故記錄;

(8)數(shù)據(jù)采集;

(9)保護及變電站自動化信息的采集;

(10)數(shù)據(jù)預(yù)處理(包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算和采樣);

(11)控制和調(diào)節(jié)功能;

(12)事件順序記錄和事故追憶;

(13)運行報警;

(14)畫面顯示及人機交互操作;

(15)報表的制作、顯示和打印;

(16)時鐘校正;

(17)網(wǎng)頁瀏覽器。

5 對比35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)前后效果

改造后的變電站與改造前的變電站對比:

(1)完全漢化接口:可以方便地進行保護定值整定、遙測量的觀察等。

(2)增設(shè)了微機保護:對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。對開關(guān)的控制由保護完成:傳統(tǒng)系統(tǒng)中對開關(guān)的手動控制是由控制屏完成的，這樣對開關(guān)的控制接線重復(fù)，增加了現(xiàn)場的電纜接線。

(3)數(shù)據(jù)采集及處理功能:包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)［6］。

狀態(tài)量采集:

狀態(tài)量包括:斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預(yù)告信號等。目前這些信號我站大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。

模擬量采集:

常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括:各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。

(4)控制和操作功能。

操作人員通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。

并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。

(5)與監(jiān)控系統(tǒng)通信。集中式配置專用故障錄波器，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動作序列。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。

(6)數(shù)據(jù)處理和記錄。

歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有:

①斷路器動作次數(shù);

②斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù);

③輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時;

④獨立負(fù)荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間;

⑤控制操作及修改整定值的記錄。

根據(jù)需要，以上功能可在我廠35kV變電站當(dāng)?shù)厝繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。

6 結(jié)語

通過以上分析與研究，可以看到我廠變電站綜合自動化實現(xiàn)完善的自診斷和在線自檢功能:實現(xiàn)了變電站四遙(遙控、遙信、遙測、遙調(diào))功能。直至2008年年底，我廠已有3個35kV變電站實現(xiàn)了變電站綜合自動化系統(tǒng)，精簡了變電站值班人數(shù)，分流了變電站值班總?cè)藬?shù)的70%。減少了勞動強度，避免了誤操作，使人為事故大大減少，提高了變電站的運行安全可靠性。提高經(jīng)濟效益。達到了精簡人員高效的目的。

對于實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和現(xiàn)場運行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行水平起到了很大的促進作用，它將能大大加強電網(wǎng)一次、二次系統(tǒng)的效能和可靠性，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進一步體現(xiàn)出來。變電站綜合自動化值得在我廠其它35kV變電站推廣。

［1］楊奇遜.變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展趨勢.電力系統(tǒng)自動化，1995，19(10).

［2］龔強，王津.地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)與應(yīng)用.北京:中國電力出版社，2005.

［3］劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動化系統(tǒng).中國水利電力出版社，1999.

［4］電子產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)匯編，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

［5］許繼集團有限公司.WMH－800微機母線保護裝置，2001.

［6］國電南京自動化股份有限公司.WMZ－41微機母線保護裝置，2000.

Implementation of 35kVSubstation Comprehensive Automated System

XIAO Ben－feng

(JCC Dexing Copper Mine，Denxing，Jiangxi，China 334224)

In this article，the present station of 35kV substation and the reliability and importance of comprehensive automated system realized for substation are briefly introduced.How to achieve the comprehensive automation for 35kV substation and its developing prospects are also introduced.After implementing the comprehensive automation，35kv substation realized four functions to ensure the safety，reliable and steady running.

substation integration;automated system;structure;four－function;effect;safety;reliable;steady

TM63

B

1009－3842(2011)01－0078－03

2010－12－12

肖本鋒(1973－)男，江西萍鄉(xiāng)人，本科，電氣工程師，從事變電站電氣管理工作，E－mail:305655775@qq.com