微機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在煤礦變電站自動化改造中的應(yīng)用

趙靜

開灤雞冠山110KV變電站始建于上世紀(jì)80年代，設(shè)備維護(hù)及更新的工作量和費用逐年上升；保護(hù)控制元件型號陳舊，動作的可靠性、選擇性和靈敏性都與現(xiàn)代的微機綜合保護(hù)裝置無法比擬，與上下級電網(wǎng)的微機保護(hù)配合困難；信息傳遞遠(yuǎn)不能滿足自動化生產(chǎn)的要求。本文結(jié)合開灤雞冠山110KV變電站技術(shù)改造過程，討論煤礦變電站的自動化改造與設(shè)計。

一、變電站現(xiàn)狀

1.主接線方式及主要一次設(shè)備

（1）110kV側(cè)為雙母線接線，2路電源進(jìn)線、2路主變出線。主變壓器2臺，型號為SFZ10-63000MVA，接線方式為Yn/Yn0，電壓為110/38.5kV。(2) 35kV側(cè)為雙母線接線，采用LW8-40.5SF6開關(guān)，有線路9條，另有3臺35/6KV的變壓器。

2.保護(hù)控制及自動裝置現(xiàn)狀

(1)公用部分。主控回路及中央信號采用的是70年代的弱電選控裝置。包括2臺主變壓器SFZ10-63000MVA、兩條110kV線路和9條35kV線路的控制、測量及中央信號，另外系統(tǒng)還配置有110kV母差保護(hù)裝置、故障錄波器、同期裝置、35kV小電流接地裝置、低周減載裝置等。(2)主變壓器保護(hù)配置。采用電磁式繼電器元件構(gòu)成各類電氣保護(hù)。主變差動保護(hù)由電磁式LCD-4型差動繼電器及其相關(guān)回路構(gòu)成；主變重瓦斯繼電器動作于兩側(cè)開關(guān)，輕瓦斯發(fā)出告警信號；零序電壓閉鎖零序電流保護(hù)；35kV復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)等。(3)線路保護(hù)配置。110kV線路分別由WXB-01B、WXB-51C或LH-11型電磁式繼電器構(gòu)成相間、接地、距離和零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護(hù)。35kV線路均為分立元件電磁式保護(hù)裝置設(shè)置過流、速斷、重合閘保護(hù)。

3.其他

(1)計量部分。設(shè)有110kV線路電度表屏、主變電度表屏、35kV線路電度表屏，其中部分電度表已更換為單輸出式脈沖數(shù)字電度表。(2)站用配電屏及直流屏各一套。

二、改造的基本思路

此變電站運行方式基本固定，擬建立新型的中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)全站自動化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，以降低運行成本。

1.基本原則

(1)經(jīng)過改造，全站設(shè)備達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，控制保護(hù)實現(xiàn)微機自動化。(2)利用原有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。(3)盡可能降低改造成本，實現(xiàn)“四遙”等各項功能。

2.基本構(gòu)想

結(jié)合目前國內(nèi)自動化技術(shù)的發(fā)展水平，基于上述基本原則，提出以下基本構(gòu)想：

(1）新建一套GNP300型變電站微機綜合自動化控制系統(tǒng)。(2)所有110KV一次設(shè)備全部更新，110KV少油開關(guān)更新為LW24-126型SF6斷路器。新建一套全網(wǎng)五防系統(tǒng)和自動開票系統(tǒng)。(3)組建站內(nèi)自動化系統(tǒng)以及相應(yīng)的分布式通信網(wǎng)絡(luò)。(4)拆除原直流設(shè)備屏3塊，更換為體積小、容量大的DMP-6000直流系統(tǒng)。(5)更新站用電屏3塊。

三、技術(shù)和功能要求

1.總的要求

微機設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)對變電站運行自動監(jiān)控，要求設(shè)備質(zhì)量可靠，技術(shù)先進(jìn)；軟件功能齊全，人機界面靈活、組屏合理。

（1）間隔層：完成對現(xiàn)場一次設(shè)備信號的采集、保護(hù)及測控功能，其功能的實現(xiàn)不依賴于通訊層及站控層。以站內(nèi)一次設(shè)備間隔(1臺變壓器或1條線路)為基本單元，構(gòu)成分散式間隔層，每個間隔層相對獨立，所含元件應(yīng)具有多項功能。例如對于一條110kV線路，自動化系統(tǒng)中相對應(yīng)的元件不僅可以實現(xiàn)線路的主保護(hù)、后備保護(hù)和三相一次重合閘，也要具備線路的控制、測量、信號、事故追憶以及測距等功能。（2）通信層：實現(xiàn)多種遠(yuǎn)動標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的在線轉(zhuǎn)換，完成對全系統(tǒng)不同廠家一次設(shè)備和總控單元的互聯(lián)；多管理機配置方式，可以多機互為熱備用。各間隔層通過站內(nèi)通信網(wǎng)互聯(lián)，并與站控層聯(lián)結(jié)組成分布式通信網(wǎng)絡(luò)。（3）站控層：完成變電站與調(diào)度及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控之間的信息傳送，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控則完成全站信息分類、管理、存儲。站控層是自動化系統(tǒng)的核心，它通過站內(nèi)通信網(wǎng)管理全站的間隔層并顯示、打印有關(guān)信息，進(jìn)行開關(guān)操作，并在事故及異常情況下報警。

后臺監(jiān)控部分應(yīng)能支持多站數(shù)據(jù)庫，可使用不同的接口和規(guī)約傳送不同的信息。

2.對保護(hù)及自動裝置的要求

所有新增加的保護(hù)及自動裝置，其元件及功能應(yīng)相對獨立，具有很高的可靠性并符合電力系統(tǒng)有關(guān)的反措規(guī)定，也必須是經(jīng)現(xiàn)場運行表明其性能指標(biāo)均達(dá)到要求的微機型設(shè)備。

裝置的類型配置應(yīng)滿足該站的實際需要，并符合DL400—91《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。各類定值均可獨立整定(包括就地和遠(yuǎn)方兩種操作方式)。各類信號的復(fù)歸具有就地和遠(yuǎn)方兩種手段。動作出口回路中分別設(shè)軟壓板和硬壓板。

3.對站用電和直流電源的要求

盡可能簡化站用電回路，但不能降低其工作可靠性?？煽啃愿?、體積小、占用屏位少為直流設(shè)備選型的必要條件，同時要求其微機化控制能夠進(jìn)入站內(nèi)通信網(wǎng)運行。

4.對站控層的功能要求

四、改造后的效果

改造后，系統(tǒng)能實現(xiàn)對變電站全站電氣系統(tǒng)的模擬量、數(shù)據(jù)量、開關(guān)量、脈沖量、溫度量、保護(hù)信息等的數(shù)據(jù)采集、計算、判別、報警、事件順序記錄、報表統(tǒng)計、曲線分析并根據(jù)需要向現(xiàn)場保護(hù)測控單元層發(fā)布命令，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)。實現(xiàn)了變電站的遙測、遙信、遙控遙調(diào)功能，降低了誤操作的風(fēng)險。并能與上級電網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)進(jìn)行以太網(wǎng)通訊，提高了系統(tǒng)運行的安全性，部分崗位實現(xiàn)了無人值守，減年運行人工成本。

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