SPS6000綜合自動化系統(tǒng)在電氣改造中的應用

【摘 要】隨著電力系統(tǒng)向超高壓、大容量發(fā)展，電力系統(tǒng)對保護的要求也不斷提高，除了基本的保護功能外，而且還應具有大容量的故障信息和數(shù)據的存放空間，滿足快速的數(shù)據處理要求；正是由于計算機技術、通信技術及網絡技術等多項科學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的電氣綜合自動化系統(tǒng)的軟、硬件不僅能滿足以前基本需要，而且還具備監(jiān)視、控制、遠動、五防等功能，基于原來的機械式繼電保護越來越不能滿足要求，因此電氣系統(tǒng)由機械式繼電保護改為微機保護漸漸成為一種趨勢。

【關鍵詞】SPS6000；綜合自動化；控制方案；電氣監(jiān)控系統(tǒng)

1、引言

陽泉煤業(yè)集團第二熱電廠于1996年12月份投產，裝機容量為3×6MW，是一座典型的煤礦坑口熱電廠，承擔著礦區(qū)保安電源的重擔。原來的電氣設備全部用繼電器保護，由于繼電器接線復雜，導致現(xiàn)場故障頻繁發(fā)生，給全廠的配電系統(tǒng)帶來了不安全隱患，嚴重影響著煤礦的正常生產。隨著電力系統(tǒng)安全要求的逐漸提高，原來的機械式繼電保護越來越不能滿足要求，取而戴之的將是保護先進、動作靈敏、工作更加人性化的微機保護，所以截止到現(xiàn)在得到了飛速的發(fā)展。

國電南自的SPS6000系列產品主要是針對110kV以下的變電站，并且該系列產品完全采用漢化的顯示技術，人機界面友好，每款產品均配置了基于PC機調試界面的接口，組合專用分析調試軟件包，大大改善了現(xiàn)場調試手段；該系列產品均采用防水、防塵、抗振動設計，適合安裝于開關柜等環(huán)境條件較為惡劣的環(huán)境運行。經過技術論證最后決定采用國電南自的SPS6000作為本次改造的控制系統(tǒng)。2008年9月份完成了電氣系統(tǒng)微機保護改造，經過四年的運行效果良好。

2、國電南自SPS6000系統(tǒng)簡介

國電南自的SPS6000采用高性能的32位單片機技術，因此裝置不僅穩(wěn)定性高，而且運算速度快，裝置模塊之間采用CAN通信技術，保證了數(shù)據信息進出流暢，事件可時時上傳，確保異常能及時被運行人員發(fā)現(xiàn)。該系列微機裝置配備高速以太網絡通信接口，并且每個裝置配置兩個獨立的IP，兩個網絡可以進行單獨使用，也可以同時使用，方便了裝置之間的通信和聯(lián)系。SPS6000控制系統(tǒng)由保護單元、測控單元、顯示單元三大部分組成，各CPU插件之間相互獨立，無依存關系，確保了系統(tǒng)的可性。正是由于具有高可靠性、高開放性、高精確性以及高度模塊化技術，因此可以實現(xiàn)數(shù)據實時采集、數(shù)據測量、數(shù)據顯示、保護控制、報警提示、數(shù)據上傳，同時可對數(shù)據進行記錄、統(tǒng)計、顯示打印等。

2.1配電系統(tǒng)

為了保證電氣微機裝置安全、穩(wěn)定運行，本次改造采用雙交流電源供電，運行方式為一用一備，兩趟交流電源能夠實現(xiàn)自動切換；交流電通過三塊型號為HD220/10-3的模塊，把輸入的380V交流電整流成220V的直流電源，正常情況下作為蓄電池的浮充電源，同時為微機裝置和監(jiān)控電腦逆變裝置提供工作電源，當兩趟交流電源都出現(xiàn)異常時，直流裝置能自動、快速切換到蓄電池為微機裝置繼續(xù)提供工作電源，保證電氣系統(tǒng)不失保護。避免在異常情況下影響對電氣設備的監(jiān)視，因此為監(jiān)控電腦安裝了一臺GN-2KFSP-21R型號的正弦波逆變電源，正弦波逆變裝置采用雙電源供電，正常情況使用交流電，交流失電后自動切換到直流系統(tǒng)供電，保證異常供電不影響后臺監(jiān)視。

2.2監(jiān)視系統(tǒng)

整個后臺監(jiān)控系統(tǒng)由一臺工程師站、一臺監(jiān)控站組成，監(jiān)控軟件選用SPS6000綜合自動化系統(tǒng)V3.1組態(tài)軟件。該軟件是一款基于windows 2003操作平臺上的多任務、多線程的工控軟件，監(jiān)控計算機能與調度系統(tǒng)計算機進行對時、通信，完成我廠事件順序記錄、遙信、遙測、遙控、遙調等功能。實時顯示各測點運行參數(shù)及主機運行情況，并自動生成各種報表，報警記錄，歷史曲線等，從而實現(xiàn)了對主機運行參數(shù)的遠距離監(jiān)視。后臺監(jiān)控系統(tǒng)是進行數(shù)據采集、處理、儲存、安全監(jiān)視、畫面顯示及拷貝，操作顯示主要是人機界面，用于圖形及報表顯示及打印、事件報警及記錄、狀態(tài)顯示和查詢，設備狀態(tài)和參數(shù)查詢，操作指導、操作控制命令的下達，通過當?shù)睾笈_監(jiān)控系統(tǒng)，運行值班人員能實現(xiàn)對所有設備的運行和操作控制。

每臺微機裝置都有一個主通信網口和一個備用通信網口，每個微機裝置都有不同IP地址，裝置通過網線全部聯(lián)接在兩臺直流交換機上，交換機通過網線和監(jiān)控電腦聯(lián)網，完成所有數(shù)據的上傳。所有數(shù)據通過一臺PSX600通信服務器，本裝置具有TRU數(shù)據處理及通信功能，PSX600通信服務器直接可以和單臺測控單元進行通信，把單臺測控保護裝置數(shù)據、信息進行處理后，按照遠方調度、集控中心的通信協(xié)議，把本廠電氣參數(shù)上傳到局調，完成和局調系統(tǒng)的數(shù)據交換。

2.3微機裝置GPS對時

隨著電廠自動化水平的提高，電力系統(tǒng)對統(tǒng)一時鐘的要求愈加迫切，有了統(tǒng)一時鐘，即可實現(xiàn)全廠微機系統(tǒng)在GPS時間基準下的運行監(jiān)控和事故后的故障分析，也可以通過各開關動作的先后順序來分析事故的原因及發(fā)展過程，因此統(tǒng)一時鐘是保證電力系統(tǒng)安全運行，提高運行管理的一個重要措施。為了保證所有微機時間的統(tǒng)一，本次改造采用了GPS脈沖同步信號自動對時，PSX600通信服務器接受到GPS信號后，利用裝置之間的通信網線向所有的微機裝置發(fā)送時鐘信號，單元測控裝置接收到信號后自動進行時間調整，確保每臺微機裝置24小時誤差不大于±5S。

2.4一次設備測控裝置選型

根據我廠一次設備的容量及電壓等級，結合SPS6000綜合自動化產品功能，經過和廠家技術人員技術探討，最后一次設備測控裝置的選型如下，DGT801裝置負責發(fā)電機保護，SPR651裝置負責發(fā)電機參數(shù)的上傳和后臺監(jiān)視；SPT641裝置負責主變差動保護，SPT642負責主變高、低壓側保護；SPT645負責廠用變壓器高壓側保護，SPP642負責廠變和備用廠變的自動備投；其它單臺6kV設備測量、保護裝置使用的是SPL641裝置，分散安裝在對應的開關柜上，實現(xiàn)所有間隔級單元設備各自運行、相互獨立互不影響，各間隔級單元通過通信網線與電氣主控的交換機通信，實現(xiàn)數(shù)據、信息的采集、處理和監(jiān)視，并完成上級控制層的命令的執(zhí)行，間隔級單元設備功能上不依靠監(jiān)控后臺，即使在通信網絡失效或站級控制設備故障時，仍能實現(xiàn)間隔單元一次設備的測控和保護功能。間隔級單元設備具備有就地、遠方切換開關，協(xié)調就地操作與遠方操作，在站級控制設備異常狀況下，仍能獨立完成對間隔設備一次設備的檢測和控制，保證了電氣設備的穩(wěn)定、安全運行。

3、結束語

陽煤集團第二熱電廠電氣系統(tǒng)綜合自動化改造，使我廠和全局的發(fā)、配電實現(xiàn)了時時通信，尤其在改造后裝置動作靈敏、可靠，避免了保護裝置的誤動，大大提高了電網的安全運行，使煤礦的安全用電得到了保證。由于技術人員經驗不足，在電氣綜合自動化改造過程中前瞻性不強，導致在改造過程中還存在一些技術問題，需要在今后的工作中進一步完善。