智能化變電站中遠(yuǎn)動(dòng)裝置技術(shù)的應(yīng)用

梁穗生

摘要：在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域，由于智能化電氣設(shè)備的發(fā)展，因此變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)得到很好的發(fā)展，向數(shù)字化的階段發(fā)展。文章對(duì)開放式數(shù)字化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上完成了對(duì)數(shù)字化變電站實(shí)現(xiàn)方式的探討。

關(guān)鍵詞：智能化；變電站；遠(yuǎn)動(dòng)裝置；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）20-0055-01

電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)是經(jīng)通道對(duì)被調(diào)度對(duì)象實(shí)行遙信、遙測、遙控、遙調(diào)的一種技術(shù)。其中遙信即遙遠(yuǎn)信號(hào)，其作用是將被監(jiān)視的發(fā)電廠。變電站的主要設(shè)備及線路的斷路器位置信號(hào)及其它用途的信號(hào)傳送給調(diào)度所，在調(diào)度所模擬盤上用燈光信號(hào)直接反映或用其它顯示裝置反映出來。遙測即遙遠(yuǎn)測量，其作用是將被監(jiān)視的發(fā)電廠、變電站的某些運(yùn)行參數(shù)傳送給調(diào)度所，在調(diào)度所一般可以用表計(jì)模擬量或數(shù)字量顯示其參數(shù)；遙控即遙遠(yuǎn)控制，其作用是調(diào)度所值班人員通過遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)變電站的某些設(shè)備進(jìn)行控制；遙調(diào)即遙遠(yuǎn)調(diào)節(jié)，其作用是在調(diào)度所直接遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)發(fā)電廠的有功或無功出力，也可用于遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器的分節(jié)頭等。

1數(shù)字化變電站簡介

數(shù)字化變電站指的是在對(duì)變電站的信息進(jìn)行采集、分析、處理、傳輸?shù)倪^程中，全部數(shù)字化。數(shù)字化變電站的特點(diǎn)是：模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、設(shè)備智能化、運(yùn)行管理自動(dòng)化以及通信網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字化變電站建設(shè)的核心問題是對(duì)以上特征的通信系統(tǒng)進(jìn)行滿足。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)主要包括：項(xiàng)目管理和一致性檢測、數(shù)據(jù)建模、功能建模以及通信協(xié)議等。按照IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的變電站，符合數(shù)字化變電站的要求。數(shù)字化變電站的設(shè)備有一次設(shè)備和二次設(shè)備，這些設(shè)備必須是智能設(shè)備，可以說智能設(shè)備是實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)字化的關(guān)鍵。智能設(shè)備含有通信接口，這些接口可以實(shí)現(xiàn)和其他設(shè)備交互控制命令、狀態(tài)、參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站的數(shù)字化、智能化發(fā)展已經(jīng)成為必然，各種高新技術(shù)在變電站中的應(yīng)用也促進(jìn)了變電站智能化發(fā)展，如遠(yuǎn)動(dòng)裝置技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了綜合自動(dòng)化變電站的發(fā)展，從長遠(yuǎn)角度來看，智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用不是偶然，而是時(shí)代發(fā)展的必然。

2數(shù)字化變電站的實(shí)施方案

2.1變電站系統(tǒng)總體規(guī)劃

針對(duì)220 kV和110 kV的開關(guān)設(shè)備和二次設(shè)備間用100 MB光纖交換以太網(wǎng)交換信息，此外每一個(gè)間隔需要構(gòu)建一個(gè)對(duì)立子網(wǎng)。將各間隔子網(wǎng)和過程層總交換機(jī)進(jìn)行連接。針對(duì)220 kV和110 kV線路，我們?cè)谶x擇互感器時(shí)，使用的是數(shù)字輸出的電子式互感器。110 kV的二次設(shè)備需要下放到開關(guān)柜，這樣和一次設(shè)備就離的很近，依然將傳統(tǒng)的硬接線使用到開關(guān)設(shè)備和二次設(shè)備中，以此來進(jìn)行信息的交換。此外，我們選擇了數(shù)字接口的光電式互感器。開關(guān)設(shè)備則將傳統(tǒng)設(shè)備和智能終端方案結(jié)合在一起。

2.2具體措施方案

①功能定位與配置原則。支持廠站端數(shù)據(jù)的綜合采集功能，綜合采集廠站端各類運(yùn)行數(shù)據(jù)。支持廠站數(shù)據(jù)統(tǒng)一遠(yuǎn)方交換功能，實(shí)現(xiàn)廠站端數(shù)據(jù)的統(tǒng)一出口。支持主站和廠站間的模型/圖形轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)訂閱發(fā)布、源端維護(hù)功能。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)須采用直采直送的原則，直接從間隔層裝置采集信息，智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和智能監(jiān)視中心、智能控制中心、智能管理中心、智能數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)交換通過站控層數(shù)據(jù)總線來完成。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和廠站端智能數(shù)據(jù)中心、智能監(jiān)視中心、智能控制中心、智能管理中心之間相互獨(dú)立，上述四中心的任何故障不影響智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。根據(jù)不同應(yīng)用的需求，智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)可以由多個(gè)物理實(shí)體構(gòu)成，分別完成不同的應(yīng)用。在滿足安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提下，同一安全區(qū)內(nèi)的不同類型數(shù)據(jù)可由同一個(gè)物理實(shí)體完成。

②技術(shù)要求。周圍環(huán)境要求：設(shè)備的使用地點(diǎn)應(yīng)無爆炸危險(xiǎn)，無腐蝕性氣體及導(dǎo)電塵埃，無嚴(yán)重霉菌存在，無劇烈振動(dòng)源，不允許有超過發(fā)電廠、變電站正常運(yùn)行范圍內(nèi)可能遇到的電磁場的存在，有防御雨、雪、風(fēng)、沙、塵埃及防靜電措施。場地安全要求應(yīng)符合GB 9361-1988中B類的規(guī)定。接地電阻應(yīng)符合GB/T 2887-2000中的要求。貯存、運(yùn)輸極限環(huán)境溫度設(shè)備貯存、運(yùn)輸極限的環(huán)境溫度為-40~+70 ℃，不出現(xiàn)異常情況。溫度恢復(fù)正常后，設(shè)備的性能應(yīng)符合3.7和3.8的規(guī)定。

③硬件。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)應(yīng)采用嵌入式裝置，在嵌入式裝置不滿足應(yīng)用需求的前提下，智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)可采用服務(wù)器。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)采用嵌入式裝置時(shí)不宜具有機(jī)械旋轉(zhuǎn)器件。在滿足規(guī)定功能要求條件下，設(shè)計(jì)應(yīng)滿足與環(huán)境相適應(yīng)的機(jī)械性能、電磁兼容性能等要求，考慮運(yùn)行可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，并兼顧經(jīng)濟(jì)合理性。當(dāng)采用服務(wù)器時(shí)，應(yīng)采用機(jī)架式安裝結(jié)構(gòu)。

④軟件。軟件應(yīng)具有可靠性、開放性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，操作系統(tǒng)應(yīng)采用安全性高、實(shí)時(shí)性好、成熟可靠的操作系統(tǒng)。支持廠站端各類運(yùn)行數(shù)據(jù)的綜合采集功能，通過DL/T 860協(xié)議采集測控?cái)?shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)、計(jì)量數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及直流屏消弧線圈等輔助設(shè)備數(shù)據(jù)，可通過專用協(xié)議采集PMU數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)應(yīng)具備新數(shù)據(jù)采集的擴(kuò)展能力。支持廠站端數(shù)據(jù)的統(tǒng)一遠(yuǎn)方交換功能，能夠?qū)崿F(xiàn)廠站端和主站之間模型、圖形的交互，支持廠站各專業(yè)完整數(shù)據(jù)的上傳，能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括但不限于測控?cái)?shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)、計(jì)量數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、PMU數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，以及直流屏消弧線圈等輔助設(shè)備數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等，能夠根據(jù)不同數(shù)據(jù)的重要性和實(shí)時(shí)性的要求，通過不同的通道或者不同的通信協(xié)議，滿足廠站端數(shù)據(jù)出站的“輕重緩急”的需求。支持訂閱發(fā)布功能，實(shí)現(xiàn)主站對(duì)廠站模型、數(shù)據(jù)的靈活配置和動(dòng)態(tài)管理。支持源端維護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遙控、遙調(diào)、遠(yuǎn)方修改定值和投退軟壓板功能、計(jì)劃曲線接收等操作和控制功能。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)應(yīng)支持調(diào)度端程序化操作的功能,支持操作過程的可視化，能夠向主站上送操作票中每步操作的內(nèi)容，能夠向主站上送當(dāng)前步驟和執(zhí)行狀態(tài)。支持對(duì)遙信變位、保護(hù)動(dòng)作事件、錄波波形、操作報(bào)告、電量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并支持主站對(duì)動(dòng)作歷史信息、操作報(bào)告等記錄進(jìn)行召喚。對(duì)PMU數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延與傳輸速率滿足主站系統(tǒng)應(yīng)用的要求：數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)可以整定，至少應(yīng)支持25、50、100次/s的可選傳輸速率。要具備和智能電子裝置以及調(diào)度間的通信狀態(tài)檢查和監(jiān)視功能。

3結(jié)語

為了提高變電站的智能化水平，應(yīng)用遠(yuǎn)動(dòng)裝置技術(shù)非常重要，保證了電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。根據(jù)變電站運(yùn)行及調(diào)試相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)，不但要滿足變電站的基本需求，還應(yīng)該滿足技術(shù)的先進(jìn)性，防止功能不完善導(dǎo)致運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，或者短時(shí)間內(nèi)就被淘汰。遠(yuǎn)動(dòng)裝置技術(shù)是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的重點(diǎn)，其穩(wěn)定與安全對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生重要的影響，同時(shí)也為電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度與合理運(yùn)行提供依據(jù)。在設(shè)別選型時(shí)，采用可靠的設(shè)備，重點(diǎn)放在遙信正確定、遙控可靠性、監(jiān)控實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性及可維護(hù)、可擴(kuò)展等方面。除此以外，變電站智能化系統(tǒng)的選型工作中，應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化理念，統(tǒng)一設(shè)備選型的原則，建立合理、科學(xué)的評(píng)價(jià)體制、方法及程序外，還要從諸多單個(gè)設(shè)備及操作系統(tǒng)等環(huán)節(jié)選擇通用設(shè)計(jì)、造價(jià)、工藝標(biāo)準(zhǔn)等，在變電站各環(huán)節(jié)都以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為指導(dǎo)，最終建立起統(tǒng)一協(xié)調(diào)的智能化變電站。

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