所属栏目：电力论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:163
副标题#e#摘要：220kV北郊变电站是齐齐哈尔市重要的枢纽变电站，该变电站以其在电网中的重要位置和完善的接线方式，被黑龙江省电力公司列为220kV老站无人值班改造的试点。文中就220kV北郊变综合自动化改造设计中采用的相关技术和针对难点采取的对策进行总结，并对改造后的效果进行评价。
关键词：220 kV变电站；综合自动化；技术改造
0 引言
随着3c技术(Computer、Communication、 Consumer—electronics)的发展，变电站监控技术也在不断进步，从上世纪末期开始，我省电网广泛开展了l10kV及以下变电站的无人值班改造，达到了减人增效的目的，相对于ll0kV变电站监控模式的改造而言，220kV变电站监控可靠性要求较高，监控模式也较复杂。对220kV老旧变电站监控模式的改造既要保护原有资源，又要保证技术的可靠性、先进性和经济性，因此具有一定的难度。齐局220kV北郊变电站作为省公司220kV老站无人值班改造的试点，在总体方案上采用综合自动化技术，在关键环节上采用特殊对策，较好地解决了上述难题，取得良好效果。
1 220kV北郊变电站概况
北郊变电站齐市地区重要220kV枢纽变电站，1988年11月建成并投入运行。北郊变电站电气主接线为：220 kV及 ll0 kV部分采用双母线及旁路的接线方式，10kV部分采用单母线分段接线方式，配备两台120 MVA变压器。北郊变电站原采用常规控制方式进行监视和控制操作，220kV线路保护设备使用国电南京自动化有限公司WXB-11系列产品，ll0kV保护设备使用WXB—llC型保护，主变及110kV线路、10kV部分为常规电磁式继电保护，远动设备采用 MB88型 RTU及常规变送器模式。
由上可见，无论是变电站的地位、规模，还是设备、技术状况，选取220kV北郊变电站进行无人值班改造是具有较强的试点意义的。
2 220kV变电所无人值班改造方案
2.1 完善四遥功能
信息量配置应满足供电可靠性、设备可用率、电压合格率、线损、电能电量、母线电量不平衡率、进线力率、集中监视、监控、检测等安全生产管理的要求，为防止通道拥挤，所选信号不宜太多，应适当归并。“遥测、遥信、遥控、遥调”数量的确定，应符合部颁《地区电网调度自动化设计技术规程》及《黑龙江省电力公司220kV变电所无人值班实施原则(试行)》的要求。有人值班变电站中一般具有遥信、遥测功能，但不具备遥控功能，其遥信、遥测功能只是为调度自动化服务。因调度所关注的遥信量相对较少，而无人值班后监控值班员对变电站运行情况的判断和处理就全部依赖监控系统，所以在无人值班改造中要充分考虑所采集的信息全面、够用，也要考虑遥控、遥调点的实用性，保证能够及时发现异常，及时处理异常和事故，尽可能减少值班员在变电站和监控中心间无谓的往返。
2.2 监控部分与微机保护设备的计算机通信
监控部分与保护部分的计算机通信是通过保护管理机实现的。微机保护与计算机监控系统的接入方式为：除10kV系统以外的所有微机保护及故障滤波都通过保护管理机单独组成一子系统网，直接向站级控制层传送信息。这样做有两大优点：一是在监控部分可以得到更详尽的保护动作信息，而其他保护信息也可从报告项中获得，可节省信号电缆，同时还可实现保护定值的显示和修改及投退控制功能。二是在监控部分故障时仍可实现保护的正常运行及维护。
2.3对通信的要求
变电站实施无人值班后，变电站所有信息以通信方式传输至调度自动化系统，这就对通信提出了更高的要求，所以通信介质应尽量采用光纤、微波或电缆，原则上应具备两路不同路由的信道，实现信道设备冗余。
2#p#副标题#e#.4 站内时钟同步问题的解决
站内配备独立的GPS卫星同步时钟系统，实现全站各系统在统一GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析。GPS对时接口一般有：RS232串口输出、RS485串口输出，非调制IRIG-B输出信号，分脉冲1PPM输出信号，秒脉冲1PPS输出信号等。综自变电站中往往有许多不同的新老装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，在实际的工程应用中往往是几种对时方式结合在一起使用的，这样就需要增加硬接点或网络对时来统一时间。比如变电站自动化系统中有很多设备不支持B码对时，则多采用串行口对时和1PPM脉冲对时相结合的对时方式，串行口对时将智能设备的时间基准精确到毫秒级，而1PPM每整分钟发一个脉冲作用于智能装置的时钟清零线,从而实现时钟的精确同步。具有B码对时功能的智能装置，原则上是不能再接受串行通信报文对时的，否则会出现时间跳变，而比较先进的智能装置会在通信程序里增加一个判据，当B码对时功能发生故障时才接受串行口的对时报文进行对时。
2.5变电站防误闭锁功能
微机五防系统通过以太网和串行口与后台监控网络相连，其主要功能是：接收开关刀闸等实时状态信息；通过以太网网络闭锁／容许后台监控对某路开关的遥控操作，防止误拉合开关；把微机防误通过五防钥匙读取的刀闸、网门、接地线等虚遥信息分别发送给当地后台、调度监控中心，实现刀闸遥信量的全部采集；可通过修改后台监控软件，根据刀闸、接地线、网门等状态信息实现逻辑联闭锁功能。
2.6开关自动同期监测
在 NSD500V测控装置中，集中配置了断路器自动同期监测单元。接入检测的分别是 PT二次母线电压和该开关线路 PT二次电压，各单元与一次设备单元一一对应。同期检测单元能自动比较同期电压的幅值、相角和频率，自动捕捉同期点发出合闸命令，同时还具有同期解除／投入闭锁以及测量回路故障闭锁同期的功能。
2.7装设安全视频监控系统
目前无人值班改造后的220kV变电站通常采用“无人值班，有人值守”的管理模式，无人值班后，站内的防火防盗工作重要性凸显，为了实现无人值守，在已有的“遥测、遥信、遥控”的基础上增加“遥视”功能，以便将现场摄像头录制的信号通过信道传至远方，供调度员监视，从而及时了解现场设备运行工况是十分必要的。变电站安全视频监控系统集智能的防盗、防火、辅助巡视、事件记录和管理等功能于一身，为无人值班变电站的安全运行提供了重要技术手段，220kV北郊变电站改造中安装了该系统。系统包括摄像机等监视设备，红外对射、红外双鉴、高分贝声光告警装置等防盗设备，以及主机及数据采集和控制单元。主要在围墙配置红外对射，在主要出入口配置红外双鉴，在主建筑或者围墙上装设高分贝声光告警装置，并且对灯光进行控制。通过主机实现图像的压缩和远传、告警和连动、图像的记录、与消防主机互联。值班员可以在监控中心对变电站进行可视化监控。如现场有非法侵入，可以按照预先的设定进行联动：如将一个或者多个摄像头转向告警点，开启灯光，进行录像，鸣响警笛，对入侵人员进行吓阻，同时在监控中心计算机上推出该点画面，并发出告警音响提示值班员有情况发生，进行监控。也可对火警动作的区域实行联动录像。消防系统与视频监控的有机整合有利于及时判断火情的真伪，减少值班员冲到现场进行判断的不必要劳动，为及时组织救火节约时间，现场的录像也可作为事故及原因分析的辅助依据。
3 220kV变电所无人值班综自改造实施关键点
在改造过程中笔者也遇到过一些问题，在这里把解决这些问题的办法和体会提出来供大家参考。
3.1 一次设备与二次设备的配合
改造的变电站内断路器、隔离开关的种类较多，操作机构五花八门#p#副标题#e#。内部配线，元器件选择等方面的差异很大，这会给施工、设计带来许多不便.即使相同类型的机构不同厂家的图纸也不能通用，对综合自动化系统的要求也不相同。例如：SF6断路器弹簧操作机构，有些厂家在机构箱内已完善“SF6低气压报警及闭锁回路”、“弹簧未储能报警及闭锁回路”只需将相应接点送至相应回路即可；但也有些厂家在机构箱内未设置上述回路，认为断路器的跳、合会对继电器的动作行为产生不利影响，只能在综合自动化系统或保护装置中完善该回路。设计人员在与设备生产厂家签订技术协议时需明确具体要求。一次与二次设备是否配合衔接，是综合自动化系统能否对来自一、二次设备各种信息集中监视和控制的前提，在变电站改造综合自动化设计中这种问题尤其突出。
3.2 微机智能装置与综合自动化系统的通信
变电站内各种微机智能装置如：保护装置、测控装置、多功能电度表、直流监控装置、小电流接地选线装置、故障录波装置、灾情报警装置均应通过串口及网络与自动化系统进行信息交换,这就牵涉到接口及规约问题。部分综合自动化装置厂家已考虑微机智能装置的系统接口及规约转换，在厂家未考虑到的情况下，接口及规约问题可通过如下方式解决：1)微机保护装置及测控装置使用同一厂家的产品，在通讯串口及通讯规约方面就不存在什么问题；2)在保证保护装置性能的前提下，使用自动化程度高及兼容性强的产品；3)在技术协议中明确要求综合自动化装置厂家完成站内其它设备的接口及规约，以免造成通信不正常或通信信息不健全。变电站采用可靠、实用、高效的通信网络和协议，可极大地优化自动化系统功能，提高自动化水平。
3.3 施工调试过程中注意的问题
(1)注意设计好全所二次设备屏位布置,首先将综自系统的远动屏和公用测控屏、电压切换屏以及当地计算机监控系统等设备安装调试,并实现通讯,从而不影响电能计量关口的远方遥测(2)注意调试定义好计算机监控系统实现继电保护等装置事故信息、信号的当地监控及上传,并逐步将各等级电压二次回路的切换和并列回路转接分配,避免造成施工中二次设备失压。(3)需要设备停电施工的要注意与各电压等级的母线停电相结合。不同厂家、不同通讯规约的设备综自联调,要注意先安排电容器、旁路等非重要用户间隔设备的停电,避免重要设备停电因通讯等问题延误工期,影响供电和系统运行。
3.4变电站二次安全防护
为了加强变电站二次系统安全防护，确保电力监控系统及电力调度数据网络的安全，抵御黑客、病毒、恶意代码等通过各种形式对变电站二次系统发起的恶意破坏和攻击，以及其它非法操作，防止变电站二次系统瘫痪和失控，并由此导致的变电站一次系统事故。依据国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》，按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的基本原则，配置变电站二次安全防护设备。对于220kV 以上的变电站二次系统，应该在变电站层面构造控制区和非控制区。将故障录波装置和电能量采集装置置于非控制区；对继电保护管理终端，具有远方设置功能的应置于控制区，否则可以置于非控制区。变电站二次系统安全防护的总体部署图如下：
4 结束语
220 kV北郊变电站完成综合自动化改造以来，运行稳定可靠，没有发生过系统瘫痪或 误动、拒动的现象，充分满足了无人值班或少人值班应具备的条件，这些经验的积累为今后220 kV老站改造提供了一些参考及借鉴。同时，齐局将以220 kV北郊变作依托，形成以 220 kV北郊变电站为核心的集控中心。根据规划，到2010年，齐局将形成四个这样模式的无人值班变电站集控群，进一步提高无人值班变电站数字化和科学化管理水平。