聶延春

摘要:隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運行水平的提高,大量采用遠方集中監(jiān)視、控制等變電站綜合自動化系統(tǒng),既提高了勞動生產(chǎn)率,又減少了人為誤操作的可能。采用變電站綜合自動化技術是計算機和通信技術應用的方向,也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢,將變電站由常規(guī)站改為綜自站漸漸成為一種趨勢。綜自改造后的變電站,其運行情況越來越依賴于自動化裝置的實用性及成熟性。該文就綜自改造中出現(xiàn)的問題及特點做出相應分析,以尋找解決這些問題的合理方案

關鍵詞:變電站;綜合自動化系統(tǒng);問題;內(nèi)容特點

變電站綜合自動化系統(tǒng)自20世紀90年代以來,一直是我國電力行業(yè)中的熱點之一。根據(jù)電網(wǎng)的要求,每年又有不少變電站進行技術改造,以提高自動化水平。通過先進的計算機技術、通信技術的應用,為新的保護和控制技術采用提供技術支持,解決過去能解決的變電站監(jiān)視、控制問題,促進各專業(yè)在技術上、管理上配合協(xié)調(diào),為電網(wǎng)自動化進一步發(fā)展提供基礎,提高變電站安全、可靠和穩(wěn)定運行水平。因此,將變電站由常規(guī)站改造為綜自站已漸漸成為一種趨勢。

1 變電站綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其存在的問題

目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計還沒有統(tǒng)一標準,因此標準問題(其中包括技術標準、自動化系統(tǒng)模式、管理標準等問題)是當前迫切需要解決的問題。

生產(chǎn)廠家的問題 。目前在變電站綜合自動化系統(tǒng)選型當中存在著如所選系統(tǒng)功能不夠全面,產(chǎn)品質(zhì)量不過關,系統(tǒng)性能指標達不到要求等情況,主要有以下問題:

由于變電站綜合自動化設備的生產(chǎn)廠家過分重視經(jīng)濟利益,用戶又過分追求技術含量,而不重視產(chǎn)品的性能及實用性,因而一批技術含量雖較高,但產(chǎn)品并不過關,甚至結(jié)構(gòu)、可靠性很差的所謂高技術產(chǎn)品不斷被使用。廠家只要有人買就生產(chǎn),改進的積極性不高,甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺乏起碼的質(zhì)量保證措施,有些外購部件更是缺乏管理,因而導致部分投產(chǎn)的變電站問題較多;有些廠家就某產(chǎn)品只搞技術鑒定,沒搞產(chǎn)品鑒定;另外,生產(chǎn)廠家對變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能、作用、結(jié)構(gòu)及各項技術性能指標宣傳和介紹不夠,導致電力企業(yè)內(nèi)部專業(yè)人員對系統(tǒng)認識不透徹,造成設計漏洞較多。

不同產(chǎn)品的接口問題 。接口是綜合自動化系統(tǒng)中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一,包括RTU、保護、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設備之間的通信。這些不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通,需花費軟件人員很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。當不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時,問題會很嚴重。

如果所有廠家的自動化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開放的數(shù)據(jù)接口標準,則上述問題可得到圓滿解決,用戶可以根據(jù)各種產(chǎn)品的特點進行選擇,以滿足自身的使用要求。

抗干擾問題 。關于變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾問題,亦即所謂的電磁兼容問題,是一個非常重要然而卻常常被忽視的方面。傳統(tǒng)上的變電站綜合自動化設備出廠時抗干擾試驗手段相當原始,僅僅做一些開關、電焊機、風扇、手提電話等定性實驗,到現(xiàn)場后往往也只加上開合斷路器的試驗,一直沒有一個定量的指標,這是一個極大的隱患。

變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾措施是保證綜合自動化系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定運行的基礎,選擇時應注意,合格的自動化產(chǎn)品,除滿足一般檢驗項目外,主要還應通過高低溫試驗、耐濕熱試驗、雷電沖擊電壓試驗、動模試驗,而且還要重點通過四項電磁兼容試驗,分別是:1MHz脈沖干擾試驗、靜電放電干擾試驗、輻射電磁場干擾試驗、快速瞬變干擾試驗。

傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡的選擇問題 。變電站和調(diào)度中心之間的傳輸規(guī)約。目前國內(nèi)各個地方情況不統(tǒng)一,變電站和調(diào)度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規(guī)約,如部頒CDT、SC-1801、DNP3.0等。

1995年IEC為了在兼容的設備之間達到互換的目的,頒布了IEC 60870-5-101傳輸規(guī)約,為了使我國盡快采用遠動傳輸?shù)膰H標準,1997年原電力部頒布了國際101規(guī)約的國內(nèi)版本DL/T 634-1997,并在1998年的桂林會議上進行了發(fā)布。該規(guī)約為調(diào)度端和站端之間的信息傳輸制定了標準,今后站端變電站綜合自動化設備與遠方調(diào)度傳輸協(xié)議應采用101規(guī)約。站內(nèi)局域網(wǎng)的通信規(guī)約。目前許多生產(chǎn)廠家各自為政,造成不同廠家設備通信連接的困難和以后維護的隱患。1997年IEC頒布了IEC 60870-5-103規(guī)約,國家經(jīng)貿(mào)委在1999年頒布了國際103規(guī)約的國內(nèi)版本DL/T 667-1999,并在2000年的南昌會議上進行了發(fā)布,103規(guī)約為繼電保護和間隔層(IED)設備與變電站層設備間 的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標準,今后變電站綜合自動化系統(tǒng)站內(nèi)協(xié)議要求采用103規(guī)約。電力系統(tǒng)的電能計量傳輸規(guī)約。對于電能計量采集傳輸系統(tǒng),IEC在1996年頒布的IEC 60870-5-102標準,即我國電力行業(yè)標準DL/T 719-2000,是我們在實施變電站電能計量系統(tǒng)時需要遵守的。

上述的三個標準即常說的101、102、103協(xié)議,運用于三層參考模型(EPA)即物理層、鏈路層、應用層結(jié)構(gòu)之上,是相當一段時間里指導變電站綜合自動化技術發(fā)展的三個重要標準。這些國際標準是按照非平衡式和平衡式傳輸遠動信息的需要制定的,完全能滿足電力系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu),將得到廣泛應用。

2變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點

變電站綜合自動化系統(tǒng)具有功能綜合化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微機化、測量顯示數(shù)字化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化等特征。同傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)不同的是:各個保護、測控單元既保持相對獨立,(如繼電保護裝置不依賴于通信或其他設備,可自主、可靠地完成保護控制功能,迅速切除和隔離故障),又通過計算機通信的形式,相互交換信息,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,協(xié)調(diào)配合工作,減少了電纜和沒備配置,增加了新的功能,提高了變電站整體運行控制的安全性和可靠性。

功能綜合化。變電站綜合自動化系統(tǒng)是各技術密集,多種專業(yè)技術相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。它是建立在計算機硬件和軟件技術、數(shù)據(jù)通信技術的基礎上發(fā)展起來的。它綜合了變電站內(nèi)除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備。微機監(jiān)控子系統(tǒng)綜合了原來的儀表屏、操作屏、模擬屏和變送器柜、遠動裝置、中央信號系統(tǒng)等功能;微機保護子系統(tǒng)代替了電磁式或晶體管式的保護裝置;微機保護子系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合,綜合了故障錄波、故障測距、無功電壓調(diào)節(jié)和中性點非直接接地系統(tǒng)等子系統(tǒng)的功能。

分級分布式微機化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)和各功能模塊由不同配置的單片機或微型計算機組成,采用分布式結(jié)構(gòu),通過網(wǎng)絡、總線將微機保護、數(shù)據(jù)采集、控制等各子系統(tǒng)連接起來,構(gòu)成一個分級分布式的系統(tǒng)。一個綜合自動化系統(tǒng)可以有十幾個甚至幾十個微處理器同時并行工作,實現(xiàn)各種功能。

測量顯示數(shù)字化。用CRT顯示器上的數(shù)字顯示代替了常規(guī)指針式儀表,直觀、明了;而打印機打印報表代替了原來的人工抄表,這不僅減輕了值班員的勞動強度,而且提高了測量精度和管理的科學性。

操作監(jiān)視屏幕化。變電站實現(xiàn)綜合自動化,使原來常規(guī)龐大的模擬屏被CRT屏幕上的實時主接線畫面取代;常規(guī)在斷路器安裝處或控制屏上進行的分、合閘操作,被屏幕上的鼠標操作或鍵盤操作所取代;常規(guī)在保護屏上的硬連接片被計算機屏幕上的軟連接片所取代;常規(guī)的光字牌報警信號,被屏幕畫面閃爍和文字提示或語言報警所取代,即通過計算機上的CRT顯示器,可以監(jiān)視全變電站的實時運行情況和對各開關設備進行操作控制。

結(jié)束語

近年來,通信技術和計算機技術的迅猛發(fā)展,給變電站綜合自動化技術水平的提高注入了新的活力,變電站綜合自動化技術正在朝著網(wǎng)絡化、綜合智能化、多媒體化的方向發(fā)展。

變電站實現(xiàn)綜合自動化是今后發(fā)展的一種必然趨勢,其優(yōu)越性在電能質(zhì)量,變電站的安全、可靠運行水平等方面均有較好的體現(xiàn)。但由于綜自設備整體的技術還不夠成熟、穩(wěn)定,所以在實施運行中總會出現(xiàn)各種不同的問題。本文旨在拋磚引玉,希望各位同仁能把自己工作中的經(jīng)驗拿出來共同分享,以完善我們的綜合自動化技術。

參考文獻

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

[2]通過設備監(jiān)視和自診斷,延長了設備檢修周期,提高了運行可靠性。

[3]變電站綜合自動化以計算機技術為核心,具有發(fā)展、擴充的余地。