張麗英

（濮陽(yáng)供電公司，河南 濮陽(yáng) 457000）

500KV倉(cāng)頡變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)分析

張麗英

（濮陽(yáng)供電公司，河南 濮陽(yáng) 457000）

構(gòu)建500KV電力主干網(wǎng)是河南省電力發(fā)展的方向，500KV變電站在電網(wǎng)中占有非常重要的地位，因此，采用先進(jìn)成熟的綜合自動(dòng)化技術(shù)對(duì)變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行相當(dāng)重要。通過(guò)分析500KV倉(cāng)頡變電站的綜合自動(dòng)化應(yīng)用情況的優(yōu)、缺點(diǎn)，提出了一些有益的建議.。

變電站；運(yùn)行；應(yīng)用；綜合自動(dòng)化

引言

隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，超高壓變電站已逐步取消常規(guī)控制，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，從而提高變電站運(yùn)行的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)性。濮陽(yáng)500千伏倉(cāng)頡變電站是河南省首批完全采用計(jì)算機(jī)操作的綜合自動(dòng)化變電站。本文就倉(cāng)頡變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和運(yùn)行情況進(jìn)行分析，對(duì)超高壓變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展提出了一些建議。

1.綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

倉(cāng)頡變綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要采用美國(guó)Harris公司"D200+D25"模式，主控層采用D200型變電站計(jì)算機(jī)（Substation Computer），間隔層采用D25智能測(cè)控裝置。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為間隔層、主控層和站控層。主控層及以下設(shè)備為北京致達(dá)中澤公司產(chǎn)品，站控層由南瑞公司承擔(dān)。根據(jù)不同電壓等級(jí)，繼電保護(hù)實(shí)行就近（地）保護(hù)，相對(duì)集中的方式，建立2個(gè)220KV保護(hù)小室。

2.系統(tǒng)特點(diǎn)

倉(cāng)頡變綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與常規(guī)控制的超高壓變電站相比，既保留了常規(guī)變電站的運(yùn)行習(xí)慣，又對(duì)控制操作、信號(hào)處理，特別是對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置的信息處理方面加以強(qiáng)化，可配置AVQC自動(dòng)控制功能，提高了操作的速度和可靠性，用實(shí)時(shí)數(shù)字量報(bào)表取代了人工抄表，具有許多技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

2.1 全分布開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各計(jì)算機(jī)都直接接入光纖網(wǎng)絡(luò)，高速網(wǎng)絡(luò)通信，完全資源共享。分布式結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)設(shè)備都有自己特定的功能，當(dāng)一個(gè)設(shè)備損壞時(shí)，其他設(shè)備不受影響，仍能安全可靠運(yùn)行。

2.2 雙主站、雙光纖網(wǎng)、雙D200冗余設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，且更便于系統(tǒng)帶電維護(hù)。

2.3 完善的設(shè)備和系統(tǒng)的接口規(guī)范和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)備之間真正意義上的數(shù)據(jù)共享，同時(shí)直接上以太網(wǎng)，又解決了大型變電站前端數(shù)據(jù)采集量大、實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，使變電站的監(jiān)控系統(tǒng)中的所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化連接，也便于進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和功能增加。

2.4 采用先進(jìn)的微機(jī)保護(hù)，各種微機(jī)裝置均采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式與當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊而不是傳統(tǒng)的接點(diǎn)輸出到信號(hào)控制屏，二次接線大量減少。同時(shí)由于采用了技術(shù)先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)取代占地多、操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。

2.5 GPS對(duì)時(shí)，保證全站系統(tǒng)時(shí)鐘統(tǒng)一

2.6 就地顯示操作裝置采用WINDOWS工控機(jī)與D25相連，TFT液晶觸摸屏顯示和操作，介面友好美觀，可顯示接線圖、遙測(cè)表、遙信表、電壓棒圖、電壓曲線、實(shí)時(shí)報(bào)文等，信息豐富，在主控層故障時(shí)，仍能從就地顯示操作裝置監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

2.7 防誤閉鎖采用雙重化，具備站控層計(jì)算機(jī)軟件邏輯判斷閉鎖、D200和D25程序閉鎖，達(dá)到兩級(jí)操作防誤閉鎖功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方和就地閉鎖。確保了操作的正確性，且以雙光纖網(wǎng)絡(luò)作為命令傳輸媒介，極大提高了操作準(zhǔn)確性和安全性，大大減少人為誤操作的可能性，提高了操作的速度。

2.8 采用站控層模擬光字牌方式，反映變電站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備的異常、事故情況，且能隨時(shí)打印故障的性質(zhì)和動(dòng)作時(shí)間，光字牌按全站級(jí)和間隔級(jí)的分層模式來(lái)顯示，同時(shí)采用不同的報(bào)警聲音來(lái)區(qū)別事故和預(yù)告信號(hào)。

2.9 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)繼電保護(hù)管理機(jī)與各裝置進(jìn)行信息交換，查詢保護(hù)定值，并能遠(yuǎn)方復(fù)歸保護(hù)及自動(dòng)裝置。對(duì)事故分析和設(shè)備管理具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

2.10 運(yùn)行管理和統(tǒng)計(jì)功能，正確統(tǒng)計(jì)和記錄系統(tǒng)的各種參數(shù)和運(yùn)行狀況，極大的減輕了運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，提高了工作效率，并且大大提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

2.11 采用精度較高的I/O裝置及變送器，在程序設(shè)計(jì)上做到測(cè)點(diǎn)的限值可方便設(shè)定，越限時(shí)系統(tǒng)通過(guò)音響和簡(jiǎn)報(bào)信息提示值班員注意。

3.運(yùn)行分析與評(píng)價(jià)

3.1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行情況

500 千伏倉(cāng)頡變綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自2002年6月7日投運(yùn)以來(lái)，至今運(yùn)行已有9年。運(yùn)行工況表明，整個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和功能均達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，在確保安全運(yùn)行和提高運(yùn)行質(zhì)量方面比常規(guī)變電站有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

3.1.1 采集信息豐富準(zhǔn)確齊全，十分有利于運(yùn)行監(jiān)視、缺陷處理和事故的分析處理，投運(yùn)以來(lái)發(fā)生過(guò)5次線路事故，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)均能準(zhǔn)確記錄事故全過(guò)程。運(yùn)行人員能迅速根據(jù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供的信息，及時(shí)加以分析處理。

3.1.2 控制快捷可靠確保變電站倒閘操作的安全。投運(yùn)至今，成攻率達(dá)到98%，正確率達(dá)到100%，而且操作速度快。

3.1.3 自行完成運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)、打印，大大減輕運(yùn)行值班人員的工作量，能自動(dòng)完成各類日、月負(fù)荷報(bào)表，電壓合格率統(tǒng)計(jì)、開關(guān)動(dòng)作次數(shù)及故障跳閘次數(shù)的統(tǒng)計(jì)。

3.2 存在問(wèn)題

Harris"D200+D20"+NARI ACCESS SCADA綜合自動(dòng)化模式在河南省500KV變電站是首次投入運(yùn)行，在國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題值得探討，某些功能也可進(jìn)一步優(yōu)化：

3.2.1 運(yùn)行可靠性需要進(jìn)一步提高。倉(cāng)頡變投運(yùn)后，曾多次發(fā)生硬件故障、主站死機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊中斷、遠(yuǎn)動(dòng)通訊故障、遠(yuǎn)動(dòng)信息錯(cuò)誤、畫面錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)丟失、時(shí)鐘停走、電量計(jì)算錯(cuò)誤、報(bào)表時(shí)間錯(cuò)誤等現(xiàn)象。該系統(tǒng)自投入運(yùn)行至今年6月底，共出現(xiàn)過(guò)40次異常情況，其中由于監(jiān)控系統(tǒng)軟件不完善的異常為30次，硬件故障10次。

3.2.2 由于監(jiān)控系統(tǒng)與網(wǎng)調(diào)、地調(diào)通訊的主備通道全部安裝于1號(hào)D200中，當(dāng)1號(hào)D200故障時(shí)，將造成與網(wǎng)調(diào)、地調(diào)通訊中斷，實(shí)際運(yùn)行中也多次出現(xiàn)此情況。并且1號(hào)D200帶的MODEM插件過(guò)多，電源嚴(yán)重發(fā)熱，造成幾次硬件故障。由于承擔(dān)發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息的任務(wù)較重，運(yùn)行進(jìn)程較多，內(nèi)存占用較大，1號(hào)D200程序多次走死，不得不重啟，而2號(hào)D200則從未發(fā)生故障。

3.2.3 監(jiān)控系統(tǒng)沒(méi)有一套完整、友好的二次開發(fā)平臺(tái)。如系統(tǒng)人機(jī)界面，特別是作圖和報(bào)表工具不夠友好，對(duì)歷史數(shù)據(jù)的利用處理和開發(fā)無(wú)可用軟件，運(yùn)行需要的一些功能尚不能實(shí)現(xiàn)，如操作票、事故追憶等與實(shí)際應(yīng)用有較大距離。

3.2.4 由于監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性需要，操作員工作站采用UNIX操作系統(tǒng)，公用管理機(jī)由于管理需要，運(yùn)行WINDOWS系統(tǒng)，兩者不能互訪，未能將網(wǎng)絡(luò)資源有效利用。

3.2.5 操作票編寫功能過(guò)于簡(jiǎn)單，相當(dāng)于一個(gè)文本編輯工具，離實(shí)際需求相差甚遠(yuǎn)。

3.2.6 運(yùn)行報(bào)表不夠完善，不能夠按運(yùn)行工作需要，方便地自動(dòng)生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3.2.7 缺少信息檢索功能，此功能對(duì)運(yùn)行分析、缺陷管理、事故處理等很有價(jià)值。

4.提出建議

根據(jù)功能為需求服務(wù)的宗旨，在現(xiàn)階段我認(rèn)為在以下幾個(gè)方面需要進(jìn)一步改進(jìn)

4.1 提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、使用、維護(hù)過(guò)程中都要注重設(shè)備的可靠性，例如曾出現(xiàn)因接點(diǎn)接觸不良造成的設(shè)備遙控失敗，主變繞組溫度變送器質(zhì)量不合格造成的溫度顯示錯(cuò)誤。

4.2 采用更加成熟的軟件開發(fā)技術(shù)，讓用戶自行定義、修改、擴(kuò)展程序，以及對(duì)歷史數(shù)據(jù)二次利用。

4.3 通過(guò)軟件轉(zhuǎn)換，使WINDOWS下也能訪問(wèn)UNIX環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而可開發(fā)更實(shí)用、更高效的軟件，提高運(yùn)行管理的工作質(zhì)量和效率。

4.4 故障錄波器直接接入雙光纖以太網(wǎng)，從操作員工作站能方便地查詢錄波信息，分析故障信息，從而節(jié)省時(shí)間，迅速發(fā)現(xiàn)異常并處理異常，縮短事故處理時(shí)間。

4.5 系統(tǒng)自診斷功能還需進(jìn)一步開發(fā)，需要診斷軟件能迅速判斷故障類型、故障裝置、故障元件、故障程序，對(duì)硬故障能迅速定位并隔離，對(duì)軟件故障應(yīng)能找出錯(cuò)誤進(jìn)程，并具有自恢復(fù)功能。

4.6 利用多媒體技術(shù)、人性化設(shè)計(jì)來(lái)改善人機(jī)對(duì)話方式，使人機(jī)對(duì)話更加友好，更符合"以人為本"的設(shè)計(jì)理念。例如采用真人語(yǔ)音報(bào)警、以太網(wǎng)數(shù)字遙視技術(shù)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)畫面。

4.7 智能搜索引擎，值班員可自定義查詢條件、查詢范圍、匹配方式，使對(duì)歷史記錄的訪問(wèn)輕松快捷，以便于異常、事故處理、運(yùn)行管理、設(shè)備管理（缺陷管理、設(shè)備定級(jí)、檢修試驗(yàn)等）。

4.8 增加圖形模擬功能、操作票專家系統(tǒng)和工作票專家系統(tǒng)。操作時(shí)直接在監(jiān)控系統(tǒng)專用模擬圖上模擬、傳票、打印操作票，操作票專家系統(tǒng)內(nèi)存貯有每條回路、每個(gè)操作任務(wù)的邏輯條件和標(biāo)準(zhǔn)倒閘操作術(shù)語(yǔ)。因?yàn)槟壳熬C合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)都有可靠的防誤閉鎖功能，但由于部分地刀的手動(dòng)操作，才安裝了防誤閉鎖系統(tǒng)，如監(jiān)控系統(tǒng)自帶以上功能，則可以省去防誤閉鎖裝置的投資。工作票專家系統(tǒng)根據(jù)工作任務(wù)，工作負(fù)責(zé)人和工作許可人在圖形上模擬作安措，系統(tǒng)自動(dòng)判斷安措是否符合停電條件，各方面有無(wú)突然來(lái)電危險(xiǎn)，相鄰的帶電設(shè)備有哪些。節(jié)省了開票時(shí)間，工作票可打印輸出，簽字確認(rèn)，減少了由于人員寫錯(cuò)字而重復(fù)開票的現(xiàn)象。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超高壓變電站綜合自動(dòng)化是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文就500KV倉(cāng)頡變電站綜合自動(dòng)化運(yùn)行實(shí)際，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了一些改進(jìn)意見(jiàn)，供同行參考。相信通過(guò)不斷的探索和實(shí)踐，綜合自動(dòng)化技術(shù)一定會(huì)越來(lái)越成熟，越來(lái)越功能強(qiáng)大，為電力生產(chǎn)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]曾慶禹.變電站自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000，24（18）.

[2]李葦.500 kV變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2001，60（12）.

[3]楊曉松，闕連無(wú)，唐濤等.500kV超高壓變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000，24（8）.

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