宋旭東

【摘 要】隨著供電系統(tǒng)供電距離的增加，電網(wǎng)供電電壓的升高，用戶對供電系統(tǒng)可靠性、安全性和經(jīng)濟性的要求越來越高。推動電網(wǎng)綜合自動化技術取得長足進步，本文就變電站綜合自動化技術在煤化工變電站中的應用進行闡述。

【關鍵詞】變電站；綜合自動化；應用

1.變電站自動化發(fā)展歷程

1.1傳統(tǒng)變電站綜合自動化

在傳統(tǒng)的變電站自動系統(tǒng)中多數(shù)采用的是老式的電磁型或者小規(guī)模集成電路的二次設備、繼電保護裝置和自動裝置，它們?nèi)狈ψ詸z、自診能力，并且設備本身的結(jié)構復雜，維護檢修難度大，運行可靠性較低。系統(tǒng)自動化程度低，不能對遠方設備實現(xiàn)監(jiān)控、修改和保護定值的自動修改等工作。遠動功能不足，不能夠給生產(chǎn)調(diào)度中心提供足夠、實時和準確的信息量，使得變電站內(nèi)的自動控制不能滿足電網(wǎng)實時監(jiān)測和控制的要求。變電站二次設備連接需要大量的電纜，靠觸點和模擬信號進行信息交換，可靠性、兼容性較低，已經(jīng)不能滿足當前大系統(tǒng)、大容量及高可靠性的新要求。

1.2綜合自動化變電站

綜合自動化變電站技術緊密，許多技術相互融合和配合，借助計算機技術和通信技術，實現(xiàn)了變電站的一次、二次設備和交直流電源技術的綜合運用。在綜合自動化系統(tǒng)中，不同可編程控制器構成了各個子系統(tǒng)，微機保護和監(jiān)控子系統(tǒng)又以分布分散式結(jié)構經(jīng)過網(wǎng)絡和總線進行連接。微機保護和監(jiān)控系統(tǒng)綜合了故障錄波、測距等技術。微機監(jiān)控系統(tǒng)還改變了傳統(tǒng)的測量手段，以CRT 顯示代替了傳統(tǒng)指針式顯示，或者用數(shù)字儀表代替常規(guī)儀表，使得顯示器更加小，方便美觀。并且傳統(tǒng)的鍵盤操作也被觸屏式操作和語言提示所取代，實現(xiàn)了操作監(jiān)視的可視化。

其優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提高了變電站提供的電能質(zhì)量，電壓合格率也得到提高，保證了電網(wǎng)安全，節(jié)約了電能；（2）變電站運行、管理水平得到提高：計算機技術的應用，使得變電站內(nèi)的監(jiān)視、測量、記錄和抄表等工作大大簡化，提高了數(shù)據(jù)的真實性和準確性，大大減少了人力投入；利用快速的通信通道能夠?qū)z測數(shù)據(jù)快速傳遞給生產(chǎn)調(diào)度中心，實現(xiàn)對變電站運行狀況的實時監(jiān)測和控制，提高了整個變電站的管理水平；（3）提高變電站的可靠、安全性：綜合變電站具有自診和自檢功能，在發(fā)現(xiàn)異常情況時快速發(fā)出警示，提醒工作人員進行檢查和處理；（4）大幅降低了變電站的資金投入，節(jié)約了大量人力、物力：高度的資源共享和信息共享，使得設備功能加強、結(jié)構緊湊、規(guī)模小型化，與傳統(tǒng)的變電站相比，綜合自動化變電站占地面積大大減小，造價得到充分控制，降低了變電站的整體投資，縮短投資資金的回收效率。

1.3智能變電站

根據(jù)《智能變電站技術導則》的定義，智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等摹本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。

2.綜合自動化變電站的特征

綜合自動化變電站技術具有功能綜合化、分布分散式微機化、測量顯示數(shù)字化和操作監(jiān)視視頻化的特點。

3.綜合自動化變電站技術的應用

神寧煤制油項目從蔣家南330KV電網(wǎng)取2回供電電源，每回線路需提供電力182.434MW，煤制油廠內(nèi)設330KV、110KV、35KV三個供電電壓等級。330KV系統(tǒng)采用雙母線三分段接線，共4回進、出線回路，包括2回進線、2回330/110KV變壓器出線，變壓器容量為4*240MVA。110KV系統(tǒng)采用雙母線接線方式，共18回進、出線回路，包括2回進線、8回生產(chǎn)裝置用變壓器出線、2回發(fā)電機變壓器組出線、2回起/備變壓器出線、4回廠用電變壓器出線。8臺生產(chǎn)裝置用變壓器采用110/35KV，其中2臺變壓器的容量為90MVA，另6臺變壓器的容量為120MVA；4臺120MVA變壓器布置在330/110KV總降壓站，2臺90MVA變壓器和2臺120MVA變壓器布置在110/35KV總降壓站。整個項目共設置4個35KV配電系統(tǒng)，其中2個35KV配電系統(tǒng)布置在330/110KV總降壓站內(nèi)，分別給附近的煤氣化裝置、熱電站、配煤中心煤貯運設施、界區(qū)內(nèi)煤貯運設施、空分和煤氣化循環(huán)水裝置等35/10KV變電所供電。另2個35KV配電系統(tǒng)布置在110/35KV總降壓站內(nèi)，分別給附近的空分裝置、酸性氣體脫除裝置、FT合成裝置、產(chǎn)品加工裝置、合成循環(huán)水裝置等35/10KV變電所供電。四個35KV配電系統(tǒng)，均采用分段單母線接線。按照以上供電系統(tǒng)及對供電的近似苛刻的供電可靠性的要求，我們采用了以下自動控制方案：本項目使用信息通信技術為全廠信息化和控制提供統(tǒng)一可靠的平臺。全廠信息管理及系統(tǒng)由信息通訊基礎設施、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和業(yè)務系統(tǒng)（ERP）三部分組成。本項目全廠信息管理及系統(tǒng)利用信息通信基礎設施作為基礎，以制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和業(yè)務系統(tǒng)（ERP）作為支持，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動化采集，確保信息控制系統(tǒng)的反應和擴展能力滿足實時商業(yè)的動態(tài)需求。煤制油項目擬采用全廠綜合控制和安全系統(tǒng)（ICSS）完成界區(qū)內(nèi)各生產(chǎn)裝置正常操作、開車、停車以及自動控制、保護、優(yōu)化、監(jiān)視、調(diào)度、貿(mào)易交接和數(shù)據(jù)存檔。界區(qū)內(nèi)設置有中央控制樓（MCB）、衛(wèi)星控制樓（SCB）、操作員樓（OSB）及遠程儀表樓（RIB），根據(jù)各生產(chǎn)裝置的不同操作需求，控制室操作人員和現(xiàn)場操作人員利用儀表和控制系統(tǒng)對工藝生產(chǎn)裝置進行監(jiān)視和操控，工程師將通過各建筑物內(nèi)的工程師站完成對儀表和控制系統(tǒng)的維護、升級和完善工作。冗余光纖將位于中央控制樓（MCB）、衛(wèi)星控制樓（SCB）、操作員樓（OSB）及遠程儀表樓（RIB）的所有的過程控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)通過公共工廠控制網(wǎng)絡（PCN）集成在一起，構成全廠綜合控制和安全系統(tǒng)（ICSS）。ICSS同時支持通過信息管理網(wǎng)絡（IM）與業(yè)務系統(tǒng)（ERP）進行信息交換。煤制油項目控制和監(jiān)視用的儀表信號擬基于基金會現(xiàn)場總線（FF）技術。無法采用FF的監(jiān)視和控制用儀表和分析儀擬采用PROFIBUS數(shù)字信號網(wǎng)絡或帶HART協(xié)議的4-20MA信號。ICSS通過運用現(xiàn)場總線技術、基于TCP/IP的以太網(wǎng)技術和其它的專用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)了與MES和ERP的通信和交換，實現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)的運行狀態(tài)、組態(tài)設計和計劃執(zhí)行等信息的采集和分配。目前各系統(tǒng)初步設計方案論證已經(jīng)結(jié)束，初步設計已經(jīng)完成，詳細設計正在實施，項目預計于2016年建成，2017年正式投入生產(chǎn)，屆時，包括整個供電系統(tǒng)的綜合自動化優(yōu)勢必將得到充分發(fā)揮。

4.變電站綜合自動化發(fā)展方向

隨著綜合自動化技術的發(fā)展，“無人值班”變電站、智能變電站已經(jīng)成為變電站的新發(fā)展方向，在變電站實施過程中，國內(nèi)普遍采用站內(nèi)監(jiān)控，以遠動數(shù)據(jù)采集和控制為基礎，電網(wǎng)調(diào)度控制和保護相獨立的形式，這更加符合國內(nèi)國情。而站內(nèi)監(jiān)控、保護和控制相結(jié)合的變電站自動化形式難以提供清楚的事故分析和處理界面，所以暫時沒有被運行部門所接受，但是隨著技術發(fā)展，該形式的自動化變電站具有強大的優(yōu)越性。 [科]

【參考文獻】

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