陳立鋒

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

我公司的高壓供電系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，二次保護(hù)回路采用的是常規(guī)電磁型繼電保護(hù)，經(jīng)過多年運(yùn)行，原供電系統(tǒng)的進(jìn)線方式已不能滿足公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要，公司在2006 年新建一座66 kV 變電所，采用的是微機(jī)保護(hù)，但該變電所下一級(jí)的各個(gè)饋電所所有線路為常規(guī)繼電器保護(hù)，鑒于此，公司決定對(duì)供電系統(tǒng)整體進(jìn)行升級(jí)改造。

1 變電所現(xiàn)狀

1.1 主接線及主要一次設(shè)備

1）66 kV 側(cè)為單母線不分段接線，進(jìn)線1 回，ZF10-126 型SF6 全封閉組合電器共計(jì)4 個(gè)間隔。

2）6.3 kV 側(cè)為單母線分段接線，分段開關(guān)為冷備用，共計(jì)有ZN73A-12 系列高壓開關(guān)28 臺(tái)。

3）主變壓器2 臺(tái)，運(yùn)行方式為解列運(yùn)行，變壓器型號(hào)為：SZ9-25 000 kVA/66 kV Y，d11。

4）6.3 kV 各饋電所均為單母線分段接線，配出線路共計(jì)45 條，設(shè)備為GG-1A 型開關(guān)柜。

1.2 保護(hù)控制裝置

1）公用部分。每個(gè)饋電所均設(shè)有直流屏、電度表屏和中央信號(hào)屏，66 kV 變電所設(shè)有220 V 和48 V 直流屏、電度表屏、進(jìn)線保護(hù)屏和主變保護(hù)屏，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

2）66 kV 進(jìn)線及主變保護(hù)配置。進(jìn)線及主變保護(hù)屏3套，進(jìn)線采用SEL-351A 型微機(jī)保護(hù)裝置，設(shè)有速斷及過流保護(hù)。主變采用SEL-587 及SEL-351A 型微機(jī)保護(hù)裝置。設(shè)有瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、復(fù)壓過流后備保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。隔離開關(guān)及接地刀閘的狀態(tài)量通過RA-5SCU 測(cè)控裝置進(jìn)行采集上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。

3）6.3 kV 饋出線路保護(hù)配置。保護(hù)配置采用的是RA-5 系列微機(jī)保護(hù)裝置和常規(guī)保護(hù)，但最近兩年微機(jī)裝置故障頻出，已出現(xiàn)拒絕動(dòng)作的現(xiàn)象，在運(yùn)行過程中存在嚴(yán)重的安全隱患，常規(guī)電磁型繼電保護(hù)在可靠性和靈敏性上受外圍因素影響比較大。

2 存在的問題

1）6.3 kV 線路保護(hù)裝置繼電保護(hù)全部退出，定值丟失；裝置出現(xiàn)故障，操作失靈，出現(xiàn)拒絕動(dòng)作現(xiàn)象；裝置遙信系統(tǒng)中斷，斷電重啟后可進(jìn)行操作，但是運(yùn)行已不可靠。

2）部分裝置動(dòng)作的靈敏性大大降低或拒絕動(dòng)作。

3）監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)以太網(wǎng)和總線結(jié)構(gòu)并存，總線信息傳遞速度緩慢，裝置遙測(cè)出現(xiàn)問題將導(dǎo)致總線系統(tǒng)的不正常運(yùn)行，同時(shí)也影響整個(gè)后臺(tái)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4）不能適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)控制的要求。

5）饋電所分布比較分散，高壓設(shè)備較多，不具備無人值守的條件。

3 設(shè)計(jì)原則

在原設(shè)備上進(jìn)行技術(shù)改造，以降低成本；升級(jí)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公司供電系統(tǒng)各種監(jiān)控功能的自動(dòng)化；增強(qiáng)"四遙"的各項(xiàng)功能，在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全和可靠；系統(tǒng)資源共享，可達(dá)到無人值守；數(shù)據(jù)能安全、高速、可靠地進(jìn)行傳輸；保護(hù)裝置及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要具有抗電磁干擾能力。

4 解決方案

1）將系統(tǒng)內(nèi)RA-5 系列微機(jī)保護(hù)裝置和測(cè)控裝置更換為RA-6 系列的設(shè)備，該設(shè)備具有高速以太網(wǎng)接口，采用高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)間隔層和網(wǎng)絡(luò)層以及站控層統(tǒng)一高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

2）將工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)為企業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)服務(wù)器機(jī)型，服務(wù)器級(jí)別的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)Windows Server 2008，并將后臺(tái)監(jiān)控軟件和數(shù)據(jù)庫一并升級(jí)至服務(wù)器版本。升級(jí)CAN 網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)+光纖通訊結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)采用開放式、分層分布式結(jié)構(gòu)；站內(nèi)各保護(hù)和測(cè)控單元的通訊采用工業(yè)光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

3）優(yōu)化6.3kV 各饋電所饋出線路與66 kV 變電所后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)的通訊，同時(shí)，重新設(shè)置6.3kV 饋出線當(dāng)?shù)赝ㄓ嵶诱尽?/p>

4）各饋電所的饋出線路、電動(dòng)機(jī)等保護(hù)部分選用RA-6 系列微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，在控制室進(jìn)行組屏安裝，完成相應(yīng)的測(cè)控功能。

5 系統(tǒng)構(gòu)成

通過與自動(dòng)化廠家的技術(shù)交流，綜合分析我公司供電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，選擇上海銳安自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的RA-SAS2000 變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)來進(jìn)行供電系統(tǒng)的改造，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理如圖1 所示。通過網(wǎng)路交換機(jī)，以工業(yè)監(jiān)控計(jì)算機(jī)和服務(wù)器為核心，與各保護(hù)和測(cè)控單元構(gòu)成了分布式系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主站層以網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和監(jiān)控主機(jī)通過協(xié)議組成以太網(wǎng)。間隔層是以網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和通訊管理機(jī)組成的以太網(wǎng)，再和主站層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

圖1 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理圖

6 系統(tǒng)的特點(diǎn)

采用全分布設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，主站監(jiān)控層采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其具有很高的通訊速度，實(shí)時(shí)性好。先進(jìn)的微機(jī)型智能測(cè)控設(shè)備和微機(jī)保護(hù)設(shè)備具有高速以太網(wǎng)通訊接口，確保了重要負(fù)荷設(shè)備的高速可靠通訊。在后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)下，監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，通訊速度快，可輕松實(shí)現(xiàn)保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控等各功能聯(lián)動(dòng)。

7 結(jié)語

與常規(guī)保護(hù)相比，采用RA-SAS2000 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，公司供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性有了很大提高，同時(shí)，自動(dòng)化水平的提升保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和供電質(zhì)量，也實(shí)現(xiàn)了無人值守的目標(biāo)。

［1］張舉.微型機(jī)繼電保護(hù)原理［M］.北京：中國水利水電出版社，2004.

［2］楊其華，麻志東.RCS9700 自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站改造中的應(yīng)用［J］.中氮肥，2010，3（2）：51-52.

［3］中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局.GB50062-2008 電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2009.