國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司 邵雅寧

國(guó)網(wǎng)北京通州供電公司 陳 磊

變電站作為各個(gè)電網(wǎng)之間相互連接的紐帶，其定期檢測(cè)工作對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。為提高變電站調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)的應(yīng)用效果，提升電網(wǎng)的出力效果，結(jié)合多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展在110kV變電站自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)架構(gòu)中的應(yīng)用研究。

1 基于多媒體技術(shù)的110kV變電站自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)硬件架構(gòu)

針對(duì)傳統(tǒng)變電站調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)存在問(wèn)題，在引入多媒體技術(shù)后，對(duì)其硬件架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體如圖1所示。

圖1 變電站調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)硬件架構(gòu)示意圖

國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司 邵雅寧

國(guó)網(wǎng)北京通州供電公司 陳 磊

1.1 繼電保護(hù)裝置選型

以110kV變電站為例，針對(duì)其繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選型。通過(guò)基點(diǎn)保護(hù)裝置的安裝，能夠有效防止電力故障以及故障發(fā)生時(shí)對(duì)電力設(shè)備造成的損耗。考慮到110kV變電站中自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)的運(yùn)行難度，對(duì)保護(hù)裝置采用獨(dú)立設(shè)置的方式，按照被保護(hù)的對(duì)象，對(duì)其配備單獨(dú)組屏。在充分滿足繼電保護(hù)裝置選型靈敏性、速動(dòng)性、可靠性等原則下，選擇DF6460型號(hào)六相繼電保護(hù)裝置，該型號(hào)繼電保護(hù)裝置的參數(shù)如表1所示。

表1 DF6460型號(hào)六相繼電保護(hù)裝置技術(shù)參數(shù)表

除此之外，DF6460型號(hào)六相繼電保護(hù)裝置的差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于25ms，保護(hù)的跳閘節(jié)點(diǎn)數(shù)量滿足斷路器雙跳閘線圈及110kV各斷路器的跳閘需要。

1.2 自動(dòng)化二次設(shè)備選型

在完成對(duì)繼電保護(hù)裝置的選型后，還需要對(duì)自動(dòng)化二次設(shè)備進(jìn)行選型。二次設(shè)備包括測(cè)控裝置和通信裝置。根據(jù)本文系統(tǒng)的應(yīng)用需要，選擇型號(hào)為CSC-146580型號(hào)測(cè)控裝置，該裝置采用通用軟硬件平臺(tái)。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類控制模塊的功能設(shè)計(jì)，并且具備更加完善的診斷和調(diào)試工具，能夠?yàn)楸疚南到y(tǒng)的運(yùn)行提供功能條件。同時(shí)，該型號(hào)測(cè)控裝置具備32位數(shù)據(jù)采集接口以及16位嵌入式微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)更強(qiáng)大的處理。同時(shí)，該測(cè)控裝置的電磁兼容性更強(qiáng)，整體采用密閉機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此能夠滿足系統(tǒng)在研發(fā)階段的裝置下方安裝需要。

針對(duì)通信裝置進(jìn)行選型，基于自動(dòng)化需要，選用CSC-16520站控級(jí)通信裝置，該型號(hào)通信裝置包含16位微處理器芯片，并且采用國(guó)際領(lǐng)先嵌入式操作系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類插件的設(shè)計(jì)和安裝，以此適用于110kV電壓等級(jí)變電站中變壓器的監(jiān)控信息計(jì)入和轉(zhuǎn)出需要。同時(shí)，該型號(hào)通信裝置內(nèi)部各類插件之間均可以實(shí)現(xiàn)通信，內(nèi)部通信主要以10M以太網(wǎng)為主，以CNA總線為輔。

2 基于多媒體技術(shù)的110kV變電站自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)軟件架構(gòu)

2.1 基于多媒體技術(shù)的變電站配置描述文件集成

為確保本文優(yōu)化后的系統(tǒng)在其運(yùn)行過(guò)程中具備可靠的調(diào)試驗(yàn)收依據(jù)，本文結(jié)合多媒體技術(shù)，對(duì)針對(duì)110kV變電站的各類配置描述文件進(jìn)行集成。首先，在制作變電站配置描述文件前，對(duì)各類裝置能力文件進(jìn)行采集和查詢，同時(shí)針對(duì)部分文件進(jìn)行XML語(yǔ)言語(yǔ)法檢查以及軟件模型測(cè)試。在集成過(guò)程中，需要將工程應(yīng)用模板中的相關(guān)內(nèi)容作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)配置描述文件格式進(jìn)行統(tǒng)一。利用多媒體技術(shù)能夠?qū)ψ冸娬竟芾碇行暮Ａ繑?shù)據(jù)當(dāng)中，綜合處理和管理配置描述文件相關(guān)的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各類實(shí)時(shí)信息的交互，確保系統(tǒng)中配置描述文件的實(shí)效性。對(duì)于部分電力設(shè)備廠商自行制作或擴(kuò)展的數(shù)據(jù)配置描述文件，需要經(jīng)過(guò)修改處理后才能集成，例如在每一個(gè)文件名稱前增加前綴等，以此避免出現(xiàn)配置描述文件在集成過(guò)程中出現(xiàn)定義沖突的問(wèn)題，其具體集成流程如圖2所示。

圖2 基于多媒體技術(shù)的變電站配置描述文件集成流程

按照上述流程，完成對(duì)配置描述文件的集成后，為了方便后續(xù)調(diào)試驗(yàn)收，可利用可視化工具對(duì)其進(jìn)行可視化展現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)配置描述信息在系統(tǒng)中的交互。

2.2 基于直接組網(wǎng)發(fā)的自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收

按照上述操作，完成對(duì)配置描述文件的集成后，將其作為基礎(chǔ)，對(duì)變電站進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)收。首先，針對(duì)變電站中各類電力設(shè)備進(jìn)行整體檢查，對(duì)其裝置配置以及參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)試。將調(diào)試參數(shù)引入到本文系統(tǒng)當(dāng)中，并對(duì)其合理運(yùn)行閾值進(jìn)行設(shè)定，由系統(tǒng)在合理閾值范圍內(nèi)，對(duì)各類電力設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。對(duì)于參與到變電站運(yùn)行的通信設(shè)備進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)收，主要針對(duì)交換機(jī)和路由器進(jìn)行，利用系統(tǒng)串口對(duì)路由器和交換機(jī)的參數(shù)進(jìn)行配置，并逐臺(tái)、逐端口地對(duì)其報(bào)文記錄，若報(bào)文中不存在異常數(shù)據(jù)，則認(rèn)為交換機(jī)或路由器不存在故障問(wèn)題，通信環(huán)境正常無(wú)告警，反之若存在異常數(shù)據(jù)，則認(rèn)為交互機(jī)或路由器存在故障問(wèn)題，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出告警指示信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站中各類電力設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)試和驗(yàn)收。

3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

本文通過(guò)上述論述，從硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)對(duì)110kV變電站自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，為驗(yàn)證優(yōu)化后的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是否能夠解決優(yōu)化前系統(tǒng)存在問(wèn)題，開(kāi)展如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

本文選擇以某110kV等級(jí)變電站作為實(shí)驗(yàn)依托，分別引入優(yōu)化前的調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)和優(yōu)化后的調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)對(duì)該變電站進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)收，并對(duì)比兩種系統(tǒng)的應(yīng)用效果。為驗(yàn)證優(yōu)化前后系統(tǒng)的調(diào)試驗(yàn)收精度，選擇在不同負(fù)載電流條件下，對(duì)相位測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的附加誤差作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)優(yōu)化前后系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄，并得到如表2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表。

表2 優(yōu)化前后系統(tǒng)相位附加誤差對(duì)比表

從表2記錄結(jié)果得出，在100A～500A寬度范圍的負(fù)載電流條件下，優(yōu)化前系統(tǒng)相位附加誤差均超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求的±0.5°以內(nèi)，而優(yōu)化后系統(tǒng)相位附加誤差幅度范圍在-0.12°～-0.25°范圍以內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)相位附加誤差越大，則對(duì)變電站調(diào)試驗(yàn)收的精度越低，反之系統(tǒng)相位附加誤差越小，則對(duì)變電站調(diào)試驗(yàn)收的精度越高的對(duì)應(yīng)關(guān)系可知，通過(guò)本文優(yōu)化后的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中能夠?yàn)?10kV變電站管理提供更加高精度的調(diào)試和驗(yàn)收水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的精細(xì)化管理。

結(jié)束語(yǔ)：本文基于多媒體技術(shù)的應(yīng)用，從硬件與軟件兩個(gè)方面，對(duì)10kV變電站自動(dòng)化調(diào)試驗(yàn)收系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，通過(guò)本次研究可知，相關(guān)本文系統(tǒng)的研究是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的研究課題，完善與此相關(guān)的研究成果，可以為我國(guó)供配電工程的實(shí)施帶來(lái)質(zhì)的飛躍，也可以有效的提高電力系統(tǒng)供電水平，此方面將成為電力產(chǎn)業(yè)未來(lái)的必然發(fā)展趨勢(shì)，因此，還需要在后期的深入設(shè)計(jì)中，從系統(tǒng)維護(hù)工作入手，將其與輔助系統(tǒng)進(jìn)行融合，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。