王華佑,洪有源,張 勇,羅志恒

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局,廣東 中山 528400

0 引言

按照《微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》與企標(biāo)《南方電網(wǎng)繼電保護(hù)通用技術(shù)規(guī)范》等規(guī)定,微機(jī)保護(hù)裝置設(shè)計使用壽命為12年。由于電子元件使用壽命限制,運(yùn)行超過使用年限12年后,保護(hù)測控等綜自設(shè)備缺陷率明顯上升,存在設(shè)備性能老化、設(shè)備停產(chǎn)、備品備件供應(yīng)不足等威脅運(yùn)行安全甚至導(dǎo)致設(shè)備不正確動作的風(fēng)險,因此需要按期開展保護(hù)測控等綜合自動化設(shè)備改造更換工作(以下簡稱綜自改造)來確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。然而,10 kV保測裝置綜自改造因配電網(wǎng)用戶供電可靠性要求不斷提高、設(shè)備停電時間受限等問題造成停電窗口小的困境。但待開展綜自改造的10 kV保測裝置數(shù)量巨大,運(yùn)行年限超12年的10 kV保測裝置仍不斷增加,存在較大運(yùn)行風(fēng)險[2]。目前,10 kV保測裝置改造需要間隔停電后進(jìn)行現(xiàn)場配線和調(diào)試驗收,調(diào)試項目多且集中在停電期間,耗費人工時間成本較大,亟須對傳統(tǒng)的改造業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化提升。因此,本文通過研究10 kV保測裝置綜自改造業(yè)務(wù)流程優(yōu)化來提升改造效率,降低停電期間改造驗收調(diào)試工作量,有助于減輕現(xiàn)場工作人員的負(fù)擔(dān),確保10 kV保測裝置停電改造過程既高效又安全。

1 10 kV保測裝置綜自改造流程

變電站二次系統(tǒng)功能相比以往更為全面,10 kV保測裝置綜自改造工作涉及保測裝置、開關(guān)柜二次回路、計量自動化系統(tǒng)、后臺監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)動系統(tǒng)和智能錄波系統(tǒng)等,上述回路或系統(tǒng)接入均需要在綜自改造期間同步完善[3-5]。目前,10 kV保測裝置綜自改造流程以及工作大致如下。

1)工作準(zhǔn)備:施工準(zhǔn)備施工物料、工作票、表單等。

2)許可工作:工作票許可,安全措施執(zhí)行,須停電開展。

3)拆除安裝:拆除10 kV開關(guān)柜內(nèi)舊裝置面板至端子排配線,安裝新裝置面板,須停電開展。

4)裝置上電:完成新裝置及計量電度表配線,裝置上電開展驗收,須停電開展。

5)單機(jī)調(diào)試驗收:10 kV保測裝置單機(jī)功能調(diào)試驗收,本項工作無需與一次設(shè)備配合。

6)控制回路調(diào)試驗收:斷路器分閘、合閘、防跳等控制回路的調(diào)試驗收,須停電開展。

7)信號回路調(diào)試驗收:裝置信號、開關(guān)柜信號等信號回路的調(diào)試驗收,本項工作無需與一次設(shè)備配合。

8)電流回路調(diào)試驗收:開關(guān)電流互感器、零序電流互感器及電流回路的調(diào)試驗收,須停電開展。

9)遙信、遙測調(diào)試驗收:后臺監(jiān)控及遠(yuǎn)動系統(tǒng)等遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)的信號、交流采樣測量值的調(diào)試驗收,本項工作無需與一次設(shè)備配合。

10)錄波調(diào)試驗收:系統(tǒng)故障狀態(tài)交流量和開關(guān)量錄取波形分析功能、智能錄波系統(tǒng)子站及主站的調(diào)試驗收,本項工作無需與一次設(shè)備配合。

11)計量調(diào)試驗收:電度表計量回路及計量自動化的調(diào)試驗收,須停電開展。

12)遙控調(diào)試驗收:全站遙控把手轉(zhuǎn)就地,進(jìn)行后臺監(jiān)控及遠(yuǎn)動系統(tǒng)等遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)的斷路器遙控功能調(diào)試驗收,本項工作無需與一次設(shè)備配合。

13)檢查結(jié)束:檢查接線,確認(rèn)端子緊固,恢復(fù)安全措施,核對定值,檢查現(xiàn)場后結(jié)束改造工作。

由上可見,10 kV保測裝置綜自改造工序繁雜,全過程涉及施工、繼保、運(yùn)行、自動化、二次運(yùn)維、計量和調(diào)度等人員,但受停電窗口限制,安裝和調(diào)試驗收工作均集中在較短的停電時間內(nèi),從而使得現(xiàn)場工作壓力增大,一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況極可能造成停電延期。

因此,亟須結(jié)合新技術(shù)、新方法實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程再造,主要針對無需與一次設(shè)備配合(即無需停電)的工作進(jìn)行優(yōu)化整合前置,從而對傳統(tǒng)10 kV保測裝置改造業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化,破解安裝調(diào)試工作均集中在停電時間的困局。

2 改造業(yè)務(wù)流程優(yōu)化方案

針對10 kV保測裝置綜自改造傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程存在將大量的工作集中于較短的停電時間的問題,本文提出了改造業(yè)務(wù)流程優(yōu)化方案,將部分無需與一次設(shè)備配合的調(diào)試工作通過可靠有效的新技術(shù)、新方法前置到一次設(shè)備停電前,即提前完成上文所提及的工序流程中的單機(jī)調(diào)試驗收、信號回路調(diào)試驗收、遙信遙測調(diào)試驗收和錄波調(diào)試驗收,同時可優(yōu)化遙控調(diào)試驗收,使改造工作開展更為順利。

2.1 基于調(diào)試車的停電前置調(diào)試

按照工序分析,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的調(diào)試工作需在間隔停電且面板安裝完成后方可開始,無法提前開展調(diào)試工作。為解決上述問題,本文研制了一種針對10 kV保測裝置綜自改造進(jìn)行調(diào)試驗收的調(diào)試車,該調(diào)試車可快速接入或退出10 kV保測裝置。10 kV保測裝置基于調(diào)試車開展停電前置調(diào)試,無需等停電期間完成配線再進(jìn)行調(diào)試,可在停電前連接裝置進(jìn)行單機(jī)調(diào)試驗收、信號回路調(diào)試驗收、遙信遙測調(diào)試驗收和錄波調(diào)試驗收,節(jié)省大量的調(diào)試時間,確保停電期間不再進(jìn)行相關(guān)驗收,停電后僅開展一次設(shè)備相連的二次回路驗收。

調(diào)試車構(gòu)造如圖1所示,在調(diào)試驗收車內(nèi)配備直流模塊、通信模塊、自適應(yīng)背板接口元件和標(biāo)準(zhǔn)化端子排。直流模塊用于提供裝置電源、信號電源和控制電源,通信模塊為裝置提供站控層網(wǎng)絡(luò)接口,自適應(yīng)背板接口元件可自適應(yīng)接入主流廠家10 kV保測裝置的電源、交流采樣、開入和開出背板插件,標(biāo)準(zhǔn)化端子排連接自適應(yīng)背板接口元件和外部接線,便于調(diào)試人員進(jìn)行采樣、開入、開出等二次回路調(diào)試驗收,無需進(jìn)行人工配線。

圖1 10 kV保測裝置調(diào)試驗收車

因調(diào)試車配件具備通用性、適配性和靈活性等特點,不同廠家的10 kV保測裝置可以快速固定于調(diào)試驗收車上,同時接入站控層網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行簡單的插拔式連接完成裝置模擬量插件、開入插件和開出插件與調(diào)試車外部端子的連接,無需人工拆接線即可滿足調(diào)試驗收的條件,批量完成全站10 kV保測裝置涉及的單機(jī)功能、自動化系統(tǒng)和智能錄波系統(tǒng)的驗收。

調(diào)試車確保10 kV保測裝置綜自改造調(diào)試驗收前置,解決了10 kV保測裝置只能在一次設(shè)備停電期間才可以完成調(diào)試驗收的困局,同時降低了停電調(diào)試風(fēng)險。將驗收工作前置至非停電階段,可實現(xiàn)全站10 kV保測裝置功能批量驗收,可根據(jù)調(diào)試人員工作時間靈活安排驗收時段進(jìn)行流水線調(diào)試驗收。

2.2 模擬主站“三遙”驗收

模擬主站為主站將“三遙”(遙信、遙測和遙控)數(shù)據(jù)庫配置至空閑的服務(wù)器,可完全替代主站。驗收完成后,可將最新數(shù)據(jù)庫配置導(dǎo)入實際運(yùn)行的主站系統(tǒng),無需重復(fù)驗收,該服務(wù)器可移動至變電站內(nèi),并接入站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備連接。

綜自改造“三遙”傳統(tǒng)驗收方法是,在一次設(shè)備停電期間同步進(jìn)行主廠站端“三遙”數(shù)據(jù)庫配置及驗收工作。傳統(tǒng)驗收手段存在問題較多,大規(guī)模開展綜自改造的情況下弊端更為明顯。為實現(xiàn)調(diào)控一體化,“三遙”數(shù)據(jù)庫配置量明顯增大,數(shù)目與變電站內(nèi)間隔量相關(guān),結(jié)構(gòu)最為簡單的110 kV變電站至少在1 000項以上,而220 kV變電站多達(dá)5 000項以上,主站和廠站端均在停電期間進(jìn)行數(shù)據(jù)庫配置則導(dǎo)致配置不斷增加、刪除、修改,一旦配置有誤則需重新修改并重新驗收,嚴(yán)重影響停電期間調(diào)試驗收進(jìn)度。因此本文提出建立模擬主站進(jìn)行“三遙”驗收的優(yōu)化方法,即提前完成上文所提及的工序流程的遙信、遙測調(diào)試驗收。

調(diào)度自動化班組搭建模擬主站平臺系統(tǒng),系統(tǒng)導(dǎo)入主站配置,模擬主站與實際調(diào)度自動化系統(tǒng)完全獨立且不影響在運(yùn)變電站數(shù)據(jù)庫配置。主站停電前在調(diào)試倉內(nèi)搭建模擬主站平臺系統(tǒng)導(dǎo)入改造后全站的數(shù)據(jù)庫配置,變電站端遠(yuǎn)動機(jī)完成站內(nèi)遠(yuǎn)動全站數(shù)據(jù)庫配置,確認(rèn)通信連接正常后,進(jìn)行遙信、遙測、遙控等整體驗收。通過模擬主站提前確認(rèn)主站和變電站遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)庫正確,完成遠(yuǎn)動信號、遙測以及遙控出口核對,避免停電期間進(jìn)行數(shù)據(jù)庫比對和查錯復(fù)檢等工作,停電期間主站僅需導(dǎo)入模擬主站相關(guān)數(shù)據(jù)庫配置,即可完成已驗證的數(shù)據(jù)遷移,節(jié)省停電期間數(shù)據(jù)核對時間,大大提升“三遙”驗收效率。

2.3 遙控分模塊驗收

為避免遙控誤出口至運(yùn)行間隔,傳統(tǒng)遙控驗收在一次設(shè)備停電期間,需廠站運(yùn)行人員轉(zhuǎn)換全站遙控把手至就地位置,且全程有人值班配合驗收,驗收完成后需恢復(fù)全站遙控把手至遠(yuǎn)方位置。全站遙控把手至少35個以上,多則60個以上,操作全程耗費時間長,消耗人工時間成本大,需要2名運(yùn)行人員進(jìn)行接近1 h的操作。因此,本文通過遙控分模塊驗收實現(xiàn)遙控驗收優(yōu)化,從技術(shù)上消除遙控誤出口的風(fēng)險,無需進(jìn)行全站遙控把手切換,即優(yōu)化上文所提及的工序流程的遙控調(diào)試驗收。

根據(jù)自動化遙控原理可知,調(diào)度主站或站端后臺進(jìn)行遙控斷路器軟壓板等操作時,實際遙控對象均為10 kV保側(cè)裝置的出口接點或裝置軟壓板,上述對象遙控時均需要完成遙控預(yù)置和遙控執(zhí)行,不滿足遙控條件則遙控預(yù)置失敗,無法進(jìn)入遙控執(zhí)行階段。根據(jù)調(diào)查研究,10 kV保測裝置均可顯示預(yù)置報文和執(zhí)行報文。

如圖2所示,停電前完成后臺機(jī)至10 kV保測裝置遙控驗證,驗證遙控預(yù)置報文正確性和遙控執(zhí)行接點出口的正確性。遙控選擇后確認(rèn)裝置顯示遙控預(yù)置報文的預(yù)置對象和預(yù)置操作是否與遙控選擇一致,進(jìn)行遙控執(zhí)行時測量遙控出口接點是否與遙控選擇一致。逐一完成遙控驗證后,可從技術(shù)原理上避免停電期間遙控誤出口,無需進(jìn)行遙控把手狀態(tài)切換這一較為低效的控制手段來確保遙控過程的安全性。停電期間操作人員確認(rèn)預(yù)置報文無誤,可完成“遠(yuǎn)動機(jī)或后臺—10 kV保測裝置—機(jī)構(gòu)”的全回路出口驗收確認(rèn),全過程無需切換遙控把手狀態(tài)。

圖2 遙控分模塊驗收原理圖

3 應(yīng)用效果

本文提及的10 kV保測裝置綜自改造業(yè)務(wù)流程優(yōu)化已在中山地區(qū)變電站開展試點應(yīng)用,以220 kV某變電站為例進(jìn)行分析,220 kV某變電站10 kV共3段母線,分別為10 kV 1 M、10 kV 2 M和10 kV 3 M母線,共36個線路間隔、10個電容間隔和3個接地變間隔,停電前期在調(diào)試人力資源充裕的時間完成停電前調(diào)試驗收。按照本文改造業(yè)務(wù)流程,可在停電前期完成以上間隔在上文所述工序中的單機(jī)調(diào)試驗收、信號回路調(diào)試驗收、遙信和遙測調(diào)試驗收和錄波調(diào)試驗收,優(yōu)化上文所述工序中的遙控調(diào)試驗收。

根據(jù)現(xiàn)場總結(jié),每項調(diào)試驗收工作時間為單機(jī)調(diào)試0.5 h、信號驗收1 h、遠(yuǎn)動驗收0.5 h、智能錄波驗收0.5 h、1個間隔約節(jié)省2.5 h。另外,需要2名運(yùn)行人員轉(zhuǎn)換全站遙控把手至就地位置,且全程轉(zhuǎn)換有人值班配合,驗收時間至少2 h,優(yōu)化后約節(jié)省1.5 h用于操作配合和工作票流程的時間。按照優(yōu)化業(yè)務(wù)流程進(jìn)行集中調(diào)試驗收,調(diào)試驗收過程具有持續(xù)性和連貫性,出現(xiàn)問題可當(dāng)場解決,杜絕遺留問題。經(jīng)過業(yè)務(wù)流程優(yōu)化后,無需在停電期間開展裝置配置和數(shù)據(jù)庫校驗等工作,停電工作有效時長可縮短4 h以上。

4 結(jié)束語

10 kV保測裝置綜自改造工序繁多,采用本文改造業(yè)務(wù)流程優(yōu)化方案可大大節(jié)省停電驗收時間,可提前確認(rèn)裝置軟件和硬件功能正確性以及數(shù)據(jù)庫配置正確,尤其是能夠提前發(fā)現(xiàn)問題。同時,該優(yōu)化方案可批量實現(xiàn)裝置驗收,提升了作業(yè)效率,破解了大量的工作集中在較短停電時間的困局。