1 變電站自動化技術
1.1 在基礎設施上
首先,為確保主設備可靠,110kV及以上斷路器選用GIS、SF6斷路器,10kV采用真空斷路器,壹般采用兩臺主變壓器配置;控制對象具有遙控、遙調、遙信、遙測條件,如變壓器有載分接開關能遙調,其位置能遙信,主變溫度能遙測;斷路器具備遙控條件,其位置能遙信;需遙信的隔離開關配備遙信輔助觸點,需遙控的隔離開關具有電動操作機構;站用變配置兩臺,均裝有自動投切裝置。二次設備完整,繼電保護配置完備,繼電保護和中央信號等應具有遙信條件。直流系統選用可靠性高、維護工作量少的“免維護”蓄電池,實現直流母線電壓的遙測,同時裝有絕緣監測裝置及對蓄電池、矽整流充電裝置運行狀態進行監側。壹、二次設備及建築物滿足安全生產(如防火、防盜、防小動物、防水)的要求,且與環境相協調,並裝有通風系統。滿足防塵要求。
1.2 在功能上
遠動系統以RTU為核心,是屬於集中式、單CPU的自動化設備,具有完備的遙測、遙信、遙控、遙調功能及其他擴展功能。主要體現在以下方面:
1.2.1 數據采集、處理功能,可采集變電站的各種狀態量、模擬、數字量及開關量,將采集來的數據進行壹系列處理以及校驗,計算出未知參數,如功率因數、有功功率、無功功率等,能正量驗確反映現場壹、二次設備的實時運行狀態,監控員可根據設備狀態和遙測值判斷系統是否運行正常;
1.2.2 安全監視與報警,包括越限報警與異常狀態報警,進行事件順序記錄、事故追憶等,采用報警行、音響提示、閃爍報警、,對母線電壓變色提示等方式壓、母線電流平衡、線路負荷、系統頻率、中性點電、直流電壓越限情況進行監視;
1.2.3 繼電保護監控功能,包括向監控系統傳送自檢報告事件報告等,能正確向監控系統傳送保護實時狀態,在保護動作後能及時發送跳閘時間、跳閘元件、相別、動作值等信息;
1.2.4 自動控制功能,包括系統接地保護、備用電源自投、電壓和無功控制等,對安裝有VQC裝置的有載變壓器和電容器,能根據規定的電壓曲線及無功要求,自動對無功電壓進行調整,使母線電壓控制在合格範圍內;
1.2.5 控制操作功能,實現對斷路器、電動隔離開關進行分合控制,對主變及消弧線圈分接開關進行調節,且滿足“五防”要求,並對同時來自不同地點的操作命令具有閉鎖和防跳功能,對操作口令、操作權限不符的操作具有閉鎖功能,能夠預防出錯,即操作安全性能、對外保密性能好,防止因非操作人員或操作員失誤造成系統故障;
1.2.6 監控系統具有自診斷功能,所有數據采集、控制、保護等主要單元模塊故障能自診斷出故障部位,並具有失電保護、上電自檢、自復位至原運行狀態的功能,當數據采集出現非法錯誤時,能輸出出錯信息並報警且閉鎖故障單元,將故障內容及發生時間記錄在事件壹覽表中。
2 實際運行中遇到的幾個問題
在實際運行中,變電站自動化系統也出現了壹些問題,有些問題潛在影響到變電站的安全、可靠和穩定運行,下面針對變電站自動化系統在實際運行中出現的問題加以闡述:
2.1 協調好保護與監控系統的關系。為了確保綜合自動化系統運行的可靠性和安全性,協調好各子系統的關系顯得十分重要,變電站自動化系統必須重點加以保護、監控,並處理好各智能設備之間的關系,如數據傳輸規約、可靠性、實時性等;同時,傳統的繼電保護與調度通信專業不能整合壹定程度上影響了檢修維護工作,這點在當前國網公司“五大”體系建設中已明確進行資源整合。
2.2 遙信信號誤報、漏報與抖動。遙信信號直接反映了電網運行方式及變電站相關設備的運行狀態,它是電網自動化系統中最基本、最重要的信息之壹,特別要求可靠、實時。但在實際運行中誤報、漏報現象較突出,必須很好地加以研究和解決。引起遙信誤報、漏報或抖動的原因主要有兩個:①壹次、二次設備在運行過程中造成的遙信誤動或抖動,如斷路器輔助觸點不對位或接觸不良,引起遙信誤動、振動或短時間抖動等,二次回路中信號繼電器因性能不穩而出現電顫、觸電接觸不良等,故造成遙信誤動或抖動。②由於遙信裝置本身引起誤動或抖動,如長線傳輸受到靜電和工頻幹擾,產生遙信誤動和抖動。
2.3 系統的實時性。無人值班變電站,其系統實時性有壹定制約:①由於數據在發往集控中心的過程中處理傳送環節較多;②由於總體結構設計中存在較多的瓶頸,數據傳輸不暢,等待時間長,其中還涉及到網絡的選擇和數據庫設計等問題。
2.4 事件順序記錄SOE。事件順序記錄(SOE)是提高處理電網事故應變能力和提供準確分析事故的重要手段。系統中無人值班站越多,其功能就顯得越重要,特別是在事故時,可以提高集控人員處理事故的準確性,縮短處理事故的時間,實用性很強。
2.5 遠動信號死機。在實際應用中,由於很多遠動設備都是采用集成電路插件或模塊組成,受外界環境如溫度、灰塵等影響較大,從目前運行情況來看,經常會出現遠動遙測板、遙控板、遙信板死機,特別是在夏季高溫天氣表現得更為突出,致使“四遙”功能不能正常發揮作用。
3 變電站自動化技術發展趨勢
目前變電站自動化發展的總趨勢,可從不同的角度來描述:
3.1 從集中控制、功能分散型向分散(層)網絡型發展。綜合自動化采用現場(I/O)單元控制裝置就近綜合處理,通過引入局域網((LAN或以太網)技術將所有智能裝置連接在壹起,各節點的智能或控制裝置或間隔單元和所級測控主單元,通過所級測控主單元與就地SCA-DA主站系統聯網,完成對現場的協調控制和監視管理。
3.2 從專用設備到平臺。傳統方式中,每個控制或保護功能都為專用設備,種類也多。現在計算機技術的發展使設備的功能僅由軟件決定,硬件因I/0所要求的類型和數量而異。因此,開發通用標準型和靈活的硬件和軟件平臺,以適用於所有保護和控制。系統將具有開放性和數據壹致性的特點。統壹遵循國際標準,便於不同廠家相互接口和維護使用。
3.3 從傳統控制向綜合智能方向發展。主要表現在采用了光纖通信,減少了電纜使用量;計算機CRT顯示或大屏幕顯示可以取代傳統的模擬屏:減少了控制室面積,並且顯示系統可擴;可維護性大大增強:調度集控中心的運行人員可以獲取更多的結構、更合理的實時信息;提高了調度集控中心對電網調度管理控制的性能;操作更方便、更可靠。從計算機控制向綜合智能控制發展,主要表現為電氣設備的小型化已向機電壹體化方向發展以及控制和保護的整體化。將控制、保護系統與壹次設備就近安裝在壹起,向著智能型裝置發展。
3.4 從室內型向戶外型演變。由於被控對象多在戶外,因此要求控制設備、保護設備按壹次間隔單元分散安裝或現場安裝,這就是通常所指的戶外型RTU和間隔級I/0單元及分散型單元保護裝置。
3.5 從單純的屏幕數據監視到多媒體監視。計算機控制、信息處理及通信技術的發展,將使計算機監控從靜、動態實時數據向聲、像輔助監控等多方位發展,以適應電力系統的需要,特別是電力市場的需要。其中利用工業電視提供的視覺信息、應用計算機圖像識別技術,將有可能迅速地辨別圖像或將多個相關圖像進行綜合判斷,及時發出處理指令,進壹步擴大與提高電力系統的功能和水平。
4 結語
總之。變電站自動化技術是壹項涉及多專業、多方面的系統工程,具有完善而豐富的功能,能適應現代電力工業生產發展的需要,同時它具有顯著的特點,且能滿足生產與運行方面的各種要求,在智能化時代,必將獲得更快發展。