1、變電站綜合自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,微機綜合自動化裝置在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,二次保護裝置經(jīng)歷了常規(guī)的突出式和插件式電磁保護、機電式保護、晶體管保護、集電路保護到微機保護。常規(guī)控制、保護裝置逐步從電力系統(tǒng)中退出歷史舞臺。取而代之的變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種全新概念的智能化成套裝置,它是調(diào)度自動化的變電所端設(shè)備RTU與變電所的微機保護裝置發(fā)展到一定程度以后相互結(jié)合的產(chǎn)物,是在計算機技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它從變電所整體出發(fā),將斷路、變電器、隔離開關(guān)等設(shè)備的保護、監(jiān)控、測量、信號、遠動、通信、直流和五防功能閉鎖功能集于一體的自動化模塊裝置

2、,并按預(yù)定的程序和要求對變電秘進行自動監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)和控制的一種綜合自動化系統(tǒng),它是自動化動手術(shù)在變電所應(yīng)用的一種方法。變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點:目前,我國應(yīng)用的綜合自動化系統(tǒng)主要有兩種安裝方式,一種是組屏集中安裝,另一種是模塊單元分散在開關(guān)、變壓器附近就地安裝,這兩種方式與常規(guī)保護相比,除了能滿足常規(guī)控制保護的所有功能外,還具有如下特點:1、系統(tǒng)具有種類齊全、功能完善的保護裝置、自動化裝置、控制、測量和監(jiān)控等功能;2、具有各種控制保護功能的下放單元,節(jié)省大量控制和測量電纜的投資,接線少、施工周期短;3、變電所主建筑物減少,節(jié)省投資;4、采用低成本、高可行性的電子元件;5、交流采樣,具有免

3、維護、智能化程度高,穩(wěn)定性好等特點;6、標準化獨立結(jié)構(gòu),各模塊在電氣上完全獨立,提高了運行的可行性。7、避免了常規(guī)變電所通信、計量、遠動、保護等各管一攤,相互扯皮,相互推諉的現(xiàn)象。變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)點:1、減輕值班人員的經(jīng)常定時抄表,計算電能平衡等負擔,可直接通過點擊鼠標,便可觀察負荷大小、電量指數(shù)、功率因素、故障性質(zhì)等參數(shù);2、采用先進技術(shù),設(shè)備運行可靠,維護檢修量減少,降低設(shè)備檢修費用,減輕了勞動強度,提高了勞動生產(chǎn)率;3、準確事故分析,快速事故處理。利用綜合自動化系統(tǒng)的事故錄波,對事故分析,判斷事故的性質(zhì)和類型,可大大縮短事故造成的停電時間;4、高品位的應(yīng)用,低價格的投資。新建一座

4、常規(guī)35KV變電所,二次設(shè)備的投資約占總投資的30%,一般為30-40萬元,主控制和值班室、休息室約占全站總土建費用的50%,一般為60-70萬元,而且只能實現(xiàn)“兩遙”,不能滿足電網(wǎng)現(xiàn)代化管理的要求。如采用綜合自動化,既功能強大,又節(jié)省投資,何樂而不為。5、與常規(guī)站相比,減少站區(qū)占地面積,接線簡單,縮短了工期,節(jié)約了資金。變電站綜合自動化在我局的應(yīng)用及存在的問題我局220KV復興變電站綜合自動化改造,110KV塔沱變電站綜合自動化改造、新建的110KV西郊變電站綜合自動化部分等綜合自動化變電所投入使用,運行實踐證明,綜合自動化使我局的經(jīng)濟效益和管理水平有了很大的提高,也為我局爭一流供電企業(yè)打下

5、了堅實的基礎(chǔ)。但同時,也暴露出一些問題,如事故時,彈不出閃爍畫面;遙測量精度不能滿足遠動化衫達標要求;直流系統(tǒng)、所用電的遙測、遙信與綜合自動化不配套;綜合自動化系統(tǒng)沒有五防閉鎖,加大了運行人員誤操作的可能;保護投退、定值修改、壓板投退畫面只有一個,不便于運行與保護檢修,人員責任劃分權(quán)限不明確,極容易混淆;異常信號不報警等。對綜合自動化變電所設(shè)計的幾點建議針對以上主要問題并結(jié)合當前我國綜合自動化生產(chǎn)廠家現(xiàn)有產(chǎn)品、技術(shù)水平及成熟性,根據(jù)本人多年來積累的設(shè)計經(jīng)驗和我局施工、運行維護的實踐經(jīng)驗總結(jié),我認為:1、在小型化變電所設(shè)計中,應(yīng)本著變電所主接線簡單,力求主變控制在兩臺以內(nèi),高壓均在室外布置,一、

6、二次設(shè)備必須具備運行穩(wěn)定可靠,“四遙”功能完備的調(diào)度自動化系統(tǒng)。由于農(nóng)村負荷性很強,負荷變動范圍較大,主變壓器亦選用低磁密、低損耗、節(jié)能型的有載高壓變壓器;斷路器選用“無油化”的SF。斷路器或戶外真空斷路器,減少檢修維護量,提高供電可靠性,并降低運行維護費用;所用變壓器在高壓低壓側(cè)各裝一臺(高壓側(cè)應(yīng)裝于線路側(cè),互為備用,自動投切(綜合自動化裝置實現(xiàn),不間斷供電,便于試驗、調(diào)度一次設(shè)備,保證所供電;電容器選用可調(diào)式密集型電容器,便于自動跟蹤電網(wǎng)電壓,自動補償無功,優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu);如有條件,隔離開關(guān)及接地開關(guān),從而實現(xiàn)真正意義上的無人值守變電所。2、對于變電所綜合自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集及信息共享,盡可

7、能要科學、集中、統(tǒng)一。在當前綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用中,對于某些狀態(tài)量的取樣仍然比較原始,如隔離開關(guān)、接地開關(guān)的狀態(tài)量仍借助其輔助開關(guān)接點的模式。多年來的實踐證明輔助開關(guān)接點切換的可靠性太差,因輔助開關(guān)的錯誤切換。造成的誤操作或不能進行操作時有發(fā)生。這一問題對于無人值班變電所尤為重要。3、以往常規(guī)有人值班的變電所,值班人員常年在變電所中工作,對一次設(shè)備應(yīng)該說十分熟悉,但仍出現(xiàn)誤操作。在變電所實施綜合自動化和無人值班之后,除了斷路器等具備有遠方操作的功能,大部分隔離開關(guān)、接地開關(guān)、網(wǎng)門、間隔門、端子箱門及臨時接地線等,仍采用現(xiàn)場就地操作,而設(shè)備操作人員可能是幾個人管理多個變電所,相對而言操作人

8、員對每一個站內(nèi)的一次設(shè)備工作狀況并不一定熟悉,因而產(chǎn)生誤操作的機率可能要高,完善的五防閉鎖裝置更為嚴重。而目前國內(nèi)絕大多數(shù)的生產(chǎn)廠家沒有五防閉鎖,因此,解決微機監(jiān)控、變電管理系統(tǒng)與五防閉鎖的有機結(jié)合,達到采樣信息共享、直觀、對應(yīng)、簡單易行,以適應(yīng)大部分地區(qū)的運行操作水平現(xiàn)狀。與此同時,先進的微機綜合自動化裝置的廣泛應(yīng)用,對變電所的值班人員及管理人員提出了更高的要求,電力系統(tǒng)不僅要追求設(shè)備技術(shù)性能一流化,而且自身的有關(guān)先進技術(shù)知識水平的更新提高也迫在眉睫。變電站綜合自動化的改造應(yīng)注意以下幾個問題一、前期工作要充分:要做好項目的前期工作,我們不但要考察各生產(chǎn)廠家,而且還應(yīng)考察生產(chǎn)廠家的用戶,因為往

9、往用戶的意見比較中肯,也更利于發(fā)現(xiàn)問題。要通過招投標的方式來確定合作廠家,這也是國家所倡導和規(guī)范的。在招標文件中,通過技術(shù)要求書來確保各項技術(shù)參數(shù),必要時要廠家予以澄清。招投標方式還是降低項目工程造價的有效方法。前期工作是進行項目技術(shù)經(jīng)濟談判的前提條件。實踐證明,前期工作做的充分與否,是項目成功的關(guān)鍵。二、做好統(tǒng)籌安排,實現(xiàn)變電站綜合自動化一般來說,變電站綜合自動化公司只負責變電站的保護和監(jiān)控系統(tǒng),那么要想實現(xiàn)變電站的綜合自動化,需要改造原主變的檔位變送系統(tǒng)和測溫系統(tǒng)、接地補償系統(tǒng)、接地選線裝置、無功補償及電壓調(diào)整等設(shè)備,這些設(shè)備要改造成具備“四遙”功能,其接口方式、通訊規(guī)約必須與保護、監(jiān)控系

10、統(tǒng)相統(tǒng)一,才能構(gòu)成完整的變電站綜合自動化系統(tǒng),這是一項重要的工作,需要在各廠家間作大量的組織協(xié)調(diào)工作。三、要制定嚴密的施工組織措施和施工安全措施改造施工前要成立項目安裝施工小組,安裝施工小組由生產(chǎn)、安全、安裝、檢修和運行人員組成,具體負責工程的安裝施工工作。由于施工中不允許長時間中斷供電,部分地方需要帶電工作,因而施工難度和危險性較大,安全工作顯得尤為重要。本著誰施工,誰負責的原則,工作負責人為安全第一責任人,安全總負責人負責具體的安全監(jiān)理工作。各施工小組的工作負責人兼本小組的安全員,負責監(jiān)督本小組的安全工作和具體落實本小組的安全措施。各工作小組開工前,要對本小組、本階段工作的安全技術(shù)措施進行

11、分析、討論,工作嚴格執(zhí)行“兩票”、“三制”并按電業(yè)安全工作規(guī)程(變電部分要求辦理各項安全措施,確保人身、設(shè)備安全。各施工小組開工前須開好班前會,交代好工作內(nèi)容、人員活動范圍、設(shè)備帶電部位及其它注意事項。帶電工作必須設(shè)立專人監(jiān)護。在施工中應(yīng)注意以下幾點:1、帶電部位要有明顯的標志。高壓帶電部位要設(shè)置遮攔,低壓帶電部位掛好警牌等標志。2、拆裝保護電纜時,要做好防止開關(guān)誤動作的措施,如取下控制保險、合閘保險,加裝機械閉鎖裝置等。3、拆裝電壓二次回路時,嚴防短路,可采取取下二次保險,對二次線頭進行絕緣處理等措施;拆裝電流二次回路時,嚴防開路,可采取暫時中斷供電,在電流源處短接電流回路等措施。四、施工方

12、案要具體:接地補償裝置、主變檔位變送器和小電流接地選線裝置的技術(shù)改造可提前完成,以便集中精力搞好變電站保護監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)改造。由于需要拆除原保護柜、監(jiān)控柜、集控臺、交直流電源屏等,在原位置或相鄰位置安裝新的保護監(jiān)控柜和交直流電源柜,又要盡量少停電,短停電,因此新舊設(shè)備的交割工作難度很大,為此,我們采取以下施工方案:1、先安裝保護屏,將新屏在合適的位置用槽鋼墊起,墊起高度便于從低部穿電纜為宜,并將保護屏排列整齊,將微機操作臺在一合適位置安好,連接各屏和微機間電纜,開機調(diào)試,并對各路出線保護整定好保護定值,調(diào)試結(jié)束后貼好標簽。2、再安裝控制屏。在控制室電纜間內(nèi)先安裝好端子箱,連接好端子箱和各屏間的

13、電纜,做好投運前的準備工作。端子箱也是解決二次電纜不夠長的重要手段。3、將全負荷轉(zhuǎn)移到I段母線上,由I#主變帶全部負荷運行,將II段母線停運。連接II段設(shè)備與控制室各屏間的電纜,并模擬運行連接好的設(shè)備,待調(diào)試正常后,采用同樣的方法將負荷轉(zhuǎn)移到2#主變及II段母線上,連接其與控制室各屏間的電纜并模擬運行。對于只在其中一端段母線上的負荷,可通過臨時接在另一段母線備用開關(guān)上的過渡供電方案來縮短停電時間。上述工作完成后,就完成了新舊設(shè)備的交割,進入系統(tǒng)的試運行階段。4、變電站實現(xiàn)無人值班,通道是關(guān)鍵的一環(huán),我們不但要解決通話問題,還必須提供遙測、遙信、遙控、遙調(diào)甚至遙視所需要的通道,為電網(wǎng)調(diào)度自動化的

14、通信提供條件,舊的傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)遠遠滿足不了當前的電網(wǎng)發(fā)展需要。根據(jù)各變電站、各電網(wǎng)的特點,可選擇不同的通信方式,如光纖通信、普通微波通訊、電力線載波通訊、有線英頻電纜通信、超段波無線電臺通信、無線擴頻電臺通信等方式。以上6種通信方式各有各的優(yōu)點和不足,應(yīng)根據(jù)具體特點,認真分析和選擇。5、直流電源的直流電池應(yīng)采用閥控鉛酸蓄電池。操作電源需要合閘電流大即短時間大電流放電較好,這就需選擇電池極板較薄的廠家。而后者設(shè)計備用時間特長,不考慮大電流放電,這就需選板較厚的電池。電池一般設(shè)計溫度為250C,有些電池設(shè)為200C,這樣的電池放在比它的設(shè)計溫度高100C的環(huán)境中,壽命會減少一半,所以需了解各

15、種電池的環(huán)境溫度。6、變電站的電磁干擾問題及解決措施:隨著變電站綜合自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,變電站的測量、保護裝置的精度越來越高,功能越來越全,但可靠性問題始終困擾著我們。因持我們應(yīng)采取抑制干擾源產(chǎn)生、切干擾傳播途徑、提高設(shè)備的抗干擾能力。(1、電磁干擾的分類:電網(wǎng)中的低頻擾動,電力網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)中的高頻傳導、散電放電干擾、磁場干擾。(2、電磁干擾侵入途徑:電容性耦合,電感性耦合、共阻抗耦合、輻射耦合。(3、抗干擾措施:采用屏蔽以減少感應(yīng)耦合。采用屏蔽層(金屬外皮的控制電纜以減少感應(yīng)耦合;不能用屏蔽層代替導線作為電壓、電流回路;二次電壓、電流回路電纜從高壓設(shè)備引至保護控制設(shè)備時,應(yīng)盡量靠近接地體,以減少高頻瞬變漏磁通的進入;控制電纜應(yīng)盡可能遠離高壓母線。合理接地以減少共阻抗耦合。一次系統(tǒng)的接地,對于引入瞬變大電流的地方應(yīng)設(shè)多根接地極并加密接地網(wǎng)絡(luò),以降低瞬變電流引起的地電位升高和地網(wǎng)各處電位差,具體做法為;避雷針、避雷器的接地點采用兩根以上的接地線和加密接地網(wǎng)絡(luò),設(shè)備接地線接于地網(wǎng)導體交叉處,設(shè)備接地處增加網(wǎng)絡(luò)互連線。二次設(shè)備的接地分為安全接地和工作接地。安全接地即外殼接地以防電擊或放電,要求接地線短而可靠;工作接地是給電子電路一個電位基準,還可以作為信號的返回通路及供電通路,要求各點電位一致,公用接地線阻抗盡量小,多個系統(tǒng)的工作接地先接在一起再與安全接地連接。根