變電站自動(dòng)化通信數(shù)據(jù)可靠性研究

1自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)綜合能源效率是對(duì)能源裝置的雙重設(shè)備進(jìn)行集成和優(yōu)化，采用先進(jìn)的信息技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源裝置的自動(dòng)化功能。變電站內(nèi)通信數(shù)據(jù)可靠傳輸是實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化功能的重要保障。本課題就我局220kV新云變電站II期工程中自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員發(fā)現(xiàn)NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信存在通信報(bào)文丟包問(wèn)題進(jìn)行深入的探討分析,并提出實(shí)際可行的解決方案。2遙信息丟失風(fēng)險(xiǎn)2010年05月在220kV新云變II期工程中,自動(dòng)化技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)對(duì)35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置發(fā)遙控命令及調(diào)取保護(hù)定值時(shí),偶爾會(huì)出現(xiàn)遙控超時(shí)、保護(hù)定值調(diào)取失敗及自動(dòng)化四遙信息丟失情況,但總控NSC300沒(méi)有通信中斷的告警信號(hào)。這種設(shè)備的異常運(yùn)行情況將會(huì)導(dǎo)致四遙信息準(zhǔn)確率達(dá)不到100%,開(kāi)關(guān)、刀閘遠(yuǎn)方遙控成功率達(dá)不到99.99%,不滿(mǎn)足220kV新云變電站無(wú)人值班的要求。為此,自動(dòng)化班QC小組把實(shí)現(xiàn)220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信作為研究課題。3室保護(hù)裝置通信220kV新云變綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用南瑞科技NSC300總控裝置作為變電站核心控制設(shè)備,與全站二次設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能,35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置型號(hào)為RCS-9600系列。相同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在我局220kV臨滄變、110kV北郊變、110kV鳳慶變等多個(gè)變電站使用,這些變電站總控與保護(hù)裝置通信均沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)異常情況,各站情況如表1所示。與南瑞科技技術(shù)人員進(jìn)行咨詢(xún),NSC300總控自投入運(yùn)行以來(lái),未發(fā)生過(guò)與RCS-9600系列保護(hù)裝置通信異常情況。所以我們將活動(dòng)目標(biāo)設(shè)定為實(shí)現(xiàn)220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信。4nsc300總控與33kv保護(hù)裝置通信異常NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信異常情況是偶爾發(fā)生的,并且發(fā)生時(shí)會(huì)出現(xiàn)遙控超時(shí)、保護(hù)定值調(diào)取失敗及自動(dòng)化四遙信息丟失等情況,且總控NSC300沒(méi)有通信中斷的告警信號(hào)。針對(duì)這一情況,小組人員采用重復(fù)對(duì)35kV開(kāi)關(guān)發(fā)遙控命令,在NSC300總控上截取通信報(bào)文進(jìn)行分析的方法,來(lái)查找NSC300總控與35kV保護(hù)裝置通信異常的原因。(1)遙控試驗(yàn)成功截取的報(bào)文遙控選擇5保護(hù)裝置異常原因(1)設(shè)備質(zhì)量差:現(xiàn)場(chǎng)查看設(shè)備合格證及出廠(chǎng)測(cè)試記錄,設(shè)備質(zhì)量合格,非主因。(2)裝置安裝不正確:經(jīng)與設(shè)計(jì)圖紙核對(duì),設(shè)備安裝正確,非主因。(3)選錯(cuò)規(guī)約:對(duì)裝置選用規(guī)約進(jìn)行檢查,規(guī)約選擇正確,非主因。(4)規(guī)約參數(shù)配置有誤:經(jīng)檢查總控及保護(hù)裝置規(guī)約參數(shù)配置正確,非主因。(5)雙絞線(xiàn)質(zhì)量不合格:經(jīng)測(cè)試,屏蔽雙絞線(xiàn)質(zhì)量合格,非主因。(6)傳輸距離遠(yuǎn),信號(hào)衰弱:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,屏蔽雙絞線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)300m,咨詢(xún)廠(chǎng)家后得知,屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸速率達(dá)到1Mbps的傳輸距離不超過(guò)120m,過(guò)長(zhǎng)的傳輸距離信號(hào)會(huì)發(fā)生衰耗,是主因。(7)接線(xiàn)不正確:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,現(xiàn)場(chǎng)RS485接線(xiàn)方式正確,非主因。(8)途中電磁信號(hào)干擾嚴(yán)重信號(hào)失真:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看,屏蔽雙絞線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩臺(tái)主變,主變電磁干擾嚴(yán)重,而相同路徑光纖傳輸?shù)?5kV保護(hù)小室測(cè)控裝置信號(hào)無(wú)異常,是主因。小組人員認(rèn)為造成保護(hù)報(bào)文丟失的主要原因有:1、傳輸距離遠(yuǎn),信號(hào)衰弱;2、途中電磁信號(hào)干擾嚴(yán)重信號(hào)失真。6方案三:固定設(shè)備設(shè)計(jì)(1)提出對(duì)策方案方案一:新增設(shè)備。在35kVI段保護(hù)小室及35kVⅡ段保護(hù)小室中各增加1套NSC300總控接入保護(hù)裝置,通過(guò)以太網(wǎng)接入主控樓NSC300總控;方案二:更換設(shè)備。更換35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置為南瑞科技保護(hù)裝置,通過(guò)以太網(wǎng)接入主控樓NSC300總控;方案三:更換傳輸介質(zhì)。利用35kV保護(hù)小室到主控樓備用光纖,采用RS485光纖規(guī)約轉(zhuǎn)換器接入NSC300總控。(2)研究、確定所采取的對(duì)策35kV保護(hù)小室到主控樓有兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò),保護(hù)設(shè)備與總控連接用屏蔽雙絞線(xiàn)構(gòu)成的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),測(cè)控裝置與總控連接用光纖(6芯光纖現(xiàn)已使用2芯)構(gòu)成的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。35kV保護(hù)小室保護(hù)設(shè)備與測(cè)控裝置所用規(guī)約不同,所以不能用以太網(wǎng)直接接入測(cè)控裝置,需經(jīng)總控轉(zhuǎn)換規(guī)約后方能接入。小組人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,通過(guò)查找資料及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得出:對(duì)策方案一及對(duì)策方案三兩個(gè)方案均可采用,實(shí)施成功的話(huà)均可到達(dá)效果。對(duì)策方案一需新增測(cè)控裝置兩套(6萬(wàn)元)并需在現(xiàn)場(chǎng)新增屏柜進(jìn)行組屏;對(duì)策方案三需增加RS485光纖規(guī)約轉(zhuǎn)換器2套(0.3萬(wàn)元)使用備用光纖在現(xiàn)有屏柜上安裝。按先易后難、投資費(fèi)用由低到高的原則小組決定采用對(duì)策方案三解決問(wèn)題。(3)制定對(duì)策表(見(jiàn)表2)7nsc2005/光纖進(jìn)行轉(zhuǎn)型小組對(duì)方案三實(shí)施進(jìn)行討論后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求,取得一致意見(jiàn),便分工進(jìn)行實(shí)施(對(duì)策方案實(shí)施步驟表見(jiàn)表3、實(shí)施效果確認(rèn)表見(jiàn)表4)。圖4為加裝的RS485/光纖轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物示意圖。圖5為改動(dòng)后NSC300總控與站內(nèi)35kV保護(hù)裝置的通道走向平面圖。圖6為改動(dòng)后NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信網(wǎng)絡(luò)示意圖。8實(shí)施成本相對(duì)較低,取得良好的直接經(jīng)濟(jì)效益NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信正常,滿(mǎn)足無(wú)人值班站要求(活動(dòng)前后各指標(biāo)比較如圖7所示)。實(shí)現(xiàn)了220kV新云變NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置可靠通信,成功完成課題預(yù)定目標(biāo)。本次QC活動(dòng),小組結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定了合理的對(duì)策方案并加以落實(shí)實(shí)施(實(shí)施成本為3000元),取得了良好的直接經(jīng)濟(jì)效益(較傳統(tǒng)采用新增設(shè)備解決方法節(jié)省5.7萬(wàn)元)。且實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的自動(dòng)化數(shù)據(jù),為調(diào)度運(yùn)行人員提供了準(zhǔn)確的電網(wǎng)運(yùn)行潮流,提高了調(diào)度運(yùn)行人員的掌控能力,具有較高的社會(huì)效益。9及時(shí)彌補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的不足,確保自動(dòng)化設(shè)備安裝在現(xiàn)場(chǎng)(1)將改動(dòng)后的圖紙(通道走向圖及網(wǎng)絡(luò)示意圖)納入新云變圖紙資料歸檔,納入班組作業(yè)指導(dǎo)書(shū)及班組管理中,并報(bào)生技部批準(zhǔn)。(2)到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),二期工程中通道及網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)圖紙為更改后的圖紙,并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督,及時(shí)提出整改意見(jiàn)并督促現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)到位。(3)今后對(duì)于新建或改擴(kuò)建的變電站,自動(dòng)化人員將針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備接入情況認(rèn)真審核,提出合理要求,防止類(lèi)似問(wèn)題再次發(fā)生,保障自動(dòng)化設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),35kV部分的四遙信息數(shù)據(jù)正確,組濾波通道。總安裝容量約8.55Mvar,基波補(bǔ)償容量約6Mvar,從濾波效果仿真結(jié)果分析,采用上文所示濾波器配置后,母線(xiàn)諧波電流全部滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求。4礦井充放電效果采用SVC后收到以下效果:(1)SVC實(shí)現(xiàn)了無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)性和快速性。(2)明顯改善整個(gè)供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量,功率因數(shù)由原來(lái)的0.7～0.8左右增加到0.95以上,同時(shí)減少負(fù)載總電流及電壓降。顯著減小了無(wú)功捐耗的費(fèi)用。(3)礦區(qū)的供電系統(tǒng)進(jìn)一步完善,供電安全性得到了進(jìn)一步提高,并且縮短了檢修時(shí)間,提高了礦井的生產(chǎn)能力,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。(4)延長(zhǎng)設(shè)備壽命。(5)由于SVC的無(wú)功補(bǔ)償減小了諧波,更加有利于礦井裝備的安全運(yùn)行。在煤礦中采用SVC后,明顯改善了電能質(zhì)量,保證了用電的安全運(yùn)行,且實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。對(duì)截取報(bào)文分析發(fā)現(xiàn),35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置部分上傳報(bào)文有異常情況。將截取報(bào)文發(fā)給南瑞科技技術(shù)人員,分析后答復(fù)報(bào)文有丟包情況,NSC300總控在收到丟包的報(bào)文時(shí)會(huì)