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有關(guān)變電站自動(dòng)化改造方案的思考
摘要：變電站綜合自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現對變電站主要設備和輸、配電線(xiàn)路的自動(dòng)監視、測量、控制、保護以及與調度通信等綜合性自動(dòng)化功能。近年來(lái)，隨著(zhù)國民經(jīng)濟的快速增長(cháng)，傳統的變電站已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足現代電力系統管理模式的需求。因此，將變電站由常規站改造為綜自站已漸漸成為一種趨勢。該文就綜自改造中出現的問(wèn)題做出相應分析，以尋找解決這些問(wèn)題的合理方案。關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化 原則 事故信號 GPS 后臺監控
0 引言
近年來(lái)，將變電站由常規站改為綜自站漸漸成為一種趨勢。綜自改造后的變電站，其運行情況越來(lái)越依賴(lài)于自動(dòng)化裝置的實(shí)用性及成熟性。
1 自動(dòng)化改造的原則
將一次設備在線(xiàn)監測系統與變電站自動(dòng)化系統集成，可以提高高壓電氣設備的運行可靠性，且有望實(shí)現真正意義上的變電站無(wú)人值班；繼續提高二次設備的智能化水平，引入PLC技術(shù)，實(shí)現變電站從多人值班到少人值班、從少人值班到無(wú)人值班有人巡視的平穩過(guò)渡；引入先進(jìn)的WEBServer技術(shù)和防火墻技術(shù)，使運行管理人員可通過(guò)Internet/Intranet實(shí)現遠程訪(fǎng)問(wèn)和維護；結合通信工程，綜合考慮變電站的調度通道問(wèn)題。
2 變電站自動(dòng)化改造方案
2.1 RTU兼做監控系統控制、測量模塊方案 該方案是在保留原遠動(dòng)裝置基礎上進(jìn)行的升級、擴容改造。系統一般采用雙機冗余模式，分為站級層和間隔層2層。系統以微機監控系統為核心，與站級層構成雙主機冗余備份系統，間隔層按功能單元劃分，綜合遙測、遙信、遙控、遙調、通訊于一體。
2.2 全監控方案 該方案采用RCS－9000型分層布置方式，變電站保護和測控既相對獨立，又相互融合。保護裝置工作不受測控和外部通信的影響，確保保護的安全性和可靠性；同時(shí)可以實(shí)現信息共享，為變電站綜合自動(dòng)化提供了完整的解決方案。該系統可分為以下3層。
2.2.1 變電站層 采用分布式系統結構，由就地監控、遠動(dòng)、“五防”主站組成。就地監控及遠動(dòng)均采用雙機備用，增加可靠性。該層為變電值班人員、調度運行人員提供變電站監視、控制和管理功能。
2.2.2 通信層 支持全以太網(wǎng)雙網(wǎng)結構。雙網(wǎng)采用均衡流量管理，有效地保證了網(wǎng)絡(luò )傳輸的實(shí)時(shí)性和可靠性。通信協(xié)議采用電力行業(yè)標準規約，可方便地實(shí)現不同廠(chǎng)家的設備互連。支持不同的規約向不同的調度所或集控站轉發(fā)不同的信息報文。支持GPS硬件對時(shí)網(wǎng)絡(luò )。
2.2.3 間隔層 保護單元、測控單元組屏布置于主控室。測控單元采用WorldFIP高速現場(chǎng)總線(xiàn)組網(wǎng)，保護單元采用485口接入保護信息管理系統。
3 改造中應注意的問(wèn)題
3.1 有關(guān)事故信號的問(wèn)題 在常規控制方式的變電站，運行中發(fā)生事故時(shí)變電站將產(chǎn)生事故報警音響并經(jīng)過(guò)遠動(dòng)設備向調度自動(dòng)化系統發(fā)出事故信號，調度自動(dòng)化系統采用這個(gè)事故信號啟動(dòng)事故相應的處理軟件（推出事故畫(huà)面、啟動(dòng)報警音響等）。由此可見(jiàn)，變電站的事故信號是一個(gè)非常重要的信號，特別是對于無(wú)人值班的變電站，由于監控中心的運行人員需要同時(shí)監控多個(gè)變電站的運行狀態(tài)，事故信號就成為監控中心運行人員中斷其它工作轉入事故處理的主要標志性的信號，非常重要。
在110kV頓崗變電站綜自改造竣工驗收時(shí)，驗收人員在操作35 kV線(xiàn)路時(shí)，發(fā)現在后臺和地調遠方控制合開(kāi)關(guān)時(shí)，都會(huì )觸發(fā)“事故跳閘”信號。
在采用常規的微機遠動(dòng)設備和保留控制屏的無(wú)人值班變電站中，一般采用在控制回路中增加記憶繼電器（雙位置）的方法產(chǎn)生事故信號，這種方法已在以前的采用RTU進(jìn)行無(wú)人值班改造工程項目中（110 kV及以下電壓變電站）應用多年，其技術(shù)依據與原控制屏操作KK開(kāi)關(guān)與實(shí)際開(kāi)關(guān)位置不對應相同。110 kV頓崗變電站事故信號生成的原理與上述方法相同。其回路為將操作回路中的KKJ繼電器（雙位置繼電器）的合后位置結點(diǎn)與斷路器位置信號結點(diǎn)串聯(lián)，形成一個(gè)電氣單元的事故信號，監控系統中只須將各電氣單元的事故信號進(jìn)行軟件或運算即可生成全站事故信號。
因為35 kV、10 kV均為儲能開(kāi)關(guān)，當斷路器合上時(shí)，儲能裝置啟動(dòng)，與其相連的TWJ失磁，若將TWJ的常開(kāi)位置與KKJ的常開(kāi)位置相連，構成生成事故總的回路，則會(huì )避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生。這種解決方法可以有效的避免因為軟件延時(shí)而產(chǎn)生的誤判斷。具體回路如圖1所示。
3.2 有關(guān)GPS對時(shí)的問(wèn)題 隨著(zhù)變電站自動(dòng)化水平的提高，電力系統對統一時(shí)鐘的要求愈加迫切，有了統一時(shí)鐘，即可實(shí)現全站各系統在GPS時(shí)間基準下的運行監控和事故后的故障分析，也可以通過(guò)各開(kāi)關(guān)動(dòng)作的先后順序來(lái)分析事故的原因及發(fā)展過(guò)程。統一時(shí)鐘是保證電力系統安全運行，提高運行水平的一個(gè)重要措施。因此，在廣東電網(wǎng)公司發(fā)布的《廣東電網(wǎng)110～220 kV變電站自動(dòng)化系統技術(shù)規范》中，明確要求采用GPS時(shí)鐘對電站裝置進(jìn)行校時(shí)。
GPS對時(shí)一般有三種方式。
脈沖同步信號：裝置的同步脈沖常用空接點(diǎn)方式輸入。常用的脈沖信號有：1PPS，1PPM，1PPH。
串行口對時(shí)方式：裝置通過(guò)串行口讀取同步時(shí)鐘每秒一次的串行輸出的時(shí)間信息對時(shí)，串行口又分為RS232接口和RS422接口方式。
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