埃塞俄比亞GM

1、埃塞俄比亞GM-1工程GONDER變電所自動(dòng) 化改造1 概況埃塞俄比亞國(guó)家電力公司目前擁有 2 個(gè)不同的供電系統(tǒng)。 即 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)聯(lián)供電系統(tǒng)和未聯(lián)網(wǎng)的獨(dú)立的小水電和柴油發(fā)電 機(jī)組成的自給供電系統(tǒng)。 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)聯(lián)供電系統(tǒng)是埃塞俄比亞 電力公司主要供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)由 8 座中小型水電站， 13 座柴 油發(fā)電機(jī)組和1個(gè)地?zé)岚l(fā)電機(jī)組組成?？偘l(fā)電容量為 721MW/占 全國(guó)總發(fā)電量的 98%；獨(dú)立的小水電和柴油發(fā)電機(jī)組成的自給供 電系統(tǒng)提供的電力為30.04MV，占全國(guó)總發(fā)電量的2%2 GONDE變電所的特點(diǎn)GONDE變電所由法國(guó) AVERA公司總承包于2003年1月建成 投產(chǎn)，所內(nèi)一、 二次設(shè)備和

2、通信設(shè)備基本上符合自動(dòng)化改造的條 件，斷路器全部是SF6斷路器，并設(shè)有專用的直流操作電源和專 用的直流保護(hù)電源。直流電源采用 125V蓄電池組和硅整流裝置 組成。繼電保護(hù)裝置均由微機(jī)保護(hù)裝置 （230kV線路保護(hù)是AVERA P442微機(jī)保護(hù)裝置；66kV線路保護(hù)是AVERAP142微機(jī)保護(hù)裝置； 15kV線路保護(hù)是AVERA P142微機(jī)保護(hù)裝置；主變保護(hù)是 AVERA P632微機(jī)保護(hù)裝置；230kV母差保護(hù)是由AVERA P741微機(jī)保護(hù) 裝置）組成。中央信號(hào)分為事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)： 事故信號(hào)：斷路器事故跳閘時(shí)，能及時(shí)發(fā)出音響信號(hào)（蜂鳴器），同時(shí)有相應(yīng)的信號(hào)繼電器掉牌、“掉牌未復(fù)歸”光字

3、牌 亮和相應(yīng)的位置指示燈閃光。 預(yù)告信號(hào)： 發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)發(fā)出區(qū)別于事故信號(hào)音響的 另一種聲音 （ 警鈴 ） ，同時(shí)在光字牌上顯示故障的性質(zhì)， 如主變過 負(fù)荷、輕瓦斯動(dòng)作、溫度過高、母線單相接地、直流母線接地等 異常告警信號(hào)。中央信號(hào)裝置可對(duì)事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)、 光字牌運(yùn)行是否完 好進(jìn)行試驗(yàn)。 當(dāng)發(fā)生音響后可手動(dòng)解除， 而故障性質(zhì)的顯示仍可 保留。保護(hù)裝置的動(dòng)作信號(hào)絕大多數(shù)采用掉牌信號(hào)繼電器且需手 動(dòng)復(fù)歸。GONDE變的運(yùn)行管理為有人值班方式：一般每班1人，每天 2 個(gè)值班員輪流值班， 每天都要對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視和抄表、 報(bào)負(fù) 荷。調(diào)度值班員依靠電話由變電所值班員報(bào)送得到的抄表數(shù)據(jù)， 其誤差較大

4、，不免會(huì)帶有人為因素的影響。檢修停電、調(diào)整負(fù)荷、 方式變更等操作， 由調(diào)度值班員下令， 值班員執(zhí)行操作并回令。 特別是在調(diào)荷操作中， 不準(zhǔn)確、不及時(shí)、 隨意性大。3 進(jìn)行無人值班改造的必要性 由于埃塞國(guó)家電力公司調(diào)度中心的建成， 要求對(duì)做為主輸電 網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)的230kV GONDE變電所進(jìn)行改造，具備“四遙” 功能。GONDE變電所改造后，自動(dòng)化程度提高，減少了中間環(huán)節(jié)， 能有效減少誤操作、降低事故率，提高安全生產(chǎn)水平。GONDE變電所改造后，能夠增強(qiáng)埃塞俄比亞薄弱的電網(wǎng)運(yùn) 行狀況和使GONDE地區(qū)的供電質(zhì)量和供電可靠性得到有效提 高。4 實(shí)施自動(dòng)化改造的方案由于GONDE變電所建成投運(yùn)時(shí)間

5、不長(zhǎng)，設(shè)備相對(duì)比較先進(jìn)， 若全部更新成綜合自動(dòng)化設(shè)備，一是運(yùn)行中的設(shè)備淘汰率較高， 資金投入太多，造成浪費(fèi)；二是工作量較大、停電時(shí)間較長(zhǎng)；三 是沒有必要，稍微更改就能很好利用。因此運(yùn)行中的GONDE變電所改造，應(yīng)在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上增設(shè)具有“四遙”功能的 RTU， 并和埃塞國(guó)家電力調(diào)度中心自動(dòng)化系統(tǒng)相配合進(jìn)行技術(shù)改造。一次設(shè)備的技術(shù)改造：變電所原有的一次設(shè)備如隔離開關(guān)、 SF6 斷路器、電壓互感器、電流互感器、開關(guān)柜、母線等都是常 規(guī)設(shè)備，只要加強(qiáng)維護(hù)，絕大多數(shù)可以保留使用，但對(duì)于故障率 高的設(shè)備應(yīng)下決心予以淘汰。 SF6斷路器實(shí)際應(yīng)用效果良好，為 變電所自動(dòng)化改造奠定了良好的基礎(chǔ)。二次回路的技

6、術(shù)改造：對(duì)原有的控制、保護(hù)、信號(hào)回路進(jìn)行 適當(dāng)?shù)母脑?，以滿足“四遙”功能的需要。遙信(YX)回路的改造：遙信功能主要反映的是狀態(tài)量， 它 分為位置信號(hào)、 保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和其它信號(hào)。 遙信又分為有源遙信 和無源遙信。有源遙信是指信號(hào)取之于二次回路電壓線圈兩端， 接在RTU的有源遙信輸入端，有直流 125V電壓輸入。無源遙信 是指信號(hào)取之于斷路器輔助觸點(diǎn)，繼電器的常開 （常閉） 觸點(diǎn)等， 接在RTU的無源遙信輸入端。GONDE變電所采用AVERA公司的 C264 RTU屏，要求遙信為無源遙信。由于保護(hù)動(dòng)作信號(hào)全都反映在控制屏光字牌上， 這些信號(hào)都 是必須的，例如線路保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作、重合閘等信號(hào)，這些

7、信號(hào) 需要全部傳送到調(diào)度端，因此RTU的遙信通道必須足夠。根據(jù)原 有的法國(guó)AVERA公司設(shè)計(jì)，控制屏光字牌所有信號(hào)均已接至光耦 隔離重動(dòng)，轉(zhuǎn)換為24V重動(dòng)信號(hào)，并將所有重動(dòng)接點(diǎn)已接至 RTU 接口屏，此次改造部分僅需將 RTU接口屏轉(zhuǎn)接至RTU屏,擴(kuò)建部 分則可以從控制屏直接接至 RTU屏。這樣設(shè)計(jì)合理、安全，一是 電纜放置比較集中， 不太會(huì)放錯(cuò)位置； 二是電纜搭接不涉及控制 回路，比較安全；三是不動(dòng)原有的信號(hào)回路， 不會(huì)解線解錯(cuò)電纜， 施工工作量小而且安全； 四是調(diào)試方便， 遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)（調(diào)度端信號(hào)） 只需要和原有光字牌核對(duì)即可。在遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)中， 反映一次設(shè)備狀況的如刀閘位置、 開關(guān)位置 尤其重要

8、。 雖然在保護(hù)屏上大都能取過這些信號(hào)接點(diǎn)， 但這些接 點(diǎn)是繼電器的重動(dòng)接點(diǎn)，不可靠，因此刀閘位置、開關(guān)位置只能 從一次設(shè)備直接接輔助接點(diǎn)， 而且這些設(shè)備輔助接點(diǎn)一般都會(huì)有 許多備用。遙測(cè)（YC）回路的改造：15kV系統(tǒng)（單母線分段）線路遙 測(cè)采集量主要是各回路的電流值和各段母線的電壓值。 電壓值的 采集由RTU的電壓變送器并聯(lián)接入各段電壓互感器的二次回路； 電流值的采集由RTU的電流變送器串接在被采集的各路電流互 感器的二次回路中（從控制屏電流表）。230kV系統(tǒng)和66kV系統(tǒng) 的線路電流采集各自系統(tǒng)線路電流， 電壓回路并接在模擬屏的測(cè) 量電壓（經(jīng)刀閘切換過后的電壓）上。電網(wǎng)運(yùn)行的其它數(shù)據(jù)如有

9、 功功率、無功功率、 功率因數(shù)等由調(diào)度端計(jì)算機(jī)根據(jù)收到的基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、儲(chǔ)存和顯示。 遙控（YK）回路的改造：變電所RTU接到遙控命令后，首先 要判斷收到的命令是否正確， 如果正確， 將向調(diào)度端發(fā)送校驗(yàn)正 確信號(hào)， 調(diào)度端計(jì)算機(jī)收到校驗(yàn)正確信息并得到確認(rèn)后， 由調(diào)度 端后臺(tái)機(jī)向RTU發(fā)出命令，RTU接到執(zhí)行命令后，使執(zhí)行繼電器 動(dòng)作，達(dá)到使斷路器分合的目的。五防功能：GONDE變?cè)瓫]有五防功能，僅依靠設(shè)備之間的 電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖。 此次在后臺(tái)機(jī)上增加斷路器與刀閘之間的 聯(lián)鎖，保證聯(lián)鎖操作的正確性。 GONDE變遙調(diào)（YT）回路的改造：遙調(diào)功能實(shí)際上是遙控 與遙信，或遙控與遙測(cè)的組合。有載

10、調(diào)壓變壓器都有一個(gè)調(diào)壓控制裝置（GONDE變有載調(diào) 壓裝置為MR，它既能控制主變檔位的升降同時(shí)也能顯示主變 檔位。當(dāng)RTU接到遙調(diào)命令時(shí)，執(zhí)行繼電器觸點(diǎn)閉合，接通升（降） 回路，使有載調(diào)壓電機(jī)啟動(dòng)回路接通，變壓器升 （降）一個(gè)檔位， 同時(shí)由控制器送出檔位信號(hào)。 對(duì)于有些廠家生產(chǎn)的控制器的遙信 輸出有有源和無源之分，在與RTU遙信端子連接時(shí)需注意，另外 對(duì)于老型號(hào)不帶遙調(diào)功能的控制器需稍加改進(jìn)方可使用。5 改造中相關(guān)技術(shù)問題解決由于設(shè)計(jì)考慮不周密， 在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)并解決了一些 技術(shù)問題遠(yuǎn)方遙復(fù)，遙控接點(diǎn)不夠用。一般微機(jī)保護(hù)裝置的動(dòng)作后， 信號(hào)繼電器帶自保持， 這些信號(hào)必須手動(dòng)復(fù)歸， 在無人

11、值班的情 況下不可能再手動(dòng)復(fù)歸。230kV線路AVERA保護(hù)共有3個(gè)獨(dú)立的 保護(hù)復(fù)歸按扭， 要是再用 3 個(gè)遙控量來遙控， 一是遙控接點(diǎn)不夠 用，二是后臺(tái)操作麻煩， 現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)在微機(jī)保護(hù)增加一個(gè)中間繼 電器，其輸出接點(diǎn)并聯(lián)在復(fù)歸按扭上， 其線圈由一個(gè)遙控接點(diǎn)控 制，當(dāng)需要復(fù)歸時(shí)，調(diào)度值班員遙控操作給其復(fù)歸。這種方法可 靠。實(shí)現(xiàn)開關(guān)遙控后，無 KK合后位置。KK合后位置對(duì)230kV線 路微機(jī)保護(hù)非常重要，原先是啟用控制屏的KK切換開關(guān)的合后位置，但實(shí)現(xiàn)開關(guān)遙控后，無 KK合后位置?，F(xiàn)場(chǎng)改造調(diào)試時(shí)， 增加了一個(gè)雙位置繼電器，其兩個(gè)線圈分別并在手合 / 手分回路 上。手合過后， 其中一付接點(diǎn)閉合 （只有手分命令來時(shí)才復(fù)歸） ， 這付接點(diǎn)即為KK合后