變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試若干問題闡述

1、第38卷第3期電力系統(tǒng)保護與控制V01.38No.3 1壘!生!旦!旦!竺!竺苧z!巴1211坐i2璺竺!竺旦坐!竺!:!:!壘變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試若干問題闡述方汀,王寬,陳佑健(福州電業(yè)局,福建福州350003摘要:簡要介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能和發(fā)展歷程,根據(jù)多年來從事繼電保護綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試工作的經(jīng)驗,從外回路、保護裝置、機構(gòu)本體和后臺信號等幾個方面重點總結(jié)了現(xiàn)場調(diào)試過程中需注意的問題,以實際變電站為例,闡述了綜合自動化系統(tǒng)常見問題的應對策略和解決方案,并從日常維護方便的角度對綜合自動化系統(tǒng)的配置提出了幾點建議,最后對綜合自動化系統(tǒng)最有可能的發(fā)展方向做了幾點展望。關(guān)鍵

2、詞:變電站;綜合自動化系統(tǒng);現(xiàn)場調(diào)試;展望The elaborations about some issues in the on-site debug of the substation integrated automation systemFANG Ting,WANG Kuan,CHEN Youqian(Fuzhou Electric Power Bureau,Fuzhou350003,ChinaAbstract:This paper introduces the functions and the development process ofthe substation integra

3、ted automation systemIt sums up the points which should pay attention to by the on-site debug experiences,including major loop,protective device,structure, backstage signal,and SO on.Taking real substation as蛐example,the paper focuses on the strategies and solutions about the common problems of the

4、integrated automation system and gives some advice on its configuration for daily maintenance.Finally,it describes some prospects of the integrated automation system.Key words:substation;integrated automation system;on-site debug;prospect中圖分類號:TM76文獻標識碼:A文章編號:1674-3415(201003一0118040引言綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計

5、算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設備的功能進行重新組合、優(yōu)化設計,對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)和控制的一種綜合自動化系統(tǒng)。具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)控屏幕化和運行管理職能化等特點,它的發(fā)展應用提高了變電站安全、穩(wěn)定、可靠的運行水平,減輕了值班人員的工作量,使變電站的技術(shù)水平和管理水平得到全面的提高。我國的變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究始于20世紀80年代,大致經(jīng)歷了三代:第一代是以RTU 為基礎,基于變送器及繼電保護與自動裝置等設備:第二代是以單片機為基礎,按功能劃分硬件結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng):第三代是以現(xiàn)場總線、局域網(wǎng)技術(shù)為基礎的分布式綜合

6、自動化系統(tǒng)。新建的變電站大多數(shù)都采用第三代。本文以實際變電站基建調(diào)試為契機,總結(jié)多年來綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試的經(jīng)驗,提煉出變電站現(xiàn)場調(diào)試過程中需要注意的問題,針對常見問題提出了一系列解決方案,供大家參考。1綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試過程中需要注意的問題1.1現(xiàn)場調(diào)試的幾個階段工程調(diào)試按時間大致分為前期準備階段、調(diào)試階段、驗收階段和調(diào)試收尾階段。前期準備階段主要是對變電站一次設備、二次設備進行初步了解,全面掌握系統(tǒng)性能、具體裝置、屏功能,達到進行系統(tǒng)調(diào)試的要求。調(diào)試階段即結(jié)合設計要求和系統(tǒng)功能進行全面細致的試驗,主要包括一次、二次系統(tǒng)的電纜連接、保護、監(jiān)控等功能的全面校驗和調(diào)試,以滿足變電站的試運行

7、條件。驗收階段是在所有一、二次設備帶電,綜合自動化系統(tǒng)全部功能均投入運行的情況下,檢驗系統(tǒng)反應的正確性。在驗收結(jié)束后,針對試運行過程中反映出的問題進行消缺處理。最后,在調(diào)試收尾階段做好維護人員和運行人員的培訓,文件資料的整理和移交。1.2實際變電站綜合自動化系統(tǒng)簡介方汀,等變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試若干問題闡述.119.某實際變電站綜合自動化系統(tǒng)采用的是南瑞繼保RCS9000系統(tǒng),如圖1所示。lL,RCS-9692xI般絞線以列,芷換機筵一線L=土=士=蘭二上=土二王蘭E型上二圖1南瑞繼保RCS9000變電站綜合自動化系統(tǒng)Fig.1Nari-relays RCS9000substation

8、integrated automatic system該系統(tǒng)是采用面向?qū)ο蟮脑O計思想,利用最新的計算機和網(wǎng)絡通信技術(shù),按照變電站自動化整體解決方案,統(tǒng)一規(guī)劃、設計的分布分散式變電站自動化系統(tǒng)。從整體上分為三層:站控層、網(wǎng)絡層、間隔層。間隔層主要由RCS.9700系列測控裝置組成,線路測控采用RCS.9705C,啟備變及主變測控采用RCS.9703C,公用測控采用RCS.9702C。網(wǎng)絡層采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),采用100M高速工業(yè)級以太網(wǎng);利用GPS,采用RS485差分總線構(gòu)成秒脈沖硬件對時網(wǎng)絡。站控層主要由主、備服務器,工程師站,操作員站組成。1.3現(xiàn)場調(diào)試過程中需要注意的問題1.3.1綜合自動化系統(tǒng)

9、電源檢查綜自A、B網(wǎng)要由相互獨立的直流電源供電,調(diào)試時要進行電源分/合試驗,斷開A網(wǎng)電源時B 網(wǎng)工作正常,同樣,斷開B網(wǎng)電源時A網(wǎng)工作正常,時刻確保通訊正常;監(jiān)控機配置不問斷電源UPS,在站用電出現(xiàn)故障時確保監(jiān)控系統(tǒng)正常工作,特別是在發(fā)生事故后可以保證各種信息不至于丟失。1.3.2開關(guān)控制回路的調(diào)試給直流屏控制電源、儲能電源或合閘電源,檢查一次開關(guān)側(cè)儲能電源或合閘電源保險是否合上,以免合閘時燒毀合閘線圈。合上裝置電源開關(guān)和控制回路開關(guān),手動逐一分合斷路器,檢查控制回路、1:斷路器位置指示燈顏色是否正確,反應是否正常。如發(fā)現(xiàn)控制斷路器位置指示燈熄滅或紅綠燈全亮,要立即關(guān)閉控制直流電源,查找原因。

10、1.3.3斷路器本身信號和操動機構(gòu)信號在后臺機上的顯示(1關(guān)于彈簧操動機構(gòu),檢驗彈簧未儲能信號及報警音響是否正確。彈簧未儲能信號應接在裝置的正確位置,且要求在未儲能時,觸點閉合用以閉鎖線路重合閘,同時電鈴響。若正確,斷路器合上后裝置面板應有重合閘充電標志顯示。(2關(guān)于液壓操動機構(gòu),檢驗壓力信號是否齊全,后臺機SOE事件名稱、時間顯示是否正確,音響報警應正確。(3關(guān)于SF6開關(guān)氣體壓力信號,應在后臺機上正確顯示SOE事件名稱、時間,音響報警正確。1.3.4開關(guān)量狀態(tài)在后臺機上的顯示逐一拉合一次側(cè)斷路器、刀閘,查看后臺機SoE事件名稱、時間是否正確,斷路器、刀閘狀態(tài)顯示是否正確。若狀態(tài)與實際相反,

11、必是斷路器、刀閘輔助觸點常開、常閉接反。此時,可通過更改電纜接線或后臺機遙信量組態(tài)改正,但改后臺機遙信量特性組態(tài)“常開”為“常閉”時,在調(diào)度端也應做相應改動。1.3.5主變壓器本體信號的檢查.120.電力系統(tǒng)保護與控制(1主變壓器本體瓦斯、溫度、壓力等信號在后臺機上顯示的SOE事件名稱、時間是否正確;重瓦斯信號、壓力信號應響電笛并跳主變各側(cè)斷路器,輕瓦斯、溫度高信號應響電鈴。(2查主變壓器分接頭檔位和調(diào)節(jié)分接頭過程在后臺機顯示是否正確。(3查變壓器溫度在后臺機顯示是否正確。一般主變壓器測溫電阻應有三根出線,一根接測溫電阻一端,另兩根共同接測溫電阻另一端用以補償從主變壓器到主控室電纜本身的電阻,

12、提高測溫的精度。在測溫裝置上也應按此方式連接,否則測出的溫度不準,接錯時是個死值。1.3.6二次交流部分的檢查(1解開地線,對所有的CT、PT二次回路搖絕緣,排除二次回路接地現(xiàn)象。(2給一次側(cè)送電,對二次電流回路進行完整性檢查。不應開路或串到其他回路,有效值、相別應正確。在裝置面板查看保護電流回路數(shù)值、相別和測量回路電流數(shù)值、相別:在電度表屏用鉗型表測量計量電流,最后在后臺機查看電流顯示。(3給一次側(cè)送電或用調(diào)壓器在PT二次側(cè)加電壓57V。注意觀察該母線段所有保護、測量、計量電壓回路應都有電壓,其他母線段設備無電壓,相別反映正確。用萬用表量電度表屏計量電壓,查看裝置面板、后臺機電壓顯示值是否正

13、確。加三相電壓,用相序表測計量、測量、保護電壓相序:同/異源核相:測量試驗電壓小母線Sa電壓,按照開口三角接線畫出六角圖,確定PT二次回路正確后啟動PT切換和電壓并列功能。1.3.7裝置定檢過程中應注意的事項(1定檢前應先檢查為防止CT二次回路開路的短接線是否已正確、牢固的短接好,PT二次回路確實不存在短路現(xiàn)象。(2試驗用交、直流電源均應采用檢修試驗電源。(3裝置定檢中應斷開與本保護有聯(lián)系的相關(guān)回路,如跳閘回路等,因檢驗需要臨時短接或斷開的端子應做好記錄,以便在試驗結(jié)束后正常恢復。(4斷開直流電源后才允許插、拔插件,插、拔交流插件時防止交流電流回路開路,接觸插件或更換芯片時要有人體防靜電接地措

14、施并帶棉制手套,并注意不得將插件插錯位置。(5原則上現(xiàn)場不允許使用電烙鐵,試驗過程中如需使用電烙鐵進行焊接時,應采用帶接地線的電烙鐵或電烙鐵斷電后再焊接。(6所使用的試驗儀器外殼應與保護裝置外殼在同一點可靠接地,以防止試驗過程中損壞保護裝置的組件。1.3.8其他需要微機監(jiān)控部分的調(diào)試(1直流系統(tǒng)保護功能的調(diào)試。檢驗保護裝置精度及傳動斷路器,在后臺機上應報保護動作信息、開關(guān)變位信息和顯示動作時刻數(shù)據(jù)。若裝置帶同期功能時,應找準線路側(cè)電壓和母線側(cè)電壓基準點。(2監(jiān)控部分功能的調(diào)試。檢查后臺遙控斷路器、主變壓器分接頭、電動刀閘應正確無誤。若遙控斷路器不成功,主要有如下原因:測控裝置或控制回路未上電;

15、直流屏合閘電源未合或一次開關(guān)處合閘保險未給上:測控裝置未接通:裝置遠方/就地切換開關(guān)在就地位置;裝置未采到遠方/就地切換開關(guān)位置;斷路器位置不能在后臺機上正確顯示;控制回路接線不正確。按最終完整一次系統(tǒng)圖紙做好監(jiān)控一次系統(tǒng)圖,詳細核對開關(guān)、刀閘編號,PT和CT變比,將模擬量、脈沖量系數(shù)設置正確。系統(tǒng)圖、網(wǎng)絡圖、棒圖、實時報表、歷史報表等圖表應按要求進行設計、組態(tài),做到完整準確。(3打印功能的調(diào)試。要求打印機設置正確,打印圖形、報表完整美觀,大小合適,符合運行管理要求。(4聲音報警功能。對斷路器、刀閘等開關(guān)量加聲音報警功能;對保護動作信息加聲音報警功能。與智能直流屏、智能電度表、GPS、五防等裝

16、置的通訊應正確。(5遠動功能的調(diào)試。以國內(nèi)目前應用較多的部頒CDT規(guī)約DL451.91為例說明調(diào)試過程及注意事項。投運遠動首先要和調(diào)度端協(xié)調(diào)以下技術(shù)內(nèi)容:通道為模擬方式或數(shù)字方式,通訊方式為同步或異步,準確的通訊速率,如通道為模擬方式,調(diào)制解調(diào)器中心頻率,調(diào)度端站址和本站站址,幀功能碼,調(diào)度端遙控序號為10進制或16進制,遙測量數(shù)量、順序及名稱,頻率數(shù)據(jù)采用格式,遙信量數(shù)量、順序及名稱,遙控量數(shù)量、順序及名稱,電度量數(shù)量、順序及名稱,向調(diào)度端提供遙測、遙信、遙控、遙脈信息表。以上各項協(xié)調(diào)內(nèi)容應與調(diào)度端完全一致,否則數(shù)據(jù)傳送有誤,嚴重時就不能進行通訊。在調(diào)試過程中,對變電站上行信息和下行信息分別

17、進行調(diào)試。上行信息包括調(diào)度端反映遙信量應正確,SOE 量、遙信變位能正確捕捉,模擬量反映正確,電度量正確。下行信息有調(diào)度端遙控斷路器、刀閘正確,遙調(diào)主變檔位正確,需要調(diào)度端校時,校時正確。關(guān)于遠動通道、報文調(diào)試的方法,遠動調(diào)試時用串口調(diào)試軟件來看遠動報文。對于數(shù)字通道,直接將筆記本232口插在遠動通訊口,可直接觀察到數(shù)據(jù)報方汀,等變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試若干問題闡述一121文。對于模擬通道,查看遠動信號是否上送,可采用以下方法:用交流電壓表測量應在0.41.3V之間,最好在0.7V左右;用數(shù)字頻率表測量時,頻率表后幾位應在MODEM中心頻率范圍內(nèi)不斷變化:用示波器觀察波形時,應有兩個清晰的

18、波形,穩(wěn)定住一個波形,另一個則在不斷變化。若波形靜止不動,只是在不斷發(fā)“l(fā)”或o”,調(diào)度端將解調(diào)不出信息:用喇叭聽信號,可聽到清晰而有規(guī)律的嘈雜音。1.3.9調(diào)試的最后階段是對整個系統(tǒng)進行以下完善工作一是系統(tǒng)的防雷抗干擾處理。通訊線屏蔽層可靠接地,各通訊端口可靠保護,交流電源接地正確。二是屏上各標簽框完整準確。任一元件應有明顯標識:控制保護屏上壓板、開關(guān)、指示燈及裝置名稱標簽框,電度表屏上標簽框,交流屏上開關(guān)標簽框,直流屏上開關(guān)標簽框,各屏后端子排按單位做標識,在計算機通訊線的插頭上做標識標明用途。1.3.10投運前帶負荷測相量帶上一定的負荷,測量保護、測控、計量、母差和故障錄波等所有電流回路

19、的極性,并且,還要測量各中性線的不平衡電流、電壓,畫出電流、電壓的向量圖進行分析,確保保護裝置和二次回路接線的正確后才能投運。2關(guān)于綜合自動化系統(tǒng)的幾點建議2.1綜合自動化系統(tǒng)的選型及定貨問題目前,綜合自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家很多,不同廠家的產(chǎn)品接入監(jiān)控系統(tǒng)時都要進行規(guī)約轉(zhuǎn)換或者接口轉(zhuǎn)換。這不僅會造成綜合自動化系統(tǒng)運行不可靠,同時還會造成許多應具有的功能不能實現(xiàn)。所以,在綜合自動化系統(tǒng)的選型及定貨問題上,一個變電站最好選用同一個廠家的產(chǎn)品,比如說:南瑞的保護、測控裝置和RcS9700系統(tǒng),南自的保護、測控裝置和PS6000系統(tǒng),這樣做的好處在于:同一個廠家的產(chǎn)品的通信規(guī)約是一樣的,無須增加轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)

20、,廠家在售后服務上也不會產(chǎn)生互相推諉的現(xiàn)象。2.2后臺監(jiān)控軟件的備份問題后臺監(jiān)控機無論使用質(zhì)量多好的后臺計算機,都有可能損壞,所以在變電站新投產(chǎn)時,都應該對后臺監(jiān)控軟件進行備份,而且這種備份工作應隨變電站設備的變更及時更新。雖然有些廠家備份了某些變電站的后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟件,但是廠家畢竟是面向全國市場,其備份不太完善、可靠,因此,還是建議繼電保護管理部門做好各站后臺監(jiān)控軟件的備份工作,并妥善保管,以防不測。后臺監(jiān)控軟件的備份可以保存在移動硬盤或者光盤上。3變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展前景的幾點展望3.1遙視系統(tǒng)的完善遙視系統(tǒng)在綜合自動化變電站內(nèi)已廣泛使用,它將變電站內(nèi)采用攝像機拍攝的視頻圖像遠距離傳輸

21、到調(diào)度中心或集控站,使主站的運行,管理人員可以借此對變電站電氣設備的運行環(huán)境進行監(jiān)控,以保證無人值班變電站的安全運行。遙視系統(tǒng)的視頻圖像監(jiān)視在本質(zhì)上還屬于圖像獲取系統(tǒng),將計算機視覺技術(shù)運用到圖像信息的分析與理解中,可以實現(xiàn)變電站系統(tǒng)圖像信息的智能處理。計算機視覺技術(shù)在變電站領域已成功應用的例子有指針式儀表表示值的自動檢定、移動物體的自動識別報警和跟蹤運行人員的操作過程。隨著與計算機視覺相關(guān)的一些技術(shù)的不斷發(fā)展應用,其在變電站領域顯示出了良好的應用前景。3.2藍牙技術(shù)的應用藍牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信開放性全球規(guī)范,它是一種以低成本的近距離無線連接為基礎、為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別

22、連接的短程無線電技術(shù),解決了以太網(wǎng)用于變電站自動化布線難的問題。該技術(shù)具有小功率、微型化、低成本以及與網(wǎng)絡時代相適應的特點。藍牙技術(shù)是一項發(fā)展中的技術(shù),其應用正處于起步階段,但藍牙技術(shù)標準統(tǒng)一、知識產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢是非常明顯的,其未來的發(fā)展不可限量?？梢灶A見,變電站內(nèi)許多設備間采用無線方式通信在不久的將來就可以實現(xiàn)。3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將從集中控制、功能分散逐步向分散型網(wǎng)絡發(fā)展。傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是按功能分散考慮的,發(fā)展趨勢將從一個功能模塊管理多個電氣單元或間隔單元向一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元、地理位置高度分散的方向發(fā)展。這樣,自動化系統(tǒng)故障時對電網(wǎng)可能造成的影響大

23、大地減小了,自動化設備的獨立性、適應性更強。光電互感器的應用將改變監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。它采用光纖傳送信號,無鐵心,不存在磁飽和和鐵磁諧振問題,頻率響應范圍寬、容量大、抗電磁干擾能力強,所以測量單元與微機保護單元互感器可共用,簡化了二次設備,這樣可以將測量單元與保護單元融合在一起,實現(xiàn)一個模塊管理一個電氣單元(下轉(zhuǎn)第139頁continuedonpage 139熊尚峰,等柘溪水電廠融冰演習試驗.139.FLcVl型便攜式電記錄分析儀錄波曲線試軸軛i1。一蔓7I.o.h:。t"1也-、h溪求I 叫J :州8112p L:J|iI刳畸2什慚I:t.:一站L nLlf7:900砷(18.09I

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