南平220kv馬站變電站改造方案

南平220kv馬站變電站改造方案

1老變電站綜合自動(dòng)化改造案例永平220kv馬站泵站（以下簡(jiǎn)稱馬站變）是福建省220kv級(jí)電站。它建于1973年，現(xiàn)在是南平三分之一以上的供電。該站監(jiān)控設(shè)備采用的是南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠生產(chǎn)的DZK-1型集控裝置,為20世紀(jì)80年代水平產(chǎn)品,技術(shù)落后,控制、操作方式均無(wú)法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求。由于該類型集控設(shè)備廠家已停止生產(chǎn),備品備件缺乏;使得變電站的安全運(yùn)行存在隱患。鑒于當(dāng)前變電站計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)日漸成熟,對(duì)老變電站進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造成為必然。馬站變電站綜合自動(dòng)化改造是省內(nèi)220kV變電站改造的首例。沒(méi)有現(xiàn)成的模式和規(guī)范可供借鑒。我們對(duì)國(guó)內(nèi)較成熟的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)研,并在此基礎(chǔ)上確定了可行的方案,選定了合適的設(shè)備,對(duì)馬站變電站實(shí)施了綜合自動(dòng)化改造,改造后的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高,現(xiàn)將改造中的主要做法介紹如下。2轉(zhuǎn)變的主要經(jīng)驗(yàn)2.1統(tǒng)籌平衡針對(duì)220kV變電站運(yùn)行設(shè)備多,改造工作量大、施工難度大的特點(diǎn),我們對(duì)綜合自動(dòng)化改造的方案進(jìn)行了統(tǒng)籌平衡,包括信息量的篩選、確認(rèn),通信平臺(tái)的搭建、監(jiān)控主機(jī)功能的設(shè)計(jì),及各種運(yùn)行問(wèn)題的處理等。在此基礎(chǔ)上,對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)備配置、系統(tǒng)功能要求等提出了明確要求,使綜合自動(dòng)化系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、出廠驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試、竣工驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)工作做到有章可循,為工程的順利實(shí)施創(chuàng)造了良好開(kāi)端。2.1.1監(jiān)控畫(huà)面及記錄220kV舊變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造和新站按綜合自動(dòng)化建設(shè)相比,受一、二次設(shè)備的限制,其用戶需求有待在改造過(guò)程中逐步確定。遙控、遙調(diào)、遙信、遙測(cè)量,監(jiān)控畫(huà)面及歷史記錄等必須設(shè)計(jì)好。我們的做法是對(duì)全站原有光字排信號(hào)按單元匯總分類,現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)各單元圖紙,制定出全站改造后的硬接點(diǎn)遙信表;調(diào)查需遙控的開(kāi)關(guān)、隔離刀閘、主變中性點(diǎn)刀閘、所用變進(jìn)線開(kāi)關(guān)等遙控量,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的條件,制定出本期遙控量和預(yù)留遙控接點(diǎn)的遙控信息表;根據(jù)相關(guān)規(guī)程制定出各間隔電氣量遙測(cè)信息表,并確定主變溫度、檔位、所用電、直流系統(tǒng)的采集方式,明確了主變檔位、補(bǔ)償電容器由調(diào)度主站遙調(diào)的方式。并由此確定“四遙”基本信息量。2.1.2單元測(cè)控一體化綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)的優(yōu)劣決定了該系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性,我們是這樣處理的:(1)遠(yuǎn)動(dòng)信息將通過(guò)三個(gè)通信通道送往地調(diào)、省中調(diào)、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站(將來(lái)可改為集控站),并預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口與電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行通信;(2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按分層分布式開(kāi)放系統(tǒng)配置,采用雙機(jī)雙網(wǎng)、包括站控層和間隔層兩部分,站控層用以太網(wǎng)進(jìn)行通信,間隔層用Lonworks總線網(wǎng);站控層和間隔層通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)交換信息,測(cè)控網(wǎng)為雙網(wǎng)。(3)全所保護(hù)裝置的通信和管理由綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);110kV及以上繼電保護(hù)裝置內(nèi)部信息采用通信管理機(jī)的模式進(jìn)行集中保護(hù)通信與對(duì)時(shí);10kV間隔采用雙Lonworks網(wǎng)絡(luò)通過(guò)接口管理機(jī)轉(zhuǎn)換直接與主機(jī)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)10kV單元測(cè)控一體化的要求;故障錄波、母線保護(hù)、直流系統(tǒng)、所用電系統(tǒng)則進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換后直接上傳以太網(wǎng),并預(yù)留接地變裝置、消防報(bào)警裝置的通信接口。2.1.3特殊監(jiān)控措施根據(jù)當(dāng)前計(jì)算機(jī)發(fā)展水平,當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站操作系統(tǒng)決定:采用WindowsNT操作系統(tǒng)?？刂?、信號(hào)、測(cè)量的采集處理采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式;按無(wú)人值班設(shè)計(jì),取消常規(guī)控制屏,但必須設(shè)計(jì)系統(tǒng)失靈后的后備監(jiān)控措施。而對(duì)一次主接線圖、各類設(shè)備單元子圖,監(jiān)控系統(tǒng)的查看、操作、維護(hù)等界面,各類遙測(cè)、遙信信息表,實(shí)時(shí)事件記錄事項(xiàng)欄,歷史事件記錄庫(kù)等,則與運(yùn)行人員、調(diào)度人員進(jìn)行充分的需求討論后加以設(shè)計(jì),并充分考慮了習(xí)慣、提高可用性。2.1.4分布式準(zhǔn)同接口根據(jù)電網(wǎng)黑啟動(dòng)方案的要求,必須在220kV間隔、110kV間隔及主變?nèi)齻?cè)設(shè)立系統(tǒng)并列同期點(diǎn),集中準(zhǔn)同期是指將變電站所有同期點(diǎn)的同期操作集中于某個(gè)同期裝置上進(jìn)行,這顯然不符合綜合自動(dòng)化分布式設(shè)計(jì)的要求,馬站變電站選用了分散準(zhǔn)同期的方式,將同期操作分散于各間隔,在各間隔的測(cè)控裝置加入微機(jī)捕捉同期軟件,通過(guò)設(shè)定準(zhǔn)同期的參數(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期,當(dāng)開(kāi)關(guān)操作不需要同期時(shí),通過(guò)在監(jiān)控界面上設(shè)軟壓板來(lái)實(shí)現(xiàn)投退,既方便了一般的操作又滿足系統(tǒng)的特殊要求。2.1.5通信控制器n-大力國(guó)內(nèi)有代表性的變電站綜合自動(dòng)化產(chǎn)品,是南瑞系統(tǒng)BSJ2000和四方公司的CSC2000,這兩種系統(tǒng)的組網(wǎng)方式基本一致,間隔層都使用總線網(wǎng)(Lonworks、F-NET),站控層采用以太網(wǎng),但在南瑞B(yǎng)SJ2000中采用通信控制器,站控層與間隔層之間通信必須通過(guò)通信控制器處理與連接、各種保護(hù)信息直接接入通信控制器處理,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中通信控制器起到類似RTU性質(zhì),總結(jié)以往110kV變電站的經(jīng)驗(yàn),通信控制器在將來(lái)的運(yùn)行中容易形成一個(gè)系統(tǒng)的瓶頸;因此我們最終選擇四方公司的CSC2000作為馬站變電站綜合自動(dòng)化改造的設(shè)備。2.2施工組織馬站變綜合自動(dòng)化改造是在變電站正常運(yùn)行的情況下逐步實(shí)施的,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件,做好施工組織工作是非常必要的。2.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)接入程序綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在改造過(guò)程中逐步接入電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行,若在運(yùn)行時(shí)修改數(shù)據(jù)庫(kù)和程序可能導(dǎo)致全站通信混亂,發(fā)生誤遙信、誤遙測(cè)、甚至誤遙控,故在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)正式運(yùn)行中不能輕易修改數(shù)據(jù)庫(kù)及程序。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)必須在正式接入運(yùn)行前完成:(1)系統(tǒng)主體的調(diào)試;(2)全站綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的“虛擬”通信;(3)設(shè)定各測(cè)控單元遙控、遙測(cè)、遙信的點(diǎn)位。建立后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的全部工作完成后方可進(jìn)行改造工作的實(shí)施。2.2.2網(wǎng)絡(luò)、通信柜由于是老站,新、舊設(shè)備并存。首先應(yīng)對(duì)保護(hù)屏位進(jìn)行綜合規(guī)劃,確定監(jiān)控設(shè)備安裝的屏位,并按如下順序安排施工:(1)采取臨時(shí)過(guò)渡方案安裝遠(yuǎn)動(dòng)主站柜、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控柜、通信柜、網(wǎng)絡(luò)柜;利用已有的4個(gè)位置安裝了220kV線路測(cè)控柜、#1主變測(cè)控柜、#2主變測(cè)控柜、110kV#1測(cè)控柜,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)、功能調(diào)試;(2)對(duì)10kV線路保護(hù)采用網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測(cè)、遙信功能;(3)主變單元施工完成后,安裝110kV#2測(cè)控柜;(4)完成了所有運(yùn)行間隔的安裝與調(diào)試后。拆除舊集控柜及遠(yuǎn)動(dòng)柜,將新的遠(yuǎn)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)、通信公用測(cè)控柜就位并進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。按上述步驟施工后現(xiàn)場(chǎng)屏、柜較為統(tǒng)一和美觀。2.2.3驗(yàn)收工作沒(méi)有程序化由于馬站變的綜合自動(dòng)化改造是按單元分步停電施工的,單元改造后就必須立即投入運(yùn)行(調(diào)度端也同步投入運(yùn)行),因而驗(yàn)收工作沒(méi)有程序化,可能造成重復(fù)停電和系統(tǒng)混亂。針對(duì)這些特點(diǎn)我局制定了單項(xiàng)工作具備驗(yàn)收的基本條件、單項(xiàng)工作驗(yàn)收主要內(nèi)容、驗(yàn)收的簽證及運(yùn)行說(shuō)明、驗(yàn)收送電后必須測(cè)試的工作等等諸多驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),用于指導(dǎo)運(yùn)行人員、施工人員。在全站改造過(guò)程中由于事先制定了這些驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),未出現(xiàn)“四遙”信息的缺漏現(xiàn)象和重復(fù)停電施工問(wèn)題。2.3轉(zhuǎn)換中的一些困難處理2.3.1待合后的點(diǎn)原集控臺(tái)KK不僅用于開(kāi)關(guān)操作,同時(shí)還提供三對(duì)重動(dòng)接點(diǎn):采用新測(cè)控裝置后,測(cè)控裝置接點(diǎn)數(shù)量有限,無(wú)法為保護(hù)裝置提供所需的全部接點(diǎn),對(duì)此我們采取220kV線路測(cè)控裝置上加裝合后KKJ雙位置繼電器,以滿足220kV線路對(duì)KK合后接點(diǎn)的需求。加裝合后KKJ雙位置繼電器后,不僅滿足了保護(hù)裝置的要求,保留原有回路的完整性,而且簡(jiǎn)單、可靠。2.3.2防電氣編碼鎖馬站變?cè)C(jī)防誤系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)了隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘之間的操作閉鎖,而開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)之間未實(shí)現(xiàn)閉鎖,實(shí)施綜自動(dòng)化改造后在220kV和110kV各間隔的測(cè)控屏上安裝了遠(yuǎn)方/就地切換把手、開(kāi)關(guān)應(yīng)急KK操作把手,同時(shí)在開(kāi)關(guān)的控制回路中加裝微機(jī)五防電氣編碼鎖,在測(cè)控回路中預(yù)留了各隔離刀閘遙控、遙信的接點(diǎn)(備用)。從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、隔離刀閘、接地刀閘(接地線)防誤閉鎖的完整性。新的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將微機(jī)防誤系統(tǒng)的隔離刀閘、接地刀閘(接地線、網(wǎng)門(mén))的“實(shí)時(shí)”信息上傳至監(jiān)控系統(tǒng),同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)控單元所采集的開(kāi)關(guān)信息也下傳至微機(jī)防誤系統(tǒng),使兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)保持一致;另外還實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)系統(tǒng)互為閉鎖:對(duì)于開(kāi)關(guān)的遙控操作須經(jīng)微機(jī)防誤模擬后,將模擬的信息上傳監(jiān)控系統(tǒng)確認(rèn),監(jiān)控系統(tǒng)方能進(jìn)行遙控操作;在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,由監(jiān)控系統(tǒng)將開(kāi)關(guān)信息下傳到微機(jī)防誤系統(tǒng),微機(jī)防誤系統(tǒng)才能進(jìn)行隔離刀閘、接地刀的模擬,達(dá)到了完整的防誤閉鎖要求,開(kāi)創(chuàng)了全省防誤系統(tǒng)遙控實(shí)現(xiàn)閉鎖的先例。2.3.3注意所需信息的歸并與顯示采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后,保護(hù)裝置向監(jiān)控系統(tǒng)上送大量的報(bào)文。這些保護(hù)信息可為事故分析提供一個(gè)量化的參數(shù),是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)別常規(guī)控制方式的重大改進(jìn),但其中大部分信息并不是運(yùn)行人員值班監(jiān)視所需要的,這些信息不僅增加運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān),同時(shí)也增加了主計(jì)算機(jī)的處理量;我們按照滿足電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視,清楚反映設(shè)備運(yùn)行狀況,保證運(yùn)行人員能夠正確判斷故障的要求對(duì)保護(hù)信息進(jìn)行歸并,合理實(shí)現(xiàn)了信息屏蔽