無人值班變電站的安全運行實踐

無人值班變電站的安全運行實踐

2001年底以來，蘇州供電在蘇州分行管轄的220kv線路上進行了自動運營重建。無人值班改造的周密與否決定著變電站能否安全運行,因此在改造中必須精心策劃,重點做好以下改造工作。1把握無人班前監(jiān)控系統(tǒng)的定位有人值班變電站中一般具有遙信、遙測功能,但不具備遙控功能,其遙信、遙測功能只是為調(diào)度自動化服務(wù)。因調(diào)度所關(guān)注的遙信量相對較少,而無人值班后監(jiān)控值班員對變電站運行情況的判斷和處理就全部依賴監(jiān)控系統(tǒng),所以在無人值班改造中要充分考慮所采集的信息全面、夠用,也要考慮遙控、遙調(diào)點的實用性,保證能夠及時發(fā)現(xiàn)異常,及時處理異常和事故,盡可能減少值班員在變電站和監(jiān)控中心間無謂的往返。1.1單元事故總信號33kv對遙信的調(diào)整原則是實現(xiàn)遠方對異常和事故的判斷,為此需增加如下遙信項目。(1)線路(旁路)單元:隔離開關(guān)位置信號、斷路器操作機構(gòu)異常信號、斷路器控制回路斷線信號、保護裝置異常信號、交流回路斷線信號、收發(fā)訊機(光端機)裝置異?；蛲ǖ栏婢盘?220kV)、重合閘動作信號、斷路器三相位置不一致(220kV)、SF6氣壓低、SF6低壓閉鎖、油泵頻繁啟動(越限報警)、遠方/就地控制信號、小電流接地信號(35kV及以下)、單元事故總信號。(2)主變單元:冷卻系統(tǒng)異常信號、冷卻器全停信號、控制回路斷線信號、主變油位異常信號。(3)中央信號:預(yù)告總信號、直流接地信號、直流裝置異常信號、35,10kV系統(tǒng)接地信號、PT二次回路異常信號(計量、同期)、故障錄波器動作信號、故障錄波器異常信號、低周減載裝置動作信號、低周減載裝置異常信號、站用電源自投裝置動作信號、備用電源自投裝置異常信號、站用電系統(tǒng)異常信號、消防裝置動作及報警信號、消防裝置異常信號、遠動及通訊裝置異常信號、控制方式由遙控轉(zhuǎn)為當?shù)乜刂频男盘?、防盜報警信號、GIS設(shè)備的有關(guān)信號。以其中2個信號為例:(1)小電流接地信號是在改造中加入的,某變電站在改造后發(fā)生35kV單相接地,而監(jiān)控系統(tǒng)在延時數(shù)小時后才發(fā)出小電流告警信號,事后分析該信號為遙測越限信號,在系統(tǒng)中處理的優(yōu)先級遠低于遙信信號,當大量信號產(chǎn)生時,有可能產(chǎn)生延時和漏發(fā)現(xiàn)象。故加裝3U0接地監(jiān)視繼電器,采用其硬接點為小電流告警信號。(2)單元事故總信號。值班員正常要監(jiān)視十幾個變電站,如果發(fā)生事故,要靠監(jiān)控系統(tǒng)及時推出事故畫面,而這依賴于單元事故總信號。在改造時盡量采用硬件實現(xiàn)事故總信號。對于110,220kV保護,在分合閘回路中加裝雙位置繼電器,利用位置不一致原理實現(xiàn)事故總信號;對于35kV及以下保護,一般采用四合一裝置。事故總信號對值班員及時發(fā)現(xiàn)和處理事故起到了關(guān)鍵的作用。1.2動機構(gòu)電流增加至三相電壓遙測是判斷站內(nèi)運行情況的重要根據(jù),為了采集盡量充足和合理的數(shù)據(jù),對遙測主要增加了以下內(nèi)容:220kV開關(guān)(三相操動機構(gòu))電流增加至三相;采集母線三相電壓;分段、母聯(lián)電流;直流電壓;變壓器油溫;站用變低壓側(cè)三相電壓。遙測的完善已經(jīng)收到了明顯的效果:某220kV變電站在改造后,進行倒閘操作時,發(fā)生拉開一220kVLW6型開關(guān)后,開關(guān)位置指示都在拉開狀態(tài),值班員在檢查時發(fā)現(xiàn)一相電流不為零,經(jīng)查為單相連桿拉斷,從而避免了一次帶負荷拉刀閘的惡性誤操作事故。1.3主變中心接地刀閘的優(yōu)勢由于對電壓質(zhì)量的控制要求越來越嚴格,需頻繁對主變分接頭進行調(diào)節(jié),在多變壓器的站中,這將伴隨變壓器中性點接地刀閘的頻繁操作,故結(jié)合改造,實現(xiàn)了主變中心點接地刀閘的遙控。為了方便檢修和調(diào)試,防止誤控開關(guān),在每個開關(guān)上安裝了遠方/就地切換開關(guān),只有切至“遠方”位置時才能進行遙控。由于市政工程造成線路工作頻繁,而值班員需頻繁進行重合閘、過流保護、備自投等的投切工作,為這些工作頻繁往返變電站顯然不合算,故對大部分保護實現(xiàn)了以上功能的遠方投退。2重點監(jiān)控單元的設(shè)置無人值班后,站內(nèi)的防火防盜工作重要性凸顯,變電站安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)集智能的防盜、防火、輔助巡視、事件記錄和管理等功能于一身,為無人值班變電站的安全運行提供了重要技術(shù)手段,公司在所有220kV變電站改造中安裝了該系統(tǒng)。系統(tǒng)包括攝像機等監(jiān)視設(shè)備,紅外對射、紅外雙鑒、高分貝聲光告警裝置等防盜設(shè)備,以及主機及數(shù)據(jù)采集和控制單元。主要在圍墻配置紅外對射,在主要出入口配置紅外雙鑒,在主建筑或者圍墻上裝設(shè)高分貝聲光告警裝置,并且對燈光進行控制。通過主機實現(xiàn)圖像的壓縮和遠傳、告警和連動、圖像的記錄、與消防主機互聯(lián)。值班員可以在監(jiān)控中心對變電站進行可視化監(jiān)控。如現(xiàn)場有非法侵入,可以按照預(yù)先的設(shè)定進行聯(lián)動:如將一個或者多個攝像頭轉(zhuǎn)向告警點,開啟燈光,進行錄像,鳴響警笛,對入侵人員進行嚇阻,同時在監(jiān)控中心計算機上推出該點畫面,并發(fā)出告警音響提示值班員有情況發(fā)生,進行監(jiān)控。也可對火警動作的區(qū)域?qū)嵭新?lián)動錄像。消防系統(tǒng)與視頻監(jiān)控的有機整合有利于及時判斷火情的真?zhèn)?減少值班員沖到現(xiàn)場進行判斷的不必要勞動,為及時組織救火節(jié)約時間,現(xiàn)場的錄像也可作為事故及原因分析的輔助依據(jù)。3電力實時數(shù)據(jù)傳輸為提高與220kV變電站數(shù)據(jù)通信的實時性、信息傳輸容量、擴展性和可靠性,在改造中應(yīng)用了IEC60870-5-101,103,104電力實時數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約。并采用網(wǎng)絡(luò)通信(103,104)和常規(guī)串行通信(101)兩種方式自動切換,來保證信息傳輸?shù)目煽啃?、正確性、唯一性和一致性,并依靠成熟、可靠、快速的自愈光纖通信網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮新型通信規(guī)約傳輸容量大、功能豐富、實時性強等優(yōu)勢來克服和解決系統(tǒng)實時性的瓶頸問題。4逆變電源在線測量改造時,有一批設(shè)備要使用交流電源,如后臺機、通信主機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,如果對這些設(shè)備斷電的話,將造成變電站失去監(jiān)控,歷史數(shù)據(jù)丟失,所以這些設(shè)備都要求不間斷供電。傳統(tǒng)的電源都采用UPS,但實踐證明,由于UPS的電池得不到及時的維護,電池的容量在1～2年后將大幅度減少,在市電失去后,不能保證供電時間。故在改造中,經(jīng)過對站用蓄電池容量驗算后,安裝了在線式逆變電源。在運行中還嚴格要求非重要負荷不能接到逆變電源上,保證了這些重要設(shè)備的不間斷供電和切換。5系統(tǒng)的運行保護無人值班同樣需要穩(wěn)定可靠的設(shè)備,只有可靠的設(shè)備才能使值班員免于疲于奔命,有充裕的時間進行監(jiān)控、操作和設(shè)備異常、事故的處理。結(jié)合改造工程,對一些一次設(shè)備進行了技改和大修,主要對開關(guān)進行了無油化更換。改造以后,公司110kV及以上開關(guān)的無油化率達到了100%;在原運行的保護中,還存在一批電磁型和晶體管、集成電路保護,其運行壽命已接近設(shè)計值,又不能實現(xiàn)通信功能,很難和變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)相連,且這類保護維護校驗復(fù)雜,費時費力,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較,對于這些保護一般都進行了更換,35kV及以下保護都更換為四合一保護,110