500 kV變電站無人值班改造遙控試驗(yàn)的新方法

梁運(yùn)華，李瓊

(湖南省電力公司超高壓管理局，湖南長沙410005)

500 kV變電站采用集控中心+少人值守 (或無人值班)的管理模式，前提之一是集控中心必須具備遠(yuǎn)程遙控相關(guān)設(shè)備的能力，當(dāng)變電站出現(xiàn)故障或異常時(shí)，集控中心能迅速遙控相關(guān)開關(guān)、隔離刀閘，復(fù)歸相應(yīng)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程隔離事故或異常，快速縮小故障影響范圍，因此遙控試驗(yàn)必將成為無人值班改造的核心驗(yàn)收科目。

按照目前的常規(guī)遙控試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，遙控試驗(yàn)需結(jié)合停電間隔進(jìn)行，且為了防止試驗(yàn)過程中誤跳開關(guān)，試驗(yàn)之前需退出和恢復(fù)非遙控對(duì)象的遙控出口壓板 (200～300個(gè)/站)，這種試驗(yàn)方法得到的試驗(yàn)結(jié)果最完整、權(quán)威。但通常完成該項(xiàng)安全措施需耗2～3 h方可完成 (遙控出口壓板數(shù)目繁多，且分布在不同保護(hù)小室);同時(shí)設(shè)備停電又受電網(wǎng)運(yùn)行方式的限制，因此整站遙控試驗(yàn)往往需要幾年時(shí)間才能完成，期間容易造成部分遙控記錄丟失或遙控驗(yàn)收疏漏現(xiàn)象，且常造成遙控缺陷處理不及時(shí)，影響了電網(wǎng)可靠性。同時(shí)，參照華中網(wǎng)調(diào)2010年最新文件規(guī)定，遙控試驗(yàn)業(yè)務(wù)申請(qǐng)必須包含在一次設(shè)備檢修申請(qǐng)中，使得操作上不夠靈活，不符合運(yùn)維單位的期望;另外，部分文獻(xiàn)采用萬用表測(cè)量遙控對(duì)象的出口壓板直流電壓變化〔1〕(由-110V左右升至+220V左右)，雖可以在不改變一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下 (需退出全站非遙控對(duì)象)進(jìn)行遙控試驗(yàn)的模式，但這種方法存在一定的誤跳開關(guān)隱患(使用不正確檔位去測(cè)量直流電壓)。

如何有效地改善現(xiàn)有500 kV變電站無人值班改造的遙控試驗(yàn)方法，盡量提高遙控試驗(yàn)的效率，需進(jìn)一步探討和研究。

1 遙控試驗(yàn)相關(guān)知識(shí)

1.1 遙控操作

遙控操作是由遙控選擇 (含預(yù)置)、遙控返校和遙控執(zhí)行3個(gè)環(huán)節(jié)組成。遙控過程是主站首先向執(zhí)行端發(fā)出遙控對(duì)象和性質(zhì) (分、合)預(yù)置命令，執(zhí)行端收到后，經(jīng)CPU處理后向主站端發(fā)出校核信號(hào)。主站端收到校核信號(hào)后，與下發(fā)命令比較，在校核無誤的條件下顯示“返校正確”即可進(jìn)入下一步遙控執(zhí)行程序，此時(shí)監(jiān)控人員可以通過遙控執(zhí)行命令向變電站端發(fā)送動(dòng)作執(zhí)行命令，遙控執(zhí)行后，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送開關(guān)變位信息，主站端在規(guī)定時(shí)間收到該遙控對(duì)象的變位信號(hào)，則顯示遙控成功，否則顯示遙控失敗〔2-4〕。

1.2 遙控操作及遙控試驗(yàn)核對(duì)量

目前，湖南省電網(wǎng)220 kV及以下變電站內(nèi)的一次設(shè)備 (斷路器、隔離開關(guān)等)操作和二次設(shè)備復(fù)歸操作通常在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，而500 kV變電站綜自系統(tǒng)中，上述設(shè)備的操作均在綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)上進(jìn)行，因此已投運(yùn)500 kV綜自站、測(cè)控裝置及其二次遙控執(zhí)行回路基本上核對(duì)完畢。另外，通常遙控試驗(yàn)核對(duì)量可分為2大類，即集控主站、子站遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)及測(cè)控裝置等設(shè)備遙控?cái)?shù)據(jù)配置核對(duì)和測(cè)控裝置及其二次遙控執(zhí)行回路接線核對(duì)。只有上述5個(gè)部分均正確，才可遠(yuǎn)程遙控變電站的相關(guān)設(shè)備，此方法試驗(yàn)結(jié)果最完整、權(quán)威。具體如圖1所示。

圖1 常規(guī)遙控試驗(yàn)核對(duì)量

1.3 遙控試驗(yàn)安全措施

遙控試驗(yàn)需結(jié)合停電間隔進(jìn)行，試驗(yàn)之前，需退出變電站非遙控對(duì)象的遙控出口壓板 (或遠(yuǎn)方/就地開關(guān)切置“就地”位置)，防止由于相關(guān)設(shè)備遙控?cái)?shù)據(jù)配置有誤、遙控二次接線錯(cuò)誤而造成遙控誤出口;試驗(yàn)完成后，再恢復(fù)相關(guān)壓板。

2 具體實(shí)現(xiàn)

2.1 可行性分析

考慮在新建500 kV無人值班綜自變電站自動(dòng)化遙控驗(yàn)收時(shí)，均在當(dāng)?shù)睾笈_(tái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備遙控操作。對(duì)于后臺(tái)遙控驗(yàn)收完的間隔，可間接表明子站測(cè)控裝置相關(guān)配置、二次遙控執(zhí)行回路接線無誤，無人值班改造期間，只需驗(yàn)證集控主站、變電站遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)和測(cè)控裝置相關(guān)數(shù)據(jù)配置是否正確即可，不需傳動(dòng)相關(guān)一次設(shè)備，因此可以采用遙控預(yù)置試驗(yàn)法，既可以達(dá)到核對(duì)遙控試驗(yàn)核對(duì)量，又可以簡化試驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高工作效率。

在此同時(shí)，若主站遙控預(yù)置試驗(yàn)成功后，當(dāng)主站、子站遙控?cái)?shù)據(jù)配置有誤，而子站遙控試驗(yàn)又未退出非遙控對(duì)象遙控出口壓板 (或?qū)⑦h(yuǎn)方/就地把手切置“就地”)，此時(shí)進(jìn)一步執(zhí)行“遙控執(zhí)行”命令，就會(huì)存在誤遙控其他運(yùn)行設(shè)備的安全隱患，因此需進(jìn)一步改進(jìn)主站遙控操作程序。

2.2 綜合遙控選擇法

綜合遙控預(yù)置法是根據(jù)變電站綜自系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備遙控試驗(yàn)驗(yàn)收情況而定，對(duì)于綜自后臺(tái)遙控已驗(yàn)收正常的設(shè)備，500 kV集控主站可以采用遙控選擇 (預(yù)置)方式:即只執(zhí)行遠(yuǎn)動(dòng)遙控操作的前2步 (遙控選擇、遙控返校)，禁止執(zhí)行遙控操作的最后一步 (遙控執(zhí)行);對(duì)于尚未驗(yàn)收或驗(yàn)收不成功的設(shè)備，500 kV集控主站則采用常規(guī)遙控試驗(yàn)法，即退出非遙控對(duì)象遙控出口，傳動(dòng)一次設(shè)備。

若相關(guān)數(shù)據(jù)配置正確，當(dāng)主站執(zhí)行遙控選擇(預(yù)置)命令，且該命令正確到達(dá)子站測(cè)控裝置后，測(cè)控裝置可以查詢到“XX開出已選擇”信息，同時(shí)返回“遙控返?！苯o主站，但測(cè)控裝置相應(yīng)開出節(jié)點(diǎn)不會(huì)動(dòng)作 (閉合)，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員結(jié)合設(shè)備二次圖紙，查詢到哪個(gè)間隔設(shè)備被選擇(如:5號(hào)開出被選擇，二次圖紙?jiān)O(shè)計(jì)5號(hào)開出為622開關(guān)，則表明622開關(guān)被選擇，再和集控主站核對(duì)是否選擇了622開關(guān))，此操作不會(huì)引起設(shè)備跳閘，如圖2所示。

圖2 遙控選擇法

具體試驗(yàn)流程:主站成功執(zhí)行遙控預(yù)置命令→主站下發(fā)遙控預(yù)置命令→子站遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)收到遙控預(yù)置命令→子站間隔層測(cè)控裝置→測(cè)控裝置開放相關(guān)開出 (同時(shí)返回“遙控返?！苯o主站)→檢修人員結(jié)合二次圖紙，檢查相應(yīng)測(cè)控裝置的開出信息是否和實(shí)際一致→間接驗(yàn)證了遙控試驗(yàn)所有核對(duì)量。

當(dāng)主站未正常下發(fā)遙控命令，自動(dòng)化檢修人員需檢查主站相關(guān)數(shù)據(jù)及人機(jī)界面設(shè)置;當(dāng)子站遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)未正確收到遙控命令或正確解析命令，可能需檢查遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)數(shù)據(jù)配置及子站測(cè)控裝置數(shù)據(jù)配置;當(dāng)測(cè)控裝置未能收發(fā)遙控命令，則可能需檢查子站測(cè)控裝置及遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)數(shù)據(jù)配置。

2.3 主站遙控程序修改思路

(1)基本思路:鑒于500 kV集控自動(dòng)化系統(tǒng)已投運(yùn)狀態(tài)，應(yīng)在現(xiàn)有成熟功能基礎(chǔ)上，盡少修改程序，以免牽扯到其他運(yùn)行程序，造成不必要的安全隱患。因此，利用集控自動(dòng)化系統(tǒng)將某些變電站的相關(guān)信息集中分流到責(zé)任區(qū)功能，各責(zé)任區(qū)數(shù)據(jù)流互不影響，新增加部分功能，目前系統(tǒng)已設(shè)置了監(jiān)盤責(zé)任區(qū) (需實(shí)時(shí)監(jiān)視的變電站集合)、驗(yàn)收責(zé)任區(qū) (遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)預(yù)驗(yàn)收變電站)、全系統(tǒng) (包含所有責(zé)任區(qū))。

(2)具體思路:增加遙控試驗(yàn)區(qū)，且進(jìn)入該責(zé)任區(qū)后，遙控操作界面只有“遙控預(yù)置”和“遙控取消”2個(gè)按鈕，且在相應(yīng)程序代碼中關(guān)閉“遙控執(zhí)行”功能。從遙控操作界面和具體代碼中取消“遙控執(zhí)行”，集控主站能從技術(shù)層面確保應(yīng)用遙控預(yù)置法，在遙控試驗(yàn)時(shí)，主站不會(huì)執(zhí)行“遙控執(zhí)行”命令，因此子站相應(yīng)不會(huì)開放測(cè)控裝置遙控執(zhí)行回路，防范了責(zé)任性誤遙控事件。

2.4 主站遙控程序修改方法

在主站側(cè)SCADA模塊中的責(zé)任區(qū)管理功能和信息分流功能程序中，相應(yīng)增加一部分遙控試驗(yàn)區(qū)相關(guān)代碼，且對(duì)應(yīng)遙控試驗(yàn)區(qū)的遙控操作代碼中關(guān)閉“遙控執(zhí)行”功能，消除寄生程序代碼，提高程序的安全性和可靠性;另外，新增一個(gè)遙控操作界面，且該界面只保留“遙控預(yù)置”和“遙控取消”2個(gè)按鈕，并調(diào)用相關(guān)程序。

完成程序修改后，用戶登錄到“遙控試驗(yàn)責(zé)任區(qū)”進(jìn)行遙控操作時(shí)，將調(diào)用遙控預(yù)置操作界面，在該界面成功執(zhí)行“遙控預(yù)置”操作，子站“遙控返?！闭_后，主站仍不能執(zhí)行“遙控執(zhí)行”程序，防止子站遙控安全措施不健全時(shí)，主站遙控操作可能出現(xiàn)的遙控誤出口。當(dāng)?shù)卿浀狡渌?zé)任區(qū)進(jìn)行遙控操作時(shí)，調(diào)用常規(guī)遙控操作界面，在該界面成功執(zhí)行“遙控預(yù)置”操作，子站“遙控返?！闭_后，主站能繼續(xù)執(zhí)行“遙控執(zhí)行”程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)子站設(shè)備的正常遙控，具體如圖3所示。

圖3 新遙控操作示意圖

3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及效果檢查

3.1 遙控操作界面

用相應(yīng)用戶登錄主控臺(tái)，選擇進(jìn)入監(jiān)盤責(zé)任區(qū)、驗(yàn)收責(zé)任區(qū)或全系統(tǒng)，對(duì)新站設(shè)備進(jìn)行遙控驗(yàn)收。對(duì)設(shè)備進(jìn)行遙控操作，遙控操作的界面上含有“遙控預(yù)置”、“遙控執(zhí)行”和“遙控取消”按鈕，可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)遙控試驗(yàn);用相應(yīng)用戶登錄修改的遙控試驗(yàn)區(qū)，再進(jìn)行遙控試驗(yàn)測(cè)試，遙控操作的界面上只具有遙控預(yù)置的按鈕，“遙控執(zhí)行”已經(jīng)被屏蔽。

3.2 實(shí)際遙控操作

2009年10月，500 kV宗元變因故新增2臺(tái)至集控中心專用遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)，鑒于測(cè)控裝置及相關(guān)二次回路接線未作任何變動(dòng)，且全站設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，采用遙控預(yù)置法來核對(duì)新增的2臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)遙控?cái)?shù)據(jù)配置正確性。在500 kV集控中心主站監(jiān)控人員登錄遙控試驗(yàn)區(qū)，執(zhí)行了“遙控預(yù)置”后，子站試驗(yàn)人員則核對(duì)測(cè)控裝置的顯示“遙控開出”情況是否與實(shí)際二次圖紙 (試驗(yàn)設(shè)備)相符;若相符，子站遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)、測(cè)控裝置以及集控中心主站相關(guān)遙控配置正確，否則，遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)遙控配置可能有誤，還需進(jìn)一步檢查。完成所有遙控試驗(yàn)的當(dāng)天，集控主站成功地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程投、退宗元變的高壓電容器和電抗器，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果良好，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

表1 經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計(jì)、分析表

通過對(duì)表1數(shù)據(jù)的分析可以看出，常規(guī)遙控試驗(yàn)耗時(shí)、成本高，若采用預(yù)置遙控方法，且按照當(dāng)前維護(hù)9個(gè)變電站計(jì)算，可以節(jié)省11.29萬元((1.184+0.02×8) ×9-0.8=11.29)，大幅度減少了維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)2011年湖南全省500 kV變電站實(shí)現(xiàn)少人值班+集中監(jiān)控運(yùn)行管理模式，2009—2010年是湖南境內(nèi)500 kV變電站無人改造的關(guān)鍵性的2年。在此期間，湖南省超高壓局的通信自動(dòng)化專業(yè)要完成相關(guān)調(diào)試、試驗(yàn)任務(wù)，如何安全、全面、高效地完成500 kV變電站遙控試驗(yàn)成為新課題。500 kV星城變、昆山變及宗元變的第2臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)均采用了“遙控預(yù)置法”的遙控試驗(yàn)方法，有效地縮短了500 kV變電站無人值班改造遙控試驗(yàn)時(shí)間的難題，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并且可將該方法推廣到其他情形，如子站更換新遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)、新建站第2臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī)驗(yàn)收 (減少設(shè)備的損耗)等。

〔1〕趙維俊，石文江，王榮茂，等.集控中心建設(shè)中不停電進(jìn)行遙控試驗(yàn)的方法〔J〕.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(10):99-103.

〔2〕李雨舒，李明珍.無人值班變電站遙控常見故障的分析與處理〔J〕.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37(18):145-146.

〔3〕張志軍，張平，黃國棟.500 kV變電站保護(hù)設(shè)備遠(yuǎn)方遙控應(yīng)用〔J〕.華東電力，2009，37(10):1750-1760.

〔4〕IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)(第5-104部分傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸文件集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問)〔S〕.