220kV變電站無(wú)人值班改造技術(shù)探討

趙越

【摘 要】結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)220kV無(wú)人值班變電站的改造工作的改造模式、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)、保護(hù)信息的采集方式及保護(hù)測(cè)控一體化裝置等有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，提出個(gè)人觀點(diǎn)，旨在為220kV變電站的無(wú)人值班改造工作的實(shí)施提供有益的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】無(wú)人值班；當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)；保護(hù)信息；一體化裝置

0.引言

110kV及以下變電站的無(wú)人值班工作的順利開(kāi)展及變電站自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，為220kV變電站無(wú)人值班工作的實(shí)施提供了大量實(shí)際借鑒經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支撐。目前黑龍江省電網(wǎng)220kV變電站的無(wú)人值班改造工作正在如火如荼的進(jìn)行之中。文章結(jié)合齊齊哈爾地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際情況，論述了220kV變電站的無(wú)人值班改造工作中需注意的有關(guān)問(wèn)題。

1.改造模式

220kV老舊變電站采用何種模式進(jìn)行改造，選用何種類型變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是改造前必須要明確的問(wèn)題。當(dāng)前變電站系統(tǒng)的類型主要有兩大類，即RTU型自動(dòng)化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。RTU型自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想面向功能，集中組屏，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想面向?qū)ο?，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，既可集中組屏又可分散布置，功能多樣。

采用RTU方式改造時(shí)，一般只需考慮對(duì)原自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)或更新，對(duì)原有的遙測(cè)、遙信功能進(jìn)行完善并增加遙控功能且僅限于斷路器分合閘操作，保留原有的控制屏和測(cè)量信號(hào)回路，一般不要求對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模更換，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)也可不配置。此改造模式較簡(jiǎn)單，涉及面小，工作量也較小。采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方式改造時(shí)，不但自動(dòng)化系統(tǒng)需徹底更新，而且要求一、二次設(shè)備作較大的更換，如進(jìn)行電動(dòng)閘刀更換和保護(hù)進(jìn)行微機(jī)化改造等，采集的信息更多，功能也更齊全，取消原來(lái)的控制屏及信號(hào)測(cè)量回路，由當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控單元實(shí)現(xiàn)站內(nèi)的監(jiān)視和操作功能。此改造模式較復(fù)雜，涉及面廣，工作量也較大。

一般認(rèn)為對(duì)電動(dòng)刀閘有遙控要求，采用集中監(jiān)控、少人（留守） 值班模式的變電站應(yīng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方式改造；而只對(duì)開(kāi)關(guān)有遙控要求，采用集中監(jiān)視、少人值班模式的變電站則推薦采用RTU方式改造。

2.當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)

無(wú)人值班改造中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)是否需配置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)的爭(zhēng)論。有人認(rèn)為變電站將最終變成無(wú)人值班形式，故無(wú)需再配置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)。誠(chéng)然，配置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)一方面增加了投資同時(shí)也加重了安裝調(diào)試任務(wù)。但保留當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)還是有以下幾方面的理由。首先，目前不論是集中監(jiān)控、少人（留守） 值班模式還是集中監(jiān)視、少人值班模式的220kV變電站都應(yīng)有人留守在變電站。因此，配置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)便于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員監(jiān)控和管理，同時(shí)也便于系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。其次，便于今后系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、檢修及設(shè)備巡視。當(dāng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方式改造時(shí)由于取消了控制屏，不便于檢修運(yùn)行人員了解掌握全站設(shè)備的運(yùn)行狀況，因此當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機(jī)是解決該問(wèn)題的最佳方案。

3.保護(hù)信息采集

3.1 保護(hù)信息采集方式

目前計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)保護(hù)信息的采集的方式也主要有兩種：即硬接點(diǎn)方式和串行通信方式。對(duì)于常規(guī)繼電器保護(hù)只能采用硬接點(diǎn)方式。而對(duì)于微機(jī)保護(hù)則除了硬接點(diǎn)方式外還有串行通信方式。

3.2 串行通信的方式

由于220kV變電站規(guī)模較大，保護(hù)裝置的種類和數(shù)量較多，而監(jiān)控系統(tǒng)公用信息工作站的通信接口數(shù)量是有限的，不可能實(shí)現(xiàn)與各保護(hù)裝置進(jìn)行直接通信。此外，各保護(hù)裝置直接接入監(jiān)控系統(tǒng)的公用信息工作站，監(jiān)控系統(tǒng)需裝有各類保護(hù)的通信規(guī)約，并需與每種保護(hù)進(jìn)行通信調(diào)試，因此，監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)廠家間的調(diào)試配合工作量十分繁重。正是由于直接通信有如此多的弊端，才引入了保護(hù)信息管理機(jī)方式。保護(hù)信息管理機(jī)負(fù)責(zé)與各類不同保護(hù)裝置的通信，然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一規(guī)約與公用信息工作站通信。保護(hù)信息管理機(jī)一般由保護(hù)廠家提供，更容易實(shí)現(xiàn)與各保護(hù)的通信，尤其和自家生產(chǎn)的各類保護(hù)更不存在通信規(guī)約配合問(wèn)題。

3.3 保護(hù)信息處理方式

對(duì)于保護(hù)通信信息處理方式目前主要有兩種選擇：一是將保護(hù)報(bào)文轉(zhuǎn)換為遙信處理，二是直接進(jìn)行報(bào)文解釋。如將保護(hù)通信信息作為遙信上傳，不但增加調(diào)試工作量，也受通信規(guī)約的限制。過(guò)多的信息會(huì)造成系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)性能指標(biāo)下降，走入舍本逐末的誤區(qū)。如作為報(bào)文處理，則集控站工作站需安裝相應(yīng)的保護(hù)報(bào)文解釋程序，對(duì)監(jiān)控站SCADA系統(tǒng)提出更高的要求，而且各種保護(hù)告警信息也將大量增加，包括運(yùn)行人員不需了解的信息會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，干擾運(yùn)行人員的正常監(jiān)視。

4.保護(hù)測(cè)控一體化裝置

4.1 保護(hù)功能問(wèn)題

采用保護(hù)測(cè)控一體化裝置是因?yàn)?5kV、10kV出線的保護(hù)配置要求相對(duì)較簡(jiǎn)單，一般只要求具備三段式電流保護(hù)即可。然而，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，35kV線路的供電半徑的縮短、供電容量的增大，故障時(shí)的短路容量增大了許多，普通的三段式電流保護(hù)已不能滿足保護(hù)配置要求。因此，對(duì)35kV線路的保護(hù)配置也提出了更高的要求，如需具備距離保護(hù)功能等提上了議程。

4.2 裝置安裝問(wèn)題

35kV、10kV電壓等級(jí)的設(shè)備配置的保護(hù)測(cè)控一體化裝置的安裝方式主要有兩種，即就地安裝于開(kāi)關(guān)柜和集中組屏安裝于繼電保護(hù)小室。就地安裝可以節(jié)省大量二次電纜，簡(jiǎn)化二次回路，減少了施工和設(shè)備安裝工程量，改造期間間隔問(wèn)相互影響小等優(yōu)點(diǎn)，此外還可以減少屏位布置；但同時(shí)就地安裝也存在需對(duì)原有開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行開(kāi)孔改造等問(wèn)題，并且對(duì)保護(hù)測(cè)控裝置的抗干擾、抗震動(dòng)性能及環(huán)境方面等提出了更高的要求。因此，保護(hù)測(cè)控合一裝置是否就地安裝應(yīng)根據(jù)變電站繼電保護(hù)小室屏位、開(kāi)關(guān)柜等的實(shí)際情況綜合考慮而定，不宜強(qiáng)作要求。

4.3 電氣防誤問(wèn)題

35kV、10kV低電壓等級(jí)設(shè)備的防誤要求有其特殊性，如對(duì)柜門、網(wǎng)門位置均有要求。而目前大多保護(hù)測(cè)控一體化裝置均不具備內(nèi)部防誤閉鎖功能，且其開(kāi)入量一般較少，對(duì)柜門、網(wǎng)門位置等信號(hào)一般不采集，因此，操作的正確性只能靠獨(dú)立的微機(jī)防誤系統(tǒng)來(lái)保證。為了真正發(fā)揮計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的防誤功能，就需要保護(hù)測(cè)控一體化裝置增加開(kāi)入量完善本間隔相關(guān)信息采集，同時(shí)要求其具有內(nèi)部防誤閉鎖邏輯，即裝置要實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控、防誤功能的一體化。

5.結(jié)束語(yǔ)

以上問(wèn)題都是220kV變電站無(wú)人值班改造工程中經(jīng)常面臨且必須解決的問(wèn)題。220kV變電站無(wú)人值班改造是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有改造難度大，涉及范圍廣，技術(shù)要求高等特點(diǎn)。由于我國(guó)電網(wǎng)220kV變電站的無(wú)人值班改造尚處于起步階段，改造的模式、功能要求等都暫時(shí)無(wú)法完全統(tǒng)一，需要不斷地在工程實(shí)踐中探索，積累有益的經(jīng)驗(yàn)，以利于實(shí)現(xiàn)220kV變電站無(wú)人值班改造工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

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