GR90型遠(yuǎn)動(dòng)裝置在火電廠的應(yīng)用

摘 要：解釋了遠(yuǎn)動(dòng)信息的基本內(nèi)容：遙測(cè)信息，遙信信息，遙控信息，遙調(diào)信息；舉例介紹了GR90-RTU裝置應(yīng)用在火電廠時(shí)，滿足調(diào)度中心可靠、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地監(jiān)控電廠狀態(tài)及電廠自身監(jiān)測(cè)管理的要求所需要具備的幾種主要功能，根據(jù)火電廠實(shí)際情況所采用的屏柜布置情況、各屏柜的功能及其功能模塊配置情況、需要采集的信息量，以及GR90-RTU裝置分布式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；火電廠；GR90-RTU裝置；遙測(cè)信息；遙信信息；遙控信息；遙調(diào)信息DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1530 引言

在電力系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是指調(diào)度中心利用遠(yuǎn)程通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠、變電站運(yùn)行設(shè)備信息的采集、處理、傳輸和顯示、執(zhí)行等功能，以達(dá)到監(jiān)視和控制發(fā)電廠、變電站，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行目的的系統(tǒng)。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要有兩個(gè)功能：一是收集并向調(diào)度中心傳輸發(fā)電廠、變電站中運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)；二是調(diào)度中心向發(fā)電廠、變電站的運(yùn)行設(shè)備下達(dá)命令，以調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式。構(gòu)成遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備包括調(diào)度端遠(yuǎn)動(dòng)裝置（又稱為前置機(jī)），廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置（又稱為遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置，簡(jiǎn)稱RTU）和遠(yuǎn)動(dòng)信道；本文以A電廠為例，主要介紹GR90-RTU裝置在火電廠的應(yīng)用。1 遠(yuǎn)動(dòng)信息的基本內(nèi)容

RTU裝置的基礎(chǔ)功能是準(zhǔn)確、可靠的實(shí)現(xiàn)廠站與調(diào)度中心實(shí)時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)信息交流，遠(yuǎn)動(dòng)信息的基本內(nèi)容包括上行信息、下行信息、事件順序記錄、事故追憶。

上行信息是指由發(fā)電廠、變電站傳輸?shù)秸{(diào)度中心的信息，用于為監(jiān)視和調(diào)控提供依據(jù)。包括：

①遙測(cè)信息，指發(fā)電廠、變電站中運(yùn)行設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)，一般為模擬量，如電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等；

②遙信信息，指發(fā)電廠、變電站中運(yùn)行設(shè)備的位置狀態(tài)、動(dòng)作信號(hào)等信息，一般為數(shù)字量，如事故總信號(hào)、刀閘、斷路器、地刀等的分合閘位置信號(hào)等。

下行信息是指由調(diào)度中心向發(fā)電廠、變電站發(fā)送的信息。主要是對(duì)運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的改變或參數(shù)的調(diào)節(jié)等指令。包括：

①遙控信息，指調(diào)度中心發(fā)送給廠站端，改變?cè)O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的命令，如設(shè)備的分閘合閘、投入退出，及啟動(dòng)停止等操作信息。

②遙調(diào)信息，指調(diào)度中心發(fā)送給廠站端，調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的命令，如調(diào)整變壓器分接頭的位置，以調(diào)節(jié)機(jī)組電壓；改變機(jī)組有功功率或無功功率整定值，以調(diào)節(jié)機(jī)組出力等。2 A電廠對(duì)RTU裝置主要功能的要求

為滿足調(diào)度中心可靠、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地監(jiān)控電廠狀態(tài)及電廠自身監(jiān)測(cè)管理的要求，A電廠要求GR90-RTU裝置具備以下幾種主要功能：

①具有對(duì)模擬量、數(shù)字量進(jìn)行采集、處理和傳送功能；

②具有事件順序記錄（SOE）及傳送功能；

③具有優(yōu)先傳送變位等遙信信息的功能。當(dāng)設(shè)備（如開關(guān)、刀閘）位置狀態(tài)發(fā)生變化且調(diào)度端未確認(rèn)時(shí)，閉鎖遙控、遙調(diào)命令；

④具有接受調(diào)度發(fā)電曲線功能并在后臺(tái)顯示功能；

⑤具有接收處理諸如自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、無功功率電壓優(yōu)化（AVC）、變壓器分接頭調(diào)整等“選擇—校核—執(zhí)行”遙控命令、遙調(diào)命令功能。對(duì)于一個(gè)控制對(duì)象只能執(zhí)行一個(gè)調(diào)度主站的控制命令；

⑥具有與中調(diào)、備調(diào)調(diào)度中心的遠(yuǎn)動(dòng)通信功能，具備采用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互為備用方式；

⑦具有當(dāng)?shù)乇O(jiān)視功能，用于對(duì)發(fā)電廠電氣部分的發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地閘刀、母線等主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以滿足發(fā)電廠監(jiān)測(cè)管理的要求；

⑧具有GPS進(jìn)行時(shí)鐘校時(shí)及實(shí)現(xiàn)與調(diào)度端的時(shí)鐘同步功能；

⑨具有在線自診斷和遠(yuǎn)方診斷功能，并向主站傳送遠(yuǎn)動(dòng)裝置故障信號(hào)；

⑩具有與就地維護(hù)計(jì)算機(jī)接口，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫查詢，軟件更新、參數(shù)修正的功能維護(hù)功能；

具有電源檢測(cè)硬件和看門狗功能，當(dāng)電源失電或軟件鎖死時(shí)，裝置能夠自動(dòng)保護(hù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并具有自啟動(dòng)和自恢復(fù)功能，在接到主站系統(tǒng)的重新啟動(dòng)命令后自動(dòng)執(zhí)行初始化程序，重新啟動(dòng)工作。3 GR90-RTU裝置在A電廠的應(yīng)用

A電廠共有5臺(tái)燃煤發(fā)電機(jī)組，分為兩期投產(chǎn)運(yùn)行。一期為3臺(tái)210MW機(jī)組，采用發(fā)電機(jī)主變壓器單元制接線方式接入220kV母線，220kV系統(tǒng)采用雙母線室內(nèi)GIS裝置，3回出線；一期220kV升壓站共有3個(gè)主變間隔，3個(gè)出線間隔；1個(gè)啟備變間隔，1個(gè)母聯(lián)斷路器間隔。二期為2臺(tái)300MW機(jī)組，采用發(fā)電機(jī)主變壓器單元制接線方式接入220kV母線，220kV系統(tǒng)采用雙母線戶外GIS裝置，2回出線；二期220kV升壓站共有2個(gè)主變間隔，2個(gè)出線間隔，1個(gè)母聯(lián)斷路器間隔。此外，每臺(tái)機(jī)組配有一套電除塵、脫硫、脫硝及濕式電除塵設(shè)備。

A電廠使用的GR90-RTU裝置采用分布式RTU結(jié)構(gòu)，本身可構(gòu)成獨(dú)立的分布式SCADA系統(tǒng)分站控制器，共包括6個(gè)屏柜，分別為RTU主機(jī)屏、RTU機(jī)組采集屏、一期GIS采集屏、二期GIS采集屏、#1-#4機(jī)組脫硫采集屏、#5機(jī)組脫硫采集屏。3.1 RTU主機(jī)屏

RTU主機(jī)屏配置2臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)、4塊串口板、1臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)及1臺(tái)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)一主一備的雙遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)冗余配置，通過RS232雙機(jī)切換裝置，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)切換、遠(yuǎn)程切換及事故自動(dòng)切換功能。主機(jī)屏通過串口（4路專線通道，其中1路中調(diào)、1路地調(diào)，中調(diào)地調(diào)各1路備用）與中調(diào)及地調(diào)通信。A套主機(jī)、B套主機(jī)各配置4個(gè)網(wǎng)絡(luò)口，其中第1個(gè)網(wǎng)絡(luò)口用于南網(wǎng)EMS專線網(wǎng)絡(luò)，第2個(gè)網(wǎng)絡(luò)口用于中調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，第3和第4網(wǎng)口為備用。同時(shí)，主機(jī)屏還經(jīng)2路串口與A電廠AVC系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用于后臺(tái)監(jiān)控，通過串口與主機(jī)連接。3.2 RTU機(jī)組采集屏

RTU采集屏內(nèi)配置1塊遙調(diào)模塊，用于機(jī)組AGC控制，與每臺(tái)機(jī)組的AGC系統(tǒng)進(jìn)行遙調(diào)信息交換；配置4塊遙測(cè)采集模塊、2塊遙信采集模塊，用于采集A電廠#1-#5發(fā)電機(jī)及主變的遙測(cè)、遙信信息。遙調(diào)信息包括各機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷、實(shí)發(fā)負(fù)荷、AGC目標(biāo)負(fù)荷高限、AGC目標(biāo)負(fù)荷低限、負(fù)荷升降速率到AGC、允許投入AGC功能、投入AGC功能、一次調(diào)頻投入、AGC減閉鎖、AGC增閉鎖、有功功率設(shè)定值。

遙測(cè)信息包括各機(jī)組的有功功率、無功功率、電壓、電流、無功功率第二量測(cè)、無功功率設(shè)定值的返回值、AVC子站無功功率執(zhí)行值，啟備變的有功功率、無功功率、電流，主變中性點(diǎn)電流，主變變高檔位，母線電壓第二量測(cè)，母線電壓設(shè)定值的返回值，母線AVC子站電壓執(zhí)行值。

遙信信息包括各主變中性點(diǎn)地刀狀態(tài)信號(hào)，各機(jī)組電力穩(wěn)定器（PSS）投退信號(hào)，全場(chǎng)事故信號(hào)，AVC子站投退信號(hào)，AVC子站通信異常，各機(jī)組AVC下位機(jī)投退、調(diào)節(jié)異常信號(hào)，各機(jī)組無功功率增閉鎖、減閉鎖，AVC系統(tǒng)主備機(jī)運(yùn)行，A電廠AVC系統(tǒng)具備控制權(quán)（備用），單機(jī)控制/全廠控制信號(hào)，遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)剡x擇信號(hào)。3.3 一期、二期GIS采集屏

一期GIS采集屏配置1塊交流模擬量采集模塊和1塊遙信采集模塊；二期GIS采集屏配置2塊交流模擬量采集模塊和1塊遙信采集模塊。分別用于采集一期和二期升壓站的遙測(cè)、遙信信息。

遙測(cè)信息包括各主變壓器、啟備變的有功功率、無功功率、電壓、電流，各母線的電壓、頻率，各線路及母聯(lián)斷路器的有功功率、無功功率、電流。

遙信信息包括主變壓器高壓側(cè)及低壓側(cè)斷路器、刀閘、地刀狀態(tài)信號(hào)，母聯(lián)斷路器、刀閘、狀態(tài)信號(hào)，母線地刀、母線PT刀閘狀態(tài)信號(hào)。3.4 #1-4機(jī)組脫硫采集屏及#5機(jī)組脫硫采集屏

#1-4機(jī)組脫硫采集屏配置3塊遙測(cè)采集模塊，#5機(jī)組脫硫采集屏配置1塊遙測(cè)采集模塊，用于采集各機(jī)組脫硫6kV母線有功功率、無功功率，入口煙氣流量、煙氣含氧量、二氧化硫濃度、煙塵濃度，出口煙氣流量、煙氣含氧量、二氧化硫濃度、煙塵濃度、氮氧化合物濃度，脫硫裝置脫硫效率。4 結(jié)束語

遠(yuǎn)動(dòng)裝置是溝通廠站和調(diào)度中心的橋梁，GR-90RTU裝置采用分布式RTU結(jié)構(gòu)，其多CPU冗余設(shè)計(jì)提高了裝置運(yùn)行的可靠性；串行總線的結(jié)構(gòu)，使屏柜可以分散布置，更加靈活，同時(shí)也方便擴(kuò)容；交流采樣技術(shù)的應(yīng)用，使電壓、電流等遙測(cè)量不用經(jīng)過變送器，直接輸入到采樣模塊，使回路更加簡(jiǎn)單，降低了成本，也減少了故障；多種規(guī)約轉(zhuǎn)換和一發(fā)多收的設(shè)計(jì)，能夠滿足各種通訊方式的要求。這些特點(diǎn)能夠保證廠站與調(diào)度中心可靠、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的交換信息，從而達(dá)到調(diào)度中心遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)廠站端運(yùn)行設(shè)備，使電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。作者簡(jiǎn)介：梁日生（1990-），男，山東棲霞人，學(xué)士，技術(shù)員，主要從事電廠繼電保護(hù)及自動(dòng)化等方面的相關(guān)工作。