隨著智能變電站在電網(wǎng)中的推廣與應用,使調(diào)度自動化和變電站自動化正在朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡化、標準化、市場化、智能化的方向發(fā)展,技術的飛速發(fā)展,一次設備狀態(tài)智能化、穩(wěn)定性的提高,變電站運行操作等技術日趨成熟,勢必對已有的變電站自動化技術產(chǎn)生深刻的影響。隨著IEC61850標準通信協(xié)議的制定,實現(xiàn)了不同廠家裝置設備之間的互操作性,自動化程度越來越高,為電力企業(yè)減人增效提供了技術保障,變電站實施無人值班運行管理已成為當今主要管理模式。我所在供電公司變電站均具備無人值守條件,然而二次保護壓板的投切仍在現(xiàn)場操作,當方式調(diào)整、線路帶電作業(yè)、裝置發(fā)異常信號時,均需派人到無人值班變電站現(xiàn)場手動執(zhí)行投切壓板的操作,而變電站離操作隊大多較遠,因路途、交通的影響造成完成操作任務的時間相對較長,增加了系統(tǒng)不安全因素。因此電力企業(yè)對實現(xiàn)線路重合閘遠方投切控制的要求越來越強烈。本文通過對變電站一次設備與自動化裝置遠方遙控對接技術進行總結分析,提出可行技術方案,在保證安全的前提下,對我池州供電公司110kV潘橋變保護裝置遠方投切重合閘壓板功能進行多次調(diào)試,最終成功實現(xiàn)了保護裝置重合閘軟壓板遠方投切功能。
1.變電站重合閘壓板的作用與分類
1.1變電站重合閘壓板的作用
在傳統(tǒng)的各種保護中,壓板是用來接通或斷開某個回路的。保護的出口壓板就是接通或斷開出口繼電器或跳閘線圈勵磁回路的連接片。如果發(fā)現(xiàn)壓板接通前,其兩端有電壓則說明出口壓板之前的某級保護邏輯回路已動作,一旦接通就會有電流流過,使出口繼電器或跳閘線圈動作跳閘。因此,一般要求在保護出口壓板接通前測量一下兩端的電壓,以檢驗保護是否存在有可能導致斷路器跳閘的異常或缺陷,及時發(fā)現(xiàn)保護的不正確動作行為,防止和避免誤跳斷路器事件的發(fā)生。
但近年來微機保護的大量應用,使壓板的作用與概念產(chǎn)生了一些變化和區(qū)別。以國產(chǎn)微機保護為例,該類裝置出于對傳統(tǒng)保護的繼承性,一般設有許多壓板,分別裝于保護裝置的輸出和輸入回路。其中,輸出回路由于仍較多采用帶有機械觸點的繼電器,故壓板的作用與概念與傳統(tǒng)保護基本一致,但這些壓板通常由裝置內(nèi)的多個保護公用,一般不經(jīng)常操作。而裝于保護輸入回路的壓板通常作為裝置內(nèi)某個保護的投入或切換壓板具有較高的操作概率。這些壓板與傳統(tǒng)保護的壓板在功能上有所區(qū)別,其作用僅僅是將某個工作電平(通常接通為高電平,斷開為低電平)經(jīng)光電耦合后加至保護的輸入口上,供CPU 讀取,并據(jù)此修改保護的某個控制字,以控制程序的流向,來完成不同的邏輯操作。這些壓板的兩端正常時是
應該有電壓的(24V左右),如果無電壓或電壓不正常,反而可能使保護CPU 讀取的數(shù)據(jù)出錯或使壓板失去作用。導致保護不能正常工作。
1.2變電站重合閘壓板的分類
變電站保護裝置重合閘壓板在分類上有軟壓板和硬壓板之分。
1.2.1軟壓板的工作原理
軟壓板是指軟件系統(tǒng)的某個功能投退,比如投入和退出某個保護和控制功能。通常以修改微機保護的軟件控制字來實現(xiàn)。綜合自動化站中的微機型繼電保護裝置,通常不是安裝在控制室內(nèi),而是安裝在開關場的保護小室內(nèi)。保護屏除設有跳閘、合閘、啟動失靈等出口壓板外,裝置的保護功能投入壓板(如“主保護投入”等)可利用保護裝置的數(shù)據(jù)通信接口通過監(jiān)控網(wǎng)絡由值班員在遠方直接進行投入或退出,可稱之為“軟壓板”。除此之外,保護屏通常還保留功能投入的“硬壓板”。硬壓板指連片,跳閘壓板就是出口壓板,用于驅動跳合閘繼電器的?,F(xiàn)在很多微機保護已具備了軟壓板,可以與硬壓板做成或邏輯和與邏輯供使用。
軟壓板是指軟件系統(tǒng)的某個功能投退,比如投入和退出某個保護和控制功能,通常以修改微機保護的軟件控制字來實現(xiàn)??刂谱质钦{(diào)度結合電網(wǎng)設置的保護或統(tǒng)一的自動裝置的運行方式,一般由調(diào)度或者公司整定人員整定好之后長期不改變的。當控制字設置為“0”時,重合閘軟壓板不具備投切功能;當控制字設置為“1”時軟壓板具備重合閘投切功能。
1.2.2硬壓板的工作原理及示意圖
硬壓板是指硬接線回路上設的一個壓板,屬于保護外部的開入量。它是看得見的可以操作的實物壓板,有接到邏輯回路里的用于保護功能的投退,也有的是跳閘出口壓板。安裝在保護屏或者測控屏外面的壓板一般由值班員通過人工手動完成投切。硬壓板接入,開關量表示為1;硬壓板不接入,開關量表示為0。
硬壓板我們可以理解為是有明顯斷開點的連接片,就跟電氣設備中的刀閘一樣,屬于硬結點。圖1所示,南自PSX600測控裝置硬壓板投退操作區(qū)。
圖1 南自PSX600測控裝置壓板投退操作區(qū)示意圖
2 變電站重合閘軟壓板遠方投切技術應用實例
2.1重合閘軟壓板遠方投切技術實施廠站情況簡介
110kV潘橋變?yōu)槌刂莨╇姽?004年5月投運建設的無人值班變電站,實現(xiàn)“四遙”功能,該變電站是南自廠PSX 600測控保護裝置,繼電保護和自動裝置均不具備定值及功能投退遠方操作功能。以往每次帶電作業(yè)前后,集控站都要安排運行人員到該變電站現(xiàn)場人工投退壓板,既增加了運行人員的工作量,又延長了帶電作業(yè)等待時間,為進一步提高工作效率,2010年以來,我公司組織生技、變電、調(diào)度等部門人員,以科學發(fā)展觀為指導開展項目攻關,并與南自繼電保護自動化廠家技術人員共同探索改進方案。從調(diào)度及廠站自動化運行規(guī)定是否允許保護裝置重合閘軟壓板遠方投退、廠家的保護裝置能否提供相應的功能和接口等方面入手,結合現(xiàn)場具體情況分析,在保證安全的前提下,對公司110kV潘橋變10kV線路重合閘軟壓板進行多次調(diào)試,最終成功實現(xiàn)了線路重合閘軟壓板遠方投切功能。
2.2重合閘軟壓板遠方投切技術實施方案
2.2.1重合閘軟壓板遠方投切技術現(xiàn)場實施條件
a.變電站為綜自模式:間隔層為總線或以太網(wǎng)結構,裝設有繼電保護信息系統(tǒng)子站,自投、饋線保護裝置具備遠方控制軟壓板實施條件。
b.變電站已經(jīng)接入RCS-9001集控系統(tǒng):具備主備兩路遠動網(wǎng)絡、專線通道(采用DISA、104規(guī)約)、保護信息系統(tǒng)通道(國電南自103規(guī)約),集控中心都能夠進行遙控操作。
2.2.2重合閘軟壓板遠方投切技術現(xiàn)場實施方法
a.將軟壓板作為遙信點,其狀態(tài)可作為事件方式上送至裝置,直接通過遠動網(wǎng)絡、數(shù)字通道實現(xiàn)遠方投切,并判斷、監(jiān)視其狀態(tài)。遙控過程等同于開關、刀閘的遙控操作,同樣需要輸入操作人、監(jiān)護人名稱,輸入軟壓板雙編號。
b.對遠動機遠傳數(shù)據(jù)庫(網(wǎng)絡庫、專線庫)進行修改、配置,增加保護設備軟壓板遙控、遙信信息量。
c.進行備自投功能軟壓板的遠方投退試驗。退出備自投裝置出口壓板,將全站運行中的測控及保護測控裝置“遠方/就地”控制選擇開關打至“就地”位置,防止誤控運行中設備。
d.退出調(diào)試的饋線保護測控裝置遙控出口壓板及保護出口壓板,將本調(diào)試饋線外的運行中測控及保護測控裝置“遠方/就地”控制選擇開關至“就地”位置,防止誤控運行中設備。進行該饋線保護重合閘、失壓保護功能、過負荷保護跳閘功能軟壓板的遙控試驗。
2.2.3重合閘軟壓板遠方投切技術現(xiàn)場調(diào)試安全注意事項
a.修改遠傳數(shù)據(jù)庫前必須進行備份,修改完畢所有的組態(tài)、配置文件需要與備份文件進行核對無誤。
b.軟壓板的遙控是否成功必須進入現(xiàn)場裝置參數(shù)菜單進行核對,禁止只憑裝置的液晶顯示或報文上送顯示判斷。
c.單個裝置調(diào)試完畢必須恢復原來的狀態(tài)后才可以進行下一調(diào)試。
d.全站調(diào)試完畢調(diào)試班組需會同值班人員檢查措施恢復情況。
2.2.4重合閘軟壓板遠方投切技術方案處理分工
a.調(diào)度所自動化班配合變電應用部門完成重合閘軟壓板遠方投切技術應用實施。
b.變電集控中心:負責收集裝置資料收集;負責現(xiàn)場裝置的改造升級和核對裝置軟壓板遙控執(zhí)行正確與否的調(diào)試。
c.生技部:負責制定工作計劃,組織制定調(diào)試方案,協(xié)調(diào)停電事宜,合理安排進度,有效投入人力,有序開展工作,協(xié)調(diào)軟壓板遠方投切調(diào)試的相關事宜。
2.3 110kV潘橋變重合閘軟壓板遠方投切技術應用實例
2.3.1潘橋變10kV線路重合閘軟壓板數(shù)據(jù)庫遙信入庫
我們首先對110kV潘橋變測控裝置10kV測控單元進行整體功能測試,其具備線路重合閘軟壓板遠方投切功能的應用拓展。增加PSX600測控裝置站端遠傳數(shù)據(jù)庫“重合閘軟壓板”遙信點表,網(wǎng)絡庫、專線庫同步生成;檢查審核站端遠傳庫軟壓板遙信點表序號對應,負責對10kV饋線重合閘、自投裝置、主變差動保護、主變高低中后備復壓過流Ⅰ、II、III段及零流、間隙等功能軟壓板進行定義描述,數(shù)據(jù)庫修改、生成。
2.3.2潘橋變10kV線路重合閘軟壓板RCS-9001集控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫遙控入庫
增加PSX600測控裝置站端遠傳數(shù)據(jù)庫“重合閘軟壓板”遙控點表,網(wǎng)絡庫、專線庫同步生成;審核潘橋變裝置遠傳庫遙控點表,負責RCS-9001集控系統(tǒng)遙控信息表描述,數(shù)據(jù)庫修改、生成。
2.3.3潘橋變10kV線路重合閘軟壓板RCS-9001集控系統(tǒng)主畫面制作、定義、試驗工作
潘橋變10kV線路重合閘軟壓板主畫面制作、定義工作;增加10kV線路重合閘、自投裝置、主變差動保護、主變高低中后備復壓過流Ⅰ、II、III段及零流、間隙等功能軟壓板光字牌遠方監(jiān)視軟壓板畫面制作、定義;針對保護設備遙控操作的畫面要求完成五防校驗數(shù)據(jù)庫的生成;負責在集控中心遠方投切潘橋變10kV線路重合閘軟壓板遙控試驗工作,同步完成系列新增軟壓板遠方遙信信號光字牌監(jiān)視試驗。RCS-9001集控系統(tǒng)遠方投切軟壓板遙控過程示意圖如下:
圖2 RCS-9001集控系統(tǒng)軟壓板遙控過程示意圖
2 變電站重合閘軟壓板遠方投切技術應用優(yōu)點與注意事項
3.1重合閘軟壓板遠方投切技術應用優(yōu)點
潘橋變10kV線路重合閘遠方投切功能的應用實施,省卻了到現(xiàn)場操作的交通時間,變電站重合閘的投切,只需在集控中心控制終端電腦上輕點鼠標就可完成,而在實現(xiàn)遠方投切重合閘操作的工作站上還可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)看到自己管轄的變電站的設備的運行狀況及報警信號,實現(xiàn)操作狀況的實時監(jiān)控。既節(jié)省了大量的人力物力,提高了帶電作業(yè)的工作效率,客戶滿意率也得到了很大的提升。
3.2重合閘軟壓板遠方投切技術操作注意事項
變電站重合閘軟壓板遠方投切,應有完善的組織措施確保保護重合閘及相關回路的運行狀態(tài)與遙控指令的要求相符,以避免發(fā)生安全事故,要注意避免由于應投入重合閘軟壓板但實際未能投入而導致電網(wǎng)停電事故的發(fā)生,特別要注意避免線路重合閘軟壓板遠方投切誤操作,使得保護系統(tǒng)無法完成跳合閘動作,造成電力系統(tǒng)裝置設備的故障,一旦裝置發(fā)生故障,操作時可能引發(fā)電網(wǎng)事故,所以實際運行中操作人員一定要保持高度的責任心,特別是注意裝置的可靠性檢查,切實做好無人值班變電站裝置的日常巡檢和維護,保障電網(wǎng)運行安全。
3 結論
變電站重合閘軟壓板遠方投切技術的成功應用,減少了變電站運行維護人力、物力、財力的浪費,節(jié)省了電網(wǎng)運行管理成本,推進了無人值班變電站的自動化管理水平,確保了變電站壓板投退安全可靠,并在實際應用中取得良好的效果,對促進經(jīng)濟社會與電力企業(yè)發(fā)展起到了現(xiàn)實作用。
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