锡林郭勒电业局东乌珠穆沁供电分局 内蒙古自治区锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗 026300
摘要:变电站自动化技术的发展和研究近年来在国内十分活跃,为适应这种形势,依据CSC2000综合自动化系统的实践,对热点问题中的信息传输方式、专家系统应用、分布式母线差动保护、分布式控制单元和分布式系统的对时方案等5个专题进行一些探讨。
关键词:电力自动化;变电站;综合自动化系统;安全运行
引言
随着应用的普及和经验的积累,一些综合自动化系统逐渐走向成熟。而且越来越多的专家参与到了综合自动化系统的设计中,由于在接触产品的广泛程度上有其独到的优势,所以他们的参与更加促进了综合自动化技术的发展。于是,目前对于变电站一些共性问题的讨论十分活跃。文中结合CSC2000变电站自动化系统[1]的实践,对几个热点问题进行探讨。
一、监控系统界面进行人性化设置和配置
由于自动化技术的要求比较高,所以,运行人员的计算机知识能力需要加强,而为了操作更加简单,自动化系统的操作界面尽量简单化。就像操作手机中的软件一样,操作时有提示,操作越简单,人和机器就能更好的合作。就目前而言,变电站系统的操作界面不能尽如人意。因为系统如果发生故障,会有很多信息出现在界面上,导致查看混乱。举个实例来说,某变电站在2016年出现双回线相继跳闸的情况,监控系统中瞬时出现大量报告,前后几十条,造成刷屏,在这种情况下,对运行人员准确判断故障性质并对问题进行处理和恢复产生了很大影响。为了使以上的问题得到解决,可以从以下几个方面进行改进。①监控系统对报告进行分类,报告界面按照信号级别分为告知、变位、越限、异常、事故等分界面,报告信息自动按照自己的级别归入相应分界面,运行人员在查看时可以先查看级别较高的事故信号,配合查看变位报告,从而尽快确定系统问题所在,当然,监控系统还必须能够提供总的报告查看界面,并且严格按照时间顺序排列。②监控机可配备多台显示器,这样可以对监视系统的界面进行合理的设置,一台显示器画面固定在主接线,另一显示器用于日常巡视和操作,一个固定在光字牌。如果发生事故,值班人员可以在主接线上直接看到开关跳闸的情况,在另外一台显示器上进入相应跳闸间隔的分图界面,查看具体光字信息,再根据语音报警等信息对事故进行判断,并可以及时进行处理。③监控机必须配置UPS电源,按照要求,变电站的监控系统不允许使用windows系统,目前主流系统是unix系统,该系统虽然不易中毒,但非法断电容易造成系统崩溃,且大部分情况下无法修复,需要重装系统才能恢复,重装过程复杂耗费时间,所以现在各厂家开始
二、远动系统的信号规范化和数据优化
变电站内部监控可以通过监控系统完成,但调度要实现站内信息监控,就需要通过远动系统实现。早期远动装置大多是工控机,随着发展需要,目前的变电站远动系统都实现了装置化,由一台高度集成的配置有多个串口、多个网口、USB口和VGA口的微机装置完成,该装置安装linux操作系统,可有效防止病毒,可以使用直流电源,因而,在运行过程中,远动系统可能出现的问题就是自身硬件故障,但根据多年使用经验来看,远动装置很少出现硬件故障。实际运行过程中对运行影响最大的是远动信号问题。目前很多地区的变电站都实现了无人值守,那么运行监视的任务就完全交给了调度,调度为了能够尽可能监视站内信息,就需要接收站内大量信号,信号越多,调度人员监控难度就越大,尤其在智能变电站大量建设的今天,很多非常规信号出现,导致调度人员监控难度加大,比如某智能变电站的线路保护报“接收合并单元SV数据品质异常”,这种情况下调度人员应立刻上报并安排人员前去现场查看,因为这种情况会闭锁线路保护,由于调度人员对这类非常规信号不够了解,因而没有重视,最终导致线路故障后线路保护拒动导致越级跳闸,扩大了停电面积,引起严重后果。
另外一方面,变电站中很多信号命名不够规范,比如保护装置软硬件自检出错后报出的信号有的厂家叫“装置故障”,有的厂家叫“装置闭锁”,有的厂家叫“装置告警”,这就要求调度必须对这些信号进行规范化统一命名。再一方面,由于智能变电站中增加了很多非常规信号,将这些信号全部上送调度不太现实,因为:①增加远动系统的负担;②增加了调度人员的监控难度,所以,就需要对站内的一些信号进行合并,从而减少调度接收的信号,比如智能站中合并单元数据异常后,保护装置接收到异常数据之后,可能会报“SV告警”、“SV采样链路中断”、“SV采样数据异常”、“SV品质异常”等,此时远动装置应该将这些信号合并成“SV总告警”送给调度,优化之后的数据将大大减小调度人员运行难度。
三、分层分布式自动化系统中的对时问题
在国内的综合自动化方案中,对时方法有两种,一种为网络对时方案,一种是脉冲对时方案。所谓网络对时方案,就是在系统中设置一个对时主站,此主站从调度端或GPS获得标准时间,然后利用此时间信息来校准全站各设备的时钟。对于集中式的RTU来说,这种对时方案通常能够获得比较理想的效果,但是,对于分布式系统,这种方法就有不足了。因为间隔层通常采用现场总线不确定传输作为信息通道,因此,如果需要对时精确,必须计算网络延时,并且尽可能使得各节点的网络延时一致,而另外一方面,各分布装置的时钟守时精度通常为1天几秒钟,计算下来,每一分钟就有几毫秒,这就要求对时过程至少要达到每分钟1~2次。所以总体说来,尽管网络对时也可以达到精确到毫秒级示可能的操作顺序,确保可靠地切除故障,是此系统的主要任务。还有一个附加的功能就是确保故障现场的保留,确保事故的分析。
四、综合自动化系统的运行管理应注意的问题
①对变电站进行维护和运行的相关人员要对设备的完整性和正确性进行保障,如果发现设备出现故障,要及时进行处理并把处理结果报给上级和相关人员,处理后要对故障的现象、原因和处理过程进行详细的记录,并针对故障情况写出分析报告,这样可以积累操作经验,在以后的基础建设和运行过程中避免类似情况的发生。②在对设备进行第一次检修之后,要把与之有关的遥信信号退出运行,但是不要把相关的变送器退出运行。在检修工作完成之后,工作人员要记得把遥信信号投入。③工作人员在交接班时,要对监控系统进行全面的检查,尤其是检查网络通信的情况,查看光字牌等异常信号情况、一次主接线和设备运行情况、直流和低压情况、各级电压、UPS运行情况、主变负荷和油温、监控与五防通讯情况、潮流分布及各类报表等。④在工作人员的日常巡视中,应对监控系统进行巡视,对设备的状态和负荷情况有很好的把握。
结语
变电站综合自动化领域是中国电力系统研究中比较活跃的一个领域,对这个领域的讨论和研究,其结果使输电系统更加安全、可靠,同时也更为高效。介绍对CSC2000系统近年研究的一些心得,希望能够对这一领域的发展有所贡献
参考文献:
[1]王晶,涂恒方.对电力自动化中变电站综合自动化系统安全运行的探讨[J].科技展望,2015,25(06):76.
[2]孙宏力,司鹏,马杰华.浅谈变电站综合自动化系统安全运行[J].低碳世界,2017(16):61-62.
[3]包利达.电力系统自动化发展方向分析[J].上海节能,2020(03):221-223.
[4]陈贵州.基于DSP的变电站综合自动化控制系统研究[J/OL].电子科技,2020(09):1-5[2020-04-22].http://kns.cnki.net/kcms/de tail/ 61.1291 .TN.2019101 7.1338.078.html.