中央变电所综合自动化系统改造.doc

1、1中央变电所综合自动化系统改造摘要：文章针对中央变电所现状进行研究分析，制定相关改进措施，并按照方案进行实施，对变电所进行综合自动化系统改造，使中央变电所的运行、控制、保护能力大为提高，具备为公司生产装置安全保供的 能力。 关键词：中央变电站；综合自动化；系统改造；带载能力；自动化管理 中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0052-02 目前，现有中央变电所的带载能力以及设备的运行可靠性已经不足以满足运行的需求，受带载能力的限制，变电所已不能再为新建装置提供电力输出，必须对中央变电所设备进行升级改造。提高设备的带载能力及变电站的自动化控制水平，

2、从而确保公司生产发展的电力需求，为自动化管理和能源调度系统奠定基础。 1 目前中央变电所存在的问题 （1）继电保护方面。中央变电所高压进线电缆保护为电流保护，保护切除故障时间较长，严重影响装置的安全生产。另外，时限电流速断保护灵敏度不能满足配置的要求，作为时限电流速断保护的后备过流保护时限太长，同时在启动大电机等正常情况下容易造成保护误动，这样不利于系统的可靠运行。 2（2）变电站自动化方面。目前市面上出售的服务器均不支持Windows2000 操作系统，同时监控软件厂家已停止技术支持。该系统投入运行以来，多次出现故障，先后造成人机画面中断、断路器开关状态显示错误、系统连续不间断误发通信报警信

3、号、报警信息不传输等故障，故障造成后果就是提供错误的设备状态信息和报警信息，干扰运行人员的判断，使运行人员在处理系统问题时做出错误的判断，直接导致变电所出现误操作事故，后果极其严重。 （3）变电所开关柜存在的问题：开关柜运行中出现母线连接处发热；多次出现支持瓷瓶放电的现象，特别是在雨雪天气时放电现象更为严重，严重影响供电安全；开关柜严重变形，小车进出困难，操作机构经常卡涩，维护难度大；由于该型开关柜属于淘汰产品，厂家不再生产该型开关柜，因此备品备件购买非常困难。 2 改进方案 （1）依照常规配置原则，输电线路继电保护主要是阶段式电流保护，即第段为电流速断保护，第段为限时电流速断保护，第段为过电

4、流保护。它以第段和第段作为主保护，以第段作为辅助保护。当第、段灵敏系数不够时，可采用电流、电压联锁速段保护。此次改进采用国外先进光纤纵差保护装置作为线路保护的主保护，三段式电流保护装置采用微机综合保护器，选择其中的第、段作为后备保护，考虑到灵敏系数不够，采用电流、电压联锁速段保护。同时，通过对微机保护装置的逻辑编程，使进线及母联备自投功能中的无压无流、低电压、过电流闭锁备自投、母联充电保护、保证母联自投一次等保护功能3得以实现，从而使备自投功能更加完善。另外保护功能中还增加了系统接地后系统绝缘监视报警功能，大大提高了系统的安全可靠。 （2）更新站内开关柜和保护装置，用先进的具有多重联锁控制功能

5、的铠装开关柜替换老式的电磁式开关柜，采用微机保护装置代替传统电磁式继电器，为变电站自动化的实现奠定基础。 （3）在自动化系统方面，采用面向间隔设计的体系，将站内一次设备划分为间隔单元，将所有任务、功能统筹考虑，并以网络连接在一起，使系统的维护性、可扩展性、功能可升级性大大提高。它由三部分组成：第一部分为间隔层的分布，是保护、综合设备和自动控制装置。它把模拟量和开关量数字化，实现保护功能和测量控制功能，并将上行发送测量和保护信息，接收控制命令，是整个系统与一次设备的接口；第二部分是站内通信网、基于光纤网络接口和高速的以太网络通信以及集成国际标准的 IEC104 变电站通信规约，实现各个保护单元的

6、信息上传和命令下达，是站内信息流动的动脉；第三部分是变电站的监控与管理系统，收集全站信息并实时存入数据库，通过友好的人机界面和强大的数据处理能力实现变电站内的就地监视和控制功能，是系统与运行人员之间的接口。 （4）开关柜采用技术先进成熟的气体绝缘中压开关柜，该开关柜操作简单、实用性强，具备多重保护功能。 3 方案的具体实施 （1）在出线线路加装光差保护作为线路的主保护，由于它不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，使我厂关键线4路在具备了快速切出故障的能力同时，大幅度地提高了电力系统供电的可靠性。 （2）在自动化系统方面，采用面向间隔设计的体系，以现场保护装置为间隔层，它把模

7、拟量和开关量等信息分别上传；站内通信网采用光纤网络接口和高速的以太网络通信，IEC104 变电站通信规约，实现各个保护单元的信息上传，同时保证了后期与其他设备的兼容性；在变电站构架全新的自动化系统，收集全站信息并实时存入数据库，通过监控计算机的人机界面为运行人员提供及时有效的实时数据。 （3）在一次设备方面，对原有的开关柜和进线电缆进行了设备更新，采用 ABB 气体绝缘中压开关柜。 4 取得效果 （1）在线路保护中采用光纤纵差保护作为线路保护的主保护，三段式电流保护作为后备保护，在灵敏系数不够时，考虑采用电流、电压联锁速段保护。同时，在母联备自投中，加入无压无流、低电压、过电流闭锁备自投、母联

8、充电保护、保证母联自投一次等保护功能，从而使备自投功能更加完善。 保护功能中还增加了系统接地后系统绝缘监视报警功能。另外，光差快切装置的配合使用，使得保护对故障切除更加及时，同时并快速将备自投投入，减少停电的影响范围，大幅提高了系统的抗晃电能力。 （2）变电所综合自动化系统采用最新的三层分布式控制结构，即物理间隔层、通信链路层、中央控制层。物理间隔层负责与一次高压设备相互通信，实现对一次高压设备各项运行参数的测量、控制及保护功能，5将一次高压设备的实时运行参数及时上传。通信链路层采用了先进的通信管理机模式，将大量设备的上送信息予以采集、归纳、存储，按照运行人员的要求，分类进行上送，有效防止数据

9、阻塞现象的发生。中央控制层采用多层数据库工作模式，配置数据库负责对采集设备信息进行配置安装，历史数据库负责对重要数据进行存储、调用，实时数据库负责数据与人机界面之间的关联功能，各数据库之间互相协作但又独立运行，有效地提高了监控系统模块化运行能力，为变电所自动化运行、自动化控制奠定了坚实的技术基础。改造完成后，对变电站机电保护功能及配置以及变电站自动化平台分别进行了系统测试，在分别完成测试后，还进行了继电保护装置现场与后台自动化系统的联合调试测试，各项测试均达到预期效果，改造顺利完成。 5 结语 变电站综合自动化技术在日益提升，许多新技术、新设备、新标准以及新的网络结构层出不穷，不断地在原有基础上改进、提高，对相关行业的发展提供有力的技术 支持。 参考文献 1张惠刚.变电站综合自动化原理与系统（第一版）M.北京：中国电力出版社，2004. 2鲁国刚，任洛卿，等.变电站自动化技术的发展综述J.电力系统自动化，2000. 作者简介：江超（1987） ，男，甘肃兰州人，中国石油兰州石化公6司动力厂电工，研究方向：变电站自动化；蔡文杰（1978） ，男，陕西咸阳人，中国石油兰州石化公司动力厂中级工程师，研究方向：变电站自动化。 （责任编辑：秦逊玉）