变电站综合自动化系统告警方式的改进.pdf

第11卷 (2009年第3期)电 力安全技 术 摘要 变电站综合自动化系统一般采用告警条文形式作为变电站事故或异常时的主要告警手段， 这 容易使运行人员忽略告警信号而导致事故的发生。结合实例论述了这种告警方式存在的缺陷，提出了在变 电站综合自动化系统使用“光字牌”主画面形式进行信号告警的改进方法，并叙述了设置及控制复合信号 “光字牌”的方案。 关键词变电站；综合自动化系统；告警；光字牌 随着计算机技术的不断发展， 以计算机为核心 的变电站综合自动化系统已经取代了传统的变电站 二次系统，使全部控制、监视、测量和告警功能均 可通过计算机监控系统来完成。但是，由于综合自 动化系统设备厂家一般只注重功能的实现， 而对变 电站运行人员的工作习惯和工作流程不熟悉， 使该 系统在使用时存在很多不便。 特别是系统中的告警 功能，由于采用与传统变电站不同的方式实现，容 易被运行人员忽视， 造成设备缺陷不能及时得到处 理，给变电站的安全运行带来较大的隐患。 1变电站综合自动化系统告警方式 变电站综合自动化系统一般采用 2 种告警方 式：告警窗口形式与“光字牌”形式。 告警窗口形式就是在后台机屏幕上显示告警条 文来实现告警。当有事故或异常情况发生时，主画 面会自动弹出一个告警窗口， 按发生的时间顺序列 出所有的异常或告警信息。旧告警条文为蓝色，新 发生的告警条文为红色， 同时发出相应的告警音响。 “光字牌”形式就是采用在后台机屏幕上点亮 “光字牌” 对异常信号进行告警，每个“光字牌”对 应一个告警信号。由于变电站内的告警信号众多， 一个显示画面不可能将全部“光字牌”全部排列出 来，因此设计时按照设备间隔来分多个画面排列 “光字牌” ，每个设备间隔有12个 “光字牌” 告警 画面(视该设备间隔告警信号的数量而定)。由于画 面过多， 当有故障信息时(如PT二次电压消失)可能 有多个设备间隔画面的 “光字牌” 会被 “点亮” ，所 以这些 “光字牌” 画面在系统告警时不会自动弹出， 需要通过人手点击主运行接线画面的相应间隔名 称，进入该间隔的“光字牌”告警画面查看。 李彬蔚 （江门新会供电局，广东 江门529100） 变 电 站 综 合 自 动 化 系 统 告 警 方 式 的 改 进 由于“光字牌”告警形式需要人手逐个间隔点 击查阅，工作量大且耗费时间较多，尤其不适用于 事故处理情况， 因此运行人员一般只查阅告警窗口 的告警条文，而较少逐个间隔点击“光字牌”告警 画面。 但告警窗口形式也存在缺点， 主要有如下几个 方面： (1) 告警信号主次不分。无论是开关、刀闸变 位等一般遥信，还是装置异常、保护动作等重要信 息都在此窗口显示， 运行人员即使逐条阅读分析也 不容易马上判断出发生了什么问题。 (2) 告警窗口显示的信息量太多，同一信息重 复发出告警条文，阅读信息量大。如，与某 10kV 开关相关的信号有TWJ、 HWJ、 开关合位、 开关分 位、弹簧储能状态等遥信量，它们的动作及返回都 分别作为一条告警信息在告警窗口显示，再加上 SOE信息也在该窗口显示，使得正常合 1次开关就 可能产生多达12条告警信息。 (3) 监控系统发出某一告警信息后，若运行人 员没有及时处理，即使这个告警信号一直存在，一 旦被大量新产生的信息“挤”出告警窗口以后，就 很难再被人发现，使缺陷不能得到及时处理，容易 由小问题酿成大事故。 某220kV综合自动化变电站曾发生过这样的一 次事故：某220kV线路送电合闸时， 保护的电压切 换元件烧坏，导致保护失去电压。当时，后台机告 警窗口报出了20多条信息， 其中绝大部分都是正常 信息，只有 1条“XX 年XX 月XX 日XX 时XX 分 XX秒XX线路保护装置异常动作” 是异常信息， 但 运行人员以为所有信息都是正常的就随手复归了信 号。直到第天巡视时才发现保护装置有问题，此 Ji shugai zao 技 术 改 造 29 2 第11 卷 (2009年第 3期)电 力安全技 术 3 时该 220 kV 线路已失去保护运行差不多1天时间。 事后查找原因，发现每次开关正常合闸后，后台告 警窗口都会显示出诸如“开关变位” 、 “开关弹簧未 储能”等动作或返回的告警信息，变电站投运初期 时运行人员尚能认真将每条信息都看后一遍才复归 信号；但随着运行时间加长，加上报出的信息量太 多，运行人员就产生了麻痹心理，在未看清楚每条 信息的情况下就随便复归信号， 结果导致不能及时 发现异常信息。 2解决方案 为解决上述问题， 使变电站有告警时运行人员 能马上了解告警信息的内容，可以通过改良“光字 牌”形式的告警，将多个间隔的“光字牌”集中到 一个告警主画面来进行告警。 每次系统有异常信号 时自动弹出告警主画面并伴有告警音响， 告警信号 不消失，主画面上的“光字牌”就不会熄灭。 2.1告警画面的设置 告警画面分为主画面和子画面。 在告警主画面 上按各个设备间隔排列各个 “光字牌” ， 任何一个异 常信号告警，告警主画面都必须有相对应的“光字 牌”被点亮。 为方便弹出和查阅， “光字牌”告警主 画面应只有1页画面。考虑到每个变电站的异常告 警信号少则几百个多则上千个，1 页画面不可能将 全站的“光字牌”都排列出来，故在告警主画面上 采用复合信号“光字牌”形式，每个设备间隔里面 只有 35个复合信号“光字牌” ，这样 1页主画面 上就能显示全站所有设备间隔的 “光字牌” 。 告警主 画面能方便运行人员马上对事故或故障的性质有初 步了解， 并能提醒运行人员注意变电站内是否有未 处理的异常信号。 告警子画面显示的是某一设备间隔的全部事故 和告警信号“光字牌” ，每个“光字牌”只对应1个 告警信号， 无合成信号。 如，“开关SF6压力低告警” 、 “开关SF6压力低闭锁” 、“开关储能电机电源开关跳 闸” 、 “刀闸电机过流告警”等几个信号都有单独的 “光字牌” 。 告警子画面方便运行人员了解事故或故 障的具体情况。在子画面里还有“返回主画面”和 “返回主接线图”的按键，方便界面切换。 2.2复合信号“光字牌” 复合信号 “光字牌” ， 就是将同一间隔里面相同 类型、相同级别的信号集合成一个合成信号的“光 字牌” 。这相当于传统变电站里将几个信号的常开 接点并联后控制一个 “光字牌” 。 如， 在主画面的一 个220 kV线路间隔里面， 只有 “保护动作” 、 “保护 装置异常” 、 “一次设备异常” 等几个“光字牌” ， 而 “一次设备异常” 这个信号则是由上述的“开关SF6 压力低告警” 、 “开关SF6压力低闭锁” 、 “开关储能 电机电源开关跳闸” 、 “刀闸电机过流告警”等多个 信号合成而来的。 2.3复合信号“光字牌”的控制 复合信号“光字牌”的点亮与熄灭由它自身的 逻辑值控制， 而逻辑值是它的子信号的逻辑值的和。 (1) 当逻辑值由 0 变为 1 后，光字牌的底色为 红、白交替闪烁，并触发相应音响信号。 （2）在主画面设有“确认”按键，可以对画面 上的全部“光字牌”进行统一确认；也可以双击某 一“光字牌” ，单独对其确认。 (3) 经手动确认后， “光字牌”不再闪烁。 底色 由其逻辑值确定，1 为红色，0为白色。 (4) 已确认的逻辑值为1的红色“光字牌” ，当 逻辑值由1 变为 0后，不触发音响信号，底色变为 黄色，不闪烁。经过再次确认后，底色由黄色变为 白色。 (5) 已确认的逻辑值为0的白色“光字牌” ，如 果此时该复合信号的任一子信号的逻辑值由0变为 1，则重新自动弹出告警主画面， “光字牌”重新闪 烁，并再次触发相应的音响信号。 2.4告警主画面的自动显示 当监控系统采用双后台机互为备用时， 告警主 画面则不需要自动弹出，运行时 1台后台机屏幕显 示主运行接线图，另 1 台则显示告警信号的主画 面。当监控系统只有1 台后台机时，正常时显示主 运行接线图，当有“光字牌”点亮时自动弹出告警 主画面。 3应用实例 广东电网公司江门220kV能达变电站采用国内 某公司生产的变电站综合自动化系统， 为双后台机 模式。在变电站建设阶段，运行部门要求厂家按照 上述要求对变电站综合自动化系统的告警信号进行 设置，使用“光字牌”主画面的形式进行告警，异 常信号不消失， 主画面的 “光字牌” 就一直 “点亮” ， 提醒运行人员及时处理。从2006年10月投产至今， 系统运行情况良好，电网系统异常或设备故障时， 后台告警系统都能准确发出告警信号， 运行人员进 Ji shugai zao 技 术 改 造 0 3 第11卷 (2009年第3期)电 力安全技 术 为了提高燃煤锅炉的热效率，降低发电煤耗， 提高企业的经济效益， 锅炉蒸汽吹灰系统作为有效 清除锅炉受热面积灰、提高锅炉热效率的重要设 备，已得到了广泛应用。大坝发电有限责任公司 4 台300 MW机组的锅炉吹灰控制系统近年来故障频 繁，吹灰蒸汽压力、温度调节品质较差，曾造成烧 坏吹灰器、 甚至因吹灰器故障吹破锅炉水冷壁造成 机组停机的事故发生。为此，决定先将2号机组锅 炉吹灰控制系统改为 XDPS- 400 型分散控制系统。 1原吹灰控制系统存在的问题 原吹灰控制系统采用以PLC为核心的吹灰顺序 控制系统。当系统送电后，在吹灰条件满足时，由 运行值班员启动吹灰程序， PLC按已编好的程序输 出5s的脉冲指令， 使相应吹灰器的继电器及前进交 流接触器带电，将 380 V交流电送至吹灰器控制电 机使其正转，吹灰器开始前进，5 s内，吹灰器离开 后限开关，后限开关接点闭合，相应的吹灰器继电 器自保持；当达到前限时，前限开关接点闭合，前 进到位继电器带电， 其常闭接点使吹灰器前进的交 流接触器失电，吹灰器停止前进；同时吹灰器后退 的交流接触器带电，吹灰器控制电机反转，使吹灰 器后退， 当退至后限开关时， 后限开关接点断开， 相 应的吹灰器的继电器失电。此时，一组吹灰器吹灰 结束，程序自动启动下一组吹灰器运行。 该系统自投运以来，主要存在以下2个方面的 问题： (1) 由于每组吹灰器都使用中间继电器， 因此， 吹灰器控制外部回路接线复杂， 时常发生电源接地 或短路现象，控制系统故障频繁。尤其是前、后限 开关故障时， 吹灰器停留在炉膛中不能及时发出报 周宁祥 （大坝发电有限责任公司，宁夏 青铜峡751607） 燃 煤 锅 炉 吹 灰 控 制 系 统 的 改 进 警信号，造成烧毁吹灰器、吹破锅炉水冷壁的事故 发生，对系统的安全运行极为不利。 (2) 吹灰蒸汽温度压力调节系统采用基地式温 度调节仪，安装在锅炉的顶部，环境温度很高，很 容易造成内部部件的老化。 且基地式温度调节仪主 要采用机械调节机构， 机械死区大， 调节品质差， 无 法满足吹灰时蒸汽压力大范围快速波动的特性， 使 吹灰蒸汽温度自动控制无法正常投入。其次，过高 的设备故障率，也增大了检修人员的劳动强度。 2吹灰控制系统改进方案 (1) 采用XDPS- 400型分散控制系统。该系统 采用模块化组态，简单易懂，并使所有吹灰器的外 部控制回路全部一致， 现场信号回路电压均为直流 24 V，大大简化了控制回路。 (2) 采用XDPS- 400型分散控制系统后，动力 柜仍然使用原动力柜，只是将外部控制回路简化。 经过在吹灰器运行时的交流感应电压测试和实验证 实，因吹灰器电机均在 2kW 以下，可以将吹灰器 进、 退到位行程开关反馈信号与电机电源共同使用 一根控制电缆，不需要再单独敷设信号电缆。 (3) 改进后的吹灰控制系统， 由DCS系统取代 基地式调节仪，不但提高了调节系统的调节品质， 而且方便了运行人员监控。 3改进方案的实施 3.1建立全局点目录 根据原吹灰系统的I/ O点、中间引用点， 定义 好全局点目录。如果要和热控 DCS 系统的XDPS- 400型分散控制系统进行通讯，则应使吹灰和热控 系统的操作员站具有相同的级别和功能， 全局点目 Ji shugai