浅谈电力视听控制系统在水泥总降压变电站的应用

浅谈电力视听控制系统在水泥总降压变电站的应用

1总降压变电站可靠性的必要性水泥的总压塔通常是终端塔。为了提高供电的可靠性，将双台主压压塔分为单线段、两个主压压塔和两个主压压塔。每台压压站承担着一家受信任工厂的正常负荷的60%70%。当涉及电路源时，通过母环开关（bzt）自动切割，并从其他开路电源供电。水泥厂总降压变电站承担着向整个水泥厂的供电任务,由于新型干法水泥生产线规模的不断扩大,总降压变电站装机容量随之扩大,停电对工厂造成的损失不容乐观。因此对于总降压变电站运行中电力监视控制系统的可靠性、准确性、快速性及选择性的要求提出了更高的要求。该系统也逐渐成为全厂DCS系统中不可分割且十分重要的子系统。实践证明,总降压变电站运行是否正常主要取决于高压一次设备及二次设备是否工作正常,近年来,国内电气设备制造厂家引进了诸多国外技术先进的电气公司(施耐德、ABB、GE及西门子等)的真空及SF6断路器,其可靠性,额定动稳电流,额定开断电流及非周期分量的分段能力都有较大提高,完全能够满足水泥厂总降压变电站可靠运行的要求。而传统的采用电磁式或电子式各型继电器构成的二次保护、测量及中央音响报警信号系统,由于使用大量继电器和长距离的电缆接线及多根二次母线,中间环节过多,其保护,测量精度得不到保障,保护的可靠性大为降低,且不易可靠实现诸如备自投(BZT)、自动重合闸、快速母线保护及四遥(遥测、遥控、遥信、遥调)功能。随着微电子技术、计算机技术、通信技术以及现场总线技术的飞速发展,微机综合自动化系统的产品开发及在各行业总降压变电站的应用日趋成熟,本文就该系统在水泥厂总降压变电站的应用作一介绍。2微型计算机监控保护装置的工作原则和特点2.1中央处理系统微机监控保护装置为微机综合自动化系统的控制单元,采用32位DSP工业微处理器(双CPU),其正常运行时每隔1.667ms采集由CT、PT送来的模拟量,经采样、低通滤波、A/D转换送入中央处理(CPU)系统,同时各种开关量(瓦斯、温度继电器接点、手动合跳闸接点、小车开关位置及弹簧储能状态等)经光隔离后转变为0,1电平送入中央处理系统,中央处理系统根据各种输入信号完成采样、计算、逻辑控制输出,由中央处理系统的I/O输出,经光隔及放大后启动信号及出口继电器,直接作用于断路器的分合阐线圈和其它控制信号。通讯网采用由光纤、CAN和RS485构成,可与后台机(管理计算机)通讯,构成控制网络,实现四遥,满足无人值班和综合自动化要求。2.2保护装置及参数a、微机监控保护装置按功能单元对应于一个小机箱(240×147×252mm)设计,采用分离元件厚膜化,体积小,功耗低,抗震性和密封性好,同时具有IV级抗干扰能力。装置直接嵌装在高压开关柜仪表室面板上,安装接线方便,微机监控保护装置可独立运行,大大提高保护及监控的可靠性。b、每台微机监控保护装置与后台管理计算机通过总线方式进行通讯,避免了将所有测量、控制、保护信号线都接入控制室,极大的简化了二次接线,消除了由于大量二次连接电缆接触不良造成总降压变电站发生事故的可能。提高了总降压变电站系统的可靠性及可维护性。c、微机监控保护装置配置有静态自检和动态自检功能,装置元件损坏可闭锁出口并定位到故障芯片。d、微机监控保护装置采用单一整体插拔式插件结构(装置拔出回路自动短接),工艺合理,可迅速转换,便于维护和检修。e、微机监控保护装置采用新型防跳回路,简单、实用可靠,勿需考虑合闸电流大小,装置适用于各型断路器。f、微机监控保护装置带有快速保护母线的功能,可对母线提供快速保护,消除原有保护死区,避免母线故障后“火烧连营”的事故发生,而实现此功能,勿需加装专用CT(比相)及一次设备,不需要整定计算,母线上发生故障,可迅速切除。g、微机监控保护装置采用多种隔离措施和良好的屏蔽,软件编制考虑各种抗干扰措施,使装置具有极高的可靠性。h、微机监控保护装置按先进先出方式记录八次故障特征值,并有记忆功能的就地(面板上)指示信号,便于事后的故障分折。i、微机综合自动化系统可在后台管理计算机及开关柜上的微机监控保护装置面板上的功能键上实现保护设定值的整定、修改。后台管理计算机通过通讯网对微机监控保护装置进行定值召唤、保护投退、信号复归等,并能实现遥测、遥信和遥控,真正实现了保护、远动、控制合而为一的综合装置。j、大屏幕汉字液晶显示,可显示一次接线图,具有友好的人机界面。k、利用微机通讯管理机的CAN接口通过TCP/IP协议,可将微机综合自动化系统方便的与水泥厂DCS系统进行数据通讯,在中央控制室的操作平台上可方便的了解总降压变电站内设备的运行情况。3在整个工厂的高血压站中的应用3.1地下主机床及数据开关柜布置2004年笔者参与设计了一条2000T/D熟料水泥生产线,其总降压变电站为35kV总降压变电站,两路35kV电源由距总降压变电站4km的110kV区域变电站Ⅰ段、Ⅱ段35kV母线分别架空引来,总降压变电站装机容量为2×10000KVA,总降压变电站35kV采用单母线分段接线,正常运行时,两路电源同时供电,一路电源失电时,通过母联开关(BZT)由另一电源向失电侧母线供电。两路架空进线设置自动重合闸装置。功率因数补偿采用在各段10KV母线段集中补偿方式,高压开关柜选用中置式手车柜,配置引进国外技术生产的真空断路器,二次保护采用微机监控保护装置,并设置后台管理计算机,详见图1。总降压变电站为二层建筑,内设高低压配电室、变压器室、静电电容器室、值班和休息室及备品间等,总建筑面积约800m2。3.2通用类型和保护功能：通用降压站计算机监控3.2.1电缆及线路保护微机线路保护装置可对35kV及以下架空线路、电缆及母线提供如下保护和功能:·速断、过流及接地保护;·自动重合闸及后加速保护;·故障记忆及显示;·低周减载;·通讯、防跳及四遥功能。3.2.2下保护和功能微机变压器保护装置可对35KV/10KV变压器提供如下保护和功能:·复合电压闭锁(方向)过流保护;·过负荷保护;·零序过流保护;·PT断线判断;·瓦斯及温度保护;·故障记忆及显示;·通讯、防跳及四遥功能。3.2.3器的保护及功能微机变压器保护装置可对10KV/0.4KV站用变压器提供如下保护和功能:·速断保护;·过流保护;·过负荷保护;·高压侧零序过流保护;·低压侧反时限零序过流保护;·故障记忆及显示;·通讯、防跳及四遥功能。3.2.4保护和功能微机变压器保护装置可对10KV补偿静电电容器提供如下保护和功能:·速断保护;·过流保护;·零序过流保护;·过电压保护;·欠电压保护;·不平衡电压保护;·不平衡电流保护;·故障记忆及显示;·通讯、防跳及四遥功能。3.2.5自动实现设备在线路运微机备用电源自投自复装置可提供如下功能:·可识别系统的运行方式;·自动实现装置正向和逆向运行的投入和退出;·当线路故障排除以后具有逆向自动恢复的功能,使无人值班真正具有意义;·故障记忆及显示;·通讯功能。3.2.6pt保护及功能微机PT柜低电压保护装置可对35KV及以下PT提供如下保护及功能:·低电压保护;·PT断线监视;·绝缘监视(小电流接地电网);·故障记忆及显示;·通讯功能。3.3后台管理计算机微机综合自动化系统由微机监控保护装置、微机通讯管理机及后台管理计算机组成。3.3.1微机通讯管理机(MGLJ)微机通讯管理机可提供如下功能:·完成主站(后台管理计算机)与各种微机监控保护装置之间的通讯;·可实现多种通讯协议的转换,可与其它厂家装置或计算机通讯(即与中央控制室计算机进行通讯);·通讯接口采用RS232、RS485及CAN。3.3.2后台管理计算机(工业计算机,CPU:P4,内存≥128M,硬盘≥20G,21″分辨率为1280×1024显示器,多媒体,打印机等)。系统软件:WindowsNT/2000。应用软件:综合单机版(WLD2100)。3.3.3主站(后台管理计算机)功能A、数据采集及处理·采集每条线路的P、Q、I、U等模拟量及断路器、刀闸等的状态量;·采集每条线路、每种类型保护所记录的保护事件。B、实时监视及人机对话·对总降压变电站所有遥测遥信进行全图形化的监视;·同屏可开启四个窗口监视,实现画面滚动及漫游;·开关状态变化,保护动作动态显示;·实时遥测查询或趋势显示;·在线实时整定总降压变电站内微机监控保护装置保护及自动装置定值;·远方复归微机监控保护装置保护及自动装置;·对现场开关进行遥控,观察总降压变电站设备数据及信息。C、历史数据记录及报表统计·对日、周、月、季报表进行统计、打印;·对采集数据进行保存,保存时间由55天～2年可选。D、事件报警·遥测越限报警、遥信变位报警;·保护动作、装置启动、通信失灵报警;·通道故障报警;·事故推出画面报警;·声音、闪烁、打印、存盘等方式记录报警事件。4次电力自动化系统的优势由该系统在某总降压变电站实际运行近一年结果表明,