综合自动化变电站二次设备屏配置方案研究

综合自动化变电站二次设备屏配置方案研究

随着技术的进步，自动集成技术已成为电站工具的一种流行方式。对传统的“四遥”变电站进行综合自动化改造,不仅能够延长传统变电站的使用寿命,而且能够满足监控端对于变电站信息全面采送的要求,达到经济效益最大化的目的。但是,大部分电压等级较高、一次系统比较复杂的传统变电站(以下简称传统站),无法实行全站同时停电以进行综合自动化改造,只能按照间隔逐间改造。这种改造方式涉及的站内运行设备多,二次回路复杂,风险很大。1数控系统屏位改造由于大多数传统站不能实现全站停电改造,因此,需要协调运行的旧设备屏与新设备屏的位置排列关系,做到既要保证未停电间隔的正常运行,又要使停电间隔的改造工作顺利进行。如果没有提前做好全面、细致的安排,将会打乱停电计划,影响改造工作的顺利进行。综合自动化变电站(以下简称综自站)与传统站二次设备屏的配置主要不同如下。大部分综自站的站端监控后台系统安放于主控台上(少数装于二次屏),而传统站的站端监控功能主要依靠控制屏的光字牌信号实现。改造后,监控后台系统安装于主控台时不占用屏位,安装于二次设备屏时占用1个屏位。交换机用于综自站设备的连接和信息转发,作为全站通讯系统的“母线”,对于综自站非常重要。站内二次设备越多,交换机数量越多。传统变电站不需要交换机。通常情况下,主控室需要安装2个交换机屏,每个配电高压室配置1个交换机屏,配电高压室交换机屏不占用主控制室屏位。传统站各个电压等级的PT二次电压通常在中央信号继电器屏转接,而综自站的PT二次电压在PT接口屏集中转接。PT接口屏一般按照电压等级组屏。例如,站内存在220kV,110kV和10kV3个电压等级,则需要安放3个PT接口屏。作为综自站间隔层分布式结构的重要设备,测控装置集成了传统站遥控屏、遥信屏、遥测屏和控制屏的全部功能,负责本间隔所有信息的采集、上传和下送。测控装置按照间隔配置。以南瑞继保生产的测控装置为例,每个主变间隔共用1个屏,2个220kV线路间隔共用1个屏,3个110kV线路间隔共用1个屏,另外按照变电站规模须配置2～3个公用测控屏。通讯管理机是协议转换装置,用于实现RS-485、RS-232等协议与以太网协议的转换,再通过交换机完成信息转发。通讯管理机一般占用1个或2个屏位,也可与交换机共屏。远动通信机用于完成站端系统上送调度端信息的格式订阅,以及远方命令的向下发送。运动通信机单独组1个屏。综自站对于所有设备的时间同步性要求很高,因此所有信息的采集都附带时标,以便于事故的分析和判断。GPS对时屏可单独组屏,也可与通讯管理机或远动通信机组屏。可以看到,综自站相对于传统站增加了很多屏位,而且在综自改造过程中,传统站中的很多旧屏位不能移除,如中央信号继电器屏、“四遥”屏等,因此新屏与旧屏位置的更替需要统筹布置,以保证综自改造的顺利进行。在综自改造过程中,针对屏位比较紧张的情况,应遵循以下原则。(1)在综自改造前对变电站内设备进行充分考察,确定可以拆除的废旧屏和空屏位,计算出可以有效利用的屏位。(2)对新屏安装位置以及顺序做出合理安排。准备工作阶段利用现有有效屏位搭建好公用设备,如:监控系统,交换机屏,PT接口屏等。(3)在屏位不足的情况下,可以考虑搭建临时屏位,搭建临时屏位的设备应考虑运行风险较小的设备。如:在220kV西乡站改造过程中,由于屏位不足,在主控室2台旧屏旁边搭建了2台交换机临时屏位,待2台旧屏拆除之后,再将交换机屏移入,这样只造成短暂的通讯中断,风险可控。(4)在综自改造过程中,根据可以及时退运屏位的顺序安排停电顺序,为下一个间隔预留好接入位置。最主要的是旧屏和新屏之间的交替更换,将旧的控制屏的间隔接入已安装的测控屏,旧控制屏所有接入间隔移完之后退出屏位,即可安装新测控屏为其他间隔预留。根据以上4项原则确定综自改造屏位安排,在考虑停电顺序优化安排的基础上,兼顾屏位布置的美观和整齐,做好屏位安排,保证综自改造的可靠进行。2在重建过程中，风险点的分析和控制措施被纳入风险控制2.1外部跳闸回路电缆误动在涉及到外部跳闸或者开入回路的间隔改造时,由于综自改造涉及回路众多,如不采取严密的安全措施,极易发生误碰,导致外部开关跳闸,或者因为失灵回路电缆误短接,导致失灵保护开入,引起失灵保护误动,跳开运行开关。最有效的安全措施是从两侧,即在改造间隔侧和外部开关操作箱所在屏两端,解开跳闸电缆,并做好标记。这样,即使发生误碰,也不会导致外部开关误跳闸。综自改造结束后,再将外部跳闸回路电缆在两侧恢复。具体措施如图1所示。2.2运行屏的回转在传统站中,不规范接线方式的存在加大了综自改造中的风险。对于不规范的转接回路,有2种解决办法。本屏改造时不方便移走的回路,如涉及运行间隔的电流回路,在本屏转接;涉及运行屏从本屏转接的电压回路,如运行屏跳外部开关与本屏共用电缆时,可以先进行保留并做好标记,如需在本屏预放电缆可预先放好电缆,待到相应的运行屏改造时,再将转接回路移除。如A屏有外部跳闸线而需在B屏转接时,可以安排A屏先停电,将A屏的转接回路移走之后,再安排B屏停电改造。对于不规范转接回路的处理,要尽量避免带电作业,防止运行屏失去保护,才能有效降低风险。2.3pt二次中性点误操作在综自改造过程中,很容易造成PT二次回路短路以及PT二次中性点两点接地。前者易造成PT二次空开跳闸或熔断器烧毁,运行屏失去二次电压,从而对采用电压判据的保护造成影响;后者使PT二次中性点电压产生偏移,可能造成以零序电压为判据的保护误动。(1)做好容易发生误碰的PT二次电压回路的绝缘保护,尤其是采用屏顶小母线的PT回路,在移除旧屏时确保不发生屏顶小母线短路跳闸或者断线,施工工具用绝缘胶布缠绕。(2)应该首先查清楚PT二次中性点接地线位置,并做好记录。在PT二次中性点施工时,应在有监控的情况下确保PT二次不失去接地点、不发生两点接地。(3)在综自改造收尾阶段,拆除中央信号继电器屏时,需要将PT二次中性点接地线转移至PT接口屏处,此时必须采用PT二次中性点短时两点接地的方式。因此施工前,新、旧接地点的中性点N线最好用一根电缆相连,以减少短时两点接地造成的中性点电压偏移,然后再进行施工。2.4负电两端接地综自改造中很容易造成运行中直流接地。当发生正电两点接地时,会造成开关偷跳;当发生负电两点接地时,会造成开关在故障时拒动。在施工过程中,应该在有监护的情况下工作,并做好施工工具的绝缘保护,防止误碰直流回路造成直流接地。2.5控回路电缆接入刀闸控制回路综自改造过程中,在确保刀闸控制回路正确的前提下,先不将遥控回路电缆接入刀闸控制回路,而是从监控后台下发遥控分合命令,在端子箱处测量遥控回路电缆是否导通,确保遥控回路正确之后,再将其接入刀闸控制回路,从而保证刀闸遥控回路的正确性。2.6综自改造的技术对策在综自改造过程中严格执行新的技术反措。由于传统站的运行时间较长,很多设备及施工标准己不能满足现在的技术要求,在综自改造过程中要善于利用机会,寻找旧设备的不规范之处,加以改进。如传统站很多装置的直流电源配置不符合要求,需要分别配置电源的装置共用一路电源,在综自改造过程中可以重新敷设电源电缆,使装置电源配置满足反措要求,提高设备运行可靠性。3