110KV变电站自动化现状及发展思路

关键词：变电站自动化；现状及存在问题；发展思路 中图分类号：G149 文献标识码：A The Present Conditions of Automation and the Developing Thinking on 11OkV Substation LIN Xu-yi (Guangdong Chaoyang Electric Power Industry Company,515100, China) Abstract: In this paper, the present conditions of automation and the existent questions are analyzed on110KV substation in ChaoYang city, then the developing thinking is explored on the automatic system. Key words:automation of substation; the present conditions and the existent questions; developing thinking 1 引言 随着农电“两改一同价”的进行，作为农村电网核心的110kV变电站如何进一步提高供电的稳定性和可靠性就显得非常重要和迫切，这其中变电站自动化系统起着关键性的作用。九十年代以来，特别是农网改造以来，我市新建了一批110kV无人值班变电站，并对部分110kV常规变电站进行了自动化系统改造，使我市农网110kV变电站自动化水平上了一个新台阶。 2 110kV变电站自动化现状 2．1 传统模式 传统模式即目前国内应用最为普遍的远方终 端装置(RTU)加上当地监控(监视)系统(又称当地功能)，再配上变送器(当采用交流采样RTU时，可省去变送器屏柜)、遥信转接、遥控执行、UPS等屏柜。站内保护装置的重要信号通过硬接点方式输入RTU，其中微机型保护装置亦可通过串行口按约定的规约与RTU进行通讯。较为典型的产品有NARI系统公司的DISA—1、RD—800系列等。 2．2 集中配屏模式 目前大多数厂家的产品均属此类，在各地110kV无人值班变电站中应用也最广。与传统模式相比，最大的改进在于将RTU的遥控、信号、测量、电能计费、通信等功能分别组屏，并由1个或2个总控单元通过串行通信口(RS232，RS422， RS485)与各功能单元(屏柜)以及微机保护、故障录波、上位机(可选)等进行通讯。比较典型的产品有NARI系统公司的DISA一3型、BJ一1型等。 2．3 全分散式，其中保护相对独立。控制和测量合一 该模式主要特点是以一次主设备如开关、变压器、母线等为安装对象，将控制、I／O、闭锁、保护等单元分散，就地安装在一次主设备(屏柜)上。站控单元(在主控室内)通过串行口(光纤通信)与各一次设备屏柜(在现场)相连，并与上位机(可选)和远方调度中心通信。较为典型的产品有NARI公司的BJ—F3A系列。 2．4 全分散式，其中保护、控制和测量合一 较为典型的产品有北京四方公司的CSC2000系列、NARI公司的DISA～2等。 2．5 局部分散式 此模式综合了集中式与分散式的特点，采用了分散式的系统结构，而控制和保护仍集中配屏。较为典型的产品有DISA—3、FDK系列等。 3 110kV变电站自动化系统存在问题 3．1 “四遥”远动设备误报、误跳现象比较普遍 某些型号的自动化系统还比较严重，这也是许多110kV自动化变电所长期不能正常运行的主要原因。究其原因，一方面与某些变电站自动化系统投运较早，自动化装置在技术和工艺上不成熟有关，另一方面，与设备的选型和厂家的安装调试水平及售后服务有较大关系。以某变电站为例，该站原先使用RD—800系列自动化系统，一直故障不断，1999年经技术改造换用YJl3—951系统后，运行正常至今，没有发生过误报和误跳的情况。 3．2 10kV单相接地信号正确率相对偏低 自动化变电站小电流接地信号检测装置是根据单相接地故障特点进行设计和判别的，主要有反应工频电容电流大小和方向、零序电流有功分量、5次谐波分量以及故障电流暂态分量首半波等五种。目前生产厂家采用较多的是接地时5次谐波分量。从已投运的自动化变电站的运行情况看，10kV单相接地故障发信正确率普遍较低。在配电网事故中，单相接地故障率很高，据有关资料统计约占80％，可见10kV单相接地故障发信正确率同变电站的安全运行关系极大。 3．3 防误操作装置的改造问题 常规变电站改为自动化变电站，原来的“三防”、“五防”装置失去了作用，如何进行防误改造，确保五防功能是一个问题。五防功能可以交由远 动主站实现，也可由现地自动化装置完成。分散式就地安装于一次主设备(屏柜)上的综合自动化系统装置在抗震、抗电磁干扰等方面的性能还有待进一步提高。震动源主要来自断路器的分、合操作带来的机械震动，对自动化装置的危害主要表现为节点接触不良及装置频繁死机；电磁干扰源则主要是线路和电容器的断路器开关投、切以及雷电的冲击产生的瞬时暂态过电压所引起的含多种频率分量的衰减振荡波，严重时会造成装置的误动、误报和拒动，酿成严重后果。根据国内外的一些资料来看，国外厂家在这方面做得比较充分，电磁兼容性在他们的产品中得到了足够的重视。而国内厂家则还有较多工作要做。截至2000年7月，国内主要的几家分布式系统生产厂家，除北京哈德威四方公司外，基本上都还没有明确提出其设备为满足电磁兼容性规定而执行了比传统集控方式要求更高的技术标准。至于国家标准《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》(GB／T13926)更是无任何厂家引用。 3．4 设备安全隐患问题 随着越来越多的农村110kV变电站采用无人值班模式，这个问题也变得越来越突出和迫切。防火、防盗、防水以及一次设备故障(如变压器渗油、瓷瓶开裂、局部放电等)都需要能及早发现和处理，以免故障扩大变成事故。在这方面有关部门做了有益的尝试，即在一些变电站试点通过安装数字视频监控系统实现对该变电站的遥视监控，并取得了较好的实际效果，有效地解决了这个问题。与传统的模拟式图象监控系统不同，数字式视频监控系统以计算机技术、网络技术和视频压缩技术为核心，具有诸多模拟式图象技术所不具备的优点，并且与基于微机技术的变电站自动化系统接口良好，是未来视频技术的发展方向。 4 110kV变电站自动化系统发展思路 4．1 配置和运行方式将趋于一致 随着计算机技术的快速发展和生产厂家的不断努力，变电站综合自动化系统的性能越来越高，可靠性也大大增强，价格却越来越低。因此近年来低电压等级变电站自动化系统配置有逐步向高电压等级变电站靠拢的趋势。不仅35kV和110kV变电站是如此，220kV和500kV变电站也是如此。 4．2 保护与控制、测量合二为一的模式正在成为一种发展趋势和共识 虽然从我国目前的运行体制、人员配备、专业分工来看，保护与测控各自独立的自动化系统占了绝大多数，但从发展趋势、技术合理性及减少设备重复配置、简化维护工作量等方面考虑，保护、测控合一的模式具有很大的优越性。农网110kV变电站将普遍应用数字式远程图像监控系统。其实远程图像监控系统在电力系统早有应用，如水电厂，但以前由于价格昂贵，一直无法大规模推广和普及。随着数字图象技术的兴起和数字视频系统价格的大幅降低，将使农网110kV变电站普遍应用数字式远程图像监控系统成为可能。