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变电站自动化系统设计和运行问题的分析

作者:张延 吴云 史志鸿  
评论: 更新日期:2011年06月28日

 结合220 kV无人值班变电站运行实际,探讨监控系统安全性、保护装置信息采集、远动信息分流、规约转换等变电站自动化系统设计和运行中需注意的几个问题。
  1 引言
  随着220 kV无人值班变电站大规模建设及现有220 kV变电站按无人值班逐步改造,从设计的角度谈谈220 kV无人值班变电站自动化系统在设计暨运行中的一些问题。

  2 220 kV无人值班变电站运行中的一些问题
  现有220 kV无人值班变电站自动化系统配置可归纳为常规模式和计算机监控模式两大类。新建220 kV无人值班变电站投运初期,某些因素使得生产单位不敢放手按无人值班运行,原因大致归纳如下:
  2.1 设备原因
  (1)监控系统远动工作站或RTU有死机现象,导致全站远动数据丢失。
  (2)监控系统远动工作站与RTU上传的远动数据不一致。
  (3)利用RTU实现无人值班变电站的信号主要来自硬接点输入,微机型继电保护装置只能提供保护动作总信号接点,没有信号分类,不利于调度部门判断事故类型、处理事故、及时恢复线路供电。
  (4)遥信误发。遥控断路器有拒动现象。
  (5)直流系统发生故障时,只有总信号,须到现场排查故障原因。
  2.2 基建验收
  某些变电站基建验收投产时,遗留问题较多,影响运行单位无人值班的实行。
  2.3 现有变电站运行管理规章制度与无人值班运行方式冲突
  根据运规,220 kV线路保护需每天进行高频交信,计量所要求每天到现场抄表。这样,对维操队来说,如果无人值班站距离较远,还不如按现场留守运 行模式来得经济和可靠。

  3 问题的分析及建议
  3.1 监控系统和RTU安全性问题
  无人值班后,调度值班人员对远动系统的依赖性越来越大,远动系统的运行可靠性成为较突出的问题。监控系统和RTU死机导致全站远动数据丢失是安全运行的严重隐患,在该类问题未消除以前,不能按无人值班运行。
  某站RTU运行中死机的原因在于:基于RTU为核心进行数据采集与传递,取消了常规控制屏,由微机综合操作屏实现全站监视和控制的方式,导致RTU主控模块CPU负载过重死机。虽然设计时考虑了相应CPU负载的问题,配置有3块主控模块,但由于测控装置和操作屏等装置均接入RTU主控模块,规约转换信息流量大,在某些不明因素扰动下,可导致RTU主控模块负荷过重,出现死机。该站RTU自诊断功能有缺陷,死机后无报警信号、遥信或遥测数据不刷新,只有实际操作断路器时才能判断RTU是否死机。因此,运行单位担心如果在电网事故时RTU死机又不能及时发现和处理,将会延误调度部门处理事故,造成电网的安全事故。后经RTU厂家对RTU重新组态均匀分配CPU负载后,死机问题得以解决。此外,监控系统远动工作站死机的问题,同样也是重大安全隐患。
  由此,我们认为提高监控系统、远动工作站或RTU运行可靠性是无人值班的必要条件。在具体实施时,应采取冗余配置方式。双机配置,远动通道双重化,两套设备应能自动切换。远动设备要有自诊断功能,出现异常时能发告警信息,对远动系统要进行监视。RTU模式下,RTU负载的问题需在设计时重点关注,必要时应设置专门的规约转换装置,由规约转换装置向调度发送远动信息。
  3.2 遥信误发的问题
  无人值班变电站准确的事故遥信动作信号对监控中心或调度值班人员判断运行状况十分重要。根据运行反映,电网事故过程中遥信正确动作率不高、正确信息被遥信“抖动”造成的大量信息淹没的问题较严重,说明远动系统的抗干扰性能须加强。
  遥信误发问题是一个综合性的问题,产生的原因很多,如开关辅助触点、继电器触点抖动,电磁干扰,遥信回路串模干扰,通道误码等,目前尚无完全根除的方法,但可以采取措施减少。一方面要求自动化设备厂家应能对实时采集的开关量进行消除触点抖动的滤波处理,在工程建设中注意远动设备的接地、远动系统与二次设备连接的电缆采用屏蔽电缆等措施;另一方面在运行中积累对遥信误发的经验,如可以结合负荷、潮流的变化,相应的开关变位和事故总信号判断是误发信号或事故信号等。

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