后台软件VQC:将控制策略全部放在后台监控主机中,通过间隔层的测控单元获取数据,微机中VQC软件根据实时数据判断并发控制命令,由相应测控单元执行。优点是人机界面友好,方便调试和维护。
主控单元网络VQC系统:将控制核心下放到间隔层,由单独的CPU完成,但其IO的输入输出仍由间隔层IO测控模块完成。优点网络数据的得到更直接了一层,闭锁的速度较第一种方式快了一些。但界面一般较差,维护和设置不会太轻松。
独立硬件VQC系统:不依赖其他装置,本身溶输入输出与策略判断为一体。好处是闭锁的速度最快,从闭锁的角度讲可靠性最高。但问题是需要重复铺设大量的电缆,信号重复采集。
现在的问题是:用户选择时,既觉得独立硬件的VQC系统造价高、多拉电缆,又担心网络型VQC产品的可靠性:VQC对对闭锁的速度要求高。网络型VQC的问题是,当发出控制出口命令后,这时发生可主变保护或电容器保护动作等需闭锁的情况,无法弥补这个时间差。
换一个思路思考:把控制策略放在PC机中,而把闭锁策略放在相应的测控单元中。即后台控制+闭锁,间隔层闭锁。通过软PLC功能将需要的闭锁条件输入IO装置中,对后台发来的控制命令不是即刻执行,而是通过自身的闭锁逻辑检查,出口条件满足才能出口,这样既保证了实时的闭锁速度,又保证了后台策略的丰富。
2.2 运行方式的自动识别
变电站运行方式会随着负荷和设备状况调整,这样就要求VQC要自适应跟随运行方式的改变,作出不同的控制策略。对不同的变压器组数、不同的一次接线方式,由母联、分段、桥开关、变压器的组合可以有多种接线方式,不同方式控制策略是不同的,这里面有一个模式识别的问题。
本文提出的识别方法不仅应包括母联、分段等的辅助接点的开入量;还包括母联、分段上的电流、相角等交流量。
2.3 全网无功电压控制
无功调控从本质上说是个全网的问题,而不是变电站的问题。建立在破坏网中其他部分无功基础上的本站平衡并不正确。无功电压控制追求的应该是全网的最优解,而不是某个站的最优解。各自为政的VQC调节,会造成多次调节或同时调节。在通信可靠保证的前提下,应该配合将全网VQC作在地、县调度自动系统中,即节省投资,又符合电网实际情况。
3 备用电源自动投入
3.1 可编程PLC功能的应用
由于备自投方式较多,不可能每种情况作一种装置,这就要采用相同硬件基础上的软件PLC功能:通过装置内嵌的PLC解释软件解释由外部对自投逻辑的重新编排,现场可设置。
3.2 备自投与同期功能的融合
这点在备自投装置中考虑较少。文献[3]“列西变110kV系统备用电源自投方案研究”一文中研究的系统备投110Kv的母联分段,在其旁母上挂接的几条线路与远端的水电厂相联。这样当某段母线上失电时,分段的备自投并不能直接将备用电源投入,因为备自投装置无检同期功能;而设置在与水电厂相联出线的断路器的测控装置具有检同期合闸功能。该文采用了如下方式:即先断开与水电厂连接的线路,再启动备自投,然后再逐个通过检同期合上各条与水电厂连接线路。如果将同期功能集成在BZT装置中的话,问题就变得简单了,只需要在备自投的过程检同期合闸就行了,简化操作。
3.3 厂用电快速备自投
在火电厂中具有大量大容量的厂用机械电动机的厂用电切换过程中,备投就是一个快速备自投的问题。在工作电源消失后,大容量的旋转机械使得母线上电压的衰减是个逐渐下降的过程,并不是立即消失。由于电动机群在惰性作用,残压的幅值和频率是变化的,备用电源投入中,也存在一个最佳合闸时机的问题。一般最佳投入时间为失电后第一次的30゜角差范围内,对装置来说快速的处理器DSP及快速出口继电器的选择就很重要了。在失去第一次快速备自投入的机会后,等待下一次合闸时机就又是同期的问题了。
4 小电流接地系统的接地选线
100%的准确选线是个困扰多年的难题。常规的集中式的选线装置的问题是:1、多拉电缆;2、可能要改造CT;3、只引入零序电流,分析要素少,准确度低;4、不符合变电站自动化分布式的设计思想。将其做成分布式的应该会更好。
中性点经消弧线圈接地系统,零序电流与零序电压的夹角方向没有明确的反向关系,较难检测;5次谐波方法又存在信号小、信噪比低,准确度差的问题。
文献[4]中提供了一种西门子公司的高灵敏接地保护的检测原理,可以借鉴。它的判断依据是零序有功和零序无功的方向及大小。其长处是充分利用了零序电压、零序电流的方向和幅值,利用不同形式的点积来分析问题。西门子在信号的处理、TA误差角的补偿等方面作了很多工作,来弥补一次系统信号弱的问题。
SIEMENS的思路仍是从二次侧考虑问题,换一个思路,二次不足一次补,能够更好地解决这个问题。例如很多站中已装设自动调谐线圈,将自动消谐与接地选线作在一起可以更好:在调谐的过程中,只有接地线路的零序电流改变,而非接地线路中流过的仍是容性电流,采用简单的差分技术就可准确分辨出故障线路。没有加装可调谐线圈的站中,可如此考虑:在消弧线圈与地之间串接一个功率电阻,平时用一对常闭接点将其并联掉,当检测到接地(3U0启动)时,断开常闭接点,串入电阻,改变流过消弧线圈到地的阻性电流分量,只需串入0.5S的时间,即可判断出接地线路;此法准确实用,但需要改造一次设备。
5.结语
本文对变电站自动化安全自动装置的4个方面的问题进行了一定范围的探讨,提出了几点看法,由于研究范围及水平有限,不当之处在所难免,敬请大家指教。