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綜自變電站現存問題及對策
[ 通信界 / 姜煒 高偉 / www.6611o.com / 2010/11/28 19:57:31 ]
 
  隨著計算機和自動化事業的飛速發展,電力系統自動化技術的應用已普及到所有變電站。近幾年變電站綜自改造力度不斷加大,速度加快,大多數變電站已實現無人值班。就我公司來看,現運行無人值班變電站按照自動化裝置的類別不同可分為二種:一種是在原有常規保護裝置的基礎上加裝遠動終端RTU,通過RTU采集和處理數據,實現“四遙”功能,也就是RTU+保護模式,這種模式大多用于未改造的老變電所;另一種是采用綜合自動化裝置,一個站內的中低壓等級的保護和測控等二次設備集中在一塊屏內,也即是常規的保護測控二合一裝置,該裝置通過網線或485總線等形式與自動化設備相連和通訊,經自動化通訊服務器,同時將所有信息進行篩選和處理后,分別送給當地后臺監控機及調度端。近幾年幾乎所有新建及老站改造的無人值班站都采用這種綜合自動化模式。                                                                                                                                              
  變電站綜合自動化已成為一門電力系統自動化領域內的分支技術,其內容正在不斷成熟和完善,并在向數字化智能化變電站發展,這已成為“十二五”及以后變電站建設和電網調度管理的一種發展必然趨勢。變電站實現系統綜合自動化后的優點是毋庸置疑的,這里就不再多述。本文想就目前綜合自動化變電站建設及改造中存在的一些問題做一個初步的探討。
1 新建綜自系統設計模式的弊端
  設計工作在電力系統中起著非常重要的作用,因此,一個變電站的建設或改造從設計開始就應把好關。
  1.1新建變電站往往都是專業設計院進行設計,設計單位在考慮系統設計時往往只著眼于某一個站,而忽略了與整個調度自動化系統的接口問題;而設備的選型亦受省級公司分專業,分設備各自集中招標等相關因素,在一個地區存在不同時間段里所建設的變電站綜自系統型號不統一,而且就是在同一個變電站內,保護自動化設備也有三、四家之多,造成同一系統、同一個站的廠家產品 “百花齊放”的局面。不同廠家的產品之間存在著通信接口、技術兼容、規約匹配等問題。自動化專業人員不僅要熟悉每個廠家的產品,而且要搞清它們之間的差別及其與主站、集控站之間互連的通信規約等方面的不同之處,有時遇到問題要與多方廠家多次聯系溝通,為自動化系統的調試、運行帶來了不少困難。
  1.2設計單位著重在一次設備及二次回路方面的設計,往往忽略了自動化系統的通訊回路的接口部分的施工設計,特別是調度數據網及電量采集系統部分,經常成了一個新建變電站的設計盲點(如網線、光纖的布設走向,間隔分散裝置、交換機的安裝等)。這就造成了施工人員因無設計圖紙而不施工接線,而自動化人員又無法調試的局面,為了完成調試任務,不得不自己想辦法干這些本不該自己干的基建施工工作。
  1.3新建變電站一般是委托專業施工隊伍來建設,受工期及工作量的影響,往往施工隊都是重一次、輕二次,重保護、輕自動化,這種思想在不少領導中同樣存在。他們在思想上總是認為,一個站的一次設備、保護設備可以運行了,那么這個站就可以投運了。完全忽視了自動化是一個系統工程,它不僅需要在本站內安裝調試,更重要的是廠站內設備還要與調度端主站系統、集控站系統進行聯調,220kV及以上電壓等級的還必須同時與省調乃至網調的主站系統進行聯調。這些聯調工作基建施工單位自然是無法完成,而他們的施工進度以及時間表完全不考慮這些聯調時間。這就造成了新建變電站要投運了,而給自動化人員的聯調時間太倉促或根本沒有聯調時間,為以后的運行維護帶來相當大的困難,也為此站的無人值班站運行埋下了安全隱患。
 
2 變電站綜自改造模式的弊端
  近幾年電網及變電站的改造力度加大,大量的常規的變電站經技術改造成為綜自變電站。存在的主要問題有:一是設計人員不能深入細致地調查老站實際情況,設計圖紙與實際嚴重脫節或在現場根本就無法實行。二是由于變電站建設太早、時間久遠及管理不善,許多現場圖紙已無法找全或與實際嚴重不符。三是受變電站物理空間環境的影響,在改造施工時老設備、二次電纜的拆除困難,為了不影響整個變電站的安全運行,往往是在老電纜上再敷設新電纜,層層疊壓,造成無用的寄生電纜充斥電纜溝及電纜層。四是改造周期長,為保證對用戶的供電,改造只能一個間隔一個間隔的停下來進行。一個站綜自改造的完成往往需要少則半年,多則二年。在這么長的時間,要保證整個變電站的安全運行,站內自動化還必須不間斷地運行,為調度生產指揮提供技術支持。自動化人員就必須保證站內新、老兩套自動化系統的穩定運行,這不僅增加了自動化專業大量的工作量,也為運行維護帶來了困難。
3 變電站擴建弊端
  基建變電站受當時用電負荷及資金的約束,往往只建一臺主變或一條母線,幾年后根據需要再擴建。二次建設前后相隔數年,設備也是分批招標訂貨,一次設備、保護設備沒有問題,但自動化設備是一個系統設備,擴建時選型的設備不能與基建時相一致,就造成了其前后兩套系統設備無法通訊的問題,即使勉強能通訊,由于事隔幾年自動化技術發展迅速,兩次選型的設備的版本型號不可能一致,而且設備老化程度也不一樣。造成整個站內自動化系統調試維護非常困難,而且也為以后整個電網調度自動化系統的穩定運行帶來后患。
 
4 專業界限不清,分工不明確
  變電站綜合自動化系統概括起來主要是由三大部分組成:一是繼電保護系統;二是監控系統;三是事件信息記錄系統。它們之間的關系既存在一定的依賴性,表現在功能上亦有明確的分工,又保持相對的獨立性。在一個綜自變電站中,所有的二次設備是一個統一的整體,它涉及到遠動、通訊、繼電保護等專業。多年以來,在常規保護加RTU的變電站中,這幾個專業是相對獨立的,各自有明確的分工,專業界面清晰。但現在卻不同,對于變電站綜合自動化系統,保護、監測等二次設備是混在一起的,集成在一套裝置中,很難找出專業分工的明確分界點。因為是在一套設備里,測控板件有問題需要保護人員配合,而保護板件有問題則需要自動化人員配合(如重新設置裝置地址等),你中有我,我中有你,在日常運行維護及事故處理中都有不可分割的聯系。
  同樣,在分散間隔測保一體化裝置的通訊上,由于分散裝置距離主控制室較遠,往往采用光纖通訊。就整個系統來講,這是站內綜自系統的一部分,但光纜及光端盒又屬通訊設備,自動化人員在維護上存在一定技術困難,而由于是綜自系統不可分割的一部分,通訊人員介入又顯不妥,這都為以后綜自系統的運行維護帶來了麻煩。
 
5 產品的技術存在弊端
  變電站綜合自動化發展到今天,涌現出了許許多多的電力系統自動化產品,型號雜亂,五花八門,市場競爭也相當激烈。比起上世紀八、九十年代剛剛起步時,技術上無疑是成熟了許多,但也不是盡善盡美的。從我公司目前運行的綜合自動化變電站來看,幾乎每個站都能找出一些問題。一是自動化主處理機與分散裝置的通訊、接口問題,有485總線的,有232數字接口的,有網絡接口的?偩式受接口容量限制,一條總線有問題,就會造成一條總線所帶的間隔全部失去監控。網絡式通訊受技術條件所限。目前我公司110kV變電站內35kV、10kV分散間隔采用的都是單網結構,一旦這一條網線有問題或交換機有問題,同樣會造成大面積的間隔失去監控。
  二是自動化主處理機與站內保護管理機或保護裝置的通訊問題。一般一個變電站內有不同的保護廠家產品,各自的通訊規約與自動化設備存在匹配問題,給調試帶來非常大的困難。
  三是綜自系統當地后臺機與五防閉鎖主機的互連問題。站內五防一般自成系統,站內的操作在后臺機上進行必須通過五防驗證,兩者在通訊上,規約的解釋上同樣存在許許多多的麻煩,在實際工作中,經常出現越過五防機而直接在后臺機上進行操作的現象,失去了五防機應有的作用。
 
6 針對以上所述問題,提出幾點個人建議
  6.1新建站的設計:設計部門應將綜自系統的通訊部分、電量采集部分及調度數據網部分納入二次設計的范疇,作出整體設計。
  6.2擴建、改造站的設計:設計部分應會同供電部門專業人員,深入現場,做詳細的調研,力圖設計符合現場實際情況。
  6.3一個地區各站自動化系統設備應盡量考慮型號一致,廠家不易過多。一個站內綜自設備、保護設備應盡量選擇一個廠家的產品,以減輕專業人員的調試及運維強度。
  6.4一個站的基建在一期新建時,應盡量考慮以后二期擴建時設備型號、軟件版本的一致性,最好按終期選型、定貨,避免重復投資。
  6.5改造站周期盡量縮短,合理安排改造計劃,有條件時可以全站停電或分電壓等級停電進行改造。
  6.6新建站的施工,應將自動化系統的整體調試時間納入整個變電站的施工工期內,做到綜自系統與一次設備同時設計、同時施工、同時投運。
  6.7分析目前變電站綜合自動化的特點,結合數字化、智能化變電站即將實施這一趨勢,建議成立一支復合型的專業人才隊伍,盡早制定出新形勢下的各專業分工及職責范圍。

 

作者:姜煒 高偉 合作媒體:專網通信世界-中國電力通信網 編輯:顧北

 

 

 
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