計算機監控系統的在變電站集控中心應用

張國淼,王朕偉,張茂芬

(1.哈爾濱電業局,黑龍江哈爾濱 150030;2.黑龍江省電力科學研究院,黑龍江哈爾濱 150030)

計算機監控系統的在變電站集控中心應用

張國淼1,王朕偉1,張茂芬2

(1.哈爾濱電業局,黑龍江哈爾濱 150030;2.黑龍江省電力科學研究院,黑龍江哈爾濱 150030)

主要以集控中心RCS-9001計算機監控系統應用過程中發現的問題為例進行分析,從變電運行專業角度研究討論計算機監控系統中三遙信息和后臺畫面規范的建議,并介紹集控中心特點,闡述集控中心后臺集控系統在后臺機畫面和一、二次設備等在遙控、遙信、遙測等方面應具備的信息量以及今后發展過程中需要解決及規范的一些問題。

變電站;綜合自動化;集控中心;監控系統

近幾年變電站的無人值班方式正在哈爾濱電業局范圍內快速推廣,為適應無人值班的要求,所有新建的變電站均為綜合自動化變電站,并陸續對一些老舊變電站進行綜合自動化改造,由此,變電站計算機監控系統得到了廣泛應用。新建的哈爾濱電業局太平集控中心監控系統則采用了南瑞繼保公司開發的 RCS-9001系統。

1 集控中心計算機監控 RCS-9001系統功能介紹

南瑞繼保的 RCS-9001系統功能較為強大,該自動化系統不僅可以很好地滿足傳統集控站系統的實用化驗收和系統升級改造的要求,而且可以更進一步滿足集控站系統在電力體制改革中提出的新的運行和管理的需求。其主要應用功能有以下幾個方面:

數據采集和監視控制(SCADA):RCS-9001 SCADA應用充分汲取了以往系統的經驗,更加成熟可靠,集控、保護信息采集一體化,功能更強大。

五防操作票:RCS-9001五防操作票具有技術先進、安全可靠、功能完善、性能價格比高等特點,適合各種電壓等級的變電站、集控中心的防誤閉鎖操作和操作票生成管理使用。

集中式電壓無功控制:RCS-9001集中式電壓無功控制(IVQC)作為區域性的電壓優化控制手段,能兼顧到集控站中各個變電站之間電壓及無功的影響,從而更好地適應電力系統運行的穩定性、安全性和經濟性的需要。

調度管理:調度日常運行管理工作包括很多方面,如計劃檢修、倒閘操作、事故處理以及數據統計等等。RCS-9001調度管理系統大大滿足了用戶對日常調度生產的管理需求。

保護信息系統:繼電保護及故障信息管理系統提供了建立電網故障和保護信息處理的完整解決方案。日常運行中,用戶可通過集控站保護信息管理服務器巡檢遠方子站端的微機保護和故障錄波信息。發生故障后,子站迅速、準確地將完整的保護動作和錄波報告傳送到集控主站,使調度端及時準確地掌握電網的事故情況,提高事故分析的速度和準確性。

視頻監視系統:為了加強對重要變電站及無人值守變電站在安全生產、防盜保安、火警集控等方面的綜合管理水平,RCS-9001電力視頻監視系統可以使電力系統運行人員對變電站現場進行實時視頻集控,并且通過與后臺集控系統的集成,使得在后臺集控操作、告警時可以直接監視現場。在傳統“四遙”的基礎上,實現“第五遙”功能 ——“遙視”,能夠使得集控站運行、維護、管理的綜合自動化水平得到進一步提高。

2 集控中心計算機監控系統應用中存在的問題及分析

哈爾濱電業局太平集控中心運行兩年多,雖然整體運行較為穩定、可靠,達到了 18個變電站無人值班或少人值班,實現了減人增效的目的。但是,在實際應用過程中也發現了一些需要解決及進行規范的問題,這些問題如果不進行解決,勢必影響集控中心今后的安全、可靠、優質運行。

2.1 計算機監控系統后臺機的主畫面存在不規范

及不符合運行實際要求的現象

a.后臺機畫面一些變電站的名稱字號、字體、顏色、位置不統一。

b.現在的小車開關(及刀閘)、母線線條顏色等后臺圖形不符合國家電網公司生產管理系統基本圖元范本要求。

c.電壓互感器(TV)部分,有的變電站后臺只有保護 TV顯示 3個相電壓及 2個線電壓及 3U0,而沒有顯示計量 TV的線電壓數值,這樣當計量回路發生保險熔斷、或空開跳閘時或回路斷線時,不能及時發現處理。

d.個別變電站后臺畫面 10 kV頻率 f沒有做,這樣當發生低頻保護動作時,不利于集控人員了解頻率值,來判斷保護動作的正確性。

e.部分變電站的主變二次數值 P、Q取負值,依據是流入母線為負值的規定,但不符合運行實際要求,因為母線上并聯電容器投、切主要依據為主變二次無功數值的正、負來監視是否對系統反送無功。

f.有載調壓主變檔位“升”、“降”、“?！憋@示不統一,有的是右鍵單擊主變檔位來顯示“升”、“降”、“停”操作的。另外有的變電站主變的油溫表有兩塊,而后臺機只能顯示一塊油溫表的溫度。

g.部分變電站后臺畫面缺少變電站內交、直流部分的主要運行數據,如直流控母、浮充電流;交流線電壓、交流電流等。

h.部分變電站后臺畫面應具備的菜單不全面、不統一。

i.部分變電站一次設備帶電,后臺機顏色不變色,當一次系統帶電后,其有功功率必須達到 0.3 MW(廠家設計時規定)時后臺機接線圖才能變為相應的顏色,而對于無功較小的變電站或 66 kV側沒有PT的變電站顯然不能改變顏色,也就不能從后臺機顏色上正確反應系統的運行狀態,容易給運行人員的集控造成誤解。

2.2 計算機監控系統后臺機遙信存在的主要問題

a.部分變電站 SF6開關遙信點采集不全的問題。例如66 kV南直變:無南直分甲、乙線開關倉 SF6低氣壓告警,而且無閉鎖遙信;66 kV太古變:無 1、3號主變匯控柜 SF6氣壓低閉鎖遙信。其它變電站也存在相同或類似情況,這些變電站 SF6開關遙信采集不全的主要原因是因為這些 SF6開關生產的年代均為 2000年以前,開關的輔助接點不夠造成的。所以當這些變電站的SF6,開關因為SF6壓力降低到閉鎖值以下時只能發出“分合閘閉鎖”、“控制回路斷線”信息,不利于運行人員正確判斷開關發出異常信息的原因。

b.主變壓器“在線濾油機”動作時沒有遙信。例如軍工變的主變、公濱變的 1號主變及平房變主變在線濾油機的啟動、停止、故障等在集控中心均沒有遙信點,所以發生上述現象時不能有遙信發出,不利于對主變在線濾油機的監控,特別是在濾油機發生故障的情況下不能及時發現,不利于變壓器的安全運行。

c.目前接入集控中心的各綜合自動化變電站直流設備部分存在遙信量較少或沒有的問題比較突出,接入集控中心的18個變電站直流遙信部分均(部分)不完全滿足運行監控要求。

2.3 計算機監控系統后臺機遙測方面的問題

a.當集控中心與站端核對計算機監控系統的電流、有功、無功等數值時,有時會發現不一致或雖然數值一致,但經過比較計算不符合實際時,應仔細分析,這種情況大部分是因為自動化專業人員在監控系統數據庫中輸入 CT變比時錯誤造成的。

b.現在對所內變及消弧線圈的溫度均沒有采集遙測值,不利于對其進行集控。

c.集控端和站端計算機監控系統遙測值的基準端沒有明確,使運行專業人員沒有可靠準確的數值參考。

2.4 計算機監控系統后臺機遙控方面的問題

部分變電站的進線、出線重合閘軟壓板在后臺機沒有,所以不具備遙控重合閘軟壓板功能,而當調度下令線路帶電作業停用某一重合閘壓板時,集控站值班人員往往為了去變電站投、停一個重合閘壓板而耗費較長的時間。另外一個問題是公濱變、任家橋變的軟壓板在進行“投入”或“停用”時需要對開關進行五防解鎖操作后才能進行,實際上是經過了“五防”操作程序,而在運行實際工作中操作壓板是不需要經過“五防”程序的,而只需要有操作人及監護人即可。

3 集控中心計算機監控系統后臺機的規范建議

3.1 后臺機主畫面部分規范建議

a.變電站的名稱字號、字體、顏色、位置應統一。

b.關于小車開關(及刀閘)或其它一次設備圖元顯示標準應符合國網公司(國家電網公司生產管理系統基本圖元范本);母線及一次設備線條顏色也應符合國網公司標準。例如(根據后臺機黑色底畫面制定本顏色):220 kV(RGB(128.0.128)紫色);66 kV(RGB(255.204.0)橙黃);10 kV(RGB(252.33.94)玫瑰紅);380 V(RGB(240.230.140)黃褐);失電顏色為灰色參數:RGB(128.128.128)。

c.電壓互感器 TV部分。保護 PT應顯示三個相電壓及三個線電壓及 3U0,取三個相電壓主要考慮是當發生系統接地故障時,接地相為零或降低,其它兩相升高為線電壓或升高,而 U0為 100 V左右(指金屬性接地)便于集控人員準確判斷接地相別及是否是純接地故障。計量 PT應顯示三個線電壓,主要是監視計量 PT一次保險或二次空開是否熔斷以及二次回路是否斷線等。

d.頻率。應顯示 10 kV頻率 f的數值,主要原因是有低頻保護的變電站當發生低頻保護動作時,便于集控人員及時了解頻率值,當發現有的低頻線路保護拒動時,應立即遙控斷開其開關。

e.變電站的主變二次數值 P、Q正常送出負荷時取正值進行監控,其它線路或主變一次需以母線為標準,按照送入為負值,送出為正值的原則。

f.主變應顯示檔位、及油溫(有兩塊表計的應顯示兩個油溫且標明哪一側):應統一為“升”、“降”、“?！边M行分接頭調整。

g.所內交、直流部分取主要的運行數據顯示在主畫面上,應顯示直流控母、浮充電流;交流線電壓、交流電流。

h.各變電站畫面應具備的菜單。消弧線圈及小電流接地選線、軟壓板、遠方、就地、交、直流、返回主菜單。

i.針對部分變電站后臺機顏色帶電不變色問題,建議在當前情況下是否能夠對無功較小的(小于 0.3Mvar)采取 66 kVPT電壓的方法來改變接線圖的顏色。而對于66 kV母線沒有 TV的采取 10 kV側有功或取 10 kV側電壓等方法而使后臺機改變顏色。

3.2 后臺機遙信部分規范建議

3.2.1 一些變電站 SF6開關遙信采集不全的主要原因是開關的輔助接點不夠造成的?；谶@種情況建議在對這些變電站進行綜合自動化改造時,在設計上增加一些開關的輔助接點,以適應綜合自動化改造的需要,對新建的綜合自動化變電站如有 SF6開關時,在設計時必須考慮具備相應的遙信點,以適應以后變電站無人化后接入集控中心的需要。

3.2.2 對一些變電站主變壓器“在線濾油機”不具備濾油機的“啟動”、“停止”、“故障”'等遙信的現象,建議今后的設計、安裝時給予必要的考慮,以利于變壓器的安全運行。

3.2.3 針對目前接入集控中心的各綜合自動化變電站交、直流設備部分存在遙信量較少或沒有,不能完全滿足運行集控要求的情況,以及交、直流系統在變電站中的重要作用,交、直流遙信建議應滿足以下要求。

3.2.3.1 直流部分增加的遙信量:

a.充電機故障(含充電模塊)。

b.直流母線電壓異常(過高、過低)。

c.直流接地(正極、負極;具有絕緣監察裝置的還應有具體接地支路的報文)。

d.交流電源故障(如 1路或 2路交流失電、缺相,交流電源切換等)。

e.交流輸入、模塊輸出開關跳閘(包括充電屏及饋電屏所有開關)。

f.直流屏通信故障。

g.增加直流系統配置圖。

3.2.3.2 交流部分增加的遙信量:

a.380 V 1路(或 2路)失電。

b.所內 380 V交流失電。

c.380 V分段(或進線)備自投動作。

d.交流屏各開關變位遙信 380 V交流電壓過高(過低)。

e.增加交流系統配置圖。

3.3 后臺機遙測部分規范建議

a.集控端如有發現遙測顯示設備電流、有功、無功等數值與站端數值不一致時,應與繼電保護人員仔細分析、判斷不一致的原因,避免因自動化專業人員在輸入 CT變比時造成錯誤,同時也要求運行人員及時核對 CT變比正確性。

b.對所內變及消弧線圈的溫度均沒有采集遙測值的問題,建議今后在對變電站改造,或新投變電站時在設計上給予考慮即可。

c.明確設立遙測值基準點,不管是站端還是集控端,均可以校對遙測值的準確性。

3.4 其它部分的一些規范建議

a.集控中心后臺報表方面總體數據準確、可靠,可以實現如月份綜合報表、電容器投切次數及時間、以及受電線、主變、配電線的 I、P、Q日報表等,但也有軟件問題,廠家軟件維護人員也應采取相應措施加以解決。

b.建議增加報警屏蔽功能。所謂報警屏蔽功能,即在接入新變電站、設備新投、檢修、改造、傳動等過程中,大量的無用信息上傳(相對于集控人員)對運行人員的干擾很大,且時間較長(綜合自動化變電所改造調試在 30 d左右,新投變電站時間更長)。是否能采取措施將此時的相關信息暫時關閉(屏蔽)(例如單獨建立某一檢修變電站的某些設備進入調試狀態,單獨報文且無相關音響),達到不干擾集控人員對其它運行設備集控的目的。

c.盡快在集控中心計算機監控系統上實現無功優化功能,提高供電質量及供電的經濟性。通過開發利用計算機監控系統上實現無功優化功能,控制變電站無功設備和變壓器分接頭來自動調整無功出力,使注入電網的無功值為電網要求的優化值,從而達到電壓質量高和線損小的目的。

d.開發視頻監視系統(遙視)。如能實現對所有無人值班變電站主控制室、高壓室、主變、斷路器、隔離刀閘、室外場地等的實時集控,必將對變電站在安全生產、防盜保安、火警集控等方面產生積極的作用?，F在這些無人值班的變電站發生跳閘、接地時,按調度規程要求必須到現場檢查開關無問題或所內沒有接地現象時才能進行強送電或者進行接地選除,而運行人員到達現場需要一定的時間,如遇上交通不暢時間更長,嚴重影響處理事故的時間,如果具備遙視功能,運行人員在集控中心對變電站內的相應的設備進行檢查無問題后便可進行強送電或者進行接地選除,這樣既可大大縮短處理事故的時間又減少了運行人員不必要的奔波,當然這需要有相關部門制定相關的規定并批準才能執行。

4 結論

綜上所述,集控中心計算機監控系統存在問題及規范建議的分析與討論也可以適用于站端計算機監控系統。隨著電網的快速發展,綜合自動化變電站的增多,集控中心計算機監控系統必將會發揮更大的作用,雖然集控中心計算機監控系統在實際運行過程中,存在一些這樣或那樣的問題,但這些都是計算機監控系統發展過程中所必須要經歷的,也是可以克服的。相信經過各個部門的協力配合,密切協作,共同努力,一個自動化程度高、運行可靠、功能強大、制度完善的集控中心很快會出現在大家眼前。

[1] GB 50059-92,35-110 kV變電站設計規范[S].

[2] DL/T 5149-2001,200-500 kV變電站計算機監控系統設計技術規程[S].

Application of computer centra lized monitoring system for substation

ZHANG Guomiao1,WANG Lianwei1,ZHANGMaofen2
(1.Harbin Electric Power Bureau,Harbin 150030,China;2.Heilongjiang Electric Power Research Institute,Harbin 150030,China)

The main control center in order to set RCS-9001 computermonitoring system application process analysisof the problems found,forexample,from the transformer to run the professional pointof view research and discussion in three remote computermonitoring system of information and background image specification recommendations and describes the centralized control center featureselaborate setsand control centerset the background screen machine control system in the background,one or two devices at the remote control,remote,telemetry,etc.should have the amount of information and the future course of development and regulations need to be resolved some of the p rob lems.

substation;integrated automation;centralized control center;monitoring system

TM 734

B

1002-1663(2010)01-0067-04

2009-10-20

張國淼(1966-),男,現為 1994年畢業于哈爾濱理工大學,現為哈爾濱電業局變電運行工區專工。

(責任編輯 徐秋菊)