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浅谈自动化技术在无人值守变电站运行中的问题及解决措施

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浅谈自动化技术在无人值守变电站运行中的问题及解决措施 [摘要]变电站自动化技术与无人值班是我国电力界目前最热门的课题之一, 它涉及到电力企业的多个专业和部门,包括远动、通信、继电保护、测量、计量 等二次系统的运行、管理、工程及技术,甚至对一次设备也提出了新的要求。本 文就自动化技术在 110kV 无人值守变电站运行中的应用和存在问题进行了分析, 并对其提出了相应的解决措施。 【关键词】自动化技术;无人值守变电站;应用;问题;措施 1.变电站自动化技术应用概况 1.1 在设备上 首先,为确保主设备可靠运行,110kV 可选用 GIS 组合电器、SF6 断路器, 10kV 可采用真空断路器,一次接线力求简单;控制对象具备“四遥”条件(遥测、 遥信、遥控、遥调功能) ,如变压器有载分接开关能遥调,其位置能遥信,主变 温度能遥测;断路器和隔离开关能遥控,其位置能遥信;继电保护和中央信号等 应具有遥信条件;交、直流母线电压具备遥测条件等。 1.2 在功能上 远动系统可以 RTU 为核心,是属于集中式、单 CPU 的自动化设备,具有完 备的遥测、遥信、遥控、遥调功能及其他扩展功能。主要体现在以下方面: (1)数据采集、处理功能:可采集变电站的各种状态量、模拟量、数字量 及开关量,能正确反映现场一、二次设备的实时运行状态,监控员可根据设备状 态和遥测值判断系统是否运行正常; (2)安全监视与报警:包括越限报警与异常状态报警,进行事件顺序记录、 事故追忆等,采用多种报警方式,对母线电压、线路负荷、系统频率、中性点电 压、母线电流平衡、直流电压越限情况进行监视; (3)继电保护监控功能:能正确向监控系统传送保护实时状态,在保护动 作后能及时发送跳闸时间、跳闸元件、相别、动作值等信息; (4)自动控制功能,包括系统接地保护、备用电源自投、电压和无功控制 等,对安装有 VQC 装置的有载变压器和电容器,能根据规定的电压曲线及无功 要求,自动对无功及电压进行调整,使母线电压控制在合格范围内; (5)控制操作功能,实现对断路器、电动隔离开关、主变及消弧线圈分接 开关进行远方控制,且满足“五防”要求; (6)监控系统具有自诊断功能,所有数据采集、控制、保护等主要单元模 块故障能自诊断出故障部位,并具有失电保护、上电自检、自复位至原运行状态 的功能,当数据采集出现非法错误时,能输出出错信息并报警且闭锁故障单元, 将故障内容及发生时间记录在事件一览表中。 2.变电站自动化技术的优越性 变电站实行无人值守不论从经济效益还是社会效益看都具有重要意义, 概括 如下: (1)可减少误操作事故的发生,有利于安全运行。对监控人员来说,在计 算机上进行操作,意图明确,无中间环节,无位置的移动,而且计算机很容易实 现名称、编号之间不对应的闭锁和报警,加上完善的监护程序使监督到位,可避 免发生误操作。 (2)“四遥”功能在运行中发挥积极作用。首先,强大的遥控功能给操作提 供了极大的方便,尤其在电网处于缺电的情况下,地调的压、送负荷是一项繁重 的工作,而在监控进行操作时,每操作一个开关只要 20 秒,因此,可以方便快 速地进行。另外,在处理事故时,它的优越性更是得到了充分的体现,能够在短 时间内调整好电网的运行方式,加快了电网事故处理速度,缩短了停电时间,能 保证电网的安全运行。 (3)节约变电站基建投资,占用土地较少。由于变电站实行无人值班,不 用建生活设施,控制室采用集中控制,面积小,符合国家节约用地的原则,也减 少了投资。 3.实际运行中遇到的几个问题 由于变电站自动化程度较高,运行状态稳定,在实际运行中,充分发挥了技 术先进、运行可靠的特点,对变电站实现保护监控系统的升级换代、提高变电站 的自动化程度、 实现调度自动化、建设无人值班变电站和减人增效等方面发挥了 积极的、至关重要的作用。然而,在实际运行中,变电站自动化系统也出现了一 些问题,有些问题已经影响到变电站的安全、可靠和稳定运行,下面对变电站自 动化系统在实际运行中出现的问题加以阐述: (1)协调好保护与监控系统的关系。为了确保综合自动化系统运行的可靠 性和安全性, 协调好各子系统的关系显得十分重要,变电站自动化系统必须重点 加以保护、监控,并处理好各智能设备之间的关系,来自不同变电站的保护信号 的较大差异会导致开关跳闸后运行人员需要到现场才能解决保护动作问题, 这样 势必延长了停电时间。 (2)遥信信号误报、漏报与抖动。遥信信号直接反映了电网运行方式及变 电站相关设备的运行状态,它是电网自动化系统中最基本、最重要的信息之一, 特别要求可靠、实时。但在实际运行中误报、漏报现象较突出,必须很好地加以 研究和解决。引起遥信误报、漏报或抖动的原因主要有两个:一是一次、二次设 备在运行过程中造成的遥信误动或抖动, 如断路器辅助触点的机械传动部分出现 间隙、触点不对位或接触不良,引起遥信误动、振动或短时间抖动等,二次回路 中信号继电器因性能不稳而出现电颤、 触电接触不良等, 故造成遥信误动或抖动。 二是由于遥信装置本身引起误动或抖动,如长线传输受到静电和工频干扰,产生 遥信误动和抖动。 (3)系统的实时性。有人值班的常规远动 RTU 因采集和处理的数据量相对 较少,实时性能达到了有关标准规定的技术指标。并满足了电力调度需要。但部 分实施了无人值班变电站, 其系统实时性受到了较大影响:一是由于数据在发往 集控中心的过程中处理传送环节较多;二是由于总体结构设计中存在较多的瓶 颈, 数据传输不畅, 等待时间长, 其中还涉及到网络的选择和数据库设计等问题。 (4)事件顺序记录 SOE。事件顺序记录(SOE)是提高处理电网事故应变 能力和提供准确分析事故的重要手段。系统中无人值班站越多,其功能就显得越 重要,特别是在事故时,可以提高集控人员处理事故的准确性,缩短处理事故的 时间,实用性很强。目前普遍存在以下几个问题:①由于强电磁场干扰造成 SOE 的可靠性不太高,误动现象较频繁,从而影响了 SOE 的实用

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