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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:3537
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

继电保护及综合自动化监控系统在电厂的应用

2020-07-17 15:30:24 产业经济 孟倩,张凯希
资料简介

        摘要:本文电厂的微机保护与变电站的综合自动化监控系统的结构组成、功能及具体应用,经实际投运,不仅提高了变电站的运行可靠性,而且促进了减员增效的目的。         关键词:微机保护;坑口电厂;综合自动化         1 概述         继电保护装置是电力系统中一种重要的安全自动装置,它对提高系统运行可靠性,最大限度保证向用户安全连续供电起着极为重要的作用。当电力系统发生故障时,能自动的、迅速的、有选择性的切出故障设备,保证无故障设备继续供电;当电力系统出现不正常运行状态时,发出信号,通知值班人员,以便及时处理。随着煤电一体化的发展趋势,对坑口电厂电力系统的建设,从功能、结构、运行可靠性、使用方便性、维护简洁性、升级快速性等方面提出了更高的要求,其变电站自动化系统必须采用开放、分布、分散、分层的网络结构,才能满足电网调度和变电站的自动化要求,为广大电力企业带来可观的直接收益、间接效益和社会效益         2 系统硬件         系统由监控保护单元层、通讯管理机和上位机系统构成。         2.1监控保护单元层         该单元层由监控单元与开关柜保护单元层合二为一, 35 k V 线路保护,主变保护及发电机保护装置均采用集中组屏,于主控制室完成现场遥测、遥信、交流量、脉冲量的采集,和实施遥控、遥调任务。         2.1.1 继电保护装置         继电保护装置选用万力达 WL D 2 10 0 系列产品,具有保护、测控功能,计量、保护采用不同 C T准确等级,保护功能不依赖于监控系统,所有保护和安全自动装置的定值可独立整定(包括就地和远方),所有断路器设有就地 /远方操作,并相互闭锁。 6 k V 厂用电部分分散安装在各个开关柜 `扣,每台保护装置均通过 R S 485 通讯接口将所有信息上传至后台,既节省空间又方便值班人员的操作和控制。         2.1.2  6 k V 供电系统保护         由电动机保护测控装置 M M P R一 10 H Z、线路及母联保护测控装置 M L P R一 0 H 2厂用变压器保护测控装置 M仰 R一 10 H 2、厂变备自投保护装置 M B Z -T 10 H、线路备自投保护装置 M B Z -T 60 H 及盯切换及低电压保护装置等组成对 6 kV 供电系统的保护。各种保护装置针对其保护的不同对象,完成相应的保护功能,例如线路的速断、方向过流、零序过流、低周减载、母冲等保护,变压器的速断、过流、过负荷、零序过流以及变压器本体等保护,电动机速断、过流、堵转、低电压、过负荷以及工艺联锁等保护。针对本系统的特点采用了厂用电和 k6 V 联络线路备用自投。这种备用自投保护装置,就是当检测到一进线(母线)失电,且无外部闭锁的情况下可投入另一进线(母线),以保证无故障设备继续正常运行,当线路故障排除以后,具有逆向自动恢复功能,起无人值守作用。         2.1.3 3 5 k V 联络线保护         因变电所与电厂实际距离为 5 0 0 米左右,故采用微机线路纵联差动保护装置 M L P R一 1 10H L D Z,作为短距离输电线路的快速保护,集差动和后备于一体,主要包括复式比率制动差动、方向过电流保护、单相接地保护、后加速等保护。在 3k5 V 系统中,还配置了一台微机型盯切换及低电压保护装置 M盯 S一 I OH,可作为双母线或单母分段主接线方式下的 PT 切换,实现两段母线的测量保护、绝缘监视、切换等功能,也可分别作为两段没有关联的母线的电压监视及低电压保护。         2.2 通讯管理机         通讯管理机是通讯枢纽,主要负责保护和各种智能设备的通讯规约转换及与上级调度的通讯。系统采用 R S 4 85 通讯,其特点是支持单主或多主系统,通信协议可任意制定,具有很好的灵活性,每条总线上的节点数可达 12 8 个。如果节点数大于 12 8,须加中继器,通信距离为 12 0 m 时,通信速度可达 93.75 BK sP。通信距离为 10 0 m 时,通信速度可达 12 M B sP,通信介质为双绞线,每帧信息都可加 C R C 校验,增强了通信的可靠性,总线式结构,不可分支。         2.3 上位机系统         上位机系统接收通讯管理机采集的所有现场信息,同时接收现场保护单元发送的信息进行综合处理、分析、统计、显示、打印、事件记录报警等,实现站内计算机监控功能。上位机采用冗余配置,可以实现无扰切换,系统软件 3系统完全基于 Wi n d o w s N T、 i Wn d o w s Z 操作系统平台的开发和应用 0 0 0,采用 S QL S e r v e:据库和 O if ce 文档报表, O L E 自动链接、 A ict va et X 活动控件等,开放、分布、分散、分层的网络体系结构。调度运行人员可以对各变电站、发电厂实时运行的设备情况、生产数据、开关跳合和书故报警进行远方或当地监视,可以查阅历史数据、历史事件和事故追忆参数等数据,可以在线修改有模块名称应用程序名称功能数据库初始化 In i t s e a d a D B.e x e 初始化并设置工程数据库系统集成 S e a d a D e if n e .e x e 工程数据库定义监控画面编辑报表编辑数据采集 S e a d a D a t a s e a n .e x e 串行通讯规约解释数据预处理通道信息监控调度工作台 S c a d a l n te r fa c e.e x e 系统监控通信监控数据监控历史事件历史数据 P D R 数据实时库浏览召唤打印系统维护 S e a d a A t t e n d a n c e .e x e 工程数据维护历史数据维护 A V I 动画制作软件设计中将继电器保护、自动装置的动作和断路器的跳合闸按动作顺序记录,事件分辨率小于 Zm,实时时钟误差小于 l m s;电气模拟量和非电气模拟量可以设置上上限、上限、下限、下下限和梯度变化限值等 5 个限值,当测量值越限时发出报警并做相应处理;当某些事件产生时启动相关的事故追忆记录,输出事故前、后一段时间内的模拟量值,追忆数据的测点和周期可定义;在系统发生或运行设备工作异常自动进行语言、音响报警,推出事件设备的画面,画面上相应的画块闪光报警,指出事件的性质和异常参数值,也可推出相应的事件处理指导。该系统能与调度计算机系统进行对时、通讯、完成厂站事件顺序记录( S O E)遥信、遥测、遥控和遥调等功能,与多级调度进行远动通讯并可选用各种通讯规约。继电保护系统的可靠程度决定着供电的可靠性,对继电保护系统的可靠性进行分析要结合供电条件的特殊性。可靠性的区间分析可以保证评估的可靠性。可靠性的评估可         以保证继电系统的稳定性,但是不同的评估方法具有不同的适用的范围。         3 结语         系统设计采用合理的冗余配置和诊断至模块级的自诊断技术,具有高度的可靠性,并充分考虑到高压配电装置运行时,对综合自动化系统特别是布置在开关柜上的设备的影响,系统具有良好的电磁兼容性,并采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、抗干扰编码、智能诊断、闭锁控制电路、抗震动等多种软硬件方面的措施。         继电保护及综合自动化监控系统可接受现场采集的数字量、模拟量和电度信息,向现场发布控制命令,可同时用不同的规约向二个或多个调度所集控站发送报文,该系统功能强大、用户界面友好,系统组态灵活,具有良好的开放性、可维护性和可扩展性。         随着人们对继电保护系统供电可靠性越发重视,关于继电保护系统可靠性的研究也越来越多。可靠性参数的精确性直接决定了区间分析结果的精确性,继电保护系统基础可靠性数据的统计与管理工作有待完善。         参考文献:         [1] 丁生虎.基于序贯蒙特卡罗仿真的继电保护系统区间分析模型[ J].电网技术, 2014, 28( 3): 38- 42.         [2] 李迎春.辐射状配电系统区间分析的故障遍历算法[ J].电力系统自动化, 2015, 27( 2): 53- 56

继电保护及综合自动化监控系统在电厂的应用

孟倩 张凯希

国网河北省电力公司保定供电分公司  河北省保定市   071051

        摘要:本文电厂的微机保护与变电站的综合自动化监控系统的结构组成、功能及具体应用,经实际投运,不仅提高了变电站的运行可靠性,而且促进了减员增效的目的。         关键词:微机保护;坑口电厂;综合自动化         1 概述         继电保护装置是电力系统中一种重要的安全自动装置,它对提高系统运行可靠性,最大限度保证向用户安全连续供电起着极为重要的作用。当电力系统发生故障时,能自动的、迅速的、有选择性的切出故障设备,保证无故障设备继续供电;当电力系统出现不正常运行状态时,发出信号,通知值班人员,以便及时处理。随着煤电一体化的发展趋势,对坑口电厂电力系统的建设,从功能、结构、运行可靠性、使用方便性、维护简洁性、升级快速性等方面提出了更高的要求,其变电站自动化系统必须采用开放、分布、分散、分层的网络结构,才能满足电网调度和变电站的自动化要求,为广大电力企业带来可观的直接收益、间接效益和社会效益         2 系统硬件         系统由监控保护单元层、通讯管理机和上位机系统构成。         2.1监控保护单元层         该单元层由监控单元与开关柜保护单元层合二为一,35 k V 线路保护,主变保护及发电机保护装置均采用集中组屏,于主控制室完成现场遥测、遥信、交流量、脉冲量的采集,和实施遥控、遥调任务。         2.1.1 继电保护装置         继电保护装置选用万力达WL D 2 10 0 系列产品,具有保护、测控功能,计量、保护采用不同C T准确等级,保护功能不依赖于监控系统,所有保护和安全自动装置的定值可独立整定(包括就地和远方),所有断路器设有就地/远方操作,并相互闭锁。6 k V 厂用电部分分散安装在各个开关柜`扣,每台保护装置均通过R S 485 通讯接口将所有信息上传至后台,既节省空间又方便值班人员的操作和控制。         2.1.2  6 k V 供电系统保护         由电动机保护测控装置M M P R一10 H Z、线路及母联保护测控装置M L P R一0 H 2厂用变压器保护测控装置M仰R一10 H 2、厂变备自投保护装置M B Z -T 10 H、线路备自投保护装置M B Z -T 60 H 及盯切换及低电压保护装置等组成对6 kV 供电系统的保护。各种保护装置针对其保护的不同对象,完成相应的保护功能,例如线路的速断、方向过流、零序过流、低周减载、母冲等保护,变压器的速断、过流、过负荷、零序过流以及变压器本体等保护,电动机速断、过流、堵转、低电压、过负荷以及工艺联锁等保护。针对本系统的特点采用了厂用电和k6 V 联络线路备用自投。这种备用自投保护装置,就是当检测到一进线(母线)失电,且无外部闭锁的情况下可投入另一进线(母线),以保证无故障设备继续正常运行,当线路故障排除以后,具有逆向自动恢复功能,起无人值守作用。         2.1.3 3 5 k V 联络线保护         因变电所与电厂实际距离为5 0 0 米左右,故采用微机线路纵联差动保护装置M L P R一1 10H L D Z,作为短距离输电线路的快速保护,集差动和后备于一体,主要包括复式比率制动差动、方向过电流保护、单相接地保护、后加速等保护。在3k5 V 系统中,还配置了一台微机型盯切换及低电压保护装置M盯S一I OH,可作为双母线或单母分段主接线方式下的PT 切换,实现两段母线的测量保护、绝缘监视、切换等功能,也可分别作为两段没有关联的母线的电压监视及低电压保护。         2.2 通讯管理机         通讯管理机是通讯枢纽,主要负责保护和各种智能设备的通讯规约转换及与上级调度的通讯。系统采用R S 4 85 通讯,其特点是支持单主或多主系统,通信协议可任意制定,具有很好的灵活性,每条总线上的节点数可达12 8 个。如果节点数大于12 8,须加中继器,通信距离为12 0 m 时,通信速度可达93.75 BK sP。通信距离为10 0 m 时,通信速度可达12 M B sP,通信介质为双绞线,每帧信息都可加C R C 校验,增强了通信的可靠性,总线式结构,不可分支。         2.3 上位机系统         上位机系统接收通讯管理机采集的所有现场信息,同时接收现场保护单元发送的信息进行综合处理、分析、统计、显示、打印、事件记录报警等,实现站内计算机监控功能。上位机采用冗余配置,可以实现无扰切换,系统软件3系统完全基于Wi n d o w s N T、i Wn d o w s Z 操作系统平台的开发和应用0 0 0,采用S QL S e r v e:据库和O if ce 文档报表,O L E 自动链接、A ict va et X 活动控件等,开放、分布、分散、分层的网络体系结构。调度运行人员可以对各变电站、发电厂实时运行的设备情况、生产数据、开关跳合和书故报警进行远方或当地监视,可以查阅历史数据、历史事件和事故追忆参数等数据,可以在线修改有模块名称应用程序名称功能数据库初始化In i t s e a d a D B.e x e 初始化并设置工程数据库系统集成S e a d a D e if n e .e x e 工程数据库定义监控画面编辑报表编辑数据采集S e a d a D a t a s e a n .e x e 串行通讯规约解释数据预处理通道信息监控调度工作台S c a d a l n te r fa c e.e x e 系统监控通信监控数据监控历史事件历史数据P D R 数据实时库浏览召唤打印系统维护S e a d a A t t e n d a n c e .e x e 工程数据维护历史数据维护A V I 动画制作软件设计中将继电器保护、自动装置的动作和断路器的跳合闸按动作顺序记录,事件分辨率小于Zm,实时时钟误差小于l m s;电气模拟量和非电气模拟量可以设置上上限、上限、下限、下下限和梯度变化限值等5 个限值,当测量值越限时发出报警并做相应处理;当某些事件产生时启动相关的事故追忆记录,输出事故前、后一段时间内的模拟量值,追忆数据的测点和周期可定义;在系统发生或运行设备工作异常自动进行语言、音响报警,推出事件设备的画面,画面上相应的画块闪光报警,指出事件的性质和异常参数值,也可推出相应的事件处理指导。该系统能与调度计算机系统进行对时、通讯、完成厂站事件顺序记录(S O E)遥信、遥测、遥控和遥调等功能,与多级调度进行远动通讯并可选用各种通讯规约。继电保护系统的可靠程度决定着供电的可靠性,对继电保护系统的可靠性进行分析要结合供电条件的特殊性。可靠性的区间分析可以保证评估的可靠性。可靠性的评估可         以保证继电系统的稳定性,但是不同的评估方法具有不同的适用的范围。         3 结语         系统设计采用合理的冗余配置和诊断至模块级的自诊断技术,具有高度的可靠性,并充分考虑到高压配电装置运行时,对综合自动化系统特别是布置在开关柜上的设备的影响,系统具有良好的电磁兼容性,并采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、抗干扰编码、智能诊断、闭锁控制电路、抗震动等多种软硬件方面的措施。         继电保护及综合自动化监控系统可接受现场采集的数字量、模拟量和电度信息,向现场发布控制命令,可同时用不同的规约向二个或多个调度所集控站发送报文,该系统功能强大、用户界面友好,系统组态灵活,具有良好的开放性、可维护性和可扩展性。         随着人们对继电保护系统供电可靠性越发重视,关于继电保护系统可靠性的研究也越来越多。可靠性参数的精确性直接决定了区间分析结果的精确性,继电保护系统基础可靠性数据的统计与管理工作有待完善。         参考文献:         [1] 丁生虎.基于序贯蒙特卡罗仿真的继电保护系统区间分析模型[J].电网技术,2014,28(3):38-42.         [2] 李迎春.辐射状配电系统区间分析的故障遍历算法[J].电力系统自动化,2015,27(2):53-56