计算机监控系统的在变电站集控中心应用

张国淼,王朕伟,张茂芬

(1.哈尔滨电业局,黑龙江哈尔滨 150030;2.黑龙江省电力科学研究院,黑龙江哈尔滨 150030)

计算机监控系统的在变电站集控中心应用

张国淼1,王朕伟1,张茂芬2

(1.哈尔滨电业局,黑龙江哈尔滨 150030;2.黑龙江省电力科学研究院,黑龙江哈尔滨 150030)

主要以集控中心RCS-9001计算机监控系统应用过程中发现的问题为例进行分析,从变电运行专业角度研究讨论计算机监控系统中三遥信息和后台画面规范的建议,并介绍集控中心特点,阐述集控中心后台集控系统在后台机画面和一、二次设备等在遥控、遥信、遥测等方面应具备的信息量以及今后发展过程中需要解决及规范的一些问题。

变电站;综合自动化;集控中心;监控系统

近几年变电站的无人值班方式正在哈尔滨电业局范围内快速推广,为适应无人值班的要求,所有新建的变电站均为综合自动化变电站,并陆续对一些老旧变电站进行综合自动化改造,由此,变电站计算机监控系统得到了广泛应用。新建的哈尔滨电业局太平集控中心监控系统则采用了南瑞继保公司开发的 RCS-9001系统。

1 集控中心计算机监控 RCS-9001系统功能介绍

南瑞继保的 RCS-9001系统功能较为强大,该自动化系统不仅可以很好地满足传统集控站系统的实用化验收和系统升级改造的要求,而且可以更进一步满足集控站系统在电力体制改革中提出的新的运行和管理的需求。其主要应用功能有以下几个方面:

数据采集和监视控制(SCADA):RCS-9001 SCADA应用充分汲取了以往系统的经验,更加成熟可靠,集控、保护信息采集一体化,功能更强大。

五防操作票:RCS-9001五防操作票具有技术先进、安全可靠、功能完善、性能价格比高等特点,适合各种电压等级的变电站、集控中心的防误闭锁操作和操作票生成管理使用。

集中式电压无功控制:RCS-9001集中式电压无功控制(IVQC)作为区域性的电压优化控制手段,能兼顾到集控站中各个变电站之间电压及无功的影响,从而更好地适应电力系统运行的稳定性、安全性和经济性的需要。

调度管理:调度日常运行管理工作包括很多方面,如计划检修、倒闸操作、事故处理以及数据统计等等。RCS-9001调度管理系统大大满足了用户对日常调度生产的管理需求。

保护信息系统:继电保护及故障信息管理系统提供了建立电网故障和保护信息处理的完整解决方案。日常运行中,用户可通过集控站保护信息管理服务器巡检远方子站端的微机保护和故障录波信息。发生故障后,子站迅速、准确地将完整的保护动作和录波报告传送到集控主站,使调度端及时准确地掌握电网的事故情况,提高事故分析的速度和准确性。

视频监视系统:为了加强对重要变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警集控等方面的综合管理水平,RCS-9001电力视频监视系统可以使电力系统运行人员对变电站现场进行实时视频集控,并且通过与后台集控系统的集成,使得在后台集控操作、告警时可以直接监视现场。在传统“四遥”的基础上,实现“第五遥”功能 ——“遥视”,能够使得集控站运行、维护、管理的综合自动化水平得到进一步提高。

2 集控中心计算机监控系统应用中存在的问题及分析

哈尔滨电业局太平集控中心运行两年多,虽然整体运行较为稳定、可靠,达到了 18个变电站无人值班或少人值班,实现了减人增效的目的。但是,在实际应用过程中也发现了一些需要解决及进行规范的问题,这些问题如果不进行解决,势必影响集控中心今后的安全、可靠、优质运行。

2.1 计算机监控系统后台机的主画面存在不规范

及不符合运行实际要求的现象

a.后台机画面一些变电站的名称字号、字体、颜色、位置不统一。

b.现在的小车开关(及刀闸)、母线线条颜色等后台图形不符合国家电网公司生产管理系统基本图元范本要求。

c.电压互感器(TV)部分,有的变电站后台只有保护 TV显示 3个相电压及 2个线电压及 3U0,而没有显示计量 TV的线电压数值,这样当计量回路发生保险熔断、或空开跳闸时或回路断线时,不能及时发现处理。

d.个别变电站后台画面 10 kV频率 f没有做,这样当发生低频保护动作时,不利于集控人员了解频率值,来判断保护动作的正确性。

e.部分变电站的主变二次数值 P、Q取负值,依据是流入母线为负值的规定,但不符合运行实际要求,因为母线上并联电容器投、切主要依据为主变二次无功数值的正、负来监视是否对系统反送无功。

f.有载调压主变档位“升”、“降”、“停”显示不统一,有的是右键单击主变档位来显示“升”、“降”、“停”操作的。另外有的变电站主变的油温表有两块,而后台机只能显示一块油温表的温度。

g.部分变电站后台画面缺少变电站内交、直流部分的主要运行数据,如直流控母、浮充电流;交流线电压、交流电流等。

h.部分变电站后台画面应具备的菜单不全面、不统一。

i.部分变电站一次设备带电,后台机颜色不变色,当一次系统带电后,其有功功率必须达到 0.3 MW(厂家设计时规定)时后台机接线图才能变为相应的颜色,而对于无功较小的变电站或 66 kV侧没有PT的变电站显然不能改变颜色,也就不能从后台机颜色上正确反应系统的运行状态,容易给运行人员的集控造成误解。

2.2 计算机监控系统后台机遥信存在的主要问题

a.部分变电站 SF6开关遥信点采集不全的问题。例如66 kV南直变:无南直分甲、乙线开关仓 SF6低气压告警,而且无闭锁遥信;66 kV太古变:无 1、3号主变汇控柜 SF6气压低闭锁遥信。其它变电站也存在相同或类似情况,这些变电站 SF6开关遥信采集不全的主要原因是因为这些 SF6开关生产的年代均为 2000年以前,开关的辅助接点不够造成的。所以当这些变电站的SF6,开关因为SF6压力降低到闭锁值以下时只能发出“分合闸闭锁”、“控制回路断线”信息,不利于运行人员正确判断开关发出异常信息的原因。

b.主变压器“在线滤油机”动作时没有遥信。例如军工变的主变、公滨变的 1号主变及平房变主变在线滤油机的启动、停止、故障等在集控中心均没有遥信点,所以发生上述现象时不能有遥信发出,不利于对主变在线滤油机的监控,特别是在滤油机发生故障的情况下不能及时发现,不利于变压器的安全运行。

c.目前接入集控中心的各综合自动化变电站直流设备部分存在遥信量较少或没有的问题比较突出,接入集控中心的18个变电站直流遥信部分均(部分)不完全满足运行监控要求。

2.3 计算机监控系统后台机遥测方面的问题

a.当集控中心与站端核对计算机监控系统的电流、有功、无功等数值时,有时会发现不一致或虽然数值一致,但经过比较计算不符合实际时,应仔细分析,这种情况大部分是因为自动化专业人员在监控系统数据库中输入 CT变比时错误造成的。

b.现在对所内变及消弧线圈的温度均没有采集遥测值,不利于对其进行集控。

c.集控端和站端计算机监控系统遥测值的基准端没有明确,使运行专业人员没有可靠准确的数值参考。

2.4 计算机监控系统后台机遥控方面的问题

部分变电站的进线、出线重合闸软压板在后台机没有,所以不具备遥控重合闸软压板功能,而当调度下令线路带电作业停用某一重合闸压板时,集控站值班人员往往为了去变电站投、停一个重合闸压板而耗费较长的时间。另外一个问题是公滨变、任家桥变的软压板在进行“投入”或“停用”时需要对开关进行五防解锁操作后才能进行,实际上是经过了“五防”操作程序,而在运行实际工作中操作压板是不需要经过“五防”程序的,而只需要有操作人及监护人即可。

3 集控中心计算机监控系统后台机的规范建议

3.1 后台机主画面部分规范建议

a.变电站的名称字号、字体、颜色、位置应统一。

b.关于小车开关(及刀闸)或其它一次设备图元显示标准应符合国网公司(国家电网公司生产管理系统基本图元范本);母线及一次设备线条颜色也应符合国网公司标准。例如(根据后台机黑色底画面制定本颜色):220 kV(RGB(128.0.128)紫色);66 kV(RGB(255.204.0)橙黄);10 kV(RGB(252.33.94)玫瑰红);380 V(RGB(240.230.140)黄褐);失电颜色为灰色参数:RGB(128.128.128)。

c.电压互感器 TV部分。保护 PT应显示三个相电压及三个线电压及 3U0,取三个相电压主要考虑是当发生系统接地故障时,接地相为零或降低,其它两相升高为线电压或升高,而 U0为 100 V左右(指金属性接地)便于集控人员准确判断接地相别及是否是纯接地故障。计量 PT应显示三个线电压,主要是监视计量 PT一次保险或二次空开是否熔断以及二次回路是否断线等。

d.频率。应显示 10 kV频率 f的数值,主要原因是有低频保护的变电站当发生低频保护动作时,便于集控人员及时了解频率值,当发现有的低频线路保护拒动时,应立即遥控断开其开关。

e.变电站的主变二次数值 P、Q正常送出负荷时取正值进行监控,其它线路或主变一次需以母线为标准,按照送入为负值,送出为正值的原则。

f.主变应显示档位、及油温(有两块表计的应显示两个油温且标明哪一侧):应统一为“升”、“降”、“停”进行分接头调整。

g.所内交、直流部分取主要的运行数据显示在主画面上,应显示直流控母、浮充电流;交流线电压、交流电流。

h.各变电站画面应具备的菜单。消弧线圈及小电流接地选线、软压板、远方、就地、交、直流、返回主菜单。

i.针对部分变电站后台机颜色带电不变色问题,建议在当前情况下是否能够对无功较小的(小于 0.3Mvar)采取 66 kVPT电压的方法来改变接线图的颜色。而对于66 kV母线没有 TV的采取 10 kV侧有功或取 10 kV侧电压等方法而使后台机改变颜色。

3.2 后台机遥信部分规范建议

3.2.1 一些变电站 SF6开关遥信采集不全的主要原因是开关的辅助接点不够造成的。基于这种情况建议在对这些变电站进行综合自动化改造时,在设计上增加一些开关的辅助接点,以适应综合自动化改造的需要,对新建的综合自动化变电站如有 SF6开关时,在设计时必须考虑具备相应的遥信点,以适应以后变电站无人化后接入集控中心的需要。

3.2.2 对一些变电站主变压器“在线滤油机”不具备滤油机的“启动”、“停止”、“故障”'等遥信的现象,建议今后的设计、安装时给予必要的考虑,以利于变压器的安全运行。

3.2.3 针对目前接入集控中心的各综合自动化变电站交、直流设备部分存在遥信量较少或没有,不能完全满足运行集控要求的情况,以及交、直流系统在变电站中的重要作用,交、直流遥信建议应满足以下要求。

3.2.3.1 直流部分增加的遥信量:

a.充电机故障(含充电模块)。

b.直流母线电压异常(过高、过低)。

c.直流接地(正极、负极;具有绝缘监察装置的还应有具体接地支路的报文)。

d.交流电源故障(如 1路或 2路交流失电、缺相,交流电源切换等)。

e.交流输入、模块输出开关跳闸(包括充电屏及馈电屏所有开关)。

f.直流屏通信故障。

g.增加直流系统配置图。

3.2.3.2 交流部分增加的遥信量:

a.380 V 1路(或 2路)失电。

b.所内 380 V交流失电。

c.380 V分段(或进线)备自投动作。

d.交流屏各开关变位遥信 380 V交流电压过高(过低)。

e.增加交流系统配置图。

3.3 后台机遥测部分规范建议

a.集控端如有发现遥测显示设备电流、有功、无功等数值与站端数值不一致时,应与继电保护人员仔细分析、判断不一致的原因,避免因自动化专业人员在输入 CT变比时造成错误,同时也要求运行人员及时核对 CT变比正确性。

b.对所内变及消弧线圈的温度均没有采集遥测值的问题,建议今后在对变电站改造,或新投变电站时在设计上给予考虑即可。

c.明确设立遥测值基准点,不管是站端还是集控端,均可以校对遥测值的准确性。

3.4 其它部分的一些规范建议

a.集控中心后台报表方面总体数据准确、可靠,可以实现如月份综合报表、电容器投切次数及时间、以及受电线、主变、配电线的 I、P、Q日报表等,但也有软件问题,厂家软件维护人员也应采取相应措施加以解决。

b.建议增加报警屏蔽功能。所谓报警屏蔽功能,即在接入新变电站、设备新投、检修、改造、传动等过程中,大量的无用信息上传(相对于集控人员)对运行人员的干扰很大,且时间较长(综合自动化变电所改造调试在 30 d左右,新投变电站时间更长)。是否能采取措施将此时的相关信息暂时关闭(屏蔽)(例如单独建立某一检修变电站的某些设备进入调试状态,单独报文且无相关音响),达到不干扰集控人员对其它运行设备集控的目的。

c.尽快在集控中心计算机监控系统上实现无功优化功能,提高供电质量及供电的经济性。通过开发利用计算机监控系统上实现无功优化功能,控制变电站无功设备和变压器分接头来自动调整无功出力,使注入电网的无功值为电网要求的优化值,从而达到电压质量高和线损小的目的。

d.开发视频监视系统(遥视)。如能实现对所有无人值班变电站主控制室、高压室、主变、断路器、隔离刀闸、室外场地等的实时集控,必将对变电站在安全生产、防盗保安、火警集控等方面产生积极的作用。现在这些无人值班的变电站发生跳闸、接地时,按调度规程要求必须到现场检查开关无问题或所内没有接地现象时才能进行强送电或者进行接地选除,而运行人员到达现场需要一定的时间,如遇上交通不畅时间更长,严重影响处理事故的时间,如果具备遥视功能,运行人员在集控中心对变电站内的相应的设备进行检查无问题后便可进行强送电或者进行接地选除,这样既可大大缩短处理事故的时间又减少了运行人员不必要的奔波,当然这需要有相关部门制定相关的规定并批准才能执行。

4 结论

综上所述,集控中心计算机监控系统存在问题及规范建议的分析与讨论也可以适用于站端计算机监控系统。随着电网的快速发展,综合自动化变电站的增多,集控中心计算机监控系统必将会发挥更大的作用,虽然集控中心计算机监控系统在实际运行过程中,存在一些这样或那样的问题,但这些都是计算机监控系统发展过程中所必须要经历的,也是可以克服的。相信经过各个部门的协力配合,密切协作,共同努力,一个自动化程度高、运行可靠、功能强大、制度完善的集控中心很快会出现在大家眼前。

[1] GB 50059-92,35-110 kV变电站设计规范[S].

[2] DL/T 5149-2001,200-500 kV变电站计算机监控系统设计技术规程[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

张国淼(1966-),男,现为 1994年毕业于哈尔滨理工大学,现为哈尔滨电业局变电运行工区专工。

(责任编辑 徐秋菊)