一套成熟的變電站自動(dòng)化產(chǎn)品, 其可靠性決不會(huì)低于常規(guī)站的控制。如分層分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng), 其監(jiān)控系統(tǒng)冗余配置, 控制與防誤操作亦分層分級(jí)設(shè)置, 控制與操作的可靠性及靈活性都很高。現(xiàn)就其主要特點(diǎn)及與常規(guī)方式的差異進(jìn)行分析與介紹。
1 控制與操作的高可靠性
變電站的設(shè)計(jì)首要考慮的便是控制與操作的高可靠性,采用自動(dòng)化系統(tǒng)的變電站更要將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)縝密設(shè)計(jì)。通常用于高壓電力系統(tǒng)的變電站自動(dòng)化產(chǎn)品都具有以下功能,以保證控制操作的高可靠性。
1.1 多級(jí)多地點(diǎn)控制功能
自動(dòng)化系統(tǒng)的控制操作方式有遠(yuǎn)方遙控、站控、就地(后備操作)3種方式。
遠(yuǎn)方遙控:由調(diào)度人員在調(diào)度端發(fā)出下行控制命令。
站控操作:運(yùn)行人員在變電站層監(jiān)控主機(jī)發(fā)出操作命令,通過(guò)交互式對(duì)話(huà)過(guò)程,選擇操作對(duì)象、操作性質(zhì),完成對(duì)某一操作過(guò)程的全部要求。
就地操作:作為后備控制方式,當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)故障或網(wǎng)絡(luò)故障時(shí),可在間隔層的測(cè)控單元的小開(kāi)關(guān)手動(dòng)控制或通過(guò)就地監(jiān)控單元裝置上的薄膜鍵盤(pán)進(jìn)行就地控制。
上述3種操作方式通過(guò)軟件或使能開(kāi)關(guān)可相互切換,當(dāng)切換到后備手動(dòng)控制時(shí),站控及遙控命令不被執(zhí)行;當(dāng)切換到站控操作時(shí),后備手動(dòng)控制不產(chǎn)生任何作用,計(jì)算機(jī)對(duì)一臺(tái)設(shè)備同一時(shí)刻只能執(zhí)行一條控制命令,當(dāng)同時(shí)收到一條以上命令或預(yù)操作命令不一致時(shí),應(yīng)拒絕執(zhí)行,并給出錯(cuò)信息。每個(gè)被控對(duì)象只允許以一種方式進(jìn)行控制。
1.2 操作過(guò)程中軟件的多次返校
1.2.1 操作員權(quán)限設(shè)密,以杜絕誤操作及非法操作。目前成熟的監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備都具有良好的容錯(cuò)能力,即便運(yùn)行人員在操作過(guò)程中發(fā)生一般性錯(cuò)誤,均不引起系統(tǒng)的任何功能喪失或影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,對(duì)意外情況引起的故障,系統(tǒng)都具有恢復(fù)功能。
1.2.2 操作員工作站發(fā)出的操作指令,都必須經(jīng)過(guò)選擇—校核—執(zhí)行等操作步驟,返校通過(guò)后再送至該點(diǎn)執(zhí)行下一步驟。當(dāng)某一環(huán)節(jié)出錯(cuò),操作指令中斷,并告警提示。每次操作結(jié)束后,系統(tǒng)自動(dòng)記錄操作過(guò)程并存盤(pán)。
1.3 監(jiān)控系統(tǒng)的雙機(jī)配置
220 kV及以上電壓等級(jí)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)多作雙機(jī)雙網(wǎng)配置,作為人機(jī)接口的監(jiān)控主站冗余配置,熱備用工作方式,可保證任意設(shè)備故障時(shí)對(duì)控制功能無(wú)影響。時(shí)下的做法,監(jiān)控主站用以太網(wǎng)相聯(lián)并以HUB作為該以太網(wǎng)的管理。該網(wǎng)上任一裝置異常,可將熱備機(jī)切換為主機(jī)工作。
監(jiān)控系統(tǒng)硬件的冗余配置,系統(tǒng)分層分布式結(jié)構(gòu),為變電站的控制與操作的可靠性提供了保證。
2 操作閉鎖的實(shí)現(xiàn)方式
為保證變電站控制與操作系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性,變電站的防誤操作的設(shè)計(jì)也是重要環(huán)節(jié)之一。因?yàn)槭怯?jì)算機(jī)監(jiān)控,變電站不再采用繁瑣的電氣聯(lián)鎖,可方便地實(shí)現(xiàn)多級(jí)聯(lián)鎖。對(duì)于分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng),其操作閉鎖方式也為分層分級(jí)式閉鎖而與該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。每個(gè)間隔的測(cè)控裝置,已引入該間隔的交流電流、電壓、斷路器位置及刀閘輔助接點(diǎn)作為遙測(cè)、遙信之用,這也為實(shí)現(xiàn)本間隔內(nèi)的斷路器及刀閘操作的防誤操作提供了必要條件。智能型裝置可很方便地利用上述信息進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)該間隔的操作閉鎖功能。
對(duì)于全站的涉及多個(gè)電氣間隔和多個(gè)電壓等級(jí)間的操作閉鎖,目前有3種不同的實(shí)現(xiàn)方式。其一,用軟件實(shí)現(xiàn),即將全站的防誤操作閉鎖用軟件編程置于監(jiān)控主機(jī)之內(nèi)。監(jiān)控主機(jī)可從通信網(wǎng)上獲得全站所有開(kāi)關(guān)、刀閘的狀態(tài)信息及每個(gè)間隔控制終端的操作信息,引入設(shè)備操作規(guī)則,進(jìn)行軟件編程即可實(shí)現(xiàn)全站的操作閉鎖功能。該方式應(yīng)該說(shuō)是最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)可靠的方案之一。其二,硬件閉鎖,即西門(mén)子公司的8TK模式。西門(mén)子公司的LSA-678變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)便是8TK操作閉鎖裝置的相對(duì)獨(dú)立性,8TK純粹作為控制及操作閉鎖之用,每個(gè)間隔的刀閘信息進(jìn)8TK1實(shí)現(xiàn)該間隔的操作閉鎖,各間隔的刀閘信息經(jīng)重動(dòng)后都進(jìn)入8TK2裝置,母聯(lián)刀閘及母線(xiàn)地刀等直接引入8TK2裝置,8TK2裝置實(shí)現(xiàn)間隔之間的操作閉鎖功能。其三,軟硬相結(jié)合的閉鎖方式,間隔之間的閉鎖采用8TK及類(lèi)似裝置實(shí)現(xiàn)閉鎖功能,監(jiān)控主機(jī)內(nèi)做一套全站的軟件操作閉鎖。該模式即為浙江金華雙龍500 kV變采用的操作閉鎖方式。
軟硬兩級(jí)閉鎖,其可靠性高,監(jiān)控系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障不影響全站的安全可靠操作,但該模式接線(xiàn)復(fù)雜,且價(jià)格昂貴,金華500 kV變的該套8TK閉鎖裝置約花費(fèi)人民幣300萬(wàn)元。
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