浅谈220kV变电站后台监控系统

2022-09-11

1 变电站后台监控系统概述

目前, 后台监控系统广泛运用于各个220kV及以上电压等级的变电站, 其广泛的运用了计算机、计算机网络、自动化控制、电子通讯等技术。后台监控系统自动化程度高, 可靠性高, 人机对话友好, 信息传送完整、全面、错误率低。

变电站开关量、模拟量信号通过高压设备的二次部分 (开关、刀闸辅助节点, TA、TV二次线路) 传入相应测控装置、保护装置, 经过测控装置、保护装置处理后通过通讯机连入以太网供后台、五防机提取, 后台、五防机通过自身软件将各模拟量、开关量、保护信息进行整合、处理, 形成人机界面;同样的, 要实现远方控制, 由人控制后台或五防机通过权限确认发出指令, 通过以太网、通讯机将指令发给测控或保护装置, 测控或保护装置对指令进行确认、执行, 从而能实现一次设备操作 (断路器、刀闸、中地刀) 、辅助设备操作、保护定值更改、功能控制字更改、安全五防、模拟操作等控制功能。

220kV及以上电压等级变电站应全站使用GPS对时, 这样才能与电厂、调度统一时间, 有利于具体运行的操作和管理, 并为故障或事故后分析提供统一时间基准。

2 变电站后台系统的实际运行

后台计算机应为一主用、一备用的运行模式, 主机、备机都能独立的完成所有后台工作。运行人员日常巡视应重视后台、通讯装置的运行状态。

2.1 一次设备操作及五防

一次设备操作是后台系统的重要功能之一, 通过后台计算机操作人员能通过自身权限远程操作一次设备, 包括断路器的合切、刀闸的推拉、变压器有载开关的调档等操作。

许多变电站都配有五防机, 操作人员在操作之前, 需在五防机上模拟整个一次操作过程, 五防机通过五防逻辑, 判断操作人员的操作顺序是否有不符合安全规程的地方;然后进行真正的操作, 整个操作过程在五防机的监控之下, 操作人应完全按照先前通过五防逻辑的操作步骤进行, 否则五防机拒绝继续操作, 从而保证了操作的正确性。

2.2 监控、报警

监控后台在正常运行时应显示全站所有主要模拟量和开关量的信息, 包括母线电压、功率因数、各进线、支路、母联的电流、有载调压档位、变电站主接线图及运行方式图形表示等主要信息。

通过对保护装置、测控装置和后台本身的一些开关、模拟量的定值设置, 监控系统会根据变电站开关、模拟量及其他量的变化通过后台向值班人员报警。报警应有音响、闪光等明显提示, 报警信息应准确、完整、明确, 报警应分级别, 不同紧急程度用不同的闪光和音响。值班员应保持后台机音响的正常, 交接班时应试验音响。

2.3 保护管理

通过一定的权限设置, 工作人员能从后台直接查询、修改保护装置的定值和其他参数。此功能应对运行值班人员禁用。

2.4 录波、直流系统

有些变电站中, 录波和直流系统也接入了后台系统。实际运行中, 要注意录波系统和直流系统的正常运行。

3 变电站后台系统所面临的问题

3.1 主机选择问题

目前在一些变电站, 由于后台监控机大量使用商用机、家用机和其它计算机, 已经出现后台监控机损坏而不能工作情况。后台监控机应选择工控机, 由于后台监控机要求时实运行, 处理的数据量比较大, 响应速度快, 而且处在强电磁环境, 所以一般普通计算机无法满足要求, 在选择时应选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作, 抗干扰性能强, 能够时实运行, 硬件设备工作稳定性好, 能够满足变电站后台监控系统的要求。高性能工控机能够保证变电站后台监控系统的安全稳定运行。

3.2 权限管理问题

由于当今的220kV站都采用远程微机操作, 操作人只需在后台计算机上操作即可实现操作, 后台功能的丰富甚至能使人在后台机上就能修改保护的定值。这样的情况对于变电站的权限管理就显得尤为重要。有些变电站权限管理混乱, 操作开关都不需要密码, 甚至管理员密码都是路人皆知, 这是非常危险的。针对这方面的问题, 要重视权限管理, 一人一账户, 密码只有自己知道, 工程师、继保人员、运行人员的权限应有严格的划分。

3.3 计算机人为故障问题

由于U盘和光驱的滥用, 已导致多个变电站因为病毒问题后台系统瘫痪。变电站后台计算机应为专用计算机, 除必须的正常维护、运行外, 不应有其他任何的不相关的数据读写。针对这方面, 应制定严格制度, 管理好后台机的数据读写。

3.4 后台系统电源问题

现在某些变电站仍然是用一般的交流电源为后台计算机供电, 这样是极其不稳妥的, 遇到全站的失压、自用电失电的时候, 后台将瘫痪。这是对事故的处理、供电的恢复非常不利的。后台计算机应可靠接入电池容量足够的不间断供电的电源 (UPS) , 全天候24小时运行, 这样才能保证后台在任何时候都能正常运行。系统中通讯及保护、测控装置本身有直流电源供电, 此不赘述。

3.5 操作、事故记录问题

现有的后台软件, 有大部分不能将日常的操作、事故记录方便的转化成文本或图像保存。或者保存起来操作繁琐, 不适合一般运行人员操作。应改进软件的设计, 使后台能够方便的将日常操作、事故记录甚至故障录波、电压电流波形图转化成文本或图像保存。

4 变电站后台系统的方向

如今的变电站逐渐向无人值守的方向发展。若想实现无人值守, 其中最为重要的部分就是变电站的后台系统。无人值守要求变电站后台监测要稳定、可靠, 远程传输数据、操作信息准确无误, 要真正的实现可靠的遥控、遥测、遥调、遥信。

现在的220kV变电站情况比较复杂, 新旧设备良莠不齐。打个比方, 某站220kV侧是新型GIS设备, 而低压35kV侧还使用的老的油断路器系统, 辅助节点、CT、PT根本不符合要求。这样的设备状况使得后台系统的改造变得困难重重。对于这种状况, 应该根据要更改的二次设备的要求先改造相应的一次设备, 从而实现后台系统的全部功能。

另外, 变电站的其他辅助设备也应跟上, 比如配电室温湿度测量及报警装置、GIS的六氟化硫气体泄漏检查装置、自动消防装置等等, 这些装置所采集的数据也应可以进行远程传输。

实现这些, 再提高后台系统本身的性能和可靠性, 无人值守就指日可待。