城关站综合自动化工程

搞要本文介绍了湖北省汉川市城关站综合自动化系统改造情况，着重叙述了工程的技术特点

关键词自动化工程低固减载载体

汉川城关110kV变电站综合自动化系统采用的是湖南湘南电气设备厂生产的WKBC型微机监控与保护装置。于1995年12月签订合同和技术协议，安装、调试工程从1997年11月2日由我局工程技术人员与湘南厂技术员共同进行，至12月26日结束。其中11月2日至12月14日是工程前期，完成了工程全部电缆规格、型号、数量的预算和主控室内各个屏之间的放线、接线工作。12月15日至12月26日完成了室外一次设备至主控室之间所有电缆的放线、接线工作。26日晚，旧二次设备全部退出，新设备全部投入运行。

1 工程概况

1．l变电站现状

城关站建于1972年，目前有主变三台，总容量7．3万kVA，有110kV、35kV、10kV、6kV共四种电压等级；有2条110kV进线，2条35kV出线，14条10kV出线，2条6kV出线，一次接线和运行方式均较复杂。该站担负着全市总负荷的70%。

1．2二次设备改造更新的原因

随着城关站主变的增容，出线的增加以及负荷的增长，原有的常规保护、控制、测量设备已越来越难以满足电力安全生产和电网可靠稳定运行的更高要求。为满足变电站无人值班运行和建立现代电力企业的需要，必须对城关站原有的二次设备进行技术改造更新。目前国内已有不少的厂家研制、生产了以计算机技术为基础的变电站综合自动化系统。这些系统以全新的微机保护、控制、测量设备代替常规二次设备，使软硬件资源实现了充分的共享，大大简化了二次设备的配置，减轻了安装施工和运行维护工作量。

1．3改造的目标

改造的总目标是将城关站改造为无人值班的变电站。

(l)将变电站原有的常规保护、控制、测量、信号回路全部改为微机保护、控制、测量、信号回路。

(2)将变电站原来的"两遥"功能扩展为完善的"四遥"功能，以实现远方操作。

(3)将原来保护、控制与远动分开配置的状况改造为一个有机的整体，充分利用已有的硬件资源。

(4)将原来的常规电度表计量改为脉冲电度表计量，由系统自动采集电度量，实现远程抄表。

(5)增加一些重要的状态量和数据量的采集，如城026刀间的位置状态和主变温度、档位，以提高变电站的安全监控水平。

(6)将变电站直流电源由人工调节控制改为自动充放电，实现直流电源的无人值班化。川更换变电站至调度的远动通道，提高运动通信质量。

2 综合自动化设备的技术特点和功能水平

经过对国内数种综合自动化系统的考察、对比、论证，决定选用湘南厂与华中理工大学共同研制，生产的WKBC型微机监控、保护设备作为城关站的综合自动化系统。该套系统共有2面三图变微机保护屏，l面公用屏，2面微机线路保护屏，2面变送器屏，4面电度表屏和3面电源屏及一套微机采集与监控系统。

2．l技术特点

(l)保护、控制采用全微机，充分利用微机的数字运算和逻辑处理能力，配合软件完成常规保护的一切功能，并能完成一些常规保护无法实现的功能，大大提高了保护性能。(2)每面保护屏上均装有V40I控机。该机抗干扰能力强，通过它可随机视察屏上各保护单元的定值，电流来样值，故障报告，保护投退情况。

(3)保护配置灵活，通过V40工控机用控制字或压板投退保护。保护定值修改方便，通过V40输入保存于存贮器中，精度高，范围广。

(4)sky、10by、6by出线保护单元硬件电路完全相同，电路板可互换，便于故障查找、维修。

(5)完善的抗干扰、自检措施和独立的看门狗电路，保证保护装置具有高可靠性。

2．2功能水平

(1)具备完善的"四遥"功能。遥测除了采集电流、母线电压、有功、无功等常规电气量外，还增加了主变温度、档位，电网频率，直流母线电压，电能表的脉冲输出等。

遥信除采集断路器位置状态外，还增加了保护性质，重合闸，控制回路断线，保护单元装置故障，进线电源刀闸位置状态，PT断线，接地，机构压力异常，机构储能正常，正流母线正接地，负接地等。

遥控对象主要有断路器，信号复归。

遥调对象主要是有载调压变的分接开关。

(2)PT二次电压自动切换电路，满足了分段母线中某一段母线的PT检修或退出后该段母线上所连出线的保护、测量、计量电压所采。

(3)具有主变超温启动风扇和告警功能。

当变压器上层油温超过55℃时，控制电路自动启动降温风扇；当变压器上层油温超过85℃时，控制电路给主控室监控台发告警信号。

(4)主变档位调节和显示实现了保护屏和监控台双重操作功能。在保护屏上，通过按钮进行档位上调、下调、紧急刹车，并由档位变送器显示当前档位。在监控台，通过键盘，也可进行档位的上调、下调、停止调档，在一次主结线图中显示当前档位。

(5)实现了低周减载的软件设置。通过监控台微机，输入编制好的低周减载方案及延时时间，实现低周自动减载。

(6)整定值的修改省时、便捷。要修改定值，只需操作保护屏上V40I控机，输入各类定值和相关数据，并保存于EzpROM中，永不丢失，改变。

该套综合自动化系统投入现场运行，到笔者结束本文的近8个月时间内，设备经历了雨雪、高温、高负荷的考验，未发生保护拒动、课动和其它异常现象，遥测精度极高，遥

控、遥调出口准确。其间城关站共有三十余次事故跳闸，监控台均准确记录，及时发出了事故音响，准确率达100%。

3 工程经验及综合自动化系统改进意见

3．1工程经验

回顾整个工程的实施过程，作为工程的技术负责人，笔者觉得确有几点值得总结的地方。

(l)认真准备，精神筹划。这次改造工程，是一个涉及保护、试验、计量、调度、计划、安监等多个部门的较复杂工程。对于这类工程，要认真准备，精心筹划，仔细推敲，确保施工安全和顺利进行。

城关站作为一个枢纽变电站，客观要求不能全站停电施工，只能分步停电施工。为此我们将整个工程分成两个阶段，第一阶段为前期施工阶段，此阶段是在不停电的情况下进行的。主要作了充分详细的准备，包括各屏之间的电缆连接和停电施工方案，方案详细到每天停送哪几台开关，完成哪些二次回路，当天施工的技术要点和安全注意事项。

第二阶段为停电施工阶段。此阶段根据停电施工方案进行，每天停几台开关，就要完成相关的全部二次回路，并调试准确于当天随一次设备一并投运。为保证当天工作如期完成，我们总是提前一天审核第二天的工作计划，并视工程进展和实际，对计划作适当的调整。(2)成立工程技术小组，全盘负责工程技术工作。为保证城关站综合自动化设备安装的顺利、高质量地完成，我们成立了由工区保护、调度远动、变电运行有关专业技术人员组成的技术组。在施工的第一阶段，技术组首先请厂方技术人员向技术组成员讲解设备的结构和工作原理，尽快进入角色。并对施工方案进行了详细周密的探讨。在停电施工阶段，技术组成员不参与对钱、接线工作，而是分成几个组，各负其责，对整个施工进行技术指导。

实践证明，这种方式确能保证工程严密、高效地进行。

(3)勤思勤记，做好"问题流水帐"。在安装调试期间，无论是保护屏，还是监控台，无论是硬件，还是软件，均曾出现过不少问题。对于这些问题，我们的做法是按时间顺序将具体现象详细记录下来。当时能解决的，或已解决的，做个记号，注明问题的原因；当时不能解决的，记下来的目的是提醒自己，以督促厂方尽快解决。这种方法的好处较多，主要有两点，一是有利于投运后的设备不"带病"运行，二是有助于今后设备的故障检修。因为故障的排除过程，就是对设备原理的熟悉过程，就是学习分析故障和定位故障的过程。

3．2综合自动化系统改进意见

通过参加整个工程的施工，和与厂方技术人员的探讨，笔者认为该系统存在一些技术性的不尽之处。现将主要问题提出来，并提出自己的改进设想。

(1)全面提升监控台程序的开发平台。该套综合自动化系统的监控程序选用MS－DOS为开发平台，由于MS－DOS的单任务性，加之程序中一次主接线图大量遥测量未显示，致使监控台程序操作起来较繁琐，查看遥信，遥测和有关实时曲线时，不得不在几个画面之间来回倒换。

(2)改善监控台程序用户接口。现有程序用户接口不灵活，一是若站内一次主接线变化，比如增加一条出线或修改一条线路名称，编号等，用户都不能修改。厂方解释，要改运上述内容，需调出全部源程序加以修改。二是即使用户被授权可以修改源程序，也需专门设备将修改后的程序写入程序存贮器。因为监控台的程序和数据栽体是半导体盘，程序保存在只读存贮器中。

建议烙程序载体由半导体盘换成硬盘，以便于修改后的内容存盘，而且还可克服半导体盘存贮空间过小的缺点。另外，专门设计一个作图软件包，用户运行作图软件包即可修改画面，而不必修改大量的原程序。

(3)将直流采样改为交流采样。目前，这套设备测量方式采用直流采样，其缺点一是精度较低，二是变送器的校试工作量较大。而交流来样精度高，无需周期性的校试，代表着今后的发展方向。

(4)保护屏有关操作应设防误管理措施。比如保护的投退、保护定值的设置，任何人只要看看操作手册，均全操作。这种操作的任意性，对变电站的安全运行留下隐患。

建议对这些较重要的操作，在V40工控机软件中增加口令功能，以保证只有相关人员才有权限进行上述操作。

另外重要的一点，就是原来的五防闭锁功能失去了重要的一环：闭锁程序完全与开关无关了。开关的分合操作只须按动保护屏上的分问、会闭按钮。刀闸的推拉也与开关无关。这种状况起不到五防的作用，严重威胁着人身和设备的安全。建议增设微机闭锁装置，完善五防闭锁功能。

(5)增加接地自动选线功能。寻找接地故障线路的传统方法是依次拉闸停电。这套设备寻找接地故障也是沿用传统方法。

建议充分利用现有的丰富软硬件资源，适当修改软件，实现接地故障的自动选线，提高供电可靠性，真正满足无人值班要求。

(本文获优秀论文三等奖)

刘定国 湖北省汉川市供电局(432300)