鐘起鋒 杭州中實(shí)四方電力自動(dòng)化有限公司
摘 要:本文介紹了CSC2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能、組成及運(yùn)用指標(biāo)。并且對(duì)該系統(tǒng)的典型方案在330kV ,220kV,110kV及以下不同電壓等級(jí)變電站綜合自動(dòng)化方面的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。對(duì)不同方案進(jìn)行了比較,為廣大用戶使用該系統(tǒng)提供了很好的借鑒。CSC2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在全國成功運(yùn)行十多年,積累了豐富經(jīng)驗(yàn),取得了良好的效果,得到了廣大電力用戶的好評(píng)。
關(guān)鍵詞:變電站 自動(dòng)化 方案
1 引言
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度
自動(dòng)化的基礎(chǔ)和信息源之一,
信息的正確采集、處理、可靠的傳輸以及合理的利用是它的目標(biāo)。
根據(jù)變電所的特點(diǎn),我們根據(jù)各個(gè)廠家綜合自動(dòng)化系統(tǒng)多年的研究、開發(fā)和實(shí)際工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),選用了四方公司的CSC2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用面向間隔的設(shè)計(jì)思想,利用最新的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),按照變電站自動(dòng)化整體解決方案,統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)的分布分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)間隔層由保護(hù)測控單元構(gòu)成,通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的連接,完成各保護(hù)測控單元與變電站的主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的互連,形成一個(gè)完整的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。各保護(hù)測控單元及變電站其它
自動(dòng)化設(shè)備或子系統(tǒng)在變電站的主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào),管理和控制之下,完成變電站運(yùn)行、監(jiān)視和控制任務(wù)。
2 CSC2000系統(tǒng)組成
l 間隔層的保護(hù)測控單元設(shè)備。
它們把模擬量,開關(guān)量數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能,上送測量量和保護(hù)
信息,接受控制命
令和定值參數(shù),是系統(tǒng)與一次設(shè)備的接口。
l 站內(nèi)通訊網(wǎng)。
它的任務(wù)是搜索各綜合設(shè)備的上傳
信息,下達(dá)控制命令及定值參數(shù)。
l 變電站層的監(jiān)控及通訊系統(tǒng)。
它的任務(wù)是向下與站內(nèi)通信網(wǎng)相連,使全站
信息順利進(jìn)入數(shù)據(jù)庫,并根據(jù)需要向上送
往調(diào)度中心和控制中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方通信功能;此外,通過友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)視、控制功能。
3 CSC2000系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)
CSC2000變電站綜合
自動(dòng)化系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大,其主要的技術(shù)指標(biāo):
l 監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)
Soe分辨率:2ms
模擬量測量精度:電流、電壓:0.2%
功率:0.5%
頻率:0.01Hz
畫面響應(yīng)時(shí)間:≤2S
數(shù)據(jù)更新時(shí)間:狀態(tài)量變化位置:≤2S
重要遙測量更新:≤2S
一般遙測量更新:≤5S
次要遙測量更新:≤10S
GPS對(duì)時(shí)精度:站級(jí)工作主時(shí)間:1ms
間隔層測控保護(hù)單元:1ms
測控網(wǎng)負(fù)載率:正常情況下:≤25%
電力系統(tǒng)故障情況下:≤40%
無鼓掌時(shí)間MTBF:大于20000h
系統(tǒng)可用率:大于99.9%
環(huán)境溫度:站級(jí)工作站:0℃~40℃
間隔層設(shè)備:-10℃~+55℃
-20℃~+60℃
相對(duì)濕度:5%~95%
大氣壓力:80KPa~110KPa
l 間隔層單元設(shè)備的相關(guān)指標(biāo):
額定功率:50Hz
交流電壓:100V
交流電流:1/5A
最大允許連續(xù)電流值:2In
最大允許連續(xù)電壓值:1.2Un
直流電壓:110V/220VDC
負(fù)載:交流電流回路≤0.8VA/相
交流電壓回路≤0.5VA/相
直流回路≤25W
抗電磁干擾能力:
靜電放電抗擾度 IEC61000-4-2:4級(jí)
輻射電磁場抗擾度 IEC61000-4-3:3級(jí)
快速瞬變電脈沖群抗擾度 IEC61000-4-2:4級(jí)
沖擊(浪涌)抗擾度 IEC61000-4-5:4級(jí)
電磁場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾的抗擾度 IEC61000-4-6:3級(jí)
工頻磁場的抗擾度 IEC61000-4-8:5級(jí)
脈沖磁場的抗擾度 IEC61000-4-9:5級(jí)
阻尼振蕩磁場的抗擾度 IEC61000-4-10:5級(jí)
振蕩波 IEC61000-4-12:3級(jí)
機(jī)械性能:
工作條件:能承受嚴(yán)酷等級(jí)為I級(jí)的振動(dòng)響應(yīng)、沖擊響應(yīng)檢驗(yàn)。
運(yùn)輸條件:能承受嚴(yán)酷等級(jí)為I級(jí)的振動(dòng)耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗(yàn)。
根據(jù)我們多年工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和四方公司目前的產(chǎn)品及研發(fā)能力的現(xiàn)狀,我們?cè)谧冸娬揪C合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)中總結(jié)出一些常見的工程實(shí)施方案。由于以太網(wǎng)逐漸被實(shí)踐證明是變電站自動(dòng)化中可靠的網(wǎng)絡(luò)并已經(jīng)被用戶所接受,又由于以太網(wǎng)的低成本和開放性,目前
自動(dòng)化系統(tǒng)的站級(jí)網(wǎng)絡(luò)推薦使用以太網(wǎng)。目前我們采用以下兩種典型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案::
圖1為集中布置的變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置方案,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于110KV及以
下的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以及集中布置的220kV的變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)。圖中人機(jī)交互類的主站是按照CSC2000系統(tǒng)典型配置的。
在這個(gè)方案中,站控層網(wǎng)絡(luò)采用雙以太網(wǎng),對(duì)于110kV及以下的系統(tǒng)可采用單以太網(wǎng),遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)推薦采用雙機(jī)冗余配置并通過通道切換裝置來進(jìn)行調(diào)度雙通道的切換。為降低成本,對(duì)于110kV以下的站也可配置單臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī),此時(shí)若要需要調(diào)度的雙通道切換可采用軟件實(shí)現(xiàn),CSM300C、CSM300E遠(yuǎn)動(dòng)產(chǎn)品均有此切換功能。人機(jī)交互類站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)兩臺(tái),繼保工程師站,VQC主站,五防工作站,在CSC2000系統(tǒng)中由于最初這些主站設(shè)計(jì)是考慮相互獨(dú)立,因此推薦這些主站單獨(dú)配置。為了降低工程成本可考慮將繼保工程師站,VQC主站,五防工作站等與監(jiān)控主機(jī)同機(jī)運(yùn)行,監(jiān)控主機(jī)亦可考慮只配置一臺(tái)。
在間隔層,35kV以上電壓等級(jí)的保護(hù)和測控功能是分在兩臺(tái)裝置中實(shí)現(xiàn),而35KV以下保護(hù)和測控功能在一臺(tái)裝置中實(shí)現(xiàn),CSC系列的保護(hù)、測控、保護(hù)測控一體化裝置均直接通過雙以太網(wǎng)連接站控網(wǎng)絡(luò),若有CS系列的老保護(hù)裝置則需要通過網(wǎng)關(guān)(CSN031A,CSN031F)將Lonworks網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)。
其他廠家的裝置通過信息管理機(jī)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)的CSC-2000規(guī)約和站控成層網(wǎng)絡(luò)連接,這些設(shè)備中保護(hù)設(shè)備一般采用IEC60870-5-103規(guī)約,而其他
智能設(shè)備一般采用其自定義的規(guī)約通過串口或者以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)通信。
信息管理機(jī)的數(shù)量根據(jù)所接的裝置的數(shù)量來配置。目前,在我省各個(gè)地區(qū)220kV老的變電所和110kV新建變電所中,基本采用這種方案。如:220kV紹興九里變,220kV衢州太真變,220kV衢州變,220kV麗水變,220kV嘉興瓦山變等;110kV新建變電所,如:杭州地區(qū)110kV翔風(fēng)變、前進(jìn)變;紹興地區(qū)110kV市民變、城山變;嘉興地區(qū)110kV楊苗變、長安變;臺(tái)州地區(qū)110kV川南變、果麗變等等。
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圖2為小間布置的變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置方案,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于330kV及以
上的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以及小間布置的220kV的變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)。圖中人機(jī)交互類的主站是按照CSC-2000系統(tǒng)配置的。
在這個(gè)系統(tǒng)方案中,站控層設(shè)備布置在主控制室,間隔層設(shè)備大部分分布在離一次設(shè)備比較近的二次設(shè)備小室中。小室按照電壓等級(jí)或者間隔劃分,相關(guān)間隔的二次設(shè)備布置在小室中。站控層網(wǎng)絡(luò)采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),小室之間通過光纖以太網(wǎng)通信,每個(gè)以太網(wǎng)使用獨(dú)立供電的交換機(jī),光纖收發(fā)器等通信設(shè)備。小室內(nèi)可配置帶一個(gè)或者兩個(gè)光纖口的交換機(jī),主控制室配置交換機(jī)和收發(fā)器一體化裝置或者以太網(wǎng)交換機(jī)和光纖收發(fā)器。
遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)推薦采用雙機(jī)冗余配置并通過通道切換裝置來進(jìn)行調(diào)度雙通道的切換。人機(jī)交互類站控層設(shè)備基本與集中布置的變電站
自動(dòng)化系統(tǒng)的配置一致。
在間隔層,各類裝置的信息傳輸方式與集中分布式方案相同,均通過雙以太網(wǎng)連接到站級(jí)層,只是保護(hù)、測控裝置等二次設(shè)備分布在各個(gè)小室中,這些設(shè)備首先連接到小室中的交換機(jī)集線器,再通過光纖連接到主控制室的交換機(jī)中。小室中外廠家智能設(shè)備通過小室中的信息管理機(jī)轉(zhuǎn)換成CSC-2000規(guī)約后上送小室中的站級(jí)網(wǎng)絡(luò),如果主控室有外廠家
智能設(shè)備則需要在主控制室配置信息管理機(jī),在小室中外廠家的裝置時(shí)至少要有一臺(tái)
信息管理機(jī)而不能和其他小室共用。目前,在我省各個(gè)地區(qū)新建220kV變電所,基本是采用這種方案。如:220kV湖州花城變;220kV杭州金橋變、橫嶺變、義蓬變;220kV嘉興海塘變、湖塘變;220kV金華下崖變、豐安變、仙橋變;220kV臺(tái)州港灣變、外沙變;220kV溫州昆陽變、象東變等等。
3)結(jié)論
CSC2000變電站綜合
自動(dòng)化系統(tǒng),第一方案中占地空間少,適用于那些改造的變電站,但二次電纜多,經(jīng)濟(jì)性較差。對(duì)于新建變電所,在空間充許的情況下,建議采用第二種方案,開關(guān)柜距保護(hù)測控屏比較近,能節(jié)省大量的二次電纜,便于檢修和維護(hù),這點(diǎn)對(duì)安全運(yùn)行有很大好處。在浙江省實(shí)施工程中,基本采用這兩種典型方案,經(jīng)過近十年的現(xiàn)場運(yùn)行,獲得了電力部門用戶的認(rèn)可,具有很高的可靠性和安全性。
作者簡介:鐘起鋒,男,浙江人,從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化和繼電保護(hù)專業(yè)工作