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1、深圳综合自动化变电站结构和运行 广东电力集团深绸分公霹戴志勇 捎要：本文简要介薹葺琢蜩占动化麦电站约发爰和缘奢自动亿变电站的设量湛皋要求，分析了承飒终合右动亿变 电站挂心技术琨驽总线的特点：并钗深绸2 2 0 L Y 孚安站厦深鬟1 l O N 创新站筋综合宜参化象甓为例- 说明琵砺薏 线技术在深捌地区变电站壹动化领簟I 蜒应用情况及祷深绸地互曲瑰垢运行经验于大寒连行探讨 关键词：现场怨发，综合皂动化 1 引言 深圳是我国最早开展变电站无人值班的城市之一旱期主要采取R T U 实现“回 遥”，即遥测、遥信、遥控和遥调遥过R T O 与调度进行通信，由调度中心值班人员 对变电站进行远方监控，再辐
2、以麦电巡控入员定期巡视，来保证变电站正常稳定运 行采用这种方式，在当时礁实缓解因新建变电站而需要增加熟练运行人员的矛盾， 保证了深期i 市日益增长的城市用电睫着时问的推移和现代高科技技术的发展，采 用这种方式已不能满足变电站经济，稳定、可靠运行的需要，主要体现在以下两个 方面： 1 、 R T U 与变电站Z - 次设备( 包括保护装置、自动装置、直沆系统等) 交换信息。 主要采用空接点、电缆接线方式这样使变电站内二次接线复杂，可靠性和 灵活性差 2 、 由于R T U 仅能担负变电站实时信息的传输，变电站肉还有大量信患采髓复陵。 和传输，需要变电工区工作人员到现场去解决和处理，廷襞了变电站异
3、常和 故障的发现和处理时阀 针对上述问题，结合现代科学技术和深圳分公司的管理运行方式，我们采用了 先进的现场总线技术来建设深圳地区的l l O k V 和2 2 0 k V 综合自动化变电站 一2 4 l 一 2 深圳综合自动化变电站设计基本要求： a 、采用先进的继电保护和自动控制技术，满足电网和变电站安全稳定运行的 要求，装置具有很高的可靠性； b 、应满足集中；l 【视和控制要求，尽可能提供变电站内来自一次和二次设冬的 各种信息，以便提高保护和控制功能的辨别能力，满足电网监控和管理信 息化，智能化的要求： c 、 综合自动化系统应具备数据实时采集发处理、事件顺序记录越限和异常报 警、控制
4、和操作( 包括同期、检无压及G I S 设备间隔的操作闭锁) 、统计 计算、V Q c 、i O k V 低周减载、与远方调度端的数据交换、同步对时，在线 诊断与冗余管理等功能； d 、2 2 0 k V 、ll O k V 线路、母联、主变保护和监控软、硬件分开，独立组屏，l O k v 部分选用测控和保护一体化的智能化装置，并装于1 0k v 开关桓上； e 、简化：次回路，节省大最电缆； f 、装置应具有良好的抗电磁干扰能力，可抗御电力系统一次设备操作产生的 电磁干扰； g 、应能利用各种现代通信手段传递变电站各种信息，例如：使用电话自动运 传故障录波信息，使用光纤或电力载波等实时变电站
5、各种实时信息等； n 、谴匐匆勺壹爿蕾妻维护；最大限度地减少扩建土作和投资，_ 降低维护费南。： i 、 综合自动化采用分层布置，网络结构应保护变电站与地调和中心蛙之问信 息传输及时、准确： j 、监控应机按冗余方式配置，互为备用，运动通道应有二条以上可靠的双通 道 深圳交电站综4 - 自动化变电站的结构 一2 4 2 3 1 应用现状 目前，变电站综合自动化技术在深圳地区的发展迅速，尤其是综合自动化的核心 技术( 现场总线技术) 在深圳地区1 9 9 9 年建设的1 1 0 k V 和2 2 0 k V 变电站得到广泛应 用( 见袭1 ) 。尽管国际上约有4 0 种现场总线，但多数是低速总线
6、，而大型交电站的 高压及主变都份所配备的保护非常复杂，事故状态下的各种信息景异常庞大，且要 求站内信息记录的实时性，显然低速总线不能满足要求。所以，现有国内综合自动 化生产厂家大部份采用以太网、C A N 网、L o n w o r k 网、4 8 5 网，其特点比较如表2 所 歹I 。 表l现场总线技术在深圳地区变电站自动化中的应用统计 站名电压等级( k v )总线类型总线应用范围( k v )投入运行时闯 水日 1 1 0 1 f VC A N1 1 0 1 020 0 0 平安 2 2 0 K VC A N 2 2 0 1 1 0 1 0 2 0 0 0 光明 1 1 0 K VC A
7、 N1 1 0 1 0 2 0 0 2 创新 1 1 0 K V4 8 51 1 0 1 02 0 0 2 兰岗 1 1 0 K V4 8 51 1 0 1 02 0 0 2 通心蛉 i 1 0 K V4 8 5 1 1 0 1 0 2 0 0 2 少年寓 】1 0 K V4 8 51 1 0 1 0暂未 西丽 l l0 K V C A N ，4 8 5 1 1 0 1 0暂耒 华侨城 2 2 0 K V C A N ，4 8 5 2 2 0 1 1 0 l O暂未 新洲 2 2 0 K V C A N ，4 8 5 2 2 0 1 1O l O 2 0 0 2 鹿途 以太闻 L o n w
8、o r k C A NR 5 - 4 5 5 比较八、迁算机圆。拉期司拄裁网 巷期网 连接介质双绞线，光纤教鲮线，光爵号双绞线，竞纤 双绞线，光纾 收发器变压器变压巽光电隔离 光电隔离 姒CC S M C 1 )C S I l A e C 爨【 C R 优先级不支持支持支持 支持 帻长1 2 1 ( b y t e s 2 2 8b y t e e8b y t e s没有限制 速度( b p s ) 1 似1 2 _ 丑! 1 3 0 m ，7 8 k 2 7 k m 】M 4 1 ) m ，5 2 10 k m 1 0 f f i 2 0 m 节点数1 0 2 4 12 了1 1 0 1 2
9、 8 传输距离 1 5 k m2 7 l 【田：0 k m 3 k m 访成方式单、多地址单多地址单、多地址单、多地址 广播广播广播广播 O S I 屡次 1 7l 一7 l 。2 ，7 1 ，2 ，7 2 4 3 3 2 变电站综合自动化结构应用实例 图2 为已投入运行的深圳2 2 0 k V 平安变电站综合自动化配置示意图。2 2 0 k V 平安 站是深圳地区第一个2 2 0 k V 综合自动化变电站，站内有单台容量为1 8 0 M V A 变压器3 台，电压等级涵蔫2 2 0 k V 、1 1 0 k V 、1 0 k V 共3 个电压等级，线路保护和元件保护全部 采用微机保护直流系统
10、( 包括直流接地检测) 和无功调压、小电流选线全部采趋 智能化设备。站内取消了传统的常规控制盘，设各运行监视、操作既可在调度端进 行也可在站出后台祝进行。整个变电站自动化系统分为三层，即站级计算机层、通 信管理层、设各监控及保护单元层。通信管理层是整个综合自动化系统的核心，负 责沟通各下级单元监控装置，采集数据并建立实时数据库，对上连接站级计算机及 远方调度中心实时报告变电站工况及事件等信息接收控制命令并分发到指定的F 级单元装置，而核心技术现场总线在通信管理层又处于承上启下的作用。 平安变电站总线主要采用C A N 网，C A N 总线由德国B O S C H 公司推出，是一种具有 高可靠性
11、：支持分布式挖制、实时控制的多主站数据总线。C A N 协议结构使用0 S I 参 考模型的物理层和数据链路层功能。C A N 网可以多主站、点对点、一点对多点、全局 娃鸿中调 广播几种方式发送和接收数据。多主站依据优先权进行总线访问，网络上任意一个 图22 2 0 k V 平安变电站综合自动化系统配置 节点均可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，而不分主从，通信方式 灵活，这一特点可以方便地构成多杌备份( 容错) 系统。C A N 传输介质可以是双绞线 或同轴光纤，节点数可达1 1 0 个直接通信距离最远可达1 0 k m S k b p s ：通信速率最 高可达l m b p s
12、4 0 m 。C A N 采用无破坏性的基于总线优先权的仲裁技术。当两个节点同 时向网络上发送信息时，优先级低的节点书动停! ：发送数据，面优先级高的可不受 影响地继续发送，可有效地避免总线冲突C A N 其有判别暂时错误和永久性故障节点 的功能，故障节点可以自动脱离总线的联系。C A N 支持四类报文帧j 数据帧、远程帧、 出错帧和超载帧。采用短帧结构每帧有效字节数为八个这样传输时间短，受千扰 的概率低并采用C R C 校验等检错措施。 创新站是深圳2 0 0 2 年新投产的1l O k V 综台自动化交电站，该坫全套采南京南瑞 保护公司的保护和测控装置，核心技术现场总线采用4 8 5 总线
13、，如图3 所示，现深 圳地区1 1 0 k V 综合自动化站均采用该方式其主要优缺点如下：R S - 4 8 5 的电气特 性：逻辑“l ”以两线间的电压差为+ ( 2 咱) V 表示，逻辑“O ”以两线间的电压芳 11 0 k V 仓, J 新变电站综合自动化配置图 _ - 2 4 5 - 一( 2 1 ) V 表示，接门信号电平比R S - 2 3 2 - C 降保了，不易损坏接口电路芯片，该 电平与T T L 电平兼容，可方便地与T T L 电路连接：R S - 4 8 5 接口是采用平衡驱动器 和差分接收器的组合抗干扰性强；R S - 4 8 5 具有多功能联网功能，即R S 一4 8
14、 5 接口 在总线上允许连接多达1 2 8 个收发器，这样用户可以利用单一接口方便地建立起设 备网络；R S 一4 8 5 对帧长没有限制，用户可根据需簧选择；对用户来说R S - 4 8 5 总线基本上是透明的，不依靠总线协议，用户可随心所欲地编写自己的协议，但是 数据优先级的保证以及各个单元间的检测需要用户附链路层协议来提供；R S - 4 8 5 应用广泛，结构简单。使用维护方便，可靠性高；对于较小规模的系统具有足够 的传输率，实时有保证，但随着系统规模的扩大系统性能会降低：从网络缔构 上只能有一个毛节点，其余均为从节点，各单元问横向通信必须经过总控进行，系 统灵活性差 4 、深圳综合自
15、动化变电站系统现场运行经验 1 解决误报警问题 遥信交位误报警一直是S C A D A 系统和变电站自动化系统较难解决的问题。经仔 细分析，将遥信变位误报警原因归为3 类：电磁千扰、触点接触小良或抖动、交位 信号处理对于前两类原因引起的误报警、在国内已有比较多的经验解决得比较 好这里不再叙述丽对于第3 类原因引起的误报警，则差异较大，困难在于现场 设备类型比较多，每种设备的信号具有自己的特征；且与过程密切相关。若不了解 这此情况，简单处理变位信号，必然存在一些缺陷。例如，控制回路出现异常或断 路器处于分合转换中间状态时，均会产生控制回路断线信号。而断路器分合中f I 1 状 态产生的控制回路断
16、线信号却是- j 种正常状态，不必报警；又如，液压或气压操作 机构断路器电机打压信号并不需要在断路器每次操作后给予报警，仅仅在频繁出现 该信号时才需要报警。针对上述驭因，按照各种设各遥信信号的特征和处理要求， 进行了变位处理，并采用了强有力的抗干扰措施，与现场密切配合。较好地解决了 遥信误报警问题。 2 、事赦总信号不再上传调度 变电站综合自动化系统取代厂常规的变电站二次设备，变电站运行信息和保护 - - 2 4 6 - 动作信号通过计算机，大屏幕显示器显示出来，告警采用数字信号直接驱动，已不 再使用事故总信号，然而，在系统运行中，现有调度自动化系统一般是通过事故总 信号来区别告警信号是否为事故信号。若是事故信号，则在告警的同时显示出告警 信号所在厂站的电气一次接线圈画而，这就提出了需要事故总倩号的要求。事故总 信号在变电站中是由保护动作信号或其他事故信号
