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1、关于变电站综合自动化信号与告警方式的探讨科技搛讨关于变电站综合自动化信号与告警方式的探讨_目.-J 口菁 Jq-J杨珍珍(福建省电力有限公司福州电业局福建福州 350002)摘要:变电站综合自动化系统一般采用告警条文形式作为变电站事故或异常时的主要告警方式,但随着无人值班及集控所运行模式的建立,信号量急速增大,又由于告警方式不适当,设备元件及信号干扰等问题,使得运行人员未能正确判断事故,发现设备异常的情况时有发生.本文就变电站信号漏报,误报问题作相关探讨,提出在变电站综合自动化系统中监控界面的改进方法.关键词:变电站综合自动化信号告警1.引言变电站无人值守是变电站建设发展的大趋势.以计算机为核
2、心的变电站综合自动化系统已经取代了传统的变电站二次系统,使全部控制,监视,测量和告警功能均通过计算机监控系统来完成.但是由于信号量急速增大,使得设备元件配置及信号干扰等问题日益显现,造成信号网络堵塞,信号漏报或延误报告影响运行人员判断.又因为综合自动化系统设备的厂家及继保调试人员一般只注重功能的实现,而对变电运行人员的工作习惯和工作流程不熟悉造成告警方式不适当,使得运行人员未能正确判断事故,发现设备异常的情况时有发生.给变电站的安全运行带来隐患.2.综合自动化信号的分类变电站信号按其性质分为四类,包括:一类信号,二类信号,三类信号,四类信号,其中四类信号不报警:2.1 一类信号指电网发生重大变
3、化而出现的事故信号,影响全站安全运行的信号.2.1.1 线路间隔:主要包括保护动作,断路器跳闸.2.1.2 主变间隔:主要包括主变差动后备保护动作,非电量保护动作,断路器跳闸类的事故信号.2.1.3 母线间隔:主要包括母差及失灵保护动作类的事故信号.全站通讯中断,消防系统火灾告警等.2.2 二类信号主要是监视及预告信号,包括设备状态异常信号,模拟量越限告警,自动化系统的异常事件等.2.2.1 线路间隔:主要包括测控,保护装置(含收发讯机保护,光接口装置)故障,通道故障,装置闭锁,电源消失,断路器控制回路断线,断路器压力降低等监视信号,保护装置内部开入量错误,微机系统(RAM,EPROM)故障,
4、开出异常(跳合闸光耦继电器异常),数采系统错误等可能造成拒误动的告警信号.2.2.2 主变间隔:主要包括测控,保护装置故障(闭锁),电源消失,内部开入量错误,微机系统(RAM,EPROM)故障,开出异常(跳合闸继电器异常),数采系统错误,断路器控制回路断线,断路器压力降低闭锁跳合闸等监视信号,或保护装置不正常,已失去部分功能,如断线导致复压过流保护失去复压闭锁,零序方向元件失去方向,主变低压侧接地故障等.2.2.3 母线间隔:主要包括母差保护失去电压闭锁或开入自检出错,通信自检出错,保护装置故障闭锁,电源消失内部开入量错误,CT 断线,微机系统(RAM,EPROM) 故障,开出异常(跳合闸继电
5、器异常), 数采系统错误,识别错误等监视信号.2.3 三类信号指反映当前电气设备运行状态的信号,提供运行判断确认,如保护压板当前投入方式,开关,刀闸,控制切换开关变位信号等.2.3.1 线路间隔:重合闸投退方式,当前保护压板投退情况 ,断路器就地/远方状态,定值区号等状态信号;失灵电流判别元件动作,收发讯机动作,保护故障录波起动等监视信号.2.3.2 主变间隔:当前保护压板投退情况,断路器就地 /远方状态,定值区号等状态信号;失灵电流判别元件动作,保护起动位等监视信号.等监视信号.2.3.3 母线间隔:当前压板投入情况,母差转大差运行 ,母差转分裂运行,母差转旁代运行,定值区号等状态信号;刀闸
6、变位等监视信号.3.综合自动化告警方式变电站综合自动化系统一般采用两种告警方式:告警窗口形式和 光字牌 形式.告警窗口形式就是在监控后台机上显示告警条文来实现告警.当有事故或异常情况发生时,主画面会弹出一个告警窗口,按发生的时问顺序显示所有的异常或告警信息.同时会发出相应的告警音响.光字牌 形式就是采用在监控后台机上点亮异常情况时相应信号的光字牌, 并作颜色变化和闪烁等处理来进行告警.4.综自监控后台机现场运行情况4.1 信号漏报现象2009 年 8 月 3 日,晚上雷雨交加,导致某 220kV 集控所范围内多条线路保护信号启动,综自后台监控机上告警窗口信息量迅速增大.当时其子站某 220kV
7、 线路告警,一类报文信号 :保护重合闸出口,测控线路保护跳闸,保护第一组跳闸.另外还有一系列二,三类报文和光字牌.报文信号出现后,值班人员复归所有的二类信号,未发现开关合一分,开关分一 合 的信号 ,监控画面上该线路开关也没变位,没有出现闪烁,检查电流和有功功率均没有发现减少,当时电流有一百多安培,因此误判断为是保护误发信号,开关并没动作跳闸.随后运行人员忙于处理其它设备异常情况.但事后根据实际告警窗 1:3 出现的硬接点信号保护气压低闭锁重合闸,断路器机械合闸闭锁,断路器弹簧未储能判断保护未无法误发,开关是动作于跳闸而后重合成功.而由于相关 开关合一合的信号未上传,监控画面开关情况未报警闪烁
8、,导致运行人员在第一时问判断错误.再加上告警窗口显示为多个管辖范围内的变电站信号,相互穿插,即使这个告警信号一直存在,一旦被大量的新产生的信息 挤出 告警窗口以后,就非常难以查找.其告警窗口的显示放大缩小都必须手动拉动边框调节,没有最小化 和130 现代企业教育 MODERNENTERPRISEEDUCAT10N2011 年?06 月 ?下期最大化 功能 .运行人员需要一边通过告警窗口查看信号,一边又要拖动告警窗口界面查看光字牌, 这给异常情况的判断带来很大的麻烦,容易小问题酿成大事故.4.2 信号误报现象2008 年 11 月,某 22OkV 变电站进行了某 220kV 线路的保护综自首检.
9、当日工作已终结,运行人员也进行了交接班.接班后第二天,综自监控后台机上报警窗口出现报警信号,开关合一合, 保护重合闸出口 ,保护第一组跳闸 等一系列信号 .查看光字牌纵联距离保护动作信号亮,开关状态为红色闪烁.运行人员在未核对现场时第一时间判断为保护动作开关跳闸重合成功并向调度汇报.但事后经过现场查看,保护装置上保护启动灯,CHTA,TB,TC灯均未亮.未查找到其保护装置及故障录波装置上的事故报告.后经反复核查,确认综自监控后台机发生的保护信号为前一值保护综自首检工作期间的试验信号,由于试验时信号量的增大,信号延误上传,误报信号,导致运行人员判断失误.5.问题原因分析变电站自动化系统产生误发,
10、漏发信号的原因是多方面的.其主要原因主要有:5.1 网络通道受到干扰信号采集回路没有采取有效的屏蔽,敷设的电缆走老线槽,这样容易受到电气设备和电网产生的电磁干扰.另外当变电站遭受雷电的影响时,受到强大电磁脉冲干扰的自动化系统,电磁干扰脉冲幅值足够大时,就会误发信号.5.2 主站系统处理能力有限,数据处理缓慢5.3 设备元件品质的下降由于设备长期运行,性能不稳定,绝缘老化,导致信号误发.5.4 通讯协议不一致问题,导致信号通讯不畅由于变电站内往往存在不同厂家的自动化装置,其接口类型繁多,装置数量也不等,兼容性不强,增加了通信协议的规约转换工作,造成通信可靠性降低.6.解决方案6.1 提高通信网络
11、的抗干扰能力传输距离较长的情况采用光纤作为通信的主要线缆.传输距离较短时候的可采用带屏蔽的双绞线(5 类网线).变电站要安装防雷电压装置.使用冗余量更高的专业数据网络交换机以提高通信网络可靠性.6.2 升级主站设备,提高主站系统的处理能力,定期维护并做好日常病毒库的升级及杀毒工作6.3 针对设备元件品质下降的问题,有条件的应及时更换老旧设备6.4 做好产品元件的选配工作,选用相同协议的产品提高综合自动化系统站内局域网的通信开放性和兼容性,实现数据的无缝传输,减少数据转换环节,提高信号传输可靠性.7.告警方式的改进措施通过案例分析显示告警方式设计的不合理导致运行人员对信号查看的不方便,严重影响了
12、事故和异常时运行人员对相关情况的判断.为解决上述问题,可以采用一号机,二号机两台电脑进行后台监控的模式.7.1 一号机显示主画面为运行主接线图图上包括各个间隔的一次接线及其相应运行状态,遥测量值(主变及线路的有功,无功,电流,母线的电压和有功值),开关刀闸的位置等.其作用于宏观监测站内设备负荷潮流,运行状态.当开关有状态改变时做开关颜色改变,闪烁等处理,用于警示.需进行复归停止闪烁.通过点击主画面的间隔进入该间隔子画面.子画面主要显示该间隔多个保护装置的告警信号光字牌, 无合成信号.如 开关 SF6 压力低告警,刀闸电机学术?理论现代过流 等 ;远方 ,就地状态图,可远方操作或设置的元件(如复
13、归按钮,同期软压板等).子画面方便运行人员了解事故和异常时该间隔的具体事故信号.同时可以进行开关及刀闸的远方遥控操作.在子画面上设置返回主接线图 的按键,或设置快捷键功能,可以一键返回,使运行人员在事故处理时更加快捷的操作查看.同时可以从主画面点击进入电压棒图,母差光字牌 界面,网络通信情况监测界面,火灾报警及周界报警监测界面等.7.2 二号机主要是告警信号的宏观监控及告警信号的查看主画面为该站设备间隔名称光字牌. 例如:长南 I 路271,长千 I 线 173等,均匀排列 .设置一个 复归按钮用于复归该界面的报警闪烁.当事故或异常时,点亮相关间隔 光字牌 并闪烁 ,让运行人员清晰明了该间隔有
14、异常.点击该 光字牌 进入子画面 ,子画面为复合信号光字牌.复合信号光字牌 就是将同一间隔相同类型 ,相同级别的信号集合成一个合成信号的光字牌. 例如:只有保护动作,保护装置异常, 一次设备异常 等几个光字牌. 其中 一次设备异常 即为开关 SF6 压力低告警,开关 SF6 压力低闭锁,刀闸电机过流,开关电机电源空开跳闸等信号的合成信号 .可以点击设置在主画面上的 确认 键进行所有 光字牌的确认,也可以用双击单个光字牌 进行单个的确认.同样在子画面上设置返回主画面 的按键 ,或设置快捷键功能,可以一键返回主画面.主画面上设置 SOE 信息查看键,点击进入 SOE 信息查看界面,支持按间隔和时间
15、查找两种模式.在信号出现时同时弹出告警窗口.可以通过窗口查看报警信号.在窗口右上方设置最大化和最小化按钮,避免了在紧急情况下拖拽窗口带来的不便.由于在出现事故时,信号量比较大,在旧的信号还未查看清楚就被新的信号挤出 窗口,如果设置五个页面,用分页显示的方法,就能增大窗口的信号显示量,解决这个问题.运行人员可以点击下方的页面 1,页面 2查看信号,信号由新到旧按页面 1,页面 2排列 .同时设置查找功能.点击查找 输入关键字或时间查找相关信号.每一个页面又分一类信号 ,二类信号,三类信号,全部信号四个分页.各类信号分页的前后事件用不同颜色区分,颜色最多为两种.全部信号 分页中各类信号用颜色进行区
16、分.7.3 以上为单站告警或子站告警的模式集控所的告警模式为一号机的主画面为主站主接线图,增设子站操作界面切换的快捷键,如可设置一 一为前后主接线界面的切换,或F1为某子站 ,F2为另一子站,以此类推.二号机主画面为主站间隔光字牌, 在下方增设子站名称光字牌, 具有事故及异常时被点亮和闪烁的功能,点击可进入相关子站间隔光字牌界面.其余的功能设置与单站告警模式一致.7.4 通过双机监控模式将原有的传统监控机功能进行分工一号机保留了原有的主接线图和具体信号的显示,操作功能.二号机具备了宏观光字牌 显示功能,可以更准确的把握事故的关键点,解决运行人员监盘疏忽问题.告警窗口的设置适应运行人员的操作,其关键字查询功能可以方便运行人员无遗漏的查
