110 kV_6 kV供配电系统综合自动化升级及应用.pdf

年 月云南化工 第 卷第 期 ，：供配电系统综合自动化升级及应用浦咏梅，陈红林，周光军（云南大为制氨有限公司，云南曲靖 ）摘要：介绍了某企业 供配电系统综合自动化系统升级改造方案的选择和实施过程。关键词：综合自动化；升级改造；继电保护；时钟同步中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：；电气综合自动化系统是运用计算机技术和现代通信技术，对电气一次设备运行方式及状态通过二次系统实现一站式远程监视、测量、控制、调节。年来，电气综合自动化系统在厂矿企业中得到广泛应用。老旧的综合自动化系统 由于元器件的老化、自身技术限制等原因，逐渐不能满足生产需求，并且出现不可修复的缺陷，给系统稳定运行带来危害。电气综合自动化系统的升级改造就是在现有供电设备的基础上应用新技术，使用新材料，用更高效、更先进实用的新系统取代陈旧、存在重大缺陷的老系统。电气一次设备运行现状某公司供电电压等级为 ，主接线采用双断路器桥形接线方式，共计个 高压配电室提供全厂的生产电力供应。变电站综合自动化系统采用万力达 系统，间隔层继电保护、测控设备以万利达系列产品应用居多。图 所示为供电系统电气主接线。图 系统电气主接线 电气综合自动化系统运行现状自 年投产以来，随着系统增容、新技术应用及新型设备的使用等，现有电气综合自动化系统在响应速度、兼容性、网络稳定性等方面已无法满足现场运行要求。例如，“四遥”信号传递、显示、执行等频繁出现异常；硬件设备超期服役，老化严重，故障频发等等，由于设备厂家停产原因，无备品备件更换，严重制约电气一次设备的稳定运行。间隔层设备存在问题）微机保护测控装置硬件老化严重，装置电源插件、插件、模拟量采样插件、开入开出插件、显示屏等均出现了运行不稳定情况。装置死机、黑屏、按键失灵、通道采样异常、开出继电器误动或拒动是常见故障，多次造成生产装置非计划停车及设备损坏；通道采样异常，经常造成 系统误调节，影响产品质量。）高压柜内电气二次回路及端子排老化。回路接地及短路故障时常发生，二次回路历经多次变动，回路标识缺失严重，现场图实不符情况较多，导致日常运行维护及故障处理困难。网络层存在问题网络通讯采用 串口通信方式 ，且为单网络通道，网络传输的稳定性差、传输速率低，随着系统增容及网络设备老化，通讯中断、报文丢失等现象时常发生，影响 系统“四遥”功能的实现，降低了系统的自动化水平，增加了 个人工巡检的工作量。站控层存在问题综合自动化系统状态响应严重滞后、兼容性差，平均无故障时间（）低于 ，多次以打补丁方式进行系统升级，未有明显改善。新应用的直流系统、小电流接地选线系统等与现有系统不兼容，无 年 月云南化工 第 卷第 期 ，法实现状态的实时检测。系统缺少故障录波功能由于整个供配电系统未配置故障录波装置，系统发生电气故障时，不能实现故障信息的自动记录，故障原因排查困难。使用传统故障排查方式，分析故障原因困难、处理故障耗时长，影响生产的及时恢复。系统缺少同步对时功能由于整个系统未配置时钟同步对时系统，计算机监控系统、自动装置的相互协同、配合工作缺少精确统一的时间基准，系统及装置的时间依靠人工设置；时钟统一性差，信息采集、事件记录、控制命令等时效性差，不能保证控制指令的同时性，制约自动控制功能的实现；尤其当供电系统发生故障时，信息、保护动作信息、开关位置变位等事件顺序记录时序混乱，不利于事故分析 。综上所述，电气综合自动化系统在间隔层、网络层、站控层及功能配置等方面均存在影响系统安全稳定运行的缺陷，需要制定切实可行的升级改造方案消除缺陷，提高系统的安全稳定性能 及自动化运行水平。电气综合自动化系统升级方案升级方案的选择应充分考虑合成氨生产的特点，兼顾经济性及实用性。升级改造不能影响企业合成氨成品的生产计划，电气一次设备停电时间应尽可能短，且须保证改造质量，针对上述特点及要求，如何科学的制定系统升级方案成为改造的难点。升级系统总结构确定升级后，间隔层通信由 方式改为以太网方式，采用 的传输速率，提高数据传输的效率 ；交换机间通信改用光纤连接，增加信息传输距离；增加多功能规约转换装置，增强第三方装置的接入兼容性；配置统一的时钟同步系统，部分配置专用的故障录波装置，系统拓扑结构见图 所示。APCS-9700+24B00PCS-9785K=4BDS3GPS3100 M/1000 M4)43C=4)4=4)4*=4)4*=4RCS-9794A/B3D*E3=4,24图 系统拓扑结构图 系统升级方案升级方案包含 及 两部分，共计 台设备。升级采用统一设计、生产、安装、调试的方式进行。部分整体更换保护及测控柜；部分间隔层设备沿用就地布置方式，整体更换高压柜仪表室前面板及其上所安装的微机保护测控装置、操作及指示设备、二次回路接线等，面板及其上二次设备的组装、配线在厂家完成，设计、生产不影响公司的生产活动。原高压柜内断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、带电显示器等本体接至继电器仪表室的二次回路利旧沿用，、各类现场控制显示用二次电缆利旧沿用。及 部分按照设备类型进行分类，如按照线路、变压器、电动机、电容器、电压互感器、分段断路器、馈出线等一次设备将升级改造范围内的设备进行分类统计，同类型设备采用统一、标准的设计方案。对于运行时间长的系统升级改造，保持原有功能不变化尤其重要，为保证新设计的图纸与老回路完好对接，需要现场核实好每台设备的实际回路接线方式，并按照设备的实际接线更新老图纸，交由设计单位作为设计的原始依据，并要求利旧沿用的线缆保持原有接线位置不变更，减少现场安装时的接线工作量，节约升级时间；对于接线方式特殊的设备，单独梳理汇总后提交设计单位特殊设计。设计图纸出图后，还应完成一次新图纸与现场实际接线的核对，保证新图纸与现场实际符合度，目的是保证按照图纸生产的成品与现场完全对应，节约现场的安装调试时间。升级方案的实施整个升级改造按照不需停电和需要停电两个阶段实施，原则是既不影响生产，又能保证升级过程的顺利完成。不需停电阶段的实施）新屏柜安装 主变、线路部分的新屏柜的安装在一次设备不停电时完成，提前完成屏柜安装及单体调试；新增的故障录波装置屏及同步时钟系统屏与 部分新屏柜在同一时间安装，并提前完成屏柜的单体调试。）部分面板生产 部分的设计图纸现场核对并审核无误后，交付生产厂家完成高压柜仪表室面板及二次设备的组装 年 月云南化工 第 卷第 期 ，配线工作，成品交付现场统一存放保管，待具备条件后，完成现场的安装和调试。）电气综合自动化监控系统搭建电气综合自动化监控系统采用集中控制的方案，配电室内不再配置监控工控机，新监控后台系统集中布置在总降及新集控中心，各配电室设备通过光纤通道连接至新监控系统；在不停电阶段，提前完成网络设备安装及监控系统组态，完成网络搭建，新设备完成安装后即可的接入新系统，减少停电阶段设备接入的调试时间。停电阶段的实施）部分的升级 主变部分升级实施：主变及 主变采用交替停电的方式完成相应保护及测控屏柜、故障录波屏、时钟同步屏及新监控系统二次回路的接入及调试，完成设备投产。线路部分升级实施：采用与 主变部分同样的交替停电方式完成升级改造。）部分的升级 部分共计有 台高压设备需要进行升级改造，为不影响合成氨的生产，所有 设备的升级改造安排在公司年度检修期间完成，检修时长 天。因前期已按照现场已按照现场实际的接线方式安排了设备的设计及生产，新面板的配线与现场每台设备均一一对应，现场核线及调试时间短，能够提高升级效率。部分的升级改造在停电期间的主要工作首先为高压柜仪表室面板及安装在其上的旧元器件的拆除及新面板的安装，整体更换面板及元器件方式的优势在于拆旧及新装的工作量均大幅度减少，拆除及安装只需针对面板及端子排；其次，完成升级改造的设备二次系统上电后，接入新电气综合自动化系统，完成“四遥”信息核对、操作回路传动、继电保护系统传动、及现场控制回路验证检查后，即可投入运行。）同步时钟系统的接入为满足自动化系统统一对时的需求，本次综合自动化设备改造配置 台 型同步时钟装置，两台安装在总降配电室，另外两台分别安装在脱硫脱硝配电室和老 配电室，每两台时钟装置通过光纤连接组成冗余方式，完成 系统的对时功能，图 所示为本次改造用对时系统示意图。图 综改对时系统网络图 时钟同步装置每路 码对时输出接点最大可以接入 台保护或测控装置，最大传输距离为 ，考虑现场冗余需要，核定配电室内每 台高压柜共用 路 码对时输出，采用对时双绞线接线方式，接线示意图见图 。监控后台计算机、交换机、规约转换设备等的对时采用以太网络接线方式。对时系统的接入工作与每台设备的升级改造同步完成，不需单独安排接入时间。图 配电室内对时网络接线示意图 总结按照所阐述方案已完成某合成氨公司 供配电系统综合自动化升级改造，运行后各项运行指标合格，设备运行稳定，达到了设备更新改造、消除缺陷的目标。）综合自动化系统的升级改造，除现有设备的升级更新外，还应完善系统的各项配置，应用新技术，保证改造后的系统能够长时间保持先进水平；）对于时间有限、设备数量多的综合自动化系统升级改造，依据科学的分析及论证，在兼顾经济性及实用性的前提下，只要升级方案选择得当，能够利用有限的时间完成大型的综合自动化系统升级改造，且能达到预期的改造目标。参考文献：刘国平，山春凤，王敬引 继电保护自动化技术在电力系统中的应用 今日科苑，（）：马恩宇 浅谈变电站综合自动化数字通信系统 云南电力技术，（）：邹建华 对时系统在变电站综合自动化系统中的应用 机电信息 （）：康利生 浅谈变电站综合自动化系统典型通信模式及特点 科技情报开发与经济，（）：收稿日期：作者简介：浦咏梅（），女，云南曲靖人，本科，化工电气工程师，主要从事继电保护、高压试验管理方面工作。