淺談電力視聽(tīng)控制系統(tǒng)在水泥總降壓變電站的應(yīng)用

淺談電力視聽(tīng)控制系統(tǒng)在水泥總降壓變電站的應(yīng)用

1總降壓變電站可靠性的必要性水泥的總壓塔通常是終端塔。為了提高供電的可靠性，將雙臺(tái)主壓壓塔分為單線段、兩個(gè)主壓壓塔和兩個(gè)主壓壓塔。每臺(tái)壓壓站承擔(dān)著一家受信任工廠的正常負(fù)荷的60%70%。當(dāng)涉及電路源時(shí)，通過(guò)母環(huán)開(kāi)關(guān)（bzt）自動(dòng)切割，并從其他開(kāi)路電源供電。水泥廠總降壓變電站承擔(dān)著向整個(gè)水泥廠的供電任務(wù),由于新型干法水泥生產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴(kuò)大,總降壓變電站裝機(jī)容量隨之?dāng)U大,停電對(duì)工廠造成的損失不容樂(lè)觀。因此對(duì)于總降壓變電站運(yùn)行中電力監(jiān)視控制系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性、快速性及選擇性的要求提出了更高的要求。該系統(tǒng)也逐漸成為全廠DCS系統(tǒng)中不可分割且十分重要的子系統(tǒng)。實(shí)踐證明,總降壓變電站運(yùn)行是否正常主要取決于高壓一次設(shè)備及二次設(shè)備是否工作正常,近年來(lái),國(guó)內(nèi)電氣設(shè)備制造廠家引進(jìn)了諸多國(guó)外技術(shù)先進(jìn)的電氣公司(施耐德、ABB、GE及西門(mén)子等)的真空及SF6斷路器,其可靠性,額定動(dòng)穩(wěn)電流,額定開(kāi)斷電流及非周期分量的分段能力都有較大提高,完全能夠滿足水泥廠總降壓變電站可靠運(yùn)行的要求。而傳統(tǒng)的采用電磁式或電子式各型繼電器構(gòu)成的二次保護(hù)、測(cè)量及中央音響報(bào)警信號(hào)系統(tǒng),由于使用大量繼電器和長(zhǎng)距離的電纜接線及多根二次母線,中間環(huán)節(jié)過(guò)多,其保護(hù),測(cè)量精度得不到保障,保護(hù)的可靠性大為降低,且不易可靠實(shí)現(xiàn)諸如備自投(BZT)、自動(dòng)重合閘、快速母線保護(hù)及四遙(遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào))功能。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的飛速發(fā)展,微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及在各行業(yè)總降壓變電站的應(yīng)用日趨成熟,本文就該系統(tǒng)在水泥廠總降壓變電站的應(yīng)用作一介紹。2微型計(jì)算機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置的工作原則和特點(diǎn)2.1中央處理系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置為微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的控制單元,采用32位DSP工業(yè)微處理器(雙CPU),其正常運(yùn)行時(shí)每隔1.667ms采集由CT、PT送來(lái)的模擬量,經(jīng)采樣、低通濾波、A/D轉(zhuǎn)換送入中央處理(CPU)系統(tǒng),同時(shí)各種開(kāi)關(guān)量(瓦斯、溫度繼電器接點(diǎn)、手動(dòng)合跳閘接點(diǎn)、小車(chē)開(kāi)關(guān)位置及彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)等)經(jīng)光隔離后轉(zhuǎn)變?yōu)?,1電平送入中央處理系統(tǒng),中央處理系統(tǒng)根據(jù)各種輸入信號(hào)完成采樣、計(jì)算、邏輯控制輸出,由中央處理系統(tǒng)的I/O輸出,經(jīng)光隔及放大后啟動(dòng)信號(hào)及出口繼電器,直接作用于斷路器的分合闡線圈和其它控制信號(hào)。通訊網(wǎng)采用由光纖、CAN和RS485構(gòu)成,可與后臺(tái)機(jī)(管理計(jì)算機(jī))通訊,構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)四遙,滿足無(wú)人值班和綜合自動(dòng)化要求。2.2保護(hù)裝置及參數(shù)a、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置按功能單元對(duì)應(yīng)于一個(gè)小機(jī)箱(240×147×252mm)設(shè)計(jì),采用分離元件厚膜化,體積小,功耗低,抗震性和密封性好,同時(shí)具有IV級(jí)抗干擾能力。裝置直接嵌裝在高壓開(kāi)關(guān)柜儀表室面板上,安裝接線方便,微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置可獨(dú)立運(yùn)行,大大提高保護(hù)及監(jiān)控的可靠性。b、每臺(tái)微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置與后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)通過(guò)總線方式進(jìn)行通訊,避免了將所有測(cè)量、控制、保護(hù)信號(hào)線都接入控制室,極大的簡(jiǎn)化了二次接線,消除了由于大量二次連接電纜接觸不良造成總降壓變電站發(fā)生事故的可能。提高了總降壓變電站系統(tǒng)的可靠性及可維護(hù)性。c、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置配置有靜態(tài)自檢和動(dòng)態(tài)自檢功能,裝置元件損壞可閉鎖出口并定位到故障芯片。d、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置采用單一整體插拔式插件結(jié)構(gòu)(裝置拔出回路自動(dòng)短接),工藝合理,可迅速轉(zhuǎn)換,便于維護(hù)和檢修。e、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置采用新型防跳回路,簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠,勿需考慮合閘電流大小,裝置適用于各型斷路器。f、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置帶有快速保護(hù)母線的功能,可對(duì)母線提供快速保護(hù),消除原有保護(hù)死區(qū),避免母線故障后“火燒連營(yíng)”的事故發(fā)生,而實(shí)現(xiàn)此功能,勿需加裝專用CT(比相)及一次設(shè)備,不需要整定計(jì)算,母線上發(fā)生故障,可迅速切除。g、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置采用多種隔離措施和良好的屏蔽,軟件編制考慮各種抗干擾措施,使裝置具有極高的可靠性。h、微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置按先進(jìn)先出方式記錄八次故障特征值,并有記憶功能的就地(面板上)指示信號(hào),便于事后的故障分折。i、微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可在后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)及開(kāi)關(guān)柜上的微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置面板上的功能鍵上實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)定值的整定、修改。后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)對(duì)微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置進(jìn)行定值召喚、保護(hù)投退、信號(hào)復(fù)歸等,并能實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信和遙控,真正實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)、控制合而為一的綜合裝置。j、大屏幕漢字液晶顯示,可顯示一次接線圖,具有友好的人機(jī)界面。k、利用微機(jī)通訊管理機(jī)的CAN接口通過(guò)TCP/IP協(xié)議,可將微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方便的與水泥廠DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,在中央控制室的操作平臺(tái)上可方便的了解總降壓變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況。3在整個(gè)工廠的高血壓站中的應(yīng)用3.1地下主機(jī)床及數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)柜布置2004年筆者參與設(shè)計(jì)了一條2000T/D熟料水泥生產(chǎn)線,其總降壓變電站為35kV總降壓變電站,兩路35kV電源由距總降壓變電站4km的110kV區(qū)域變電站Ⅰ段、Ⅱ段35kV母線分別架空引來(lái),總降壓變電站裝機(jī)容量為2×10000KVA,總降壓變電站35kV采用單母線分段接線,正常運(yùn)行時(shí),兩路電源同時(shí)供電,一路電源失電時(shí),通過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)(BZT)由另一電源向失電側(cè)母線供電。兩路架空進(jìn)線設(shè)置自動(dòng)重合閘裝置。功率因數(shù)補(bǔ)償采用在各段10KV母線段集中補(bǔ)償方式,高壓開(kāi)關(guān)柜選用中置式手車(chē)柜,配置引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的真空斷路器,二次保護(hù)采用微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置,并設(shè)置后臺(tái)管理計(jì)算機(jī),詳見(jiàn)圖1?？偨祲鹤冸娬緸槎咏ㄖ?內(nèi)設(shè)高低壓配電室、變壓器室、靜電電容器室、值班和休息室及備品間等,總建筑面積約800m2。3.2通用類(lèi)型和保護(hù)功能：通用降壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控3.2.1電纜及線路保護(hù)微機(jī)線路保護(hù)裝置可對(duì)35kV及以下架空線路、電纜及母線提供如下保護(hù)和功能:·速斷、過(guò)流及接地保護(hù);·自動(dòng)重合閘及后加速保護(hù);·故障記憶及顯示;·低周減載;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.2下保護(hù)和功能微機(jī)變壓器保護(hù)裝置可對(duì)35KV/10KV變壓器提供如下保護(hù)和功能:·復(fù)合電壓閉鎖(方向)過(guò)流保護(hù);·過(guò)負(fù)荷保護(hù);·零序過(guò)流保護(hù);·PT斷線判斷;·瓦斯及溫度保護(hù);·故障記憶及顯示;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.3器的保護(hù)及功能微機(jī)變壓器保護(hù)裝置可對(duì)10KV/0.4KV站用變壓器提供如下保護(hù)和功能:·速斷保護(hù);·過(guò)流保護(hù);·過(guò)負(fù)荷保護(hù);·高壓側(cè)零序過(guò)流保護(hù);·低壓側(cè)反時(shí)限零序過(guò)流保護(hù);·故障記憶及顯示;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.4保護(hù)和功能微機(jī)變壓器保護(hù)裝置可對(duì)10KV補(bǔ)償靜電電容器提供如下保護(hù)和功能:·速斷保護(hù);·過(guò)流保護(hù);·零序過(guò)流保護(hù);·過(guò)電壓保護(hù);·欠電壓保護(hù);·不平衡電壓保護(hù);·不平衡電流保護(hù);·故障記憶及顯示;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.5自動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備在線路運(yùn)微機(jī)備用電源自投自復(fù)裝置可提供如下功能:·可識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行方式;·自動(dòng)實(shí)現(xiàn)裝置正向和逆向運(yùn)行的投入和退出;·當(dāng)線路故障排除以后具有逆向自動(dòng)恢復(fù)的功能,使無(wú)人值班真正具有意義;·故障記憶及顯示;·通訊功能。3.2.6pt保護(hù)及功能微機(jī)PT柜低電壓保護(hù)裝置可對(duì)35KV及以下PT提供如下保護(hù)及功能:·低電壓保護(hù);·PT斷線監(jiān)視;·絕緣監(jiān)視(小電流接地電網(wǎng));·故障記憶及顯示;·通訊功能。3.3后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置、微機(jī)通訊管理機(jī)及后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)組成。3.3.1微機(jī)通訊管理機(jī)(MGLJ)微機(jī)通訊管理機(jī)可提供如下功能:·完成主站(后臺(tái)管理計(jì)算機(jī))與各種微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置之間的通訊;·可實(shí)現(xiàn)多種通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換,可與其它廠家裝置或計(jì)算機(jī)通訊(即與中央控制室計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊);·通訊接口采用RS232、RS485及CAN。3.3.2后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)(工業(yè)計(jì)算機(jī),CPU:P4,內(nèi)存≥128M,硬盤(pán)≥20G,21″分辨率為1280×1024顯示器,多媒體,打印機(jī)等)。系統(tǒng)軟件:WindowsNT/2000。應(yīng)用軟件:綜合單機(jī)版(WLD2100)。3.3.3主站(后臺(tái)管理計(jì)算機(jī))功能A、數(shù)據(jù)采集及處理·采集每條線路的P、Q、I、U等模擬量及斷路器、刀閘等的狀態(tài)量;·采集每條線路、每種類(lèi)型保護(hù)所記錄的保護(hù)事件。B、實(shí)時(shí)監(jiān)視及人機(jī)對(duì)話·對(duì)總降壓變電站所有遙測(cè)遙信進(jìn)行全圖形化的監(jiān)視;·同屏可開(kāi)啟四個(gè)窗口監(jiān)視,實(shí)現(xiàn)畫(huà)面滾動(dòng)及漫游;·開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化,保護(hù)動(dòng)作動(dòng)態(tài)顯示;·實(shí)時(shí)遙測(cè)查詢或趨勢(shì)顯示;·在線實(shí)時(shí)整定總降壓變電站內(nèi)微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置保護(hù)及自動(dòng)裝置定值;·遠(yuǎn)方復(fù)歸微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置保護(hù)及自動(dòng)裝置;·對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控,觀察總降壓變電站設(shè)備數(shù)據(jù)及信息。C、歷史數(shù)據(jù)記錄及報(bào)表統(tǒng)計(jì)·對(duì)日、周、月、季報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、打印;·對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,保存時(shí)間由55天～2年可選。D、事件報(bào)警·遙測(cè)越限報(bào)警、遙信變位報(bào)警;·保護(hù)動(dòng)作、裝置啟動(dòng)、通信失靈報(bào)警;·通道故障報(bào)警;·事故推出畫(huà)面報(bào)警;·聲音、閃爍、打印、存盤(pán)等方式記錄報(bào)警事件。4次電力自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)由該系統(tǒng)在某總降壓變電站實(shí)際運(yùn)行近一年結(jié)果表明,