淺談電力視聽控制系統(tǒng)在水泥總降壓變電站的應(yīng)用

淺談電力視聽控制系統(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，將雙臺主壓壓塔分為單線段、兩個主壓壓塔和兩個主壓壓塔。每臺壓壓站承擔(dān)著一家受信任工廠的正常負荷的60%70%。當(dāng)涉及電路源時，通過母環(huán)開關(guān)（bzt）自動切割，并從其他開路電源供電。水泥廠總降壓變電站承擔(dān)著向整個水泥廠的供電任務(wù),由于新型干法水泥生產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴大,總降壓變電站裝機容量隨之?dāng)U大,停電對工廠造成的損失不容樂觀。因此對于總降壓變電站運行中電力監(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)。實踐證明,總降壓變電站運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,國內(nèi)電氣設(shè)備制造廠家引進了諸多國外技術(shù)先進的電氣公司(施耐德、ABB、GE及西門子等)的真空及SF6斷路器,其可靠性,額定動穩(wěn)電流,額定開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、測量及中央音響報警信號系統(tǒng),由于使用大量繼電器和長距離的電纜接線及多根二次母線,中間環(huán)節(jié)過多,其保護,測量精度得不到保障,保護的可靠性大為降低,且不易可靠實現(xiàn)諸如備自投(BZT)、自動重合閘、快速母線保護及四遙(遙測、遙控、遙信、遙調(diào))功能。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展,微機綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(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微型計算機監(jiān)控保護裝置的工作原則和特點2.1中央處理系統(tǒng)微機監(jiān)控保護裝置為微機綜合自動化系統(tǒng)的控制單元,采用32位DSP工業(yè)微處理器(雙CPU),其正常運行時每隔1.667ms采集由CT、PT送來的模擬量,經(jīng)采樣、低通濾波、A/D轉(zhuǎn)換送入中央處理(CPU)系統(tǒng),同時各種開關(guān)量(瓦斯、溫度繼電器接點、手動合跳閘接點、小車開關(guān)位置及彈簧儲能狀態(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)各種輸入信號完成采樣、計算、邏輯控制輸出,由中央處理系統(tǒng)的I/O輸出,經(jīng)光隔及放大后啟動信號及出口繼電器,直接作用于斷路器的分合闡線圈和其它控制信號。通訊網(wǎng)采用由光纖、CAN和RS485構(gòu)成,可與后臺機(管理計算機)通訊,構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)四遙,滿足無人值班和綜合自動化要求。2.2保護裝置及參數(shù)a、微機監(jiān)控保護裝置按功能單元對應(yīng)于一個小機箱(240×147×252mm)設(shè)計,采用分離元件厚膜化,體積小,功耗低,抗震性和密封性好,同時具有IV級抗干擾能力。裝置直接嵌裝在高壓開關(guān)柜儀表室面板上,安裝接線方便,微機監(jiān)控保護裝置可獨立運行,大大提高保護及監(jiān)控的可靠性。b、每臺微機監(jiān)控保護裝置與后臺管理計算機通過總線方式進行通訊,避免了將所有測量、控制、保護信號線都接入控制室,極大的簡化了二次接線,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)的可靠性及可維護性。c、微機監(jiān)控保護裝置配置有靜態(tài)自檢和動態(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、微機監(jiān)控保護裝置采用單一整體插拔式插件結(jié)構(gòu)(裝置拔出回路自動短接),工藝合理,可迅速轉(zhuǎn)換,便于維護和檢修。e、微機監(jiān)控保護裝置采用新型防跳回路,簡單、實用可靠,勿需考慮合閘電流大小,裝置適用于各型斷路器。f、微機監(jiān)控保護裝置帶有快速保護母線的功能,可對母線提供快速保護,消除原有保護死區(qū),避免母線故障后“火燒連營”的事故發(fā)生,而實現(xiàn)此功能,勿需加裝專用CT(比相)及一次設(shè)備,不需要整定計算,母線上發(fā)生故障,可迅速切除。g、微機監(jiān)控保護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、微機監(jiān)控保護裝置按先進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,便于事后的故障分折。i、微機綜合自動化系統(tǒng)可在后臺管理計算機及開關(guān)柜上的微機監(jiān)控保護裝置面板上的功能鍵上實現(xiàn)保護設(shè)定值的整定、修改。后臺管理計算機通過通訊網(wǎng)對微機監(jiān)控保護裝置進行定值召喚、保護投退、信號復(fù)歸等,并能實現(xiàn)遙測、遙信和遙控,真正實現(xiàn)了保護、遠動、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,具有友好的人機界面。k、利用微機通訊管理機的CAN接口通過TCP/IP協(xié)議,可將微機綜合自動化系統(tǒng)方便的與水泥廠DCS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通訊,在中央控制室的操作平臺上可方便的了解總降壓變電站內(nèi)設(shè)備的運行情況。3在整個工廠的高血壓站中的應(yīng)用3.1地下主機床及數(shù)據(jù)開關(guān)柜布置2004年筆者參與設(shè)計了一條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,總降壓變電站裝機容量為2×10000KVA,總降壓變電站35kV采用單母線分段接線,正常運行時,兩路電源同時供電,一路電源失電時,通過母聯(lián)開關(guān)(BZT)由另一電源向失電側(cè)母線供電。兩路架空進線設(shè)置自動重合閘裝置。功率因數(shù)補償采用在各段10KV母線段集中補償方式,高壓開關(guān)柜選用中置式手車柜,配置引進國外技術(shù)生產(chǎn)的真空斷路器,二次保護采用微機監(jiān)控保護裝置,并設(shè)置后臺管理計算機,詳見圖1。總降壓變電站為二層建筑,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通用類型和保護功能：通用降壓站計算機監(jiān)控3.2.1電纜及線路保護微機線路保護裝置可對35kV及以下架空線路、電纜及母線提供如下保護和功能:·速斷、過流及接地保護;·自動重合閘及后加速保護;·故障記憶及顯示;·低周減載;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.2下保護和功能微機變壓器保護裝置可對35KV/10KV變壓器提供如下保護和功能:·復(fù)合電壓閉鎖(方向)過流保護;·過負荷保護;·零序過流保護;·PT斷線判斷;·瓦斯及溫度保護;·故障記憶及顯示;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.3器的保護及功能微機變壓器保護裝置可對10KV/0.4KV站用變壓器提供如下保護和功能:·速斷保護;·過流保護;·過負荷保護;·高壓側(cè)零序過流保護;·低壓側(cè)反時限零序過流保護;·故障記憶及顯示;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.4保護和功能微機變壓器保護裝置可對10KV補償靜電電容器提供如下保護和功能:·速斷保護;·過流保護;·零序過流保護;·過電壓保護;·欠電壓保護;·不平衡電壓保護;·不平衡電流保護;·故障記憶及顯示;·通訊、防跳及四遙功能。3.2.5自動實現(xiàn)設(shè)備在線路運微機備用電源自投自復(fù)裝置可提供如下功能:·可識別系統(tǒng)的運行方式;·自動實現(xiàn)裝置正向和逆向運行的投入和退出;·當(dāng)線路故障排除以后具有逆向自動恢復(fù)的功能,使無人值班真正具有意義;·故障記憶及顯示;·通訊功能。3.2.6pt保護及功能微機PT柜低電壓保護裝置可對35KV及以下PT提供如下保護及功能:·低電壓保護;·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后臺管理計算機微機綜合自動化系統(tǒng)由微機監(jiān)控保護裝置、微機通訊管理機及后臺管理計算機組成。3.3.1微機通訊管理機(MGLJ)微機通訊管理機可提供如下功能:·完成主站(后臺管理計算機)與各種微機監(jiān)控保護裝置之間的通訊;·可實現(xiàn)多種通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換,可與其它廠家裝置或計算機通訊(即與中央控制室計算機進行通訊);·通訊接口采用RS232、RS485及CAN。3.3.2后臺管理計算機(工業(yè)計算機,CPU:P4,內(nèi)存≥128M,硬盤≥20G,21″分辨率為1280×1024顯示器,多媒體,打印機等)。系統(tǒng)軟件:WindowsNT/2000。應(yīng)用軟件:綜合單機版(WLD2100)。3.3.3主站(后臺管理計算機)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、每種類型保護所記錄的保護事件。B、實時監(jiān)視及人機對話·對總降壓變電站所有遙測遙信進行全圖形化的監(jiān)視;·同屏可開啟四個窗口監(jiān)視,實現(xiàn)畫面滾動及漫游;·開關(guān)狀態(tài)變化,保護動作動態(tài)顯示;·實時遙測查詢或趨勢顯示;·在線實時整定總降壓變電站內(nèi)微機監(jiān)控保護裝置保護及自動裝置定值;·遠方復(fù)歸微機監(jiān)控保護裝置保護及自動裝置;·對現(xiàn)場開關(guān)進行遙控,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)記錄及報表統(tǒng)計·對日、周、月、季報表進行統(tǒng)計、打印;·對采集數(shù)據(jù)進行保存,保存時間由55天～2年可選。D、事件報警·遙測越限報警、遙信變位報警;·保護動作、裝置啟動、通信失靈報警;·通道故障報警;·事故推出畫面報警;·聲音、閃爍、打印、存盤等方式記錄報警事件。4次電力自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢由該系統(tǒng)在某總降壓變電站實際運行近一年結(jié)果表明,