数字化变电站在变电专业应用浅谈
2014-07-17
摘要:为应对数字化给变电站带来的挑战,佛山市供电局创建了第一座数字化变电站——熙悦变电站,鉴于目前数字化变电站在国内各大电网公司还处于初步试运行阶段,有关的试验、验收、技术标准和管理制度等的发展完善相对滞后,因此总结、分析现有数字化变电站的设计、建设、运行和维护等方面给变电专业带来的变化是非常有必要的。
关键词:数字化变电站;互感器;继电保护;IEC 61850
中图分类号:TM76文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)08-0043-02
随着智能化开关、电子式互感器等新型设备的推广应用和计算机通信网络技术、一次设备状态在线检测等技术的不断成熟,基于IEC 61850标准的数字化变电站将会被大规模的应用。自2006年全国首座数字化变电站在云南曲靖投入运行以来,广东、广西、贵州等省市也相继建设数字化变电站并投入使用。多个试点的建设和运行表明,数字化变电站彻底改变了二次系统的模式。鉴于二次系统在数字化变电站中的重要地位,而且目前数字化变电站在国内各大电网公司还处于试运行的起步阶段,有关的试验、验收、技术标准及管理制度等的发展完善相对滞后,在业界尚未形成规范的运行管理体系,因此有必要基于现实技术基础,对现有数字化变电站的设计、建设、运行和维护等方面给变电专业尤其是二次系统带来的革新和挑战进行分析总结。
1数字化变电站关键技术的工程应用
数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化,基本特征是设备智能化、信息传输网络化、模型和通信协议标准化、运行管理自动化。数字化变电站的三个主要特征是一次设备智能化、二次设备网络化和符合IEC 61850标准。经过已经投产或以后陆续投产的基于IEC 61850标准的数字化变电站运行经验的积累,ECT,EPT的可靠性得到进一步验证,国产智能化开关的研制和应用得到突破,再加上有基于IEC 61850标准的数字变电站标准化示范工程的推动,基于IEC 61850标准的数字化变电站才能在国内全面推广应用。
2数字化变电站对二次系统的影响
数字化变电站与目前综合自动化变电站之间有很大的区别,二次回路中常规的继电器和逻辑回路被可编程软件代替,常规的控制电缆被光缆代替,常规的模拟信号被数字信号代替,现有的所有设计、施工、试验、维护的方法都不再适用,继电保护将从装置型向系统型转变,这是一次继电保护的革命。
2.1数字化二次系统的运行和维护
对于常规变电站二次系统的运行和维护,继电保护专业人员已经形成了较为完整的规范和标准,但由于数字化变电站的二次设备在组态上发生了变化,所以数字化二次系统的运行和维护也要发生相应的变革。
2.1.1调整定期维护的内容
在常规变电站中,继电保护定期维护的主要目标是通过对交流、电流、电压回路、直流回路进行电气测量, 进而发现继电器等元器件运行中的缺陷。数字化变电站二次系统可以全面监视电气量的采集、信息的传输和跳合闸的控制命令,而且设备中的缺陷基本上都可以通过自检告警来发现。定期维护更侧
因此,这种结构形式是一种落纱抓管的新思路。
3.5智能落纱小车的插管形式
智能落纱小车的插管形式主要有2种:被动式插管、主动式插管。通常被动式插管形式都带有压管装置,它的运动主要是依靠1对胶辊的相对运动把空管带入落管通道,纱管碰到锭尖,在锭尖一拨的作用下,纱管滑向锭子,最后通过压管机构达到纱管高低的一致性。主动式插管俗称打管,在外力作用下,敲击纱管,落在锭子上,由于纱管落在锭子上的力量较大,因此,主动式插管都带有落管缓冲装置。
4智能型落纱小车的市场前景
由于整个纺织行业不太景气,智能型落纱小车能顺应并解决当前企业用工多、用工成本高的困难局面,同时,也实现了机器的安全工作,做到不起火、抓管不伤纱、拔管不伤锭。此外,智能化落纱车可以实现对老机的改造,不需要对锭子和筒管进行专门改造,可与任何新、老环锭细纱机配套使用,能适应光锭杆和铝锭杆的落纱需要。在这种情况下,智能化落纱小车受到了众多中小纺织企业的青睐。
智能型落纱小车虽然在结构形式上各有不同,功能原理上各有特点,但是,相信通过各企业的不断努力、分步实施、持续改进,一定能真正实现小车的全自动落纱。从目前了解的情况来看,2014年,不少纺织企业仍会将设备的更新、改造作为企业发展的首要任务,纺织企业对落纱小车的需求总量依然很大。预计在未来几年内,落纱小车会呈现畅销的局面。
参考文献
[1]郑可昌.关于开发细纱机自动小车落纱机的探讨[J].纺织机械,2010(4).
[2]高秀满.新型细纱自动落纱机功能分析与研究[J].纺织导报,2011(1).
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作者简介:韩伟(1979—),男,2003年毕业于山西农业大学机械设计及自动化专业,工程师。
〔编辑:白洁〕
On the Understanding of Smart Doffing Trolley
Han Wei
Abstract: In 2010, the smart doffing car on display at the Shanghai International Exhibition of Textile. Through continuous innovation and development and constant improvement of textile enterprises, smart doffing car market has been gradually. Focuses on the understanding of a variety of points doffing trolley on the market, and prospects the views of the doffing trolley for future development.
Key words: doffing trolley; yarn; extubation; intubation
重于运行中的维护,比如保护压板状态的核对和铭牌的核对、清灰等。
2.1.2调整运行维护对象
常规变电站中,继电保护专业人员主要针对保护类继电器和交、直流电源等进行巡视检查。在数字化变电站中,电子式设备、通信设备的的良好运转能够提高继保动作的准确率,所以,继电保护专业人员在巡视的时候还要特别注意光纤和其他网络通信设备的完好性。
2.1.3调整运行维护周期
目前,常规变电站的继电保护专业人员采用一年巡视4 次,半年进行测量试验的周期模式。数字化变电站提高了设备的自我监测和报警能力,所以也可适当调整二次设备巡视的周期,以减少巡视维护人员的工作量。
2.1.4降低运行、维护的工作量
数字化变电站用光纤代替了常规变电站中的控制电缆和模拟电缆,减少了因电缆老化或绝缘性能降低引起的短路火灾和直流接地等问题,降低了事故和缺陷报警的概率,有利于维护变电站的正常运行。数字化的通信,可以通过网络实时监控互感器的工作状态,及时发现安全隐患,减少因电流互感器出现故障而造成的电网事故。
2.2网络化二次系统的保护和控制
传统变电站综合自动化系统的发展,使微机的保护和控制水平不断提升,二次设备进入相对成熟的阶段。然而,这种成熟仅限于传统二次系统结构体系内,而不能解决其他问题。因此,发展与问题并存,已成为常规变电站二次系统保护和控制难以摆脱的现实。
由于二次电缆少,在不增加硬件设备、不重复采集交流信息的前提下,将二次系统的相应功能分散到各间隔保护单元中,实现网络化母线保护、网络化备自投和网络化低频低压减载的功能,可以基本消除以上限制继保运行水平的瓶颈,同时还可以保护定值、控制字简化。压板、按钮和把手的减少,也可以减少运行维护人员的“三误”事故。对于装置缺陷,由于直接采用数字量能真实反应系统一次电气量的信息,装置可采用更先进的原理算法,其集成度更高,抗干扰能力更强,再加上在线监测、在线检修的自动化,可以使装置更加稳定的运行。
2.3数字化变电站二次系统得验收
数字化变电站中,所有电流、电压控制和保护的信号都是利用网络进行传输的,因此,通信网络的性能会对控制保护系统的功能发挥产生很大的影响。由于采用的是装置配置文件来实现系统的通信和互操作,所以相应的ME和GOOSE配置将成为验收的重点和难点,现有的保护加量试验和对点试验方式将不再适用。
目前,数字化变电站的检测设备尚不多见,其检测手段相对于传统方法还十分有限,验收范围和内容也大有不同,主要表现在:①主要数字化变电站过程层是与综合自动化变电站最显著的区别,智能化电气设备包括数字式互感器和智能断路器。其中,断路器智能单元与二次系统的联系更加密切,应该纳入二次系统的检验范围。②ECT,EPT精度、变比、极性和同步检测。该项检测是为了减少传统特性对安全保护的影响,保持跨间隔的数字式电流、电压信号同步,提高继保特别是母差保护、变压器差动保护等“四性”要求。③网络性能测试,主要包括光纤以太网、ME和GOOSE的网络测试。该项测试主要是为了检验网络的传输衰耗和误码率,检测保护装置或测控装置接收采样值和收发控制、驱动报文内容,并检测它们的正确性和一致性。
同常规变电站工程项目相比,数字化变电站工程调试中减少了大部分电缆接线和现场调试工作,但增加了系统集成和测试工作。由于系统集成和测试工作依赖于专用的检测设备和检测技术,因此这对继保工作人员提出了更高的要求。
3数字化变电站需面的问题
3.1数字化变电站二次系统检验规范
在数字化变电站技术推广应用过程中,迫切需要解决的问题就是检验工作中缺乏作业标准和技术规范。数字化变电站由于数字式互感器和智能化电气设备的使用,智能化程度大大提高,除了电源仍然需要电缆供电,其余的二次回路都被光纤和网络替代——无论是数字式互感器还是断路器智能单元都通过保护、自动化装置进行网络通信,一旦出现中断或者异常工况都可能引发报警,也就是说,实现了二次回路的在线监测后,数字化变电站可以真正实现状态检修。在变电站正式投运前进行一次全面的检验后,运行中便不再需要进行检验和调试。当设备出现元器件损坏时,由于不需要复杂的二次接线,只要把电源和光纤转接到备用装置上就可以迅速恢复设备的运行,换下的故障设备再返厂进行修理。这样避免了二次设备故障引起的设备停电,不仅提高了电网的供电可靠性,而且减少了检修维护工作量。
3.2数字化变电站二次系统的集成和兼容
由于现有的综合自动化系统和其他控制系统相互独立,其可靠性来源于自身硬件平台和逻辑结构。考虑到IEC 61850标准的全面实施将是一个较长的过程,在这一过程中,如何将目前运行着的常规微机保护、测控单元和变电站自动化系统经过不太复杂的改造后即可运行于IEC 61850标准中,无疑具有重要的现实意义。现有系统下的保护装置可以通过加装IEC 61850协议转换器统一通信接口,将各装置的自身协议转换为IEC 61850协议,实现保护装置与IEC 61850间隔层其他单元、变电站层设备的集成和互操作。
4结束语
目前,数字化变电站的建设还处于功能实现的初步阶段,变电整体运行管理工作要与数字化变电站技术同步进步。这要求变电人员不仅要掌握继电保护专业技能,还要掌握相关通信、自动控制和新的光电、模电新理论等。这也对变电专业的管理提出了更高的要求。所以应该不断地积累管理经验,完善各项相关标准,逐步改变传统的专业管理模式以适应数字化变电站的运行管理需要。
参考文献
[1]高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社,2008.
[2]王璐,王步华.基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用[J].电力系统保护与控制,2008(24).
[3]高翔等.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术,2006(12).
〔编辑:王霞〕
Digital Substation Transformer Specialized Applications in Discussion
Lei Jian
Abstract: In response to the challenges brought by digital substation to Foshan Power Supply Bureau created the first digital substation-Xiyue Substation, given the current digital substation in major domestic power grid company is still in the preliminary stage of trial operation, the pilot, development and acceptance, technical standards and management systems, such as the sound is lagging behind, and therefore concluded that the analysis of existing digital substation design, construction, operation and maintenance aspects of the changes brought to the substation professional is very necessary.
Key words: digital substation; transformer; relay; IEC 61850