變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型問(wèn)題的探討

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摘要：闡述了關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型中存在的若干問(wèn)題和應(yīng)遵循的原則，介紹了[被屏蔽廣告]變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、功能、通訊網(wǎng)絡(luò)和傳輸規(guī)約等內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了抓好選型工作的重要性。

　　關(guān)鍵詞：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)；站內(nèi)監(jiān)控功能；通訊規(guī)約

　　近年來(lái)，隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，大量采用遠(yuǎn)方集中控制、操作等自動(dòng)化技術(shù)的變電站投入運(yùn)行，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又減少了人為誤操作的可能。采用變電站自動(dòng)化技術(shù)是變電站計(jì)算機(jī)應(yīng)用的方向，也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，值得大力推廣。但工程實(shí)際當(dāng)中，部分變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能不能充分發(fā)揮出來(lái)，存在問(wèn)題較多，無(wú)法正常運(yùn)行。造成這種情況的一個(gè)原因就是系統(tǒng)選型的問(wèn)題。如果一個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選擇合適的話，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質(zhì)量高，其可靠性高、可信度大，更便于運(yùn)行操作。因此，把好變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的選擇關(guān)意義十分重大?；诟脑旖?jīng)驗(yàn)，本文總結(jié)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)、功能、通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇方法，同時(shí)也分析了該產(chǎn)品目前存在的問(wèn)題。

　　1、變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇

　　目前應(yīng)用較廣泛的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式三種類型?，F(xiàn)將三種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。

　　1.1集中式

　　集中式結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是指采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開(kāi)關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)控制、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制等功能[1].這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可減少占地面積，造價(jià)低，適用于對(duì)35kV或規(guī)模較小的變電站，但運(yùn)行可靠性較差，組態(tài)不靈活。

　　1.2分散與集中相結(jié)合

　　分散與集中相結(jié)合的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是將配電線路的保護(hù)和測(cè)控單元分散安裝在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，而高壓線路和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)形式較常用，它有如下特點(diǎn)：

　?。?）10～35kV饋線保護(hù)采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝，可節(jié)約控制電纜，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與保護(hù)管理機(jī)交換信息。

　?。?）高壓線路保護(hù)和變壓器保護(hù)采用集中組屏結(jié)構(gòu)，保護(hù)屏安裝在控制室或保護(hù)室中，同樣通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與保護(hù)管理機(jī)通信，使這些重要的保護(hù)裝置處于比較好的工作環(huán)境，對(duì)可靠性較為有利。

　?。?）其他自動(dòng)裝置中，備用電源自投控制裝置和電壓、無(wú)功綜合控制裝置采用集中組屏結(jié)構(gòu)，安裝于控制室或保護(hù)室中。

　　1.3全分散式

　　全分散式的變電站自動(dòng)化是以一次主設(shè)備如開(kāi)關(guān)、變壓器、母線等為安裝單位，將控制、I/O、閉鎖、保護(hù)等單元分散，就地安裝在一次主設(shè)備（屏柜）上。站控單元通過(guò)串行口與各一次設(shè)備相連，并與管理機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信。它有如下特點(diǎn)：

　　（1）簡(jiǎn)化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。

　　（2）減少了施工和設(shè)備安裝工程量。由于安裝在開(kāi)關(guān)柜的保護(hù)和測(cè)控單元在開(kāi)關(guān)柜出廠前已由廠家安裝和調(diào)試完畢，再加上敷設(shè)電纜的數(shù)量大大減少，因此現(xiàn)場(chǎng)施工、安裝和調(diào)試的工期隨之縮短。

　?。?）簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。

　　（4）全分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，且抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。

　　上述三種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的推出，雖有時(shí)間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)各種系統(tǒng)特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。如以RTU為基礎(chǔ)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可用于已建變電站的自動(dòng)化改造，而分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，更適用于新建變電站。

　　2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能

　　變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能很多，在選擇時(shí)，除了必須保證所選系統(tǒng)功能滿足變電站的需要之外，而且要求技術(shù)有一定的先進(jìn)性，防止由于功能欠缺影響系統(tǒng)以后的安全運(yùn)行或很快過(guò)時(shí)?，F(xiàn)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能概括如下：

　　（1）站內(nèi)監(jiān)控功能（SCADA功能）此功能包括站內(nèi)數(shù)據(jù)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視及報(bào)警記錄、設(shè)備檢測(cè)與診斷、報(bào)表編輯生成修改與打印、人機(jī)交互聯(lián)系及系統(tǒng)維護(hù)管理、計(jì)算統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)記錄、事件順序記錄（SOE）、事故追憶、遠(yuǎn)方通信等常用SCADA功能。

　?。?）控制和調(diào)節(jié)通過(guò)鍵盤(pán)在屏幕所顯示的畫(huà)面上對(duì)各可控設(shè)備進(jìn)行開(kāi)/合，投/退等控制操作，對(duì)各可調(diào)設(shè)備進(jìn)行升/降、定值設(shè)定等調(diào)節(jié)控制?？刂崎_(kāi)關(guān)時(shí)可以按選擇一返校一執(zhí)行的方式實(shí)現(xiàn)每次操作一個(gè)對(duì)象的控制，也可以按批次控制、順序控制的方式一次對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行控制（無(wú)論那種控制方式，都要具備完整的控制閉鎖功能）：進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)可以一次調(diào)節(jié)一檔，也可以一次調(diào)節(jié)多檔，但同樣要具備完整的調(diào)節(jié)閉鎖和邊界報(bào)警功能。

　　（3）電壓無(wú)功控制對(duì)于110kV電壓等級(jí)以上變電站，要求變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式站內(nèi)自動(dòng)電壓無(wú)功控制（VQC）。對(duì)于35kV變電站，站內(nèi)自動(dòng)電壓無(wú)功控制功能不作要求，但應(yīng)滿足遠(yuǎn)方調(diào)整電壓無(wú)功，即通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)可在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)或調(diào)度端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方手動(dòng)調(diào)整變壓器分接頭和投切電容器功能。

　?。?）對(duì)時(shí)系統(tǒng)對(duì)時(shí)要求是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本要求。110kV樞紐站和220kV站要求系統(tǒng)具有GPS對(duì)時(shí)功能，要求對(duì)變電站層設(shè)備和間隔層IED設(shè)備（包括智能電度表等）均實(shí)現(xiàn)GPS對(duì)時(shí)。并具有時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳輸校正措施。110kV終端站、35kV變電站不要求GPS對(duì)時(shí)功能，但要求具有一定精度的站內(nèi)系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能，定時(shí)完成由系統(tǒng)主機(jī)或由調(diào)度端發(fā)出的對(duì)站內(nèi)間隔層設(shè)備的對(duì)時(shí)功能。

　?。?）故障錄波故障錄波的數(shù)據(jù)和波形是電網(wǎng)事故運(yùn)行分析的重要參數(shù)。35kV變電站和一般的110kV終端站可以不要求安裝故障錄波，一些分析信息可從保護(hù)裝置的簡(jiǎn)短記錄和SOE中提取。但110kV樞紐站要求具有故障錄波功能。

　?。?）小電流接地選線該功能要求配備三相CT或?qū)Ｓ昧阈駽T，一般通過(guò)IED檢出母線開(kāi)口三角電壓越限，主站在收到信號(hào)后調(diào)該母線各IED在接地瞬間記錄的零序電壓電流資料，匯總分析后作出判斷。對(duì)于有35kV和10kV饋電線路的變

　　因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)范取樣和試驗(yàn)。取樣時(shí)要確保所取樣品能夠反應(yīng)整批混合料的特性。在206國(guó)道高速公路四合同段施工中我們每天上午、下午各取樣一次做馬歇爾試驗(yàn)。對(duì)于瀝青抽提試驗(yàn)及抽提后的級(jí)配檢測(cè)，每天至少做四組。

　　3、運(yùn)輸和攤鋪過(guò)程中質(zhì)量控制

　　改性瀝青SMA混合料不應(yīng)在氣候寒冷、陰雨的季節(jié)施工。施工的最佳溫度在20℃以上，一般不宜低于15℃，最低不得低于10℃，當(dāng)外界溫度較低時(shí)可適當(dāng)提高混合料的攪拌和攤鋪溫度。

　　3.1改性瀝青SMA混合料的運(yùn)輸最好采用20t以上的大型運(yùn)輸車，并且必須覆蓋棚布保濕，運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的混合料應(yīng)保持在165℃以上，溫度偏低，將會(huì)直接影響路面的平整度和壓實(shí)度。在混合料裝卸時(shí)應(yīng)盡量避免離析，運(yùn)輸車在裝料時(shí)應(yīng)采用前后移動(dòng)分三次裝載的方式。

　　3.2改性瀝青SMA混合料的攤鋪原則上與常規(guī)混合料沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，但在攤鋪溫度的控制上應(yīng)更為嚴(yán)格。

　　攤鋪溫度宜控制在165-175℃的范圍內(nèi)，在不發(fā)生離析的前提下盡可能采用全幅一次攤鋪，以避免縱接縫的處理。攤鋪速度對(duì)攤鋪機(jī)的工作效率和攤鋪質(zhì)量有重要影響。攤鋪速度的選擇應(yīng)根據(jù)混合料的供料能力和后續(xù)碾壓工序的壓路機(jī)生產(chǎn)能力來(lái)確定。一般情況下可根據(jù)混合料的供應(yīng)能力、攤鋪寬度和厚度按下式求得：

　　式中：

　　Q——拌和機(jī)產(chǎn)量，t/h.

　　V——攤鋪速度，m/min.

　　T——壓實(shí)后的攤鋪厚度，cm.

　　C——效率系數(shù)。根據(jù)供料運(yùn)輸能力等，宜為0.6-0.8.

　　W——攤鋪寬度，m.

　　ρ——瀝青混合料壓實(shí)成型后的密度，t/m³.

　　攤鋪速度在攤鋪過(guò)程中嚴(yán)格保持不變。根據(jù)206國(guó)道高速公路四合同段實(shí)際情況采用了1.5-2.0m/min的攤鋪速度。

　　3.3攤鋪機(jī)螺旋布料器應(yīng)均勻旋轉(zhuǎn)供料，供料高度一定要控制在螺旋布料器縱向2/3高度的位置，這樣可以在一定程度上保證混合料不離析。

　　4、改性瀝青SMA混合料的碾壓控制

　　改性瀝青SMA混合料是一種粘稠而很難壓實(shí)的材料，它的壓實(shí)性能對(duì)溫度十分敏感。因此其碾壓工藝與常規(guī)的熱瀝青混合料的壓實(shí)區(qū)別較大，主要是：

　　1）雖然對(duì)平整度的指標(biāo)有一定影響，但為了防止瀝青層的拉裂，在206國(guó)道高速公路四合同段施工過(guò)程中還是先上振動(dòng)壓路機(jī)初壓，復(fù)壓采用的是英格索蘭振動(dòng)壓路機(jī)，壓實(shí)過(guò)程中采用的是高頻、低振幅，避免壓碎集料和下層瀝青沙漿浮在表面。

　　2）壓實(shí)溫度的范圍以及控制比常規(guī)瀝青混合料更為嚴(yán)格。通常初壓的起始溫度控制在165℃左右，并盡快完成初壓工序。終壓溫度不低于130℃，初壓時(shí)保證壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)碾壓并采取連續(xù)碾壓的模式。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　改性瀝青SMA混凝土路面的鋪筑是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程，只有每一個(gè)環(huán)節(jié)都采用科學(xué)的程序進(jìn)行嚴(yán)格控制，最終才能取得良好的效果。同時(shí)，隨著新瀝青改性材料的不斷出現(xiàn)，要對(duì)每一種新材料在施工工藝各環(huán)節(jié)上區(qū)別對(duì)待，只有在實(shí)踐中不斷摸索學(xué)習(xí)，才能使改性瀝青混凝土路面質(zhì)量不斷躍上新臺(tái)階。