陳立鋒

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

我公司的高壓供電系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，二次保護回路采用的是常規(guī)電磁型繼電保護，經過多年運行，原供電系統(tǒng)的進線方式已不能滿足公司的長遠發(fā)展需要，公司在2006 年新建一座66 kV 變電所，采用的是微機保護，但該變電所下一級的各個饋電所所有線路為常規(guī)繼電器保護，鑒于此，公司決定對供電系統(tǒng)整體進行升級改造。

1 變電所現(xiàn)狀

1.1 主接線及主要一次設備

1）66 kV 側為單母線不分段接線，進線1 回，ZF10-126 型SF6 全封閉組合電器共計4 個間隔。

2）6.3 kV 側為單母線分段接線，分段開關為冷備用，共計有ZN73A-12 系列高壓開關28 臺。

3）主變壓器2 臺，運行方式為解列運行，變壓器型號為：SZ9-25 000 kVA/66 kV Y，d11。

4）6.3 kV 各饋電所均為單母線分段接線，配出線路共計45 條，設備為GG-1A 型開關柜。

1.2 保護控制裝置

1）公用部分。每個饋電所均設有直流屏、電度表屏和中央信號屏，66 kV 變電所設有220 V 和48 V 直流屏、電度表屏、進線保護屏和主變保護屏，后臺監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

2）66 kV 進線及主變保護配置。進線及主變保護屏3套，進線采用SEL-351A 型微機保護裝置，設有速斷及過流保護。主變采用SEL-587 及SEL-351A 型微機保護裝置。設有瓦斯保護、差動保護、復壓過流后備保護、過負荷保護。隔離開關及接地刀閘的狀態(tài)量通過RA-5SCU 測控裝置進行采集上傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

3）6.3 kV 饋出線路保護配置。保護配置采用的是RA-5 系列微機保護裝置和常規(guī)保護，但最近兩年微機裝置故障頻出，已出現(xiàn)拒絕動作的現(xiàn)象，在運行過程中存在嚴重的安全隱患，常規(guī)電磁型繼電保護在可靠性和靈敏性上受外圍因素影響比較大。

2 存在的問題

1）6.3 kV 線路保護裝置繼電保護全部退出，定值丟失；裝置出現(xiàn)故障，操作失靈，出現(xiàn)拒絕動作現(xiàn)象；裝置遙信系統(tǒng)中斷，斷電重啟后可進行操作，但是運行已不可靠。

2）部分裝置動作的靈敏性大大降低或拒絕動作。

3）監(jiān)控系統(tǒng)內以太網和總線結構并存，總線信息傳遞速度緩慢，裝置遙測出現(xiàn)問題將導致總線系統(tǒng)的不正常運行，同時也影響整個后臺系統(tǒng)的正常運行。

4）不能適應電力系統(tǒng)快速計算和實時控制的要求。

5）饋電所分布比較分散，高壓設備較多，不具備無人值守的條件。

3 設計原則

在原設備上進行技術改造，以降低成本；升級后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)公司供電系統(tǒng)各種監(jiān)控功能的自動化；增強"四遙"的各項功能，在綜合自動化系統(tǒng)設計過程中，要保證系統(tǒng)運行的安全和可靠；系統(tǒng)資源共享，可達到無人值守；數(shù)據(jù)能安全、高速、可靠地進行傳輸；保護裝置及網絡系統(tǒng)要具有抗電磁干擾能力。

4 解決方案

1）將系統(tǒng)內RA-5 系列微機保護裝置和測控裝置更換為RA-6 系列的設備，該設備具有高速以太網接口，采用高速以太網網絡與監(jiān)控主機通訊，實現(xiàn)間隔層和網絡層以及站控層統(tǒng)一高速以太網網絡監(jiān)控。

2）將工業(yè)控制計算機的監(jiān)控系統(tǒng)升級為企業(yè)級計算機服務器機型，服務器級別的計算機操作系統(tǒng)Windows Server 2008，并將后臺監(jiān)控軟件和數(shù)據(jù)庫一并升級至服務器版本。升級CAN 網絡為以太網網絡+光纖通訊結構，整個系統(tǒng)采用開放式、分層分布式結構；站內各保護和測控單元的通訊采用工業(yè)光纖以太網結構。

3）優(yōu)化6.3kV 各饋電所饋出線路與66 kV 變電所后臺監(jiān)控主機的通訊，同時，重新設置6.3kV 饋出線當?shù)赝ㄓ嵶诱尽?/p>

4）各饋電所的饋出線路、電動機等保護部分選用RA-6 系列微機保護測控裝置，在控制室進行組屏安裝，完成相應的測控功能。

5 系統(tǒng)構成

通過與自動化廠家的技術交流，綜合分析我公司供電系統(tǒng)的實際運行情況，選擇上海銳安自動化系統(tǒng)有限公司生產的RA-SAS2000 變電站綜合自動化控制系統(tǒng)來進行供電系統(tǒng)的改造，通信網絡系統(tǒng)原理如圖1 所示。通過網路交換機，以工業(yè)監(jiān)控計算機和服務器為核心，與各保護和測控單元構成了分布式系統(tǒng)。網絡系統(tǒng)主站層以網絡交換機和監(jiān)控主機通過協(xié)議組成以太網。間隔層是以網絡交換機和通訊管理機組成的以太網，再和主站層網絡進行連接。

圖1 通信網絡系統(tǒng)原理圖

6 系統(tǒng)的特點

采用全分布設計結構，主站監(jiān)控層采用雙以太網結構，其具有很高的通訊速度，實時性好。先進的微機型智能測控設備和微機保護設備具有高速以太網通訊接口，確保了重要負荷設備的高速可靠通訊。在后臺監(jiān)控系統(tǒng)下，監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，通訊速度快，可輕松實現(xiàn)保護、遙測、遙信、遙控等各功能聯(lián)動。

7 結語

與常規(guī)保護相比，采用RA-SAS2000 綜合自動化系統(tǒng)后，公司供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性有了很大提高，同時，自動化水平的提升保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和供電質量，也實現(xiàn)了無人值守的目標。

［1］張舉.微型機繼電保護原理［M］.北京：中國水利水電出版社，2004.

［2］楊其華，麻志東.RCS9700 自動化系統(tǒng)在變電站改造中的應用［J］.中氮肥，2010，3（2）：51-52.

［3］中國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫局.GB50062-2008 電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2009.