关键词:变电站;综合自动化;设计;保护
变电站综合自动化技术发展迅速,各类自动化系统产品也日趋成熟。嘉兴电力局自1996年第一套西门子LSA67系统(城中变)投产以来,已有十多个综合自动化变电站投产运行,其主要产品有:南京中德公司LSA67、许继四方CSC-2000、南自院DFP(LFP)-DISA等。从设计、安装及运行等各方面情况来看,LSA67以其稳定、主单元功能强大、安装调试方便及返修率低,最受各部门欢迎。但其价格偏高,装置多需进口订货,使其使用范围受到很大限制,中德公司基于这种情况下,自行研制开发了NSC-2000系统,下面以110 kV河山变为例,结合与LSA67系统的比较,对NSC-2000系统及配置作一简略分析。
1系统配置
变电站为110 kV单母线结线,110 kV出线2条,其中洲泉线为对侧变电站电源之一。主变远景为2台31500 kVA有载调压双圈变,电压110/10kV,本期一台。10 kV为单母线分段,共24回出线,本期13回。无功补偿共4组(3600×2+2400×2),本期为3600+2400 kvar。
NSC-2000自动化系统配置见图1。系统保护采用西门子的保护单元,与LSA67系统一样。监控采用中德公司自行研制的NFM/NLM(YX∶16,YX∶4,3I,3U),站内主单元NSC-2100的硬件是台湾研华原装的工控机,主单元软件则由中德公司自己开发。
1.1系统连接
NSC-2000为全分散式、485总线连接方式,其特点是安装方便、网络简洁、安全可靠,扩建间隔极为方便。虽然主单元与各装置联系为询答式,但其速率足够满足系统要求,且在设计中对各装置进行适当分类,形成多个485总线网络(相对节点数减少),实际运行中无网络方面的问题。LSA67为全光纤星形连接,安全可靠,但造价偏高,需要注意的是因光缆接头需定做,故每根光纤均需在订货时一起订制。
1.2主单元
主单元NSC-2000采用的是台湾研华工控模件,包括80586主处理模件、通信模件、网络模件,该主单元有较好的可靠性、互换性、兼容性及扩充性。其规约也符合部颁标准,便其与主站及站内设备的通信无须规约转换,相当方便。
1.3线路保护
110 kV线路保护是西门子7SA511,就装置本身而言,品质是很好的,具有保护、重合闸、故障记录、测量、试验及记录不丢失储存等功能,但与国内整定计算较难匹配,其保护区为方形,且无另序,在系统网络BZT完善情况下,较适用作短线路保护,该装置保护信号量均须二进制输入,电压闭锁须另设继电器,接线显得繁琐,此保护装置已升级换代。今后宜采用7SA513、7SD511等。
10 kV线路保护选用7SJ600,该装置相对价格比较便宜,三段式电流保护,4个命令节点(二常开、二编排),完全能够满足10 kV线路的要求,但该装置为西门子早期产品,定值输入较为麻烦,数据输出较为困难。原因是因为其无232接口,无法与笔记本电脑连接,装置本身不带电池,若直流失电则造成数据丢失。
1.4测量控制
各间隔级测控单元采用NLM(110 kV线路及主变)、NFM(10 kV线路)。NFM/NLF主要功能如下:16~32路的开关量,其中8个为高分辨率SOE数据(≤1 ms)、测量(3I、3U、P、Q),双命令操作遥控电路,可附带开关操作箱。测量精度高于LSA67采用的7SJ531(其CT为保护CT),其精度小于0.5%,遥控输出正确稳定。
该装置因带有操作箱,这样可以很方便地解决开关防跳、跳合闸回路保持的要求,从而也避免了机构防跳不可靠的问题。而价位仅为西门子测控单元的1/4。
2 NSC-2000与LSA-67的差异
NSC-2000由于受主单元功能及速率的限制,不可编程。而站内后台有随时退出的可能,把备自投及VQC做在后台也不适合。故河山变备自投、VQC及小电流接地均另行配设装置,这些装置与主单元通信也较为方便,速度及功能也较为满意,但需另行设计,并敷设电缆。
河山变的备自投为中德公司研制的NSP-40,自动判别运行方式,动作正确可靠,但外接信号开入量显得较为繁琐。而LSA-67系统,由于西门子6MB5515主单元内有备自投软件,故一般备自投功能由编程实现,无须另行接线,但编程时需十分精心周密,实际运行调试中已出现因编程欠考虑,造成备自投失败。
VQC情况与备自投类似,编程方式易与实际情况有所差距,很难一次成功,各条件须在实践中加以增减。目前看来,这些功能还是由专门的装置来完成较好。
低周保护均设频率继电器,NSC-2000是给每个保护装置一个开入量,须增加类似小母线性质的低周动作小母线,而LSA-67则是通过主单元与各装置通信实现。
小电流接地系统,可由西门子一体化保护装置完成(如7SJ531),河山变由于选用7SJ600,无此项功能,所以另行配置装置,无运行经验。
3总体评价
优点:从总体上来说,NSC-2000与LSA-67一样,性能可靠,配置灵活,人机界面良好,更能满足实际情况的特殊要求,如:其与外辅设备如直流屏、火灾报警等装置的通信更为方便。就监控装置而言,其价位大大低于西门子的产品,大约在1/4左右,从而降低工程造价。若河山变监控亦采用LSA-67,则综合自动化部分造价还需增加30%左右。河山变为嘉兴局首座采用NSC-2000系统的变电站,投运近一年时间。主系统基本上无多大问题,而城中变(LSA-67)已有4年的运行经验,运行稳定,装置无拒动误动情况。而NSC-2000在其他变电站,有更换主单元板件情况,其主要原因是台湾研华工控机硬件质量比不上西门子的6MB 5515。NSC-2000还可以直接用主单元与站内设备及主站通信。而LSA-67系统通信规约为8FW,它与站内设备(如直流屏)及主站通信是接在规约转换装置上。
缺点:7SA511保护调试较为繁锁,与国内整定计算理论有一定距离。若要满足整定要求,则须添加辅助装置,此保护须升级更换。7SJ600功能简单,定值输入较麻烦,数据输出较为困难(无232接口),故建议今后还是采用7SJ531或其他升级产品。由于采用较多的外辅设备,故接线较为复杂。对于主接线相对简洁明了的变电站来说,完全可以形成几种固定的组屏接线方式,建议制造商给予改进,以便给用户带来更多的方便。
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