SPS6000综合自动化系统在电气改造中应用
SPS6000综合自动化系统在电气改造中应用 【摘要】随着电力系统向超高压、大容量发展, 电力系统对保护的要求也不断提高,除了基本的保护功能 外,而且还应具有大容量的故障信息和数据的存放空间,满 足快速的数据处理要求;正是由于计算机技术、通信技术及 网络技术等多项科学技术的不断发展,现在的电气综合自动 化系统的软、硬件不仅能满足以前基本需要,而且还具备监 视、控制、远动、五防等功能,基于原来的机械式继电保护 越来越不能满足要求,因此电气系统由机械式继电保护改为 微机保护渐渐成为一种趋势。 【关键词】SPS6000;综合自动化;控制方案;电气监 控系统 1、引言 阳泉煤业集团第二热电厂于1996年12月份投产,装机 容量为3X6MW,是一座典型的煤矿坑口热电厂,承担着矿区 保安电源的重担。原来的电气设备全部用继电器保护,由于 继电器接线复杂,导致现场故障频繁发生,给全厂的配电系 统带来了不安全隐患,严重影响着煤矿的正常生产。随着电 力系统安全要求的逐渐提高,原来的机械式继电保护越来越 不能满足要求,取而戴之的将是保护先进、动作灵敏、工作 更加人性化的微机保护,所以截止到现在得到了飞速的发 展。 国电南自的SPS6000系列产品主要是针对llOkV以下的 变电站,并且该系列产品完全采用汉化的显示技术,人机界 面友好,每款产品均配置了基于PC机调试界面的接口,组 合专用分析调试软件包,大大改善了现场调试手段;该系列 产品均采用防水、防尘、抗振动设计,适合安装于开关柜等 环境条件较为恶劣的环境运行。经过技术论证最后决定采用 国电南自的SPS6000作为本次改造的控制系统。2008年9月 份完成了电气系统微机保护改造,经过四年的运行效果良 好。 2、国电南自SPS6000系统简介 国电南自的SPS6000采用高性能的32位单片机技术, 因此装置不仅稳定性高,而且运算速度快,装置模块之间采 用CAN通信技术,保证了数据信息进出流畅,事件可时时上 传,确保异常能及时被运行人员发现。该系列微机装置配备 高速以太网络通信接口,并且每个装置配置两个独立的IP, 两个网络可以进行单独使用,也可以同时使用,方便了装置 之间的通信和联系。SPS6000控制系统由保护单元、测控单 元、显示单元三大部分组成,各CPU插件之间相互独立,无 依存关系,确保了系统的可性。正是由于具有高可靠性、高 开放性、高精确性以及高度模块化技术,因此可以实现数据 实时采集、数据测量、数据显示、保护控制、报警提示、数 据上传,同时可对数据进行记录、统计、显示打印等。 2. 1配电系统 为了保证电气微机装置安全、稳定运行,本次改造采用 双交流电源供电,运行方式为一用一备,两趟交流电源能够 实现自动切换;交流电通过三块型号为HD220/10-3的模块, 把输入的380V交流电整流成220V的直流电源,正常情况下 作为蓄电池的浮充电源,同时为微机装置和监控电脑逆变装 置提供工作电源,当两趟交流电源都出现异常时,直流装置 能自动、快速切换到蓄电池为微机装置继续提供工作电源, 保证电气系统不失保护。避免在异常情况下影响对电气设备 的监视,因此为监控电脑安装了一台GN-2KFSP-21R型号的 正弦波逆变电源,正弦波逆变装置采用双电源供电,正常情 况使用交流电,交流失电后自动切换到直流系统供电,保证 异常供电不影响后台监视。 2. 2监视系统 整个后台监控系统由一台工程师站、一台监控站组成, 监控软件选用SPS6000综合自动化系统V3. 1组态软件。该 软件是一款基于windows 2003操作平台上的多任务、多线 程的工控软件,监控计算机能与调度系统计算机进行对时、 通信,完成我厂事件顺序记录、遥信、遥测、遥控、遥调等 功能。实时显示各测点运行参数及主机运行情况,并自动生 成各种报表,报警记录,历史曲线等,从而实现了对主机运 行参数的远距离监视。后台监控系统是进行数据采集、处理、 储存、安全监视、画面显示及拷贝,操作显示主要是人机界 面,用于图形及报表显示及打印、事件报警及记录、状态显 示和查询,设备状态和参数查询,操作指导、操作控制命令 的下达,通过当地后台监控系统,运行值班人员能实现对所 有设备的运行和操作控制。 每台微机装置都有一个主通信网口和一个备用通信网 口,每个微机装置都有不同IP地址,装置通过网线全部联 接在两台直流交换机上,交换机通过网线和监控电脑联网, 完成所有数据的上传。所有数据通过一台PSX600通信服务 器,本装置具有TRU数据处理及通信功能,PSX600通信服务 器直接可以和单台测控单元进行通信,把单台测控保护装置 数据、信息进行处理后,按照远方调度、集控中心的通信协 议,把本厂电气参数上传到局调,完成和局调系统的数据交 换。 2. 3微机装置GPS对时 随着电厂自动化水平的提高,电力系统对统一时钟的要 求愈加迫切,有了统一时钟,即可实现全厂微机系统在GPS 时间基准下的运行监控和事故后的故障分析,也可以通过各 开关动作的先后顺序来分析事故的原因及发展过程,因此统 一时钟是保证电力系统安全运行,提高运行管理的一个重要 措施。为了保证所有微机时间的统一,本次改造采用了 GPS 脉冲同步信号自动对时,PSX600通信服务器接受到GPS信号 后,利用装置之间的通信网线向所有的微机装置发送时钟信 号,单元测控装置接收到信号后自动进行时间调整,确保每 台微机装置24小时误差不大于±5S。 2. 4 一次设备测控装置选型 根据我厂一次设备的容量及电压等级,结合SPS6000综 合自动化产品功能,经过和厂家技术人员技术探讨,最后一 次设备测控装置的选型如下,DGT801装置负责发电机保护, SPR651装置负责发电机参数的上传和后台监视;SPT641装 置负责主变差动保护,SPT642负责主变高、低压侧保护; SPT645负责厂用变压器高压侧保护,SPP642负责厂变和备 用厂变的自动备投;其它单台6kV设备测量、保护装置使用 的是SPL641装置,分散安装在对应的开关柜上,实现所有 间隔级单元设备各自运行、相互独立互不影响,各间隔级单 元通过通信网线与电气主控的交换机通信,实现数据、信息 的采集、处理和监视,并完成上级控制层的命令的执行,间 隔级单元设备功能上不依靠监控后台,即使在通信网络失效 或站级控制设备故障时,仍能实现间隔单元一次设备的测控 和保护功能。间隔级单元设备具备有就地、远方切换开关, 协调就地操作与远方操作,在站级控制设备异常状况下,仍 能独立完成对间隔设备一次设备的检测和控制,保证了电气 设备的稳定、安全运行。 3、结束语 阳煤集团第二热电厂电气系统综合自动化改造,使我厂 和全局的发、配电实现了时时通信,尤其在改造后装置动作 灵敏、可靠,避免了保护装置的误动,大大提高了电网的安 全运行,使煤矿的安全用电得到了保证。由于技术人员经验 不足,在电气综合自动化改造过程中前瞻性不强,导致在改 造过程中还存在一些技术问题,需要在今后的工作中进一步 完善。