0. 머리말

사회의 고속 발전에 따라 중국 기업의 생산에서 전력 에너지에 대한 의존도가 점점 커지고 생산 생활의 전력 공급에 존재하는 모순이 더욱 크다.기업의 생산 생활 중 전력 에너지가 충분할 수 있도록 변전소의 관리를 강화해야 한다. 변전소의 더욱 안정적인 운행을 보장하고 전력 에너지 공급을 보장할 수 있다.

1.변전소 운영 현황

최근 몇 년 동안 중국의 전통적인 변전소 고장 발생률이 비교적 높아서 주민들의 생활, 기업의 생산에 지대한 영향을 받았기 때문에 이 전력 시스템 내의 고장 문제와 발생 원인을 깊이 분석해야 한다. 주로 설비가 노후화되고 유지보수가 제대로 이루어지지 않아 생긴 고장 문제라는 것을 발견했다.실제 상황을 분석하면 전통적인 변전소에서 발생하는 고장 문제가 비교적 심각하고 수리의 난이도가 높으며 장시간의 정전을 초래하여 도시 주민들의 일상생활과 기업의 생산 운행에 큰 영향을 줄 수 있다.현재 변전소는 주로 무인 당직의 변전 모드를 통해 관리한다. 이 방식은 일정한 특성을 갖추고 당직자를 설치하지 않아도 실시간 모니터링을 완성할 수 있다. 왜냐하면 과학기술 수준이 높은 현대화 변전 설비를 설치했기 때문에 소량의 직원의 협조만 있으면 종조작을 완성할 수 있고 원격의 관리 제어를 실현할 수 있다.무인당직의 관리방식에 대해 사업일군은 통제센터에서 과학적수단만 거치면 변전소사업과정에 존재하는 문제를 제때에 발견할수 있고 제때에 보수처리를 진행할수 있다.

2. 변전소 종합 자동화 시스템의 장점과 존재하는 문제점

2.1.시스템 이점

전통적인 일반적인 변전소 2차 시스템에 비해 변전소 종합 자동화 시스템은 변전소의 운영 관리를 더욱 편리하고 안전하며 신뢰할 수 있게 하여 변전소의 작업 효율을 크게 향상시키고 전력망 시스템의 현대화 발전을 추진할 수 있다.컴퓨터 기술과 네트워크 기술, 통신 기술의 발전, 자동화 수준의 향상에 따라 변전소의 2차 시스템은 이미 기본적으로 전면적으로 변전소의 종합 자동화를 실현했다. 종합 자동화 시스템을 통해 계전 보호에 대해 자체 검사와 상호 검사를 할 수 있고 고장 녹음, 사건 기록, 운행 감시와 제어 등 기능을 가지며 운행 유지 보수 원가를 낮추고 변전소의 안전하고 신뢰할 수 있는 운행 수준을 향상시켰다.

2.2.문제점

전력 시스템이 발전함에 따라 변전소가 점점 많아지고 이에 따라 설비의 고장이 발생한다. 고장 발생 위치에 따라 원인을 분석한다. 최근 몇 년 동안 전력망 변전소의 종합 자동화 시스템 고장이 발생한 부위 관련 자료에 따르면 역 제어층의 고장이 45.39% 로 가장 많다.이어 칸막이가 30.50%로 뒤를 이었다.다시 네트워크 계층으로 12.76% 를 차지했습니다.마지막으로 원동 시스템이 11.35% 를 차지했다.

l 역 제어층 고장

사이트 제어층의 고장 수량이 많은 원인은 주로 백그라운드 시스템 하드웨어 고장, 백그라운드 시스템 파라미터 설정 오류, 선행 컴퓨터 소프트웨어 고장 등에 나타난다.

(1) 백그라운드 시스템 하드웨어 고장은 컴퓨터 설비의 다운이 빈번한 것으로 나타난다.주로 설비의 운행시간이 너무 길어 일정한 정도의 로화문제가 발생하여 마더보드, 하드디스크가 파손되였기때문이다.또한 백그라운드 시스템의 모니터와 같은 하드웨어 장치의 손상도 심각합니다.

(2) 백그라운드 시스템 매개 변수 설정 오류는 메시지 이름이 정의되지 않고 메인 화면 표시, 분할 화면 표시가 실제와 일치하지 않는 것으로 나타난다.주로 자동화 시스템의 정보량이 매우 커서 신축, 개/증축 공사의 검수 전동이 제대로 이루어지지 않아 발생한 것이다.이밖에 신문명칭의 불규범도 이런 결함을 초래한 주요원인이다.

(3) 전치기 소프트웨어 고장은 주로 원인을 알 수 없는 다운, 응용 프로그램의 사망에 나타난다.일반적으로 재부팅하면 복구됩니다.

l 칸막이 고장

간격 계층 장치 장애는 주로 두 가지 측면에서 발생합니다.간격층에서 가장 많이 발생하는 것은 2차 회로 문제이다.매번 설비를 조작한 후 절연점이 불량하거나 보조접점이 제대로 되지 않는 등의 원인으로 인한 통신상태가 실제와 잘 대응하지 못하는 것으로 나타난다.게다가 측정 제어 장치로 인한 문제는 하드웨어 시설에서 나타나며, 내부 플러그인이나 모듈 문제로 인해 통신이 중단되는 경우가 종종 발생한다.측정 제어 장치 소프트웨어 방면의 문제는 상대적으로 적지만, 나타난 결함은 모두 비교적 심각하다. 예를 들면 동기 정가 분실은 현장 검사가 제대로 이루어지지 않으면 조작 사고를 초래하기 쉽다.현장에서도 측정제어장치가 작동을 멈추는 현상이 발생하여 원격조종명령이 집행되지 못하고 정상적으로 조작할수 없게 되였으며 전기를 끊고 측정제어장치를 재부팅하면 정상으로 회복된다.

l 네트워크 장치 장애

관련 자료에 따르면, 현재 네트워크 통신 설비 문제는 아직 그리 심각하지 않지만, 만약 나타나면 심각한 문제를 초래할 수 있으며, 변전소나 변전소 설비 데이터 수집 작업을 중단시킬 가능성이 높다.그러므로 반드시 이런 고장에 대해 제때에 처리해야 한다.네트워크 설비의 고장 원인을 분석 연구하는 것은 왕왕 제품의 품질이 낮기 때문이며, 특히 각종 허브, 교환기 등 네트워크 통신 설비의 하드웨어 문제 때문이다.

3. Acrel-1000 변전소 통합 자동화 시스템 솔루션

3.1.방안을 종합하여 서술하다.

Acrel-1000 변전소 통합 자동화 모니터링 시스템은 논리적 기능에서 역 제어 계층, 간격 계층 2층 설비로 구성되며 계층형, 개방형 네트워크 시스템으로 연결된다.역 제어층 설비는 모니터링 호스트를 포함하며, 역 내에서 운행하는 휴먼 컴퓨터 연계 인터페이스를 제공하고, 관리 제어 간 격층 설비 등 기능을 실현하며, 역 전체 모니터링을 형성하고, 원거리 모니터링, 스케줄링 센터와 통신한다;간격층은 몇 개의 2차 서브시스템으로 구성되어 있으며, 역 제어층 및 역 제어층 네트워크가 효력을 상실한 상황에서도 여전히 독립적으로 간 격층 설비의 현지 모니터링 기능을 완성할 수 있다.

공정의 구체적인 상황에 비추어 설계 방안은 높은 신뢰성을 가지고 확충하기 쉽고 우호적인 휴먼 컴퓨터 인터페이스, 성능 가격 비율, 모니터링 시스템은 스테이션 제어 층과 간격 층 두 부분으로 구성되며 계층형 분산 네트워크 구조, 스테이션 제어 층 네트워크는 TCP/IP 프로토콜의 이더넷을 사용한다.사이트 제어층 네트워크는 단일 네트워크 이중 핫 스페어 구성을 사용합니다.

3.2.변전소 종합 자동화 시스템 지능화 개조

3.2.1.역 제어층 문제 개조

역 제어층은 Acrel-1000 변전소 종합 자동화 시스템을 사용하여 전력 설비의 모니터링과 관리를 실현한다.또한 현재 국내외의 컴퓨터 기술, 네트워크 기술, 통신 기술, 정보 처리 기술, 변배전 자동화 기술 등 기술을 융합하여 원격 측정, 원격 신호, 원격 조종, 원격 조정 등 기능을 실현한다.전력 시스템에 대한 사용자의 보호, 모니터링 및 전력 품질에 대한 모든 요구를 만족시킨다.

Acrel-1000 변전소 종합 자동화 시스템은 단일 네트워크 이중 핫 스페어 구성을 사용하며, 정상적인 상황에서 호스트는 작업 상태, 종기는 감시 상태이며, 일단 종기에서 호스트 이상이 발견되면 종기는 짧은 시간 내에 호스트를 대체하여 호스트의 기능을 실현한다.동시에 시스템은 다음 요구 사항을 충족합니다.

스테이션 제어 계층의 평균 간격(MTBF)은 20000h보다 크거나 같으며, 간격 레벨 측정 제어 장치의 평균 간격은 30000h보다 크거나 같습니다.

스테이션 제어층의 각 워크스테이션의 CPU 평균 부하율: 정상 시 (임의의 30min 내) 는 30% 미만이거나 같으며, 전력 시스템 고장 (10s 내) 은 50% 미만이거나 같음;

네트워크 평균 부하율: 정상 시 (임의 30min 내) 20% 미만, 전력 시스템 고장 (10s 내) 40% 미만,

3.2.2.간격층 문제 개조

변전소 변배전 시스템에서 AM5SE 시리즈 마이크로컴퓨터 보호 장치를 배치할 수 있다. AM5SE 시리즈 마이크로컴퓨터 보호 장치는 다음과 같은 몇 가지 장점을 가지고 설비가 가져오는 경제적 효과와 제품 자체의 기술 함량 및 제품의 품질 문제를 효과적으로 균형시킨다.

제품 설계 방면에서 장치는 전원 모듈, CPU 모듈, 오픈 오픈 모듈, 제어 회로 모듈, 아날로그량 수집, 통신 모듈 등을 포함한 통일된 하드웨어를 가지고 있다;전체적으로 모듈식 설계를 채택하여 범용성이 강하고 동일한 하드웨어 플랫폼에서 서로 다른 1차 설비에 대해 보호 기능을 유연하게 배치할 수 있으며 35kV 및 그 이하의 전압 등급의 변조 발전소 및 설비의 보호 측정 제어 기능을 실현할 수 있으며 35kV 진선/주 변압기 (일반 용량 2000kVA 이상) /PT/모 연결, 10kV 진선/송신/배전 변압기 (일반 용량 2000kVA 이하) 및 고압 / 콘덴서 보호 설비의 자동 제어 기능과 PT/모 연결 장치 등을 포함한다.

제품 품질 방면에서, 장치는 국가 계전 보호 및 자동화 설비 품질 감독 검측 센터의 제3자 형식 시험에서 형식 시험 보고서와 전자기 호환 검측 보고서를 취득하고, 복사 발사 제한 값 검측, 전도 발사 제한 값 검측, 무선 주파수 전자장 복사 교란도, 정전기 방전 교란도, 무선 주파수장 감응 전도 교란 교란도, 전기 신속 순변 펄스 군 교란, 순도 검측, 순도 교란, 전자기 교란, 순도 교란, 전자기 방류 저항 및 직류 저항 검측, 전자기 교란도 검측, 자동 교란, 전자기 교란, 전자기 교란도 겸용 및 직류 저항 전압 전기, 서지 및 간섭 방지 성능 모두 IV 레벨 요구 사항에 도달했습니다.

인터페이스 자원의 경우, 장치는 12개의 아날로그량 채널을 가지고 있으며, 전류 보호, 전류 측정, 전압 입력으로 선택할 수 있다;AC 전압 입력 포트는 다양한 PT 연결 방식에 맞게 접선 전압 또는 0차순 전압 또는 불균형 전압을 사용할 수 있어야 합니다.보호 전류와 측정 전류 채널은 각각 3상 전류를 연결할 수 있다;다른 두 개의 교류 전류 채널은 0차원 전류, 불균형 전류 또는 선로 전류를 연결할 수 있다.영차례 전류와 영차례 전압 측정 기능을 갖추고 전력 모니터링 시스템과 협력하여 소전류 접지 선로 선택 기능을 실현한다.

3.2.3.데이터 통신 문제 개조

변전소 종합 자동화 시스템은 역내 설비 정보를 수집하여 집중적으로 분석 관리해야 한다. 각 시스템 단위 장치의 서로 다른 제품에 인터페이스 문제가 존재하기 때문에 우리는 각 시스템 단위 장치의 통신 인터페이스를 규약 전환 장치를 통해 개방적이고 통일된 인터페이스 표준으로 전환하여 사용자가 자신의 수요에 따라 적합한 인터페이스를 선택할 수 있도록 한다.

4. 시스템 기능

4.1.실시간 모니터링

Acrel-1000 변전소 종합 자동화 시스템은 배전 1차 도면의 형식으로 배전선로의 운행 상태를 직관적으로 표시하고, 각 회로 전압, 전류, 출력, 출력 인수 등 전기 파라미터 정보를 실시간으로 모니터링하며, 각 배전 회로 차단기, 격리 스위치, 땅칼 등 합, 브레이크 상태 및 관련 고장, 경고 등 신호를 동적으로 감시한다.

4.2.경보 처리

감시 시스템은 사고 경보 기능을 갖추고 있다.사고 경보에는 비정상적인 조작으로 인한 차단기 스위치와 보호장치 동작 신호가 포함된다;예고 경보에는 일반 장비 변위, 상태 이상 정보, 시뮬레이션 양 또는 온도량 한계 등이 포함된다.

1) 사고 신고.사고 상태 방식 시 사고 경보는 즉시 음향 경보 (경고 음량 임의 조절) 를 발송하고, 운영자 워크스테이션의 디스플레이 화면에는 색상으로 변경하고 깜박거려 이 설비의 변위를 표시하며, 동시에 탄창에는 빨간색 경보 조문이 표시되며, 경보는 실시간 경보와 역사 경보로 나뉘며, 역사 경보 조문은 조회를 선택하고 인쇄하는 기능을 갖추고 있다.

2) 각 측정값 (계산량 값 포함) 에 대해 사용자 시퀀스에서 네 가지 규정된 운행 제한 값 (물리적 하한선, 경고 하한선, 경고 상한선, 물리적 상한선) 을 설정하여 각각 예고 경보와 사고 경보로 정의한다.

3) 경보방식은 탄창, 화면깜박임 등 여러가지 표현형식을 갖고있지만 상기 몇가지 방식에 국한되지 않으며 사용자는 자신의 수요에 따라 경보정보를 추가하거나 수정한다.

4.3.조절 및 제어

운영자는 제어가 필요한 전기 설비를 제어 조작한다.감시통제시스템은 조작감호기능을 갖고있어 감호인원이 조작원워크스테이션에서 감호를 실시하여 오작동을 피면할수 있도록 허용한다.

작업 제어는 다음 네 단계로 나뉩니다.

등급 제어, 설비 현지 점검 수리 제어.우선 순위에 대한 제어권을 갖습니다.작업자가 현장 장치의 원거리 / 현장 전환 스위치를 위치에 놓으면 다른 모든 제어 기능은 현장 작업으로만 잠깁니다.

두 번째 레벨 제어, 간격 레이어 예비 제어.세 번째 레벨 제어와의 전환은 칸막이에서 이루어집니다.

3단계 제어, 스테이션 제어 계층 제어.이 레벨 제어는 운영자 워크스테이션에서 이루어지며 원격 / 사이트 제어 레이어 전환이 있습니다.

4단계 제어, 원격 제어, 우선 순위

원칙적으로 칸막이 제어와 설비 현지 제어는 예비 조작 또는 점검 수리 조작 수단으로 한다.오작동을 방지하기 위해서는 모든 제어 방식에서 단계별 조작, 즉 선택, 귀교, 집행을 채택하고 역급층에 조작원, 보호원 비밀번호 및 회선 코드를 설치하여 조작의 안전성과 정확성을 확보해야 한다.이전 작업 단계가 완료된 후에만 다음 작업이 수행되도록 모든 작업 방법에 대해 보장합니다.동일한 시간에 한 가지 제어 방법만 유효할 수 있습니다.

제어에 포함된 장치는 35kV 및 다음 차단기입니다.35kV 및 그 이하의 격리스위치 및 전동기구가 있는 접지스위치;스테이션용 전기 380V 차단기;주 변압기 분할 커넥터;릴레이 보호 장치의 원거리 복귀 및 원거리 투하 연결 필름.

5.Acrel-1000 변전소 종합 자체 시스템 개조 방안

5.1.시스템 아키텍처

본 프로젝트 변전소는 66kV 단회로시 전진선 단모선 방식으로 전력망에 접속하여 12500kVA 주변압기를 통해 10kV로 강압하여 역내 각종 회로배전에 사용한다.

5.2.장치 선택

본 프로젝트의 변전소 개조는 주로 주변보호, 역내 10kV 스위치 캐비닛 2차 및 모니터링 시스템 백그라운드를 대상으로 개조하며, 소전류 접지 선선장치는 금방 교체되지 않았기 때문에 이번 개조는 낡았다.

주변보호스크린캐비닛은 전기감시실에 설치되였는데 스크린캐비닛에는 차동보호장치 AM5SE-D2 1대, 고예비보호장치 AM5SE-TB 1대, 저예비보호장치 AM5SE-TB 1대, 비전량보호장치 AM5SE-FD 1대, 고측측정제어장치 AM5SE-K 1대, 저측측정제어 AM5SE-K, 기타 온도제어장치 AM5SE-K, ART-8 스위치 및 ART-8 스위치 및 기타 공기제어기 등이 설치되여있다.

회선 보호 스크린은 10kV 세그먼트 원칙에 따라 양면 스크린 캐비닛, 1 # 10kV 회선 보호 측정 제어 스크린에 4대의 회선 보호 AM5SE-F, 2 # 10kV 회선 보호 측정 제어 스크린에 4대의 회선 보호 AM5SE-F에 1대의 낡은 소전류 접지 선로 나뉜다.

모니터링 호스트는 단일 네트워크 듀얼 컴퓨터의 방안에 따라 배치하고, 역 내에 모니터링 호스트 스크린을 배치하고, 당직실에 하나의 조작대를 배치하며, 정상적인 상황에서 호스트는 작업 상태이고, 비행기에서 감시 상태에 있으며, 일단 비행기에서 호스트 이상을 발견하면, 비행기에서 짧은 시간 내에 호스트를 대체하여 호스트의 기능을 실현할 것이다.

5.3.개조 전후 현장 비교

본 프로젝트의 변전소 개조 정전 시간은 24시간밖에 되지 않는다. 이번 개조 마이크로컴퓨터 보호팀 스크린박스 2차 케이블은 원 2차 도면에 근거하여 정리하고, 케이블 부설을 고려하며, 설계 단계는 등 접선 단자의 위치를 그대로 유지하고, 장치에서 스크린박스로의 내부 배선만 조정하며, 동시에 개폐와 압판의 위치를 전환하여 원 현장 설계에 따라 가까운 장치 측면에 설치한다.

개조 전후 현장 상황은 아래 그림과 같이, 이번 개조 설계 단계는 엄격히 원 도면에 따라 정리하고, 시공의 편리함을 고려하며, 시공 단계는 엄격히 시공 규범에 따라 케이블을 한 쌍씩 정리하고, 현장 주변 고압 저압 회로, 10kV 각 출선 회로에 대해 원격 조종 테스트를 진행하여 순조롭게 24시간 내에 개조 송전을 완료한다.

변전소 종합 자동화 개조 공정은 오래된 변전소 개조 공정이다. 변전소 종합 자동화 개조를 통해 변전소 데이터와 스케줄러 데이터의 실시간과 통일을 실현하고 원격 조종을 더욱 정확하게 할 수 있다. 또한 변전소 종합 자동화 시스템에 모든 신호 데이터를 저장할 수 있다. 앞으로 전력망이 고장날 때 실시간 발신 데이터와 일찍이 동작 신호를 호출하여 분석할 수 있도록 하여 사고 신호 판단에 편리를 가져다 줄 수 있다.