論規(guī)范化管理變電站

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電力系統(tǒng)自動化設備是電力企業(yè)固定資產(chǎn)的重要組成部分。自動化設備狀況的好壞,直接影響到電網(wǎng)調(diào)度管理的質(zhì)量和效率,進而影響到電力企業(yè)的經(jīng)濟效益,關(guān)系到電力企業(yè)的經(jīng)營策略和發(fā)展規(guī)劃。因此,搞好電力系統(tǒng)自動化設備的優(yōu)良配置和科學高效的生產(chǎn)技術(shù)管理具有十分重要的意義。

一、電力系統(tǒng)自動化設備生產(chǎn)技術(shù)管理的概念及其特點

1.電力系統(tǒng)自動化設備生產(chǎn)技術(shù)管理的概念

電力企業(yè)中,自動化的生產(chǎn)技術(shù)管理主要是通過建立相應的自動化技術(shù)檔案,完善各項自動化技術(shù)規(guī)范和規(guī)章制度,實現(xiàn)對自動化設備物質(zhì)運動形態(tài)的全過程管理,以及指導自動化技術(shù)人員的技術(shù)技能培訓工作。

自動化設備的全過程管理主要包括:設備的選擇、技術(shù)評價、設計審查、安裝調(diào)試、工廠及現(xiàn)場驗收試驗、使用、維護和修理、更新改造以及事故后的技術(shù)調(diào)查和分析,直到設備報廢退出生產(chǎn)領(lǐng)域的全過程。在此,借用自動控制理論的觀點,把自動化設備管理的全過程看作是一項動態(tài)的、多變量的、多環(huán)信息反饋的系統(tǒng)工程。具體文字描述如下。自動化設備管理信息系統(tǒng)以自動化設備壽命周期為研究和管理的對象,通過信息反饋將各個環(huán)節(jié)有機聯(lián)系起來,以提高系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)乃至整個系統(tǒng)的管理機能為控制管理的目的,最終實現(xiàn)設備的可靠性和“無維修”設計。該系統(tǒng)的輸入信號包括系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部兩部分。來自系統(tǒng)內(nèi)部的輸入信號,就是把自動化設備的安裝調(diào)試、工廠及現(xiàn)場驗收試驗、使用、維護和修理以及事故后的技術(shù)調(diào)查和分析這幾個環(huán)節(jié)的結(jié)果或發(fā)現(xiàn)的新問題,作為設備技術(shù)信息及時反饋給自動化設備的選擇、技術(shù)評價、設計審查、更新改造及技術(shù)培訓這幾個環(huán)節(jié),從而實現(xiàn)自動化設備生產(chǎn)技術(shù)全過程的多重閉環(huán)管理。來自系統(tǒng)外部的輸入信號,就是電力自動化領(lǐng)域的實用新技術(shù)。

2.電力系統(tǒng)自動化設備生產(chǎn)技術(shù)管理的特點

電力系統(tǒng)自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理與其他電力生產(chǎn)設備的管理相比,有其特點:

(1)電力生產(chǎn)已有過百年的歷史,許多電力生產(chǎn)設備的管理已積累了豐富的經(jīng)驗,各種生產(chǎn)、運行、維護的規(guī)章制度也已相當完善成熟;而電力自動化設備只有不過幾十年的歷史,其各項管理的技術(shù)規(guī)范、規(guī)章制度仍在不斷的完善中。

(2)電力自動化設備與現(xiàn)代高科技技術(shù),尤其是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)等聯(lián)系緊密,比其他電力生產(chǎn)設備的技術(shù)進步要快得多。因此,電力自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理,應十分注重對電力自動化領(lǐng)域新技術(shù)的跟蹤、技術(shù)經(jīng)濟評價、推廣應用等,做到與時俱進,不斷提高電力生產(chǎn)自動化水平。

二、應用高新科技手段,加強和完善變電站自動化設備的全過程生產(chǎn)技術(shù)管理

1.加強和完善變電站自動化設備的全過程生產(chǎn)技術(shù)管理的重要性

目前,電力系統(tǒng)自動化設備包括調(diào)度主站自動化設備、變電站自動化設備及信息傳輸網(wǎng)絡。變電站自動化設備涵蓋了繼電保護裝置、安全自動裝置、計量自動化裝置、測控裝置、監(jiān)控裝置、遠動裝置及站內(nèi)信息傳輸網(wǎng)絡等。變電站自動化設備與一次輸變配電設備的關(guān)系緊密,是構(gòu)成型如金字塔的整個電力自動化系統(tǒng)的底部基礎,是電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集設備,也是調(diào)度操作命令的執(zhí)行機構(gòu)。隨著電網(wǎng)不斷發(fā)展,輸變配電設備的增多,變電站自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理成為電力系統(tǒng)自動化設備管理中任務最繁重的部分。每年各種新建、改造項目繁多,因而需重點把好設備的選擇、技術(shù)評價、設計審查、安裝調(diào)試、工廠及現(xiàn)場驗收試驗、更新改造及技術(shù)人員培訓這幾道關(guān),才能保證變電站自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2.變電站自動化設備的全過程生產(chǎn)技術(shù)管理中的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)及其實際案例

下面著重以變電站自動化設備的選擇、技術(shù)評價和更新這幾個環(huán)節(jié),通過實際工作中的具體案例,闡述變電站自動化設備生產(chǎn)技術(shù)管理的重點內(nèi)容。

(1)變電站自動化設備選擇的原則及其實際案例

變電站自動化設備的選擇遵循技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理、生產(chǎn)上可行的原則,以切實的技術(shù)經(jīng)濟分析和具體的市場化運作相結(jié)合的方式進行。

下面以2003年廣州供電分公司變電站自動化系統(tǒng)改造工程為例,說明自動化設備選擇過程的具體工作程序。首先,按110千伏和220千伏變電站分組,根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范確定的變電站自動化典型設計要求,以整個變電站自動化設備為單元,用批量招標的形式發(fā)函邀請若干個在變電站自動化設備市場有一定占有率的制造商參與競標。接著,組織變電站自動化方面的技術(shù)專家對投標的制造商所提供的設備技術(shù)標書進行技術(shù)評標,做出總體技術(shù)評價,選擇其中技術(shù)性能/價格比最優(yōu)的制造商中標。在簽定設備采購的商業(yè)合同以后,購銷或供需雙方還可以開展一系列的技術(shù)交流活動,包括召開技術(shù)交流會、考察同類型設備的現(xiàn)場應用、召開設計聯(lián)絡會等,最后簽定具體的技術(shù)協(xié)議,作為該合同的附件,是具有同等法律效力的技術(shù)類文件。批量訂貨既可在設備采購方面取得規(guī)模的經(jīng)濟效益,又可在一定時間跨度內(nèi)統(tǒng)一變電站自動化設備的總體技術(shù)標準,這樣既做到了自動化技術(shù)進步和推廣應用,又能使自動化技術(shù)保持相對穩(wěn)定性,便于自動化設備投運后的生產(chǎn)技術(shù)管理和自動化技術(shù)人員的技術(shù)技能培訓,最終達到設備壽命周期內(nèi)費用最低,綜合效能最高的目標。

(2)變電站自動化設備技術(shù)評價的形式、主要內(nèi)容及其實際案例

在設備的選擇過程中,設備的技術(shù)評價起著十分關(guān)鍵的作用。在2003年廣州供電分公司變電站自動化系統(tǒng)改造工程設備招標過程中,就組織技術(shù)人員分類和整理了相關(guān)技術(shù)資料,向評標專家提交了變電站自動化設備分類技術(shù)比較表。該表主要是根據(jù)開放的分層分布式變電站自動化設備的主要技術(shù)性能/功能指標,設計出具體的比較項目,并將參與投標的變電站自動化設備制造商技術(shù)標書所列內(nèi)容和數(shù)據(jù)逐一對應填入。這種用表格對比的形式進行技術(shù)比較的方法,條理清晰,一目了然,為參加投標會的專家提供了必要的技術(shù)資料梳理,是便捷技術(shù)論證的好方法。

下面簡述開放的分層分布式變電站自動化設備需要技術(shù)比較和技術(shù)論證的主要技術(shù)性能/功能指標及要求。

①站控層設備主要包括監(jiān)控主機和遠動工作站,二者性能/功能的要求既有相同點,又各有其特點,詳見表1。

表1監(jiān)控主機和遠動工作站技術(shù)性能/功能比較表

站控層網(wǎng)絡通訊設備采用以太網(wǎng)交換機、超五類屏蔽雙絞線或光纖組成雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu),雙網(wǎng)可負載分流,也可獨立工作,互為主/備。網(wǎng)絡通訊基于TCP/IP或UDP/IP協(xié)議,傳輸速率為自適應10/100Mbps。

②間隔層設備包括繼電保護裝置、安全自動裝置、計量自動化裝置、測控裝置等,以下主要介紹測控裝置的技術(shù)標準和要求,詳見表2。

表2測控裝置技術(shù)性能/功能比較表

間隔層網(wǎng)絡通訊設備的要求與站控層有較多相似之處,其中在高壓室的間隔層設備通訊還可采用1Mbps及以上傳輸速率的現(xiàn)場總線。

(3)變電站自動化設備更新的主要內(nèi)容及其實際案例

設備更新是指用新的技術(shù)先進的設備,更換在物理上、經(jīng)濟上、技術(shù)上不宜繼續(xù)使用的舊設備。由于自動化設備與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)等聯(lián)系緊密,所以變電站自動化設備的更新分為硬件更新和軟件更新。目前,計算機硬件技術(shù)幾年間就會有一個較大的飛躍,計算機硬件設備的價格也隨之有大幅的調(diào)整,計算機硬件設備的性能/價格比不斷提高。而且計算機硬件設備不間斷運行數(shù)年之后就會出現(xiàn)各種設備老化的問題,進而影響其運行性能,這對電網(wǎng)企業(yè)的生產(chǎn)實時監(jiān)控自動化系統(tǒng)來說,在經(jīng)濟上、技術(shù)上是不能接受的。另外,計算機軟件的設計思想、設計方法也不斷發(fā)展進步,推動計算機軟件技術(shù)各項性能指標不斷提高,功能不斷完善,使用更方便。因此,推動自動化設備更新及技術(shù)進步的內(nèi)外部條件和要求都明顯增強了。

下面以北京四方繼保自動化有限公司新舊兩代遠動主站為例,說明自動化設備更新在技術(shù)上的比較分析,詳見表3。

CSM-300EA遠動主站對多個以太網(wǎng)端口和TCP/IP協(xié)議通訊的良好支持,正好適應了建設中的廣州電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和即將投運的廣州電力調(diào)度集控一體化系統(tǒng)對變電站網(wǎng)絡化遠動主站的技術(shù)要求,是決定自動化設備技術(shù)更新的關(guān)鍵因素。

表3北京四方新舊型號遠動主站的技術(shù)比較表

三、加強和完善變電站自動化生產(chǎn)技術(shù)的標準化、規(guī)范化管理

1.變電站自動化生產(chǎn)技術(shù)的標準化、規(guī)范化管理的內(nèi)容及重要作用

隨著自動化設備在電網(wǎng)生產(chǎn)領(lǐng)域的應用越來越廣泛,自動化系統(tǒng)運行維護越來越重要,自動化專業(yè)管理的地位也越來越受到重視。自動化專業(yè)管理的標準化、規(guī)范化、制度化,以及分階段制定自動化專業(yè)的適度超前規(guī)劃是近期自動化生產(chǎn)技術(shù)管理的重點,是自動化生產(chǎn)技術(shù)管理走向成熟、走向完善的標志性階段。2004年被定為南方電網(wǎng)的二次設備管理年,就充分體現(xiàn)了自動化專業(yè)管理的發(fā)展趨勢。這期間,各級電網(wǎng)的自動化生產(chǎn)技術(shù)管理職能部門相繼出臺了一系列自動化管理的規(guī)范、規(guī)程、制度和發(fā)展規(guī)劃。其中,與變電站自動化設備生產(chǎn)技術(shù)管理有關(guān)的主要有《廣東電網(wǎng)110~220千伏變電站自動化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《廣州供電分公司“十五”自動化規(guī)劃》、《廣州供電分公司生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度和集控信息規(guī)范》、《廣州供電分公司變電站自動化設備驗收細則》、《廣州供電分公司調(diào)度中心變電站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡化遠動通訊技術(shù)要求》等。這些技術(shù)規(guī)范均對廣州供電分公司所管轄的,處于規(guī)劃設計、建設、改造階段的變電站自動化系統(tǒng)的設備配置、調(diào)試驗收、技術(shù)資料等做出了詳細明確的規(guī)定。

2.變電站自動化生產(chǎn)技術(shù)的標準化、規(guī)范化管理的實際案例

(1)規(guī)范化管理生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度和集控信息的實際案例

統(tǒng)一規(guī)范變電站自動化系統(tǒng)的信息量名稱定義,統(tǒng)一規(guī)范子站遠動裝置送省中調(diào)、地調(diào)和集控中心的信息量采集范圍、數(shù)量和名稱定義,是自動化生產(chǎn)技術(shù)管理的新亮點。這項工作的意義十分重大,既可為調(diào)度、集控運行值班人員提供統(tǒng)一標準的電網(wǎng)生產(chǎn)實時信息,作為其執(zhí)行調(diào)度、控制任務的依據(jù),減少誤調(diào)度、誤操作的可能性,同時還可為以后電網(wǎng)事故分析提供統(tǒng)一標準的信息依據(jù);又可減少變電站自動化系統(tǒng)調(diào)試驗收時,由于各方對信息量要求的不統(tǒng)一而給自動化技術(shù)人員增加的不必要的重復工作,減少自動化技術(shù)人員工作出錯的機會,從而騰出更多的時間與精力用于自動化系統(tǒng)的正常維護與技術(shù)進步。

在落實《廣州供電分公司生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度和集控信息規(guī)范》的過程中,涉及到設備技術(shù)和管理流程兩個方面的問題。在設備技術(shù)方面,自動化設備制造商可以按廣州供電分公司的企業(yè)規(guī)范,實現(xiàn)測控信息量的標準化,而保護信息量的標準化則由保護設備制造商決定,自動化系統(tǒng)只負責保護信息量的接入與傳送。在管理流程方面,測控信息量的標準化應用最好能在設計院的二次電氣施工圖設計中明確到測控裝置的端子排,并在自動化設備的工廠驗收試驗之前交到自動化設備制造商的生產(chǎn)制造部門,便于自動化設備的驗收試驗工作,有利于縮短自動化系統(tǒng)的施工時間,提高自動化系統(tǒng)的施工效率。這兩方面的問題,均在相關(guān)技術(shù)交流會上促請有關(guān)各方協(xié)調(diào)解決。

(2)規(guī)范化管理變電站自動化系統(tǒng)的設備配置和典型設計的實際案例

廣州供電分公司在2005年110千伏變電站自動化系統(tǒng)改造工程設備招標過程中,為了進一步規(guī)范分公司110千伏變電站自動化系統(tǒng)的設備配置和典型設計,由分公司調(diào)度中心繼保部門牽頭,組織分公司內(nèi)變電站繼保及自動化專業(yè)的技術(shù)管理人員,根據(jù)上述各項變電站自動化規(guī)范的要求,與中標的自動化設備制造商北京四方繼保自動化有限公司的技術(shù)部門進行反復磋商,最終達成了雙方認可的變電站自動化系統(tǒng)設備配置和典型設計方案。這一方案可作為當前及此后一定時間階段內(nèi),分公司110千伏變電站自動化系統(tǒng)設備招投標書和商業(yè)合同的附件中極為重要的技術(shù)類文件。

電力系統(tǒng)自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理,尤其是變電站自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理,是電力企業(yè)生產(chǎn)決策和管理的重要組成部分。變電站自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理要切實地根據(jù)電力工業(yè)生產(chǎn)的特點,充分地發(fā)揮科技發(fā)展規(guī)律和經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律的杠桿作用,廣泛地應用科學技術(shù)發(fā)展的成果,按標準化、規(guī)范化要求科學地管理好設備,滿足電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展的需要,為電力產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量穩(wěn)步提高,為降低電力企業(yè)的經(jīng)營成本,提高電力企業(yè)的經(jīng)營效益做出貢獻。文中列舉的實際案例說明,廣州供電分公司這幾年在自動化設備的生產(chǎn)技術(shù)管理方面做了大量有益的探索和嘗試,積累了相當豐富的管理經(jīng)驗,取得了十分明顯的管理效果。