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摘要：承德六道河水电站在机组设备并网调试时，因二次监控设备到货较早，部分设备达不到并网接入系统设计的要求，本文针对具体出现的问题进行了分析研究，描述了解决方法，总结了经验教训，可供同类型电站借鉴。
关键字：二次监控设备；并网接入系统；远动信息量
Abstract: When debugging the set equipment of Liudao river power station in Chengde, because of too early arrival of the second monitor equipment, part of the equipment can not reach the requirements of grid access system design. This article, in view of the appearing problems, conducts some research, descripes the solutions and summarizes the experience and lessons, which can offer reference for the same type power station.
Keywords: second monitoring equipment; grid access system; telecontrol information
中图分类号：TV741 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
电站概况
六道河水电站位于承德市双滦区西地乡三道河村西滦河右岸，电站装机1×800+2×1600kw，总装机4000kw，设计水头28.2m，设计流量16.82m3/s，设计年发电量2131万kw·h，是一座引水式水电站，电站采用微机监控，电气主接线采用“三机一变”的接线方式，以35kv出线经4.8km的并网线路并入西地变电站。电站于2010年7月进入试生产运行阶段。
接入系统设备改造原因
一般情况下，河北省新建的水电站，当地电力部门组织其各职能部门召开协调会，电站的建设单位共同参加，商定电站并网接入系统，电力部门的设计单位按照商定结果对接入系统进行设计。在电站并网调试前，由电力部门组织对电站的并网线路、电气一、二次设备、电能计量装置、调度通讯进行验收，合格后由电力部门的调度中心下达水电站投运批准书，电站按投运批准书的要求以及有关规程要求进行机组设备并网后的各项调试。
因六道河水电站并网接入系统协调会及设计是在电站的二次监控设备到货后进行的，且没有及时和电站的原设计单位进行沟通协商，直到协调电力部进行验收时，才发现原设计订购的二次监控设备有些方面不满足接入系统的要求。主要问题有以下几方面：
2.1、接入系统设备继电保护方面
商定后的接入系统设计要求并网线路两侧各配置一套方向电流电压保护，并在水电站侧配置一套低周低压振荡解列装置，用于系统故障导致电站机组失步时解列发电机组，保护机组安全。已到货的WXH-822微机线路测控装置，具有方向电流电压保护以及低周和低电压解列保护，原设计的低周和低电压解列保护，是几年前水电站并网接入系统常用的保护，均可单独投退，但不满足接入系统设计要求。协调联系原设备厂家，答复原保护配置无法更改，且该厂不生产低周低压振荡解列装置，需要另购低周低压振荡解列装置。
2.2、电能计量系统配置方面
接入系统设计要求，在并网线路两侧配置准确度等级相同的电能计量表，在水电站侧装设精度等级为0.2S级远方电能计量表，并按要求配套安装电能量失压、断流报警装置，在水电站侧配置电能量远方终端一台，电能量信息经该终端向承德供电公司的地方小电厂能量计费系统管理主站传送，用于电站电量的结算和考核。已到货的二次监控设备设计没有电能量远方终端设备，且电能计量表计的精度为0.5S级，不能满足要求。
2.3、远动系统信息量传输方面
按照华北电网调度自动化要求，六道河水电站应实现自动化管理，工程采用综合自动化系统，不设独立的远动装置。在接入系统设计中，电站侧的遥测远动信息包括发电机出口的有功功率、无功功率、电流和35KV线路的有功功率、无功功率、电流；遥信的远动信息量包括事故总信号、断路器位置信号、发电机主保护动作信号、主变压器主保护动作信号。遥测和遥信的远动信息量应以“直采直送”的方式进行传输，即由前置机（或设置远动工作站的方式）将调度所需要的信息量向承德地调传送，以满足调度侧实时性和可靠性的要求。设计要求信息量传输通道运行方式速率为1200波特，在信噪比为17db时，通道误码率不大于10—5；并为以后实现网络传输预留二路数据网络通信信道接口。
六道河水电站所在的西地—滦电—袁庄—承德区调已建成110KV光纤通信环网，采用阿尔卡特的SDH STM-16/4光通信设备。接入系统设计水电站的通信为光纤通信，在西地变电站和六道河水电站侧各配置一套简易光通信设备。电站的微机监控设备具有网络通信功能，通信接口为RS-485，通信规约采用电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）。因六道河水电站的微机监控设备输出的远动信息量信号与系统设备接收的远动信息量信号不匹配，造成在调试时，电站侧微机监控设备采集到的远动信息量传送不到调度侧，系统无法使用。
3、接入系统设备改造情况
3.1、继电保护设备改造
经多方调查比较，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS-993E失步解列及频率电压紧急控制装置将电力系统失步解列功能和低频解列、低压解列、过频解列或切机功能集中在同一个装置中。可在电力系统失步时，做出相应的处理：解列、切机、切负荷或启动其它使系统再同期的控制措施；也可在电力系统发生频率或电压稳定事故时，将联络线解列，隔离事故系统。
RCS-993E的失步解列装置利用ucosφ判别原理进行判别，以装置安装处测量电压最小值确定动作区域，其主要性能如下：
失步继电器利用ucosφ的变化轨迹来判别电力系统失步，利用装置安装处采集到的电压电流，通过计算ucosφ来反应振荡中心的电压，根据振荡中心电压的变化规律来区分失步振荡和同步振荡及短路故障，该判别方式的优点有：
本判据反应的是系统振荡中心电压的变化规律，物理概念清晰、明确。
本判据自动适应系统结构和运行方式的变化，即与系统运行方式、电网结构无关，只反应测量线路所在断面的失步状态。
本判据不需要用户提供判断失步的定值，给用户的使用提供了极大的方便。
将ucosφ的变化范围分为7个区，振荡发生时ucosφ逐级穿过。
失步继电器快跳段需要逐级穿过7个区域，慢跳段需要穿过其中4个区域。
失步继电器快跳段可以测量180毫秒以上的失步周期，慢跳段可以测量120毫秒以上的周期，并且可以整定在失步后N各周期后出口跳闸，N的取值范围为（1-15）。
振荡周期整定定值N=1时，由快跳段出口解列：N>1时，由慢跳段出口解列。若N整定为1，当振荡周期很短时，如快跳段不能动作，则由慢跳段在第二个振荡周期出口。
可使用振荡过程中最低电压值来确定装置保护的范围，保证了相邻安装点之间失步解列装置的选择配合。
本型号装置采用整体面板、全封闭机箱，装置采用双CPU结构，强弱电严格分离，舍弃传统的背板配线方式；同时在软件设计上采取了有效的抗干扰措施。因此装置具有很强的抗干扰和抗电磁辐射的能力。界面友好，通信方式灵活，采用模块化结构，硬件、软件扩充灵活，还具备GPS脉冲对时功能。鉴于以上优点，电站订购了RCS-993E失步解列及频率电压紧急控制装置，设备到货后，安装在原主变并网线路保护柜内。
3.2、电能计量系统改造
针对电能计量系统出现的问题，经协调商定由电力的计量检验部门代订购一台北京煜邦电力技术有限公司生产的型号为EDAD2001-H电能数据综合采集装置，安装在主变线路保护柜内，并将精度等级0.5S的电能表更换为精度等级为0.2S的电能表，满足传输电能量信息的设计要求。
3.3、远动系统改造
针对远动系统的问题，经和调度通信部门协调沟通，在电站侧增加一部LPM-I机架式同/异步转换调制解调器，安装在通信柜内。电站微机监控设备采集到的远动信息量经调制解调器传送到电站侧简易光通信设备再传送到西地变电站再到调度中心，达到设计要求。经运行满足调度侧实时性和可靠性的要求。
结语
六道河水电站在接入系统设备验收前的此次改造，符合设计要求和实际运行的需要，提高了设备的稳定性和可靠性。
鉴于改造工期近一个月，设备投资20多万元，且增加的繼电保护装置及计量终端设备安装在主变线路保护柜内，非常拥挤，对以后的维护检修带来不便。建议新建水电站的建设单位要及时和电力部门协调沟通，力争在电站二次监控设备招标前，完成电站并网接入系统的设计，或全面细致的和电力有关部门商定继电保护、计量装置以及远动信息量的传送方式等方面的具体规定要求，并及时和电站的设计单位沟通，提出要求，做好衔接工作，以免造成不必要的损失。
参考文献：
承德天汇电力设计有限公司.六道河水电站并网接入系统设计（收编稿）
河北水利水电第二勘测设计研究院.六道河水电站技施设计
作者简介：
杨国华男1956年12月生河北省石津灌区管理局高级工程师邮编：050051
关键字：二次监控设备；并网接入系统；远动信息量
Abstract: When debugging the set equipment of Liudao river power station in Chengde, because of too early arrival of the second monitor equipment, part of the equipment can not reach the requirements of grid access system design. This article, in view of the appearing problems, conducts some research, descripes the solutions and summarizes the experience and lessons, which can offer reference for the same type power station.
Keywords: second monitoring equipment; grid access system; telecontrol information
中图分类号：TV741 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
电站概况
六道河水电站位于承德市双滦区西地乡三道河村西滦河右岸，电站装机1×800+2×1600kw，总装机4000kw，设计水头28.2m，设计流量16.82m3/s，设计年发电量2131万kw·h，是一座引水式水电站，电站采用微机监控，电气主接线采用“三机一变”的接线方式，以35kv出线经4.8km的并网线路并入西地变电站。电站于2010年7月进入试生产运行阶段。
接入系统设备改造原因
一般情况下，河北省新建的水电站，当地电力部门组织其各职能部门召开协调会，电站的建设单位共同参加，商定电站并网接入系统，电力部门的设计单位按照商定结果对接入系统进行设计。在电站并网调试前，由电力部门组织对电站的并网线路、电气一、二次设备、电能计量装置、调度通讯进行验收，合格后由电力部门的调度中心下达水电站投运批准书，电站按投运批准书的要求以及有关规程要求进行机组设备并网后的各项调试。
因六道河水电站并网接入系统协调会及设计是在电站的二次监控设备到货后进行的，且没有及时和电站的原设计单位进行沟通协商，直到协调电力部进行验收时，才发现原设计订购的二次监控设备有些方面不满足接入系统的要求。主要问题有以下几方面：
2.1、接入系统设备继电保护方面
商定后的接入系统设计要求并网线路两侧各配置一套方向电流电压保护，并在水电站侧配置一套低周低压振荡解列装置，用于系统故障导致电站机组失步时解列发电机组，保护机组安全。已到货的WXH-822微机线路测控装置，具有方向电流电压保护以及低周和低电压解列保护，原设计的低周和低电压解列保护，是几年前水电站并网接入系统常用的保护，均可单独投退，但不满足接入系统设计要求。协调联系原设备厂家，答复原保护配置无法更改，且该厂不生产低周低压振荡解列装置，需要另购低周低压振荡解列装置。
2.2、电能计量系统配置方面
接入系统设计要求，在并网线路两侧配置准确度等级相同的电能计量表，在水电站侧装设精度等级为0.2S级远方电能计量表，并按要求配套安装电能量失压、断流报警装置，在水电站侧配置电能量远方终端一台，电能量信息经该终端向承德供电公司的地方小电厂能量计费系统管理主站传送，用于电站电量的结算和考核。已到货的二次监控设备设计没有电能量远方终端设备，且电能计量表计的精度为0.5S级，不能满足要求。
2.3、远动系统信息量传输方面
按照华北电网调度自动化要求，六道河水电站应实现自动化管理，工程采用综合自动化系统，不设独立的远动装置。在接入系统设计中，电站侧的遥测远动信息包括发电机出口的有功功率、无功功率、电流和35KV线路的有功功率、无功功率、电流；遥信的远动信息量包括事故总信号、断路器位置信号、发电机主保护动作信号、主变压器主保护动作信号。遥测和遥信的远动信息量应以“直采直送”的方式进行传输，即由前置机（或设置远动工作站的方式）将调度所需要的信息量向承德地调传送，以满足调度侧实时性和可靠性的要求。设计要求信息量传输通道运行方式速率为1200波特，在信噪比为17db时，通道误码率不大于10—5；并为以后实现网络传输预留二路数据网络通信信道接口。
六道河水电站所在的西地—滦电—袁庄—承德区调已建成110KV光纤通信环网，采用阿尔卡特的SDH STM-16/4光通信设备。接入系统设计水电站的通信为光纤通信，在西地变电站和六道河水电站侧各配置一套简易光通信设备。电站的微机监控设备具有网络通信功能，通信接口为RS-485，通信规约采用电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）。因六道河水电站的微机监控设备输出的远动信息量信号与系统设备接收的远动信息量信号不匹配，造成在调试时，电站侧微机监控设备采集到的远动信息量传送不到调度侧，系统无法使用。
3、接入系统设备改造情况
3.1、继电保护设备改造
经多方调查比较，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS-993E失步解列及频率电压紧急控制装置将电力系统失步解列功能和低频解列、低压解列、过频解列或切机功能集中在同一个装置中。可在电力系统失步时，做出相应的处理：解列、切机、切负荷或启动其它使系统再同期的控制措施；也可在电力系统发生频率或电压稳定事故时，将联络线解列，隔离事故系统。
RCS-993E的失步解列装置利用ucosφ判别原理进行判别，以装置安装处测量电压最小值确定动作区域，其主要性能如下：
失步继电器利用ucosφ的变化轨迹来判别电力系统失步，利用装置安装处采集到的电压电流，通过计算ucosφ来反应振荡中心的电压，根据振荡中心电压的变化规律来区分失步振荡和同步振荡及短路故障，该判别方式的优点有：
本判据反应的是系统振荡中心电压的变化规律，物理概念清晰、明确。
本判据自动适应系统结构和运行方式的变化，即与系统运行方式、电网结构无关，只反应测量线路所在断面的失步状态。
本判据不需要用户提供判断失步的定值，给用户的使用提供了极大的方便。
将ucosφ的变化范围分为7个区，振荡发生时ucosφ逐级穿过。
失步继电器快跳段需要逐级穿过7个区域，慢跳段需要穿过其中4个区域。
失步继电器快跳段可以测量180毫秒以上的失步周期，慢跳段可以测量120毫秒以上的周期，并且可以整定在失步后N各周期后出口跳闸，N的取值范围为（1-15）。
振荡周期整定定值N=1时，由快跳段出口解列：N>1时，由慢跳段出口解列。若N整定为1，当振荡周期很短时，如快跳段不能动作，则由慢跳段在第二个振荡周期出口。
可使用振荡过程中最低电压值来确定装置保护的范围，保证了相邻安装点之间失步解列装置的选择配合。
本型号装置采用整体面板、全封闭机箱，装置采用双CPU结构，强弱电严格分离，舍弃传统的背板配线方式；同时在软件设计上采取了有效的抗干扰措施。因此装置具有很强的抗干扰和抗电磁辐射的能力。界面友好，通信方式灵活，采用模块化结构，硬件、软件扩充灵活，还具备GPS脉冲对时功能。鉴于以上优点，电站订购了RCS-993E失步解列及频率电压紧急控制装置，设备到货后，安装在原主变并网线路保护柜内。
3.2、电能计量系统改造
针对电能计量系统出现的问题，经协调商定由电力的计量检验部门代订购一台北京煜邦电力技术有限公司生产的型号为EDAD2001-H电能数据综合采集装置，安装在主变线路保护柜内，并将精度等级0.5S的电能表更换为精度等级为0.2S的电能表，满足传输电能量信息的设计要求。
3.3、远动系统改造
针对远动系统的问题，经和调度通信部门协调沟通，在电站侧增加一部LPM-I机架式同/异步转换调制解调器，安装在通信柜内。电站微机监控设备采集到的远动信息量经调制解调器传送到电站侧简易光通信设备再传送到西地变电站再到调度中心，达到设计要求。经运行满足调度侧实时性和可靠性的要求。
结语
六道河水电站在接入系统设备验收前的此次改造，符合设计要求和实际运行的需要，提高了设备的稳定性和可靠性。
鉴于改造工期近一个月，设备投资20多万元，且增加的繼电保护装置及计量终端设备安装在主变线路保护柜内，非常拥挤，对以后的维护检修带来不便。建议新建水电站的建设单位要及时和电力部门协调沟通，力争在电站二次监控设备招标前，完成电站并网接入系统的设计，或全面细致的和电力有关部门商定继电保护、计量装置以及远动信息量的传送方式等方面的具体规定要求，并及时和电站的设计单位沟通，提出要求，做好衔接工作，以免造成不必要的损失。
参考文献：
承德天汇电力设计有限公司.六道河水电站并网接入系统设计（收编稿）
河北水利水电第二勘测设计研究院.六道河水电站技施设计
作者简介：
杨国华男1956年12月生河北省石津灌区管理局高级工程师邮编：050051