电解铝整流所综合自动化系统优化改造

摘要: 随着电解铝行业的不断发展,所属供电设备的增加,保护装置的更新,部分原器件的老化,综合自动化系统在整流所的应用将出现瓶颈,不再满足现运行设备的要求,将对老的综合自动化系统结构及软、硬件更新改造做充分阐述。

关键词: 电解铝整流所;综合自动化系统;装置设备;软硬件;更新改造

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0910077-02

0 前言

对电解铝行业来说,保证整流所供电的稳定性,是电解槽正常高效生产的前提,近几年综合自动化在电解铝整流所已经应用非常广泛,青海桥头铝电股份有限公司一期整流所采用的是深圳中电电力技术有限公司变电站综合自动化系统,对整流所主要电气设备进行监控、保护和测量。在投运初期次套系统运行稳定,使供电运行人员能随时监视整个供电系统运行情况,合理调整负荷,实现优化运行,并能随时发现故障,迅速处理,减少停电时间,提高供电的可靠性。

根据近几年来的状况发现,此套系统不断出现故障,及监控瓶颈,给整流的供电运行带来极大的安全隐患,对此进行了软硬件的升级改造,改造后不但解决了运行中了故障、瓶颈更进一步提高了电解供电的稳定性。

本文谈谈本人在改造实践中的认识和思考,作为引玉之砖之用。

1 改造原因

1)2台PMC-1280智能通信处理器,分别在切换过程中出现烧毁形象,经过拆机测试发现设备老化及负荷过重所致。在通讯过程中PMC-1280智能通信处理器不能直接解译485串口通讯,需通过1210B通讯转换器进行转换。

2)一期整流所新增5套#1#5整流机组谐波保护装置(GE-F35),保护、信号未接入深中电综合自动化系统智能通信管理器SEL2030,导致与老的综自系统的衔接不上,需要对SEL2030重新配置,以满足相关设备运行需要,且信息配置较为复杂。

3)同时我整流所110KV四条进线保护装置由于通信规约与综自系统不匹配,线路监测信息无法上传至上位机,导致运行人员不能随时直观的监视其运行情况,给运行带来不安全隐患。

4)由于公司发展,我整流所将新增加两条110KV线路及更换全部10KV保护装置等设备,所有增加及更换设备的正常测量、监视、开关操作、报表处理、等全部功能将在老系统内不能完全实现,对整流所整的运行安全带来隐患。

针对以上问题将对现综自系统进行结构及设备改造。

2 改造前系统结构及配置特点

单元模块组合,分层分布式管理的系统结构,如图1所示。

此套综合自动化系统采用单元模块组合、分层分布式系统结构,现场监控机、远方监控主机及通讯网络形成一个完整的综合自动化系统,它以美国SEL公司的SEL微机保护装置和加拿大LTD电力监测设备公司的PML7700ION、PML7330ION监控装置为核心,同时与深圳中电电力技术有限公司自身研发的2台14口NPort通信处理器与8换机连接组成,系统结构在设计之初,层次清晰、功能全面、可靠性高。此系统的计算机数字信号处理技术和数字通信技术,保证了整流所电气设备的可靠安全运行,实现了保护、测量、监视、控制、同时通过Pecstar 2软件实现完善的事件、事故过程记录与分析、开关操作、数据存储、报表处理、数据共享等诸多功能。

3 系统硬件软件重点改造项目及效果

1)改造后系统结构及配置:

2)更换主备服务器,增加数据库:

基于上述我整流所综合自动化现状,将对远方监控上位机进行更新,由原来的(P4/2.0G/512M/40G)更新成(i7/4G/2G/1TB),整体集成性能大大提高,在数据处理上优于老配置,同时增加了数据库,采用全新的数据库存储方式,把前台采集上来的所有数据存储到主备数据库中,每类数据存储在独立的数据库表中,方便查询与检索。在主数据库的服务器出现故障时,前台可以把数据存储到备用数据库,保证了全网数据不丢失,解决了改造前部分实时数据丢失的现象。

3)升级14口CEIEC-1280智能通信管理器,采用24口PMC-1380智能通信管理机:

PMC-1380基于成熟的嵌入式通信软硬件平台,实时性强,可靠性高,实现与配电现场的各种智能设备的通讯连接和通讯数据的转发,实现对电力现场断路器、开关、刀闸等的远程控制,远程设备整定,监视设备通讯状态及当前传输的报文。同时较为总要的是集成串口服务器功能,进行数据转发,用于取代传统单网口、无隔离串口服务器,具有高度的可靠性。PMC-1380通信管理机彻底解决了我整流所在设备增加后监控点相对较多后物理链路系统的瓶颈,通过在双以太网链路间自动切换来保证数据的连续性、系统的可靠性。通信管理机PMC-1380背板上的串口,支持RS-485/232/422多种串口模式选择,即每个串口都可以设为RS-485串口、或者RS-232串口、RS-422串口进行通信。此功能解决了我整流所内现场监控设备通信口不统一的弊端,甩掉了全部的CEIEC-1210B转换器,使通信结构简单明了,大大减少了通信环节中出现故障的几率,保证了整流所的供电稳定性。

4)通信口扩容:

在整流所不断增加的设备中由于14口CEIEC-1280智能通信管理器的通信口少出现了部分设备无法接入现象,更换成24口PMC-1380智能通信管理机后彻底解决了整流所现运行设备的通信问题,将所有设备实现上位机监控。

5)上位机软件平台更新:

综合自动化软件系统是综合自动化系统应用中的核心部分,其开发的深度和功能的多样性决定着综合自动化的优越性,在我整流所应用的深圳中电电力技术有限公司开发的PecStar3系统,它涵盖了综合自动化系统的各个方面,从数据采集、记录、越限报警到继电保护工作状态的监视和控制、瞬时波形分析、遥控和遥控闭锁、远动、通信,都可在一套软件环境中实现,同时支持多种软件和硬件通信规约,灵活的数据计算、统计功能,智能化的实时监控画面,方便组态的自定义报表,双机热备用及通道冗余功能大大提高了供电系统的自动化程度和供电的稳定性。在软件维护及应用上较PecStar2更加简便、人性化。适应于电解铝整流所综合自动化的特色功能。

4 结束语

综合自动化系统已在青海桥头铝电股份有限公司一期整流所运行了将近10年,其中改造前陆续运行了7年,通过改造后不但保留了此套综合自动化系统的原来的优点,同时解决了近年来在本整流所综合自动化系统中出现的各类问题,将凌乱的通信结构最优化,经过改造后的试运行一年多,此综自系统运行实践验证了其设计合理、硬件可靠、软件稳定、功能全面、通信速度更快,得到了运行人员一致好评,在公司电解生产方面起到了重要作用。

这也给投产较早的电解铝厂整流所在发展中进行改造提供一些理论依据。

参考文献:

[1]青海桥头铝电股份公司,东柳110KV变电站设计图纸资料(贵阳铝镁设计院2002).

[2]丁江涛、罗凤英,《分布式变电站概念及其在电力系统中的应用》,新疆光源电力设计事务所.

[3]SEL-501、SEL351A、SEL551、SEL587保护说明书及使用手册(美国SEL保护使用手册1998).

[4]Pecstar2.0、Pecstar3.2综合自动化组态软件使用说明书(深中2002).

[5]PML7700 ION、PML7330 ION加拿大LTD电力监测设备公司装置说明书.