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[行业技术文章]浅析变电站综合自动化系统

更新时间:2013-03-13 发布:m.1024sj.com

    摘 要:本文简要介绍了变电站综合自动化系统的重要性和成长趋向,提出了变电站综合自动化基本概念,并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的成长前景进行分析 

    1、 概述

    电网是一个不成朋分的整体,对整个电网的1、二次装备信息进行综合哄骗,对保证电网平安稳定运行具有重年夜的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站平安、靠得住稳定运行水平,下降运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通讯技术、计较机和网络技术等高科技的飞速成长,一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统,已成为必然趋向。另外一方面,庇护自己也需要自检查、故障录波、事务记实、运行监视和控制经管等更强健的功能。成长和完善变电站综合自动化系统,是电力系统成长的新的趋向。

    2、 系统结构

    今朝从国内、外变电站综合自动化的展开情况而言,年夜致存在以下几种结构: 

    1.散布式系统结构

    按变电站被监控对象或系统功能散布的多台计较机单功能装备,将它们毗连到能同享资本的网络上实现散布式处置。系统结构的年夜特点是将变电站自动化系统的功能涣散给多台计较机来完成。散布式模式一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处置并行多发事务的能力,解决了CPU运算处置的瓶颈问题。各功能模块(凡是是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通讯,选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。散布式结构利便系统扩大和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。散布式变电站综合自动化系统自问世以来,显示出壮大的生命力。今朝,还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及靠得住性保证上的问题等。 

    2.集中式系统结构

    集中式一般采用功能较强的计较机并扩大其I/O接口,集中收集变电站的模拟量和数目等信息,集中进行计较和处置,划分完成微机监控、微机庇护和自动控制等功能。由前置机完成数据输进输出、庇护、控制及监测等功能,后台机完成数据处置、显示、打印及远方通讯等功能。今朝国内许多的厂家尚属于这类结构方式,这类结构有以下不足: 

    (1) 前置经管机使命繁重、引线多,下降了整个系统的靠得住性,若前置机故障,将失往当地及远方的所有信息及功能。 

    (2) 软件复杂,修改工作量年夜,系统调试烦琐。 

    (3) 组态不灵活,对分歧主接线或规模分歧的变电站,软、硬件都必需另行设计,工作量年夜而且扩大一些自动化需求的功能较难。 

    3.分层散布式结构

    按变电站的控制条理和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——距离层(距离单元)的二层式散布控制系统结构。也可分为三层,即变电站层、通讯层和距离层。

    这类结构相比集中式处置的系统具有以下较着的优点:

    (1)靠得住性提高,任一部门装备故障只影响局部,行将“危险”涣散,当站级系统或网络故障,只影响到监控部门,而重要的庇护、控制功能在段级仍可继续运行;段级的任一智能单元损坏不应致使全站的通讯中断,好比持久并吞全站的通讯网络。
 
    (2) 可扩大性和开放性较高,利于工程的设计及运用。
 
    (3) 站内二次装备所需的电缆年夜年夜削减,勤俭投资也简化了调试维护。

    3、常见通讯方式

    今朝国内常采用以太网通讯方式,在以太网泛起之前,不管RS-232C、EIA-422/485都没法避免通讯系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的运用部门地减缓了便电站自动化系统对通讯的需求,但在系统容量较年夜时依然显得左支右绌,以太网的运用,使通讯问题水到渠成。常见的通讯方式有:

    1) 双以太网、双监控机模式,主要是用于220-500kV变,在实现上可所以双控机+双服务器方式,支持光/电以太网。 
    2) 单以太网,双/单监控机模式。 
    3) 双LON网,双监控机模式。
    4) 单LON网,双/单监控机模式。

    4、变电站自动化系统应能实现的功能 

    1. 微机庇护:是对站内所有的电气装备进行庇护,包括线路庇护,变压器庇护,母线庇护,电容器庇护及备自投,低频减载等平安自动装配。各类庇护应具有下列功能:

     1)故障记实
     2)存储多套定值 
     3)显示和当地修刊定值 
     4)与监控系统通讯。凭据监控系统饬令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断旌旗灯号。接收监控系统选择或修刊定值,校对时钟等饬令。通讯应采用尺度规约。
 
      2. 数据收集及处置功能

    包括状态数据,模拟数据和脉冲数据

    1)状态量收集

    状态量包括:断路器状态,隔脱离关状态,变压器分接头旌旗灯号及变电站一次装备告警旌旗灯号、事故跳闸总旌旗灯号、预告旌旗灯号等。今朝这些旌旗灯号年夜部门采用光电隔离方式输进系统,也可经由过程通讯方式获得。

    2)模拟量收集

    常规变电站收集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。馈线电流,电压和有功、无功功率值。

    3.事务记实和故障录波测距

    事务记实应包括庇护动作序列记实,开关跳合记实。 

    变电站故障录波可凭据需要采用两种方式实现,一是集中式设置装备摆设专用故障录波器,并能与监控系统通讯。另外一种是涣散型,即由微机庇护装配兼作记实及测距计较,再将数字化的波型及测距成效送监控系统由监控系统存储和分析。

    4.控制和操作功能

    操作人员可经由过程后台机屏幕对断路器,隔脱离关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了避免系统故障时没法操作被控装备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 

    5.防误闭锁功能 

    6.系统的自诊断功能

    系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调剂中心。对装配自己实时自检功能,利便维护与维修,可对其各部门采用查询尺度输进检测等方式实时检查,能快速发现装配内部的故障及缺陷,并给出提醒,指出故障位置。

    7. 数据处置和记实

    历史数据的形成和存储是数据处置的主要内容,它包括上一级调剂中心,变电经管和庇护专业要求的数据,主要有:

    1)断路器动作次数;
    2)断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;
    3)输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压按时记实的年夜,小值及其时间;
    4)自力负荷有功、无功,天天的峰谷值及其时间;
    5)控制操作及修改整定值的记实。

    凭据需要,该功能可在变电站当地全数实现,也可在远动操作中心或调剂中心实现。 

    8. 人机联系系统的自诊断功能

    系统内各插件应具有自诊断功能,自诊、断信息也像被收集的数据一样周期性地送往后台机和远方调剂中心或操作控制中心与远方控制中心的通讯。

    9. 本功能在常规远动“四远”的根蒂根基上增加了远方修改整定庇护定值、故障录波与测距旌旗灯号的远传等,其信息量远年夜于传统的远动系统。还应具有同调剂中心对时,统一时钟的功能和当地运行维护功能。

    5、结语

    经由过程以上分析,可以看到变电所综合自动化对于实现电网调剂自动化和现场运行经管现代化,提高电网的平安和经济运行水平起到了很年夜的促进作用,它将能年夜年夜增强电网一次、二次系统的效能和靠得住性,对保证电网平安稳定运行具有重年夜的意义。随着技术的前进和硬件软件情况的改善,它的优越性势必进一步体现出来。

    (由咸阳供电局利市电建公司供稿)

    参考文献

    [1] 杨奇逊.变电站综合自动化技术成长趋向.电力系统自动化,1995,19(10)
    [2] 王海猷,贺仁睦.变电站综合自动化监控主站的系统资本平衡.电网技术,1999,23(3)


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