變電站基本知識導(dǎo)入

1、變電站基本知識導(dǎo)入 汽車最主要的功能是快速行馳，由發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪、輪胎等完成。但前提必須是安全、正確。方向盤、速度表、油表、是保證安全、正確所必需的設(shè)備。我們觀測這些設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，就可以隨時(shí)調(diào)整汽車的行駛路線、速度以到達(dá)目的地。同理，變電站是電力系統(tǒng)變電、輸電的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要功能是接受電能、變換電壓和分配電能，由導(dǎo)線、變壓器、開關(guān)設(shè)備、高壓絕緣子等完成。同樣，前提是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。因此，就需要依不同要求配置各類自動(dòng)控制裝置（RTU、保護(hù)等）與通信系統(tǒng)，組成信息與控制子系統(tǒng)。我們觀察這個(gè)子系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，就可以確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。而構(gòu)建該子系統(tǒng)，需要了解變電站

2、運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是什么這些數(shù)據(jù)如何收集通過什么方式、什么路徑送到什么地方給哪些相關(guān)人員觀測一、變電站的設(shè)備構(gòu)成1、一次設(shè)備變電站主要設(shè)備示意圖1變壓器；2導(dǎo)線；3絕緣子；4互感器；5避雷器；6隔離開關(guān)；7斷路器2、二次設(shè)備變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等二、變電站的主要工作 變電站的管理工作有很多內(nèi)容，非常重要的是：安全管理、運(yùn)行管理、設(shè)備管理。工作任務(wù)是：使用和維護(hù)電力設(shè)備，使之保證長期連續(xù)對外供電監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行情況，作好各項(xiàng)監(jiān)控記錄，以便將來作為技術(shù)或故障分析的原始

3、資料有些變電站還具有監(jiān)控線路運(yùn)行狀況的功能通俗地講就是：監(jiān)視變電站各運(yùn)行設(shè)備（變壓器；2導(dǎo)線；3絕緣子；4互感器；5避雷器；6隔離開關(guān)；7斷路器）的工作情況，保證變電站的功能最大發(fā)揮。帶來的問題就是：如何監(jiān)視？也就是說，我們監(jiān)視什么數(shù)據(jù)？這些數(shù)據(jù)從哪來？通過什么方式監(jiān)視？三、變電站的數(shù)據(jù)1、按數(shù)據(jù)類別： 模擬量 各母線電壓，主變各側(cè)及每路進(jìn)出線的電流，有功、無功功率；主變溫度；所用變壓器、分段回路電流等。 狀態(tài)量 斷路器、刀閘的位置狀態(tài)，事故跳閘總信號，保護(hù)動(dòng)作的事故信號和預(yù)告信號，故障告警信號等。 數(shù)字量 系統(tǒng)頻率，各饋線，主變各側(cè)的有功、無功電度脈沖及累計(jì)值。2、按設(shè)備類別 1）主變壓器：

4、模擬量、信號量； 高壓側(cè)：有功功率、無功功率、三相電流、有功、無功電量，斷路器狀態(tài)量，隔離開關(guān)和接地刀狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號、整定值。 低壓側(cè)：有功功率、無功無率、三相電流、有功、無功電量，斷路器狀態(tài)量，隔離開關(guān)狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號、整定值。 主變溫度、油壓。 2）開關(guān)量高壓側(cè)：斷路器控制，保護(hù)定值修改低壓側(cè)：斷路器控制，保護(hù)定值修改有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓（有載調(diào)壓控制：升壓、降壓、急停、，分接頭檔位顯示） 3）出線 模擬量：三相電流（10kV出線的A、C相）、有功功率、無功功率和有功無功電量 信號量：斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)量、接地刀狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號、保護(hù)定值量、機(jī)構(gòu)動(dòng)作信號量、彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能信

5、號 開關(guān)量：斷路器控制、保護(hù)定值修改 4）10kV電容出線 模擬量：A、B、C相電流、有功功率、無功功率和有功無功電量 信號量：斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)量、接地刀狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號、保護(hù)定值量、機(jī)構(gòu)動(dòng)作信號量、彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能信號 開關(guān)量：斷路器控制、保護(hù)定值修改 5）兩側(cè)母線電壓 模擬量、信號量：UA、UB、UC、HZ、C0S 35kV電壓互感器：電壓互感器刀閘位置、計(jì)量回路消失信號 10kV電壓互感器：電壓互感器刀閘位置、計(jì)量回路消失信號 6）其他遙信量 全所事故總信號 控制回路斷線總信號 綜合自動(dòng)化設(shè)備遙控電源消失信號 綜合自動(dòng)化設(shè)備通信故障信號 7）直流系統(tǒng)模擬量 控制母線電壓、電流 蓄

6、電池組電壓充電電流充電裝置輸出電壓直流電源故障信號：充電裝置異常信號蓄電池組熔斷器熔斷信號直流母線電壓異常信號直流系統(tǒng)絕緣降低信號遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂菩盘柕?、按變電站功能模塊分類 儀器儀表及測量控制數(shù)據(jù)：繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)：當(dāng)?shù)乇O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)：四、數(shù)據(jù)的采集 對于我們從事系統(tǒng)集成行業(yè)來說,個(gè)人覺得,數(shù)據(jù)分類還是按照“變電站功能模塊分類”為好。因?yàn)樽冸娬径萎a(chǎn)品設(shè)備的應(yīng)用也是按照“功能模塊”實(shí)施的，如：RTU、保護(hù)和自動(dòng)控制、電表、等。1、RTU（Remote Terminal Unit）相關(guān)數(shù)據(jù) 電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠(yuǎn)動(dòng)裝置，簡稱RTU，是調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、無人值

7、守變電站、配電自動(dòng)化和過程控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。 RTU的職能是采集所在發(fā)電廠或變電站表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量，執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)節(jié)命令。 目前RTU終端具有 “五遙”功能，即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，遙視?？梢哉f，一個(gè)RTU解決一個(gè)變電站所有表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量。2、繼電保護(hù)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù) 對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報(bào)警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害

8、，所以沿稱繼電保護(hù)。 可以看出，一個(gè)元件、一條線路對應(yīng)一個(gè)保護(hù)產(chǎn)品，如：110kV線路保護(hù)、35kV線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、等。3、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控相關(guān)數(shù)據(jù) 除了RTU、繼電保護(hù)產(chǎn)品所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)外，變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控除了上述所需數(shù)據(jù)外，還有就是變電站視頻信息等。涵蓋遙視、門禁、消防、環(huán)境和動(dòng)力監(jiān)測。上述RTU數(shù)據(jù)、繼電保護(hù)數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控等變電站內(nèi)所有的電氣量和非電氣量的數(shù)據(jù)，都是由各相關(guān)類設(shè)備采集的，如：我們所知的RTU產(chǎn)品、保護(hù)產(chǎn)品、測量控制產(chǎn)品、電度表等。五、數(shù)據(jù)的傳輸 我們不可能在每個(gè)變壓器、每個(gè)開關(guān)、每個(gè)斷路器旁邊時(shí)時(shí)有人來監(jiān)視這些設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，尤其是計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)發(fā)展到今天。上述RT

9、U、微機(jī)保護(hù)、智能電表等產(chǎn)品，就是利用計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)，將我們需要監(jiān)視變壓器、開關(guān)、斷路器等運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)阶冸娬镜倪\(yùn)行人員、管理人員處，達(dá)到監(jiān)視的目的，完成工作任務(wù)。 由于計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)發(fā)展迅猛，前期RTU、微機(jī)保護(hù)等較先進(jìn)的通信方式（串行通信RS232）已落后于如今的網(wǎng)絡(luò)通信方式。再者，變電站的設(shè)備更新投資數(shù)額巨大，讓所有變電站全部更新為網(wǎng)絡(luò)通信方式是不切實(shí)際的。故：變電站運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸就存在兩種方式：總線方式和網(wǎng)絡(luò)方式。1、現(xiàn)場總線方式 它把單個(gè)分散的測量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線使自

10、控系統(tǒng)與設(shè)備具有了通信能力，把它們連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加入到信息網(wǎng)絡(luò)的行列。它作為智能設(shè)備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)比系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。這是項(xiàng)以智能傳感器、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)。 東方電子主要為FDKBUS總線，而南瑞為FNET總線，四方則是LANWORK總線。也有使用CANBUS總線的。2、網(wǎng)絡(luò)方式（局域網(wǎng)信息傳輸）網(wǎng)絡(luò)大家都清楚，就不多說了，記住重要的是：在該系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)既能獨(dú)立工作，又能交換數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。六、數(shù)據(jù)的監(jiān)視 監(jiān)視數(shù)據(jù)的目的就是（只針對變電站，各調(diào)度層面后續(xù)）：安全監(jiān)控和運(yùn)行分析、斷路器的遙控操作、電力電容器的投切、負(fù)荷控制功能、向上一級調(diào)度傳送必要的實(shí)時(shí)信息等。七、小結(jié) 概括來說，現(xiàn)階段變電站的管理化是在變電站應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)或自動(dòng)化裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。其實(shí)現(xiàn)路線是