110KV變電站綜合自動化系統(tǒng)結構設計.docx

1、湖南水利水電職業(yè)技術學院2012屆畢業(yè)設計課題名稱： 110KV變電站綜合自動化技術專業(yè)：電力系統(tǒng)自動化學生姓名：孫偉學號：200922030020班級：電力二班指導老師：朱雪雄時 間：2011年12月變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁 重任務，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用。為了提高變電站安全穩(wěn)定運行 水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務，變電站綜合自 動化技術開始興起并得到廣泛應用。變電站綜合自動化技術應用計算機技術，通信技術，檢測技術和控制技術等，將變 壓器中傳統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng)，測量系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，調(diào)試系統(tǒng)，信號系

2、統(tǒng)和運動系統(tǒng)等 多個獨立的功能系統(tǒng)，經(jīng)濟化，組合為一套智能化的綜合系統(tǒng)。這一技術的應用，提高 了對變電站電氣設備和電力系統(tǒng)進行監(jiān)視，控制和保護的自動化，智能化水平，提高保 護，控制的可靠性和電力系統(tǒng)的安全運行水平，社會經(jīng)濟效益十分顯著。此論文是以110KV變電站綜合自動化系統(tǒng)主體的變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究。限于作者水平有限，論文中難免存在錯誤和不當之處，敬請專家和讀者批評指正，作者不勝感激。設計者：孫偉20112011 年 1212 月第 1 章變電站綜合自動化概論1.11.1 變電站綜合自動化基本概念變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置

3、等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電 子技術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動 監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。變電站綜 合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī) 的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的 繼電保護屏，改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。1.21.2 變電站綜合自動化基本現(xiàn)狀變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)， 隨著電壓等級的提高，供電范圍的擴大， 輸電容量的增大， 采用傳統(tǒng)的變電站及其控制技術越來越難滿

4、足電力系統(tǒng)降低投資、 提 高效益的發(fā)展要求。研制和開發(fā)以計算機技術和網(wǎng)絡通信技術為基礎的、 各種電壓等級 的變電站綜合自動化系統(tǒng)， 取代、更新和改造傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)無人值 班和調(diào)度自動化，以適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。今后變電站自動化的運行模式將從無人值班，有人值守逐步向無人值守過渡。因此 遙視警戒技術（防火、防盜、防漬、防水汽泄漏及遠方監(jiān)視等）將應運而生，并將得到迅 速發(fā)展。隨著計算機和網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，站內(nèi) RTURTU 幾 TUTU 或保護測控單元將直接上 網(wǎng)，通過網(wǎng)絡與后臺機（上位機）及工作站通信。取消傳統(tǒng)的前置處理機環(huán)節(jié)，從而徹底 消除通信“瓶頸”現(xiàn)象。1.31.

5、3 變電站綜合自動化發(fā)展趨勢計算機網(wǎng)絡通訊技術和微機實時技術在電力系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)中的應用，為進一步提高變電站的自動化水平開辟了新途徑。建立一個監(jiān)視控制自動化、管理信息化、 實時信息共享的變電站綜合自動化系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢：（1 1） 系統(tǒng)從集中控制、功能分散型向分散網(wǎng)絡型發(fā)展。（2 2） 設備安裝就地化、戶外化。（3 3） 測量、控制設備向通用化、規(guī)范化發(fā)展。（4 4） 通訊網(wǎng)絡協(xié)議標準化。（5 5） 系統(tǒng)信息交換、共享范圍進一步擴大。（6 6）變電站綜合自動化系統(tǒng)安全體系不斷升級。第 2 章 變電站綜合自動化系統(tǒng)結構設計2.1 變電站綜合自動化系統(tǒng)結構電氣主接線本文以電壓等級為 110

6、KV110KV 為例進行變電站綜合系統(tǒng)的設計，一次電氣主接線總體設 計方案如下：2.2 綜合自動化系統(tǒng)的硬件結構變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程與集成電路技術、微計算機技術、通信技術和網(wǎng) 絡技術密切相關。隨著這些高科技的不斷發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)的體系結構也不斷發(fā)生 變化，其性能和功能以及可靠性等也不斷提高。 從國內(nèi)外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展 過程來看， 其結構形式有集中式、分層分布式、和全分散式等三種類型。2.2.12.2.1 集中式的結構形式集中式結構的綜合自動化系統(tǒng)，指采用不同檔次的計算機，擴展其外圍接口電路， 集中采集變電站的模擬量、開關倆個和數(shù)字量等信息，集中進行計算與處理，分別完成

7、微機監(jiān)控、微機保護和一些自動控制等功能，集中式結構也并非指由一天計算機完成保 護、監(jiān)控等全部功能。這種系統(tǒng)的主要功能即特點是：1 1）能實時采集變電站中各種模擬量、開關量，完成對變電站的數(shù)據(jù)采集和 實時監(jiān)控、制表、打印、事件順序記錄等功能。2 2）完成對變電站主要設備和進出線的保護任務。3 3）集中式結構緊湊、體積小、可大大減少占地面積。4 4）造價低，尤其是對 35kV35kV 或規(guī)模較小的變電站更為有利。集中式結構最大的缺點是：1 1）每臺計算機的功能較集中，如果一臺計算機出故障，影響面大，因此必須采用 雙機并聯(lián)運行的結構才能提高可靠性。2 2）集中式結構，軟件復雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試

8、麻煩。3 3） 組態(tài)不靈活，對不同主線或規(guī)模不同的變電站，軟硬件都必須另行設計，工作 量大，因此影響了批量生產(chǎn)，不利于推廣。4 4） 集中式保護與長期以來采用一對一的常規(guī)保護相比，不直觀，不符合運 行和維護人員的習慣，調(diào)試和維護不方便，程序設計麻煩，只適合于保護算法比較簡單 的情況。2.2.22.2.2 分層分布式的結構形式在分層分布式結構的變電站綜合自動化系統(tǒng)中，將整個變電站的一次、二次設備分為三層，即變電站層、間隔層、和設備層。在所分的三層中，變電站層稱為2 2 層，間隔層為 1 1 層，設備層位 0 0 層。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要位于 1 1 層和 2 2 層，即間隔層和變 電站層。設備層主要指變電站內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關及其輔助觸點，也包括電流互 感器、電壓幅干起等一次設備。間隔層一般按斷路器間隔來劃分，具有測量、控制部件或繼電保護部件。測量、控 制部分完成該單元的測量、監(jiān)視、操作控制、聯(lián)鎖及事件順序記錄等功能；保護部分完 成該單元線路或變壓器或電容器的保護、故障記錄等功能。變電站層包括站級監(jiān)控主機、遠動通信機等。變電站層設現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)，供各主機之間和監(jiān)控主機與間隔層之間交換信息。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要位于1 1 層和 2 2層。變電站層的有關自動化設備一般安裝于控制室， 而單元層的設備宜安裝于靠近現(xiàn)場， 以減少控制電纜長度。分層分布式系統(tǒng)的特點如下：1