變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析

1、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析摘 要：變電站綜合自動(dòng)化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。關(guān)鍵詞：變電站 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 應(yīng)用 功能近年來(lái)，隨著對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，使得電網(wǎng)運(yùn)行水平的不斷提高，這樣便于各級(jí)調(diào)度中心及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，從而提高了變電站的可控性，進(jìn)而更多地采用遠(yuǎn)方集中控制、操作、反事故措施等。1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)由站級(jí)管理層、工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)層和間隔層三部分組成，系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)控

2、、保護(hù)設(shè)備均按模塊式單元化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)變電站的電壓等級(jí)、規(guī)模大小和用戶要求可以靈活設(shè)置。下面僅介紹分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1.1面向功能的分布式系統(tǒng)。每個(gè)單元完成一種功能，系統(tǒng)功能分為：交直流測(cè)量單元、遙信采集單元、遙控與操作單元、脈沖電能收集單元、保護(hù)單元等。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是功能單元之間與通信總線在電氣上完全隔離，任一單元故障對(duì)系統(tǒng)其余部分沒(méi)有任何影響。1.2面向間隔的分布式系統(tǒng)。將變電站的輸變電路線分為許多間隔。各間隔設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，僅通過(guò)站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并同站級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。每一間隔層按遙測(cè)、遙信、遙控、保護(hù)等多CPU分布配置，且在設(shè)計(jì)上引入計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，功能分配采用盡可能下放的原則。

3、1.3面向?qū)ο蟮姆植际较到y(tǒng)。即一個(gè)單元對(duì)一個(gè)對(duì)象，每一根進(jìn)線、每一根出線、每臺(tái)變壓器、電容器等都可作為對(duì)象。它打破了原有二次設(shè)備的功能界限，根據(jù)變電站綜合自動(dòng)化的要求重新組合。它具有以下特點(diǎn)：系統(tǒng)可靠性大大提高，局部故障不影響系統(tǒng)運(yùn)行;模塊間相對(duì)獨(dú)立，互相影響小;數(shù)據(jù)共享性好;系統(tǒng)運(yùn)行效率高;多功能的綜合控制方式，使得設(shè)備的運(yùn)行管理十分簡(jiǎn)單，維護(hù)量少;抗干擾能力強(qiáng);可擴(kuò)展性好;站內(nèi)二次設(shè)備所需電纜大大減少，節(jié)約投資。2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題2.1 系統(tǒng)模式選擇不合適。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復(fù)雜性、變電站在電力系統(tǒng)的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過(guò)

4、程層總線的數(shù)據(jù)流率的不同而變化。如果一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)模式選擇合適的話，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質(zhì)量高、其可靠性高、可信度大，更便于運(yùn)行操作。因此，把好變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選擇關(guān)，意義十分重大。目前應(yīng)用較廣泛的結(jié)構(gòu)形式主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式三種類型。由于微處理器和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)水平有了很大的提高，結(jié)構(gòu)體系不斷完善，全分散式自動(dòng)化系統(tǒng)的出現(xiàn)為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選型提供了一個(gè)更廣闊的選擇余地。2.2 電力管理體制與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)間存在問(wèn)題。隨著變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和無(wú)人值守運(yùn)行模式的進(jìn)一步推廣，使得繼

5、電保護(hù)、自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)、變電運(yùn)行等專業(yè)也相互滲透，傳統(tǒng)的技術(shù)分工、專業(yè)管理已經(jīng)不能適應(yīng)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，從而引起科研、設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行部門的專業(yè)設(shè)置、人員的重新調(diào)整以適應(yīng)保護(hù)、控制、測(cè)量一體化的變電站自動(dòng)化模式。在專業(yè)管理上，變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行、檢修、檢測(cè)，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、遙測(cè)精度、遙信變位響應(yīng)速度、信號(hào)復(fù)歸和事故總信號(hào)等問(wèn)題仍需要規(guī)范和加強(qiáng)。2.3 運(yùn)行維護(hù)人員水平有待提高。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的維護(hù)依靠廠家，設(shè)備出了問(wèn)題即通知相應(yīng)的廠家來(lái)處理，從而造成缺陷處理不及時(shí)等一系列問(wèn)題。那么要想管理好變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，就要求企業(yè)盡快培養(yǎng)出一批高素質(zhì)、能

6、跨學(xué)科的復(fù)合型人才，加寬相關(guān)專業(yè)之間的了解和學(xué)習(xí)。其次，變電站綜合自動(dòng)化專業(yè)的劃分應(yīng)明確，這樣對(duì)于加強(qiáng)電網(wǎng)管理水平，防止電網(wǎng)事故具有重大意義。3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的功能3.1繼電保護(hù)功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)要具備常規(guī)變電站系統(tǒng)保護(hù)及元件保護(hù)設(shè)備的全部功能，而且要獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)故障退出運(yùn)行時(shí)，不僅繼電保護(hù)能正常運(yùn)行，而且其它功能仍能正常工作。那么各類保護(hù)應(yīng)具有的功能如下。(1)故障記錄。(2)存儲(chǔ)多套定值。(3)模擬量的顯示。(4)與監(jiān)控系統(tǒng)通信。(5)當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方查詢、整定保護(hù)定值。3.2數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)據(jù)主要有狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。(1)狀態(tài)數(shù)據(jù)采集。狀態(tài)數(shù)據(jù)包括:斷

7、路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、變壓器分接頭信號(hào)及變站一次設(shè)備告警信號(hào)等。目前大部分采用光電隔離方式或通信方式獲得。(2)模擬數(shù)據(jù)采集。模擬數(shù)據(jù)包括:母線電壓，線路電壓，電流和功率值，饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。另外還有變壓器油溫，變電站室溫等。(3)脈沖數(shù)據(jù)采集。脈沖數(shù)據(jù)主要是脈沖電度表的輸出脈沖，采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量。3.3 件記錄和故障錄波測(cè)距。事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄、開關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式，需要配置專用故障錄波器，而且能與監(jiān)控系統(tǒng)通信;另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，

8、再將結(jié)果送給監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。3.4 制和操作功能。通過(guò)后臺(tái)機(jī)屏幕，操作人員可對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、變壓器分接頭等進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。為了防止系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。3.5 統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，其信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。同時(shí)，裝置本身應(yīng)具有實(shí)時(shí)自檢功能，方便維護(hù)與維修，可對(duì)其部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測(cè)等方法實(shí)時(shí)檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷并給出提示，指出故障位置。3.6設(shè)備監(jiān)視及報(bào)警功能。通過(guò)監(jiān)視，對(duì)站內(nèi)各種越限，開關(guān)合、跳閘，保護(hù)及裝置動(dòng)作，上、下行通道故障信息，裝置主電源停電信號(hào)等各種故障通過(guò)音響、畫面、語(yǔ)音等告警，將告警信號(hào)進(jìn)行處理并作為事件記錄及并打印出來(lái)。3.7 據(jù)處理和記錄。數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容是歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)，主要包括上一級(jí)調(diào)度中心、變電管理和保護(hù)專業(yè)需求的數(shù)據(jù)。該功能可在變電站、遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。3.8“四遙”功能。本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等功能，其獲得的信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，并且還可以與調(diào)度中心統(tǒng)一時(shí)鐘和當(dāng)?shù)剡\(yùn)行維護(hù)的功能。4 結(jié)語(yǔ)變電站自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的功能，還有許多技術(shù)