探討電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中監(jiān)控方式和應(yīng)用

1、討論電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中監(jiān)控方式和應(yīng)用討論電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中監(jiān)控方式和應(yīng)用摘要：隨著高新技術(shù)的開展和消費(fèi)自動(dòng)化程度的進(jìn)步，我國國民經(jīng)濟(jì)開展，正在和繼續(xù)需要大批技術(shù)應(yīng)用型實(shí)用人才。電氣自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)中不可缺少的重要技術(shù)門類，也是一個(gè)國家科技實(shí)力乃至綜合競(jìng)爭(zhēng)力的綜合反映，在工業(yè)開展中具有前導(dǎo)地位。本文介紹了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的監(jiān)控方式和應(yīng)用，以及闡述了綜合自動(dòng)化技術(shù)的開展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；監(jiān)控方式和應(yīng)用近幾年來，電力系統(tǒng)中的各級(jí)變電站已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用微機(jī)電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)，企業(yè)獲得了豐富的經(jīng)歷，廣闊用戶業(yè)承受了這項(xiàng)新技術(shù)。微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)普遍采用的是分散分布技術(shù)，通過現(xiàn)場(chǎng)

2、進(jìn)展總線連接，通過通信管理機(jī)連接到后臺(tái)的機(jī)器。這種形式不同于集中式，它更具有優(yōu)勢(shì)，比方構(gòu)造簡(jiǎn)單、靈敏、安裝簡(jiǎn)單、易維護(hù)和高可靠性等等。在發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)中，微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)并未廣泛應(yīng)用，電氣系統(tǒng)的安裝和保護(hù)等處于獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，沒有連接到一起形成完好的網(wǎng)絡(luò)，管理程度比較落后，所以電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)日益受到人們的關(guān)注。1電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)11集中監(jiān)控方式這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)展處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來的是主機(jī)

3、冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長間隔 電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。12遠(yuǎn)程監(jiān)控方式最早研發(fā)的自動(dòng)化系統(tǒng)主要是遠(yuǎn)程控制裝置，主要采用模擬電路，由 繼電器、電子管等分立元件組成。這一階段的自動(dòng)控制系統(tǒng)不涉及軟件。主要由硬件來完成數(shù)據(jù)搜集和判斷，無法完成自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程調(diào)解。它們對(duì)進(jìn)步變電站的自動(dòng)化程度，保證系統(tǒng)平安運(yùn)行，發(fā)揮了一定的作用，但是由于這些裝置，互相之間獨(dú)立運(yùn)行

4、，沒有故障診斷才能，在運(yùn)行中假設(shè)自身出現(xiàn)故障，不能提供告警信息，有的甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)平安。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈敏等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(如Lnrks總線，AN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣局部通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適宜于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。13現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)展設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與

5、監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低本錢。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈敏，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大進(jìn)步，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開展方向。2綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用21集中形式集中形式也就是傳統(tǒng)的硬接線方式，將強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?hào)，采用空接點(diǎn)方式和4A20A標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關(guān)量信號(hào)一對(duì)一接至DS的I/模件柜，進(jìn)入DS進(jìn)展組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)控。這種形式又分為直接I/接入方式和遠(yuǎn)程I/0接入方式兩種，前者是將電纜接

6、至電子間集中組屏，后者是在數(shù)據(jù)較集中且離主控室較遠(yuǎn)的電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立遠(yuǎn)程I/0采集柜，然后通過通信方式與DS控制主機(jī)相連，兩者具有一樣的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，本質(zhì)上沒有區(qū)別。電氣量的采集集中組屏，便于管理，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境好；硬接線方式成熟，響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)主要有：電纜數(shù)量大，電纜安裝工程量大，長間隔 電纜引進(jìn)的干擾也可能影響DS的可靠性；DS系統(tǒng)按點(diǎn)收費(fèi)，不僅投資大，而且只有重要的電氣量才能進(jìn)入DS，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的電氣信息不完好；所有信息量均要集中匯總至DS系統(tǒng)，風(fēng)險(xiǎn)集中，影響系統(tǒng)可靠性；由于DS調(diào)試一般是最后進(jìn)展，采用集中形式通常難以滿足倒送廠用電的要求；沒有獨(dú)立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng)，無法完成較復(fù)雜的電氣運(yùn)行管

7、理工作(如防誤、事故追憶、繼電保護(hù)運(yùn)行與故障信息自動(dòng)化管理、錄波分析等高級(jí)應(yīng)用功能)，不能實(shí)現(xiàn)電氣的綜合自動(dòng)化。22分層分布式形式分層分布式形式從邏輯上將ES劃分為三層，即站級(jí)監(jiān)控層、通信層和間隔層(間隔單元)。間隔層由終端保護(hù)測(cè)控單元組成，利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進(jìn)展設(shè)計(jì)，將測(cè)控單元和保護(hù)單元就地分布安裝在各個(gè)開關(guān)柜或其他一次設(shè)備附近。網(wǎng)絡(luò)層由通信管理機(jī)、光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、規(guī)約轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)和傳控制命令的功能。站級(jí)監(jiān)控層通過通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)間隔層進(jìn)展管理和交換信息。間隔層測(cè)控終端就地安裝，減少占用面積，各裝置功能獨(dú)立，組態(tài)靈敏，可靠性高。模擬量采用交

8、流采樣，節(jié)省二次電纜，降低了本錢，抗干擾才能增強(qiáng)，系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)精度大大進(jìn)步。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)量進(jìn)步，監(jiān)控信息完好，能實(shí)如今遠(yuǎn)方對(duì)保護(hù)定值的修改及信號(hào)復(fù)歸，運(yùn)行維護(hù)方便。分布式構(gòu)造方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊(部件)正常運(yùn)行。設(shè)置獨(dú)立的電氣監(jiān)控主站，便于分步調(diào)試和投運(yùn)，滿足倒送電的要求。同時(shí)有利于廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和檢修。3綜合自動(dòng)化技術(shù)開展趨勢(shì)由于我國電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，在很多方面與國外技術(shù)程度還有很大差距，所以需要我們?cè)趯W(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合我國的實(shí)際情況，研究和開發(fā)更加符合我國國情的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。31保護(hù)、控制、測(cè)量一體化鑒于目前的運(yùn)行體制、人員

9、裝備、專業(yè)分工，我國的自動(dòng)化系統(tǒng)主要采用站內(nèi)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)而保護(hù)相對(duì)獨(dú)立的形式，以提供較明晰的事故分析和處理的界面。但是從技術(shù)合理性、減少設(shè)備重復(fù)配置、簡(jiǎn)化維護(hù)工作量以及開展趨勢(shì)等方面考慮，將保護(hù)與控制、測(cè)量結(jié)合在一起會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)楸Ｗo(hù)和控制、測(cè)量的信息源都是來自現(xiàn)場(chǎng)：保護(hù)主要采集一次設(shè)備的故障異常狀態(tài)信息，通常要求測(cè)量范圍較寬，一般按額定值考慮，但測(cè)量精度要求較低；而控制和測(cè)量主要采集運(yùn)行狀態(tài)信息，要求測(cè)量范圍較窄，通常在測(cè)量額定值附近波動(dòng)，對(duì)測(cè)量精度要求較高?？偪?PU)單元直接承受來自上位機(jī)(當(dāng)?shù)?或遠(yuǎn)方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后可直接動(dòng)作至保護(hù)回路，省去了遙控輸出、遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，

10、簡(jiǎn)化了設(shè)備，進(jìn)步了可靠性。但是這種裝置的運(yùn)行可靠性必須很高。因此需要設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、管理部門打破專業(yè)界限，通力合作，以適應(yīng)這一變化。32國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用近年來，IED電力自動(dòng)化方面有了廣泛應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)不同廠家IED設(shè)備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會(huì)制定了IE61850國際標(biāo)準(zhǔn)。為了與國際接軌，國內(nèi)已經(jīng)開始了基于IE61850標(biāo)準(zhǔn)的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)，相信這將是將來自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)開展方向。33以太網(wǎng)技術(shù)的興起隨著電力系統(tǒng)的開展，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多論文聯(lián)盟.Ll.，對(duì)通訊的實(shí)時(shí)性要求越來越高，以速度快、傳輸數(shù)據(jù)量大為特點(diǎn)的以太網(wǎng)滿足了這一要求。以太網(wǎng)最典型的應(yīng)用形式是Ethernet+TP/IP。將來的開展應(yīng)該是在繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的根底上，結(jié)合工業(yè)過程應(yīng)用，產(chǎn)生新一代以以太網(wǎng)為核心的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。目前，對(duì)于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)歷，智能