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  • 營(yíng)口電力設備有限公司

    變電站綜合自動(dòng)化

    發(fā)表時(shí)間:2024-03-14 訪(fǎng)問(wèn)量:1418

    變電站綜合自動(dòng)化系統:是利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠動(dòng)裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設計,對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量、控制和協(xié)調的一種綜合性的自動(dòng)化系統。

    變電站綜合自動(dòng)化技術(shù):即廣泛采用微機保護和微機遠動(dòng)技術(shù),分別采集變電站的模擬量、脈沖量、開(kāi)關(guān)狀態(tài)量及一些非電量信號,經(jīng)過(guò)功能的重新組合,按照預定的程序和要求實(shí)現變電站監視、測量、協(xié)調和控制自動(dòng)化的集合體和全過(guò)程,從而實(shí)現數據共享和資源共享,提高變電站自動(dòng)化的整體效益。

    站控層:由主機或/和操作員、工程師站、遠動(dòng)接口設備等構成,面向全變電站進(jìn)行運行管理的中心控制層。

    間隔層:由智能I/O單元、控制單元、控制網(wǎng)絡(luò )和保護等構成,面向單元設備的就地控制層。

    后臺機:對本站設備的數據進(jìn)行采集及處理,完成監視、控制、操作、統計、報表、管理、打印、維護等功能的處理機。

    遠動(dòng):應用通信技術(shù),完成遙測、遙信、遙控和遙調等功能的總稱(chēng)。

    通道:在數據傳輸中,傳輸信號的單一通路或其一段頻帶。

    主站:控制站,對子站實(shí)現遠程監控的站。 

    子站:被控站,受主站監視和控制的站。

    同步傳輸:一種數據傳輸方式,代表每比特的信號出現時(shí)間與固定時(shí)基合拍。 

    異步傳輸:一種數據傳輸方式,每個(gè)字符或字符組可在任意時(shí)刻開(kāi)始傳輸

    廣播命令:向網(wǎng)絡(luò )的部分或全部子站同時(shí)發(fā)出的命令。 

    地址:報文的部分,用以識別報文來(lái)源或報文目的地。

    波特:數字信號的傳輸速率單位,等于每秒傳輸的狀態(tài)或信號碼元數。

    雙機切換:含義是在雙機(主備機)配置的情況下,當主機(值班機)發(fā)生故障時(shí),備機可自動(dòng)或在人工干預下轉為主機,主機轉為備機。多機配置情況與雙機類(lèi)似,當主機發(fā)生故障時(shí),任一備機可自動(dòng)或在人工干預下轉為主機。 

    通道監視及切換:通道監視是指計算機系統通過(guò)通信控制器,統計與變電站測控裝置、保護或其他變電站自動(dòng)化系統、電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統通信過(guò)程中接收數據錯誤和長(cháng)時(shí)間無(wú)應答的情況。根據通道監視情況,系統可以告警或采取相應控制措施。如果通道配置有冗余,即某廠(chǎng)站有雙通道的情況下,當一個(gè)通道故障時(shí),系統可自動(dòng)轉到另一個(gè)通道上進(jìn)行通信。 

    實(shí)時(shí)數據:指在線(xiàn)運行時(shí)實(shí)時(shí)記錄和監視的物理量。 

    歷史數據:指在線(xiàn)運行時(shí)按規定的間隔或時(shí)間點(diǎn)記錄的物理量。在變電站中歷史數據指按指定時(shí)間間隔或特殊要求保存下來(lái)的運行實(shí)時(shí)數據、各記錄和報表、曲線(xiàn)等。

    變電站運行實(shí)時(shí)參數:指為監測和控制變電站運行所需的各種實(shí)時(shí)數據。主要有:母線(xiàn)電壓、系統頻率;饋線(xiàn)電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、電能量;主變壓器電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、電能量、溫度;保護定值,直流電源電壓;變電站設備運行狀態(tài)等 

    變電站設備運行狀態(tài):指各斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的實(shí)際運行狀態(tài)(合閘、分閘);主變壓器分接頭實(shí)際位置、主變壓器狀態(tài),壓力、氣體繼電器是否報警;保護運行狀態(tài);被監控變電站系統狀態(tài);監控系統運行狀態(tài)等。


    變電站綜合自動(dòng)化系統的功能


    1. 監控子系統

      (1) 數據采集

    對供電系統運行參數的在線(xiàn)實(shí)時(shí)采集是變電所自動(dòng)化系統的基本功能之一,變電站的數據包括模擬量、開(kāi)關(guān)量和電能量。

    (2)數據處理與記錄

    數據處理的內容為電力部門(mén)和用戶(hù)內部生產(chǎn)調度所要求的數據。 

        1) 變電所運行參數的統計、分析與計算 

        2) 變電所內運行參數和設備的越限報警及記錄 

        3) 變電所內的事件記錄 

    (3) 運行監視

    運行監視即對采集到的反映變電所運行狀況和設備狀態(tài)的數據進(jìn)行自動(dòng)監視。

    (4) 故障錄波和測距、故障記錄

      ① 故障錄波與測距

    110kV及以上的重要輸電線(xiàn)路距離長(cháng)、發(fā)生故障影響大,必須盡快查找出故障點(diǎn),以便縮短修復時(shí)間,盡快恢復供電,減少損失。

      ② 故障記錄

    35kV和10kV的配電線(xiàn)路很少專(zhuān)門(mén)設置故障錄波器,為了分析故障方便,可設置簡(jiǎn)單故障記錄功能。

    故障記錄是記錄繼電保護動(dòng)作前后與故障有關(guān)的電流量和母線(xiàn)電壓。

    (5) 事故順序記錄與事故追憶 

    事故順序記錄就是對變電所內的繼電保護、自動(dòng)裝置、斷路器等在事故時(shí)動(dòng)作的先后順序自動(dòng)記錄。

    事故追憶是指對變電所內的一些主要模擬量,如線(xiàn)路、主變壓器的電流、有功功率、母線(xiàn)電壓等,在事故前后一段時(shí)間內作連續測量記錄。 

    (6) 控制及安全操作閉鎖

    操作人員可通過(guò)顯示器屏幕對斷路器、隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行分、合閘操作;對變壓器分接頭進(jìn)行調節控制;對電容器組進(jìn)行投、切控制。并且所有的操作控制均能就地和遠方控制、就地和遠方切換相互閉鎖,自動(dòng)和手動(dòng)相互閉鎖。 

    操作閉鎖包括以下內容:操作系統出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。



    變電站綜合自動(dòng)化系統的結構




    集中式的結構

    定義:

    集中式結構的綜合自動(dòng)化系統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(kāi)關(guān)量和數字量等信息,集中進(jìn)行計算與處理,分別完成微機監控、微機保護和一些自動(dòng)控制等功能。

      集中式結構不是指由一臺計算機完成保護、監控等全部功能。多數集中式結構的微機保護、微機監控、與調度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的。

    集中式結構的特點(diǎn)

    優(yōu)點(diǎn):

    其結構緊湊、體積小,可大大減少占地面積,而且造價(jià)低。

     缺點(diǎn):

     A、可靠性低:

     B、集中式結構的軟件復雜,修改工作量大,調試麻煩;

     C、組態(tài)不靈活,對不同主接線(xiàn)或規模不同的變電站,軟、硬件都必須另行設計,工作量大,影響了批量生產(chǎn),不利于推廣。

     D、集中式保護與長(cháng)期以來(lái)采用一對一的常規保護相比,不直觀(guān),不符號運行和維護人員的習慣,調試和維護不方便,程序設計麻煩,只適合保護算法比較簡(jiǎn)單的情況。

     一般適合于小型變電所的新建或改造。

    分層分布式系統集中組屏的結構

    定義:

    所謂分布式結構,是在結構上采用主從CPU協(xié)同工作方式,各功能模塊(通常是各個(gè)從CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)或串行方式實(shí)現數據通信,多CPU系統提高了處理并行多發(fā)事件的能力,解決了集中式結構中獨立CPU計算處理的瓶頸問(wèn)題,方便系統擴展和維護,局部故障不影響其他模塊(部件)正常運行。

     所謂分層式結構,是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個(gè)級分層布置

    分層分布式系統集中組屏結構的特點(diǎn)

     (1)由于分層分布式結構配置,在功能上采用可以下放的盡量下放原則,凡事可以在本間隔層就地完成的功能,絕不依賴(lài)通信網(wǎng)。

    這樣的系統結構與集中式系統比較,明顯優(yōu)點(diǎn)是:

    可靠性高,任一部分設備有故障時(shí),只影響局部;可擴展性和靈活性高;

    所內二次電纜大大簡(jiǎn)化,節約投資也簡(jiǎn)化維護。

    分布式系統為多CPU工作方式,各裝置都有一定數據處理能力,從而大大減輕了主控制機的負擔。

     (2)繼電保護相對獨立。

    繼電保護裝置的可靠性要求非常嚴格,因此,在綜合自動(dòng)化系統小,繼電保護單元宜相對獨立,其功能不依賴(lài)于通信網(wǎng)絡(luò )或其它設備。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )和保護管理機傳輸的只是保護動(dòng)作的信息或記錄數據。 

    (3)具有和系統控制中心通信的能力。

    綜合自動(dòng)化系統本身已具有對模擬量、開(kāi)關(guān)量、電能脈沖量進(jìn)行數據采集和數據處理的功能,還收集繼電保護動(dòng)作信息、事件順序記錄等,因此不必另設獨立的RTU的裝置,不必為調度中心單獨采集信息。綜合自動(dòng)化系統采集的信息可以直接傳送給調度中心,同時(shí)也可以接受調度中心下達的控制、操作命令和在線(xiàn)修改保護定值命令。

      (4)模塊化結構,可靠性高。

    綜合自動(dòng)化系統小的各功能模塊都由獨立的電源供電,輸入輸出回路也相互獨立,因此任何一個(gè)模塊故障,都只影響局部功能,不會(huì )影響全局。由于各功能模塊都是面向對象設計的,所以軟件結構較集中式的簡(jiǎn)單,便于調試和擴充。

    (5)室內工作環(huán)境好,管理維護方便。

    分級分布式系統采用集中組屏結構,屏全部安放在控制室內,工作環(huán)境較好,電磁干擾比放于開(kāi)關(guān)柜附近弱,便于管理和維護。

    分布集中式機構的主要缺點(diǎn)是安裝時(shí)需要的控制電纜相對較多,增加了電纜投資。

    分散式與集中相結合的結構

    分散式與集中相結合的結構是將配電線(xiàn)路的保護和測控單元分散安裝在開(kāi)關(guān)柜內,高壓線(xiàn)路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統結構。

    分散式與集中相結合的特點(diǎn):

    (1)簡(jiǎn)化了變電站二次部分的配置,大大縮小了控制室的面積。

    (2)減少了設備安裝工程量。

    (3)簡(jiǎn)化了變電站二次設備之間的互連線(xiàn),節省了大量連接電纜。

    (4)分層分散式結構可靠性高,組態(tài)靈活,檢修方便。分層分散式結構,由于分散安裝,減小了TA的負擔。



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