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SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N F O RM ATI O N 工业技术
综合自动化系统是变电站自动化的核心,该系统应本着安全可靠、技术先进、经济适用的原则进行设计,以满足变电站无人值班的要求。随着世界经济的迅速发展,计算机的应用已越来越普遍。特别是在变电站中的应用已越来越广泛。为了适应电力工业对发展现代化信息网络的需要,确保变电站安全优质经济运行,实现电网调度自动化,逐步达到变电站运行管理科学化和企业现
代化的目标,满足用户对电网供电可靠性、供电质量的要求,采用综合自动化系统已是必然的趋势。目前国内外都在推广采用无人值班变电站,综合自动化系统则以其先进的技术和明显的优势越来越多地代替常规的控制保护系统。采用综合自动化系统可以提高变电站的自动化程度,提高运行的可靠性,由于设备具有智能功能,缩短了故障的查询时间,节约了人力,减轻了运行及维修人员的负担;另外,综合自动化系统是集控制、保护、测量、信号、远动于一体的智能化系统,具有功能齐全、技术先进、保护可靠、准确,节省投资等优点,具有较大的社会经济效益。1综合自动化系统的结构综合自动化系统总体上可分为主站(后台监控系统)层、通讯层、子单元层等三层。主站层可取代传统的中央信号控制系统,是系统的“最高权力核心”。主站通过接收来自通讯层的信息,采集整个变电站各电气设备的信息,并对所有的信息进行处理,检出事件、故障、状态的变值,模拟量正常及越限等信息,并实时更新数据库,保持所需信息的完整性。同时主站发出的命令通过通讯层下达给各子单元,通过子单元对各电气设备进行控制。通讯层由通讯管理机和MO D E M 组成,是主站和子单元联系的桥梁。通讯层主要完成对下挂各子单元的管理,除对采集的所有信息进行存储外,还对这些信息进行整理分类,选择一些重要的信息上送主站,接收主站发出的命令并下达给子单元。上送的重要信息包括测量信息,保护动作信息(如保护动作时间、动作类型等)以及告警信息(如控制回路断线、P T 断线、装置故障等)。另外通讯层还可用来完成通讯规约的转换,以适应不同规约的主站。子单元一般设在就地开关柜上,每套二次设备对应一个子单元,各子单元除独立完成包括保护、测量、控制和事故记录等多种功能外,在系统内还需按要求整理信息并上送管理机。通讯层与子单元层以及各子单元之间,可通过
光缆或屏蔽双绞线连接并进行通信。
主站层、通讯层、子单元层以及各子
站之间除通信外,各自独立,无电气上的联
系,各子站实现的各种功能也不依赖通讯
网和主站,因此即使系统的某一部分出现
故障,也不会影响系统其它部分的工作,从
而使整个系统具有了高可靠性并真正实现
了分层分布控制。
2综合自动化系统的功能
综合自动化系统是由计算机网络构成
的集散控制系统,即将各自独立的数据采
集单元接入站内局域网,在网内进行信息
交换与控制。
在变电站的设计当中,随着计算机技
术的不断发展,从常规设计到综合自动化
系统的采用已经是一个很大的飞跃了,他
为今后发展无人值班的变电站提供了良好
的基础。然而,目前,综合自动化系统大部
分是采用集中式布置,这种方式的微机监
控和微机保护装置均集中组屏安装在变电
站的中控室内。综合自动化系统要完成整
个变电站设备的测量,保护,控制,监视等
功能,均需从现场引二次电缆至中控室,采
用这种方式,虽然保护控制设备具有良好
的运行环境,但电缆的数量非常多,敷设工
作量大,系统调试困难,不易维护和扩充。
综合自动化分布式设计和布置是一个发展
方向,即采用“集中管理、分散保护和控
制”的方式。目前采用这种方式的变电站
已相继出现。采用这种方式,可以将各功
能子单元装设在就地开关柜上,各子单元
之间通过双绞线或光缆与后台机相连,构
成一个局域网。各子单元具有测量、保护、
控制、监视、报警、通讯等功能,其所有的
信息均可通过装置上的通讯口及网络向后
台机传送。这样,大大减少了二次电缆的
敷设工作量,减少了设备数量和中控室的
面积,从而进一步节省了工程投资。
2.1综合自动化系统各子单元具有以下基
本功能
2.1.1测量
通过对模拟量进行交流采样,可实现
电流、电压、有功功率、无功功率、功率
因数等电气量的测量并进行轮流显示,同
时还可通过采集脉冲电度表的脉冲显示电
度量。
2.1.2保护
根据继电保护技术规程的要求,针对
不同的一次设备配置不同的保护,可实现
各种保护跳闸,并能实现保护定值的修改,
保护功能的投退及显示故障。
2.1.3控制对各子单元所在开关柜的断路器进行控制和操作。2.1.4监视通过各子单元面板上的指示对电气设备的运行情况进行监视。同时还可对其本身进行自检。2.1.5通讯各功能子单元均设有通信接口,子单元之间通过双绞线或光缆与主站相连构成一个局域网。各子单元的所有信息量均通过该网络传送至主站,操作人员可在中控室调阅各子单元的所有信息,包括测量的各种电气量和电度量,各种保护和定值,故障类型,并完成定值修改,实现远方操作。2.2综合自动化系统主站具有以下功能2.2.1数据采集及处理采集各电气设备的电流、电压、有功功率、无功功率等模拟量以及断路器、刀闸等的状态量。采集各电气设备的各种类型保护所记录的保护事件。对上级调度中心进行实时数据转发。2.2.2事件报警遥测越限报警,遥信变位报警。保护动作、装置启动及通信失灵报警。通道故障报警。事故推出画面报警。声音、闪烁、打印、存盘等方式记录报警事件。2.2.3实时监视及控制对整个变电站进行全图形化的监视,包括全站的主接线图,保护配置图,直流系统图,站用电系统图等等。开关状态变化及保护动作的动态显示。实时遥测查询或趋势显示。在线实时整定保护及自动装置的定值。对现场开关进行遥控。2.2.4历史数据记录及报表统计对采集的数据进行保存。对报表进行统计和打印。3综合自动化系统的硬件在变电站的综合自动化系统设计当中,首先是选定综合自动化产品的生产厂家,在此基础上,根据变电站设计规程的要求和工程的实际需要,对综合自动化系统的功能进行设计。变电站的运行是否经济可靠,在很大程度上取决于综合自动化产品的质量和性能,故在设备选型时应考虑选用技术先进而成熟、高度可靠、便于维护、经济合理的综合自动化系统,同时还要考虑性能价格变电站综合自动化设计
王军
(中国重型机械总公司北京100036)
摘要:本文介绍了变电站综合自动化系统的设计思想,并阐述了综合自动化系统的特点、系统的功能和硬件的设计,并通过工程实例对综合自动化系统的设计经验做个总结。
关键词:综合自动化设计变电站中图分类号:TM 63文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)05(b)-0018-02
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