分层分布式综合自动化变电站结构简介
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变电站综合自动化变电站综合自动化是指通过应用先进的信息技术和自动化控制技术,对变电站的运行、监测、控制、保护等各个环节进行集成和自动化管理。
其目的是提高变电站的运行效率、可靠性和安全性,减少人为操作错误和事故发生的风险,提升电力系统的稳定性和可持续发展能力。
一、综合自动化系统架构变电站综合自动化系统包括监控系统、控制系统、保护系统、通信系统和辅助系统等多个子系统,各个子系统之间通过网络进行数据交互和信息共享。
系统架构普通分为三层:上层管理层、中层控制层和下层执行层。
1. 上层管理层:主要负责对整个变电站的运行状态进行监测、分析和管理。
包括运行状态监测系统、数据管理系统、故障诊断系统等。
2. 中层控制层:主要负责对变电站设备进行控制和调度。
包括自动控制系统、调度管理系统、智能优化系统等。
3. 下层执行层:主要负责对变电站设备进行实时监测和控制。
包括保护系统、监控系统、通信系统等。
二、综合自动化系统功能要求1. 运行监测:对变电站设备的运行状态进行实时监测和数据采集,包括电流、电压、温度等参数的监测。
2. 远程控制:通过远程操作终端,实现对变电站设备的远程控制和调度,包括开关、断路器、遥控装置等的控制。
3. 故障诊断:通过对变电站设备运行数据的分析,实现对故障的自动诊断和预警,提高故障处理的效率和准确性。
4. 保护功能:对变电站设备进行电气保护,包括过电流保护、过电压保护、短路保护等,确保设备和人员的安全。
5. 数据管理:对变电站设备的运行数据进行采集、存储和管理,包括历史数据查询、报表生成等功能。
6. 通信功能:建立可靠的通信网络,实现各个子系统之间的数据交互和信息共享,包括局域网、广域网等通信方式。
7. 可视化界面:提供直观、友好的操作界面,方便用户对变电站设备进行监控和操作。
8. 安全性保障:采用多层次的安全措施,确保系统的数据和操作的安全性,防止非法入侵和数据泄露。
三、综合自动化系统应用示例1. 运行监测:通过实时监测变电站设备的运行状态,及时发现异常情况并进行处理,提高设备的可靠性和运行效率。
电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。
变电站综合自动化是一项提高变电站安全可靠稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能服务的综合措施。
随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展,一方面综合自动化系统取代或者更新传统的变电站二次系统已经成为必然趋势;另一方面,保护系统本身也需要有自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能,为此发展和完善变电站综合自动化系统,是电力系统发展新的趋势。
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构。
按变电站被监控对象或者系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。
分布式系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。
分布式模式普通按功能设计,采用主从CPU 系统工作方式,多CPU 系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了CPU 运算处理的瓶颈问题。
各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或者串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统,较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。
分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。
该模式在安装上可以形成集中组屏或者分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。
分布式变电站综合自动化系统自问世以来,显示出强大的生命力。
但是目前还存在着抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
集中式普通采用功能较强的计算机并扩展其I/O 接口,集中采集变电站的模拟量、开关量等信息,集中进行计算和处理,分别完成变电站的微机监控、微机保护和自动控制等功能。
由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通信等功能。
集中式系统的主要优点是:结构紧凑、体积小,可大大减少站地面积;造价低,特别是对35kV 或者规模较小的变电站更为有利。
变电站综合自动化系统结构报告变电站是电力网络中线路的连接点,承担着电压和功率的变换、电能的收集和分配等功能。
它的运行直接影响到整个电力系统的安全、可靠和经济运行。
然而,变电站的运行很大程度上取决于其二次设备的性能。
现有变电站有三种类型:一种是常规变电站;一种是部分由微机管理并具有一定自动化水平的变电站,另一种是完全计算机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站来说,其致命弱点是不具备自诊断、故障记录分析、能力和资源共享的能力,无法检测二次系统本身的故障,也无法全面记录和分析运行参数和故障信息。
全计算机化的综合自动化变电站用计算机化的二次设备取代了传统的分立设备。
它集继电保护、控制、监视和远动功能于一体,实现了设备和信息资源的共享,使变电站的设计简单紧凑,实现了变电站更安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单,减少了二次设备的占地面积,使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
1.1变电站综合自动化简介1.1.1变电站综合自动化的基本概念变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动化装置和远动装置)的功能进行组合和优化,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现整个变电站的主设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护的综合自动化功能,与调度进行通信。
变电站综合自动化系统,即由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统,取代了常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统和遥控屏,用微机保护取代了常规的继电保护屏,改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此,变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以收集比较完整的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能,方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。
变电站综合自动化系统具有功能集成、结构计算机化、运行监控屏幕化和运行管理智能化的特点。
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
变电站综合自动化系统是指用于实现变电站自动化控制和监视的一种集成化系统。
该系统通过集成各种自动化设备和软件,实现对变电站的综合监控、保护、控制和通信等功能。
变电站综合自动化系统的结构主要包括以下几个方面:
1. 数据采集系统:负责采集各种传感器和仪器的输入数据,如电流、电压、温度等。
通常采用PLC、RTU等设备来实现数
据采集。
2. 控制系统:负责对变电站设备的控制操作,包括开关的控制、断路器的操作、遥控等。
通常采用主站与站控器相结合的方式,使用远动装置来实现远距离的控制功能。
3. 保护系统:负责对变电设备和电力系统进行保护,包括对电流、电压、频率等参数进行监测和保护。
通常采用继电器保护装置、差动保护装置等设备来实现。
4. 监控系统:负责对变电站设备及电力系统的状态进行监测和显示,包括对各种仪器设备的状态、运行参数等进行实时监控,并通过人机界面显示给操作人员。
通常采用SCADA系统来实现。
5. 通信系统:负责变电站内各个设备之间的通信以及变电站与上级调度中心之间的通信。
通常采用通信协议如IEC 61850等
来实现设备之间的互联互通。
综合自动化系统通常还包括数据存储、数据处理分析、故障诊断、报警管理等功能,以及人机界面、报表输出、事件记录等辅助功能。
总而言之,变电站综合自动化系统主要由数据采集系统、控制系统、保护系统、监控系统和通信系统等组成,通过集成和协调各个子系统,实现对变电站设备和电力系统的快速、准确的运行控制和监视。
变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词:变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。
随着这些高科技的不断发展,综合自动化系统的体系结构也不断发生变化,其性能和功能以及可靠性等也不断提高。
从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看,其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。
1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统,指采用不同档次的计算机,扩展其外围接口电路,集中采集变电站的模拟量、开关俩个和数字量等信息,集中进行计算与处理,分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能,集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。
多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的,只是每台微计算机承担的任务多些。
例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务:担负微机保护的计算机,可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。
随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后,才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。
图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模,配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统,它们安装在变电站中央控制室内。
主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态,通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。
继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点,通过电缆送给监控主机。
这种系统的主要功能即特点是:1)能实时采集变电站中各种模拟量、开关量,完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
2)完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3)集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。
4)造价低,尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。
论述变电站自动化系统特点结构与功能划分变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV 及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。
然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。
一、现今变电站自动化系统的特点1、智能化的一次设备。
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。
换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
2、网络化的二次设备。
变电站内常规的二次设备,已改变了传统二次设备的模式,为简化系统,信息共享,减少电缆,减少占地面积,降低造价等方面已改变了变电站运行的面貌。
使得设备之间的连接全部采用高速的网路通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的I/0现场接口,通过网路真正实现数据共享,资源共享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
3、自动化的运行管理系统。
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告,即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二、变电站自动化系统的结构及功能1.综合型自动化系统的结构变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。