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地铁变电站PLC自动化系统设计本文将介绍关于地铁变电站的PLC自动化系统设计，文章将从以下几个方面展开：设计目的、设计内容、系统构架、技术方案和实施效果。
一、设计目的随着城市化进程的不断加快，地铁作为城市轨道交通的代表，得到了广泛的应用。
地铁变电站是地铁系统中的重要组成部分，用于提供交流或直流电源来供应地铁运行所需的能量。
传统的变电站通常需要大量的人员来操作，由人来操控的变电站存在安全系数不高、效率低下、易出现故障等问题。
而自动化系统的出现，可以解决这些问题。
因此，本文的设计目的是利用PLC自动化技术，对地铁变电站进行自动化控制，提高变电站的运行效率和安全性，降低操作成本，节省人力资源。
二、设计内容1.系统功能要求地铁变电站PLC自动化系统需要具备以下功能要求：（1）对变电站运行状态进行实时监测和控制；（2）能够自动实现数据采集和处理，将数据呈现给用户；（3）可以记录、存储和查询历史数据；（4）具备智能化控制，能够自动调节变电站的输出功率和能耗，适应线路负载的变化。
2.系统构架根据系统功能要求，地铁变电站PLC自动化系统的构架主要包括三个层次，分别是人机接口层、控制层和现场层，其具体构架。
（1）人机接口层该层主要包括交互式人机界面、综合管理信息系统和通信接口。
用户可以通过该层对地铁变电站PLC自动化系统进行操作和监控，实现对系统的有效控制。
（2）控制层该层主要包括PLC控制器、通信模块和网络结构。
PLC控制器是地铁变电站自动化控制的核心，负责监控、控制变电站的运行状态；通信模块主要用于实现不同设备之间的通讯和数据共享；网络结构则是PLC自动化系统的基础架构，负责将各模块之间连接起来。
（3）现场层该层主要包括变电站设备和传感器。
传感器用于采集变电站运行的各项数据，包括电力信息、电气信息、机械信息等。
这些数据通过通信模块传回PLC控制器进行处理和管理。
3.技术方案（1）PLC控制器选型由于地铁变电站的复杂性和安全性要求较高，因此需要选用较高性能的PLC控制器。
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。
220kv变电站及其综合自动化系统方案设计摘要：本文旨在设计一种220kv变电站综合自动化系统方案。
通过对变电站系统运行状态的监测和控制进行研究，本文提出了一种综合自动化系统方案设计。
该方案包括变电站的基础电气设备、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统。
同时，该方案还包括自动化系统的硬件和软件设计。
本文最后进行了方案可行性分析和实验验证，结果表明，该设计方案具有较高的可行性和实际应用价值。
关键词：220kv变电站；综合自动化系统；方案设计；可行性分析；实验验证引言：随着电力工业的不断发展，220kv的变电站已成为电力系统的重要组成部分。
变电站的运行状态监测和控制是电力系统稳定运行的重要保障。
为此，220kv变电站综合自动化系统方案设计成为研究热点。
本文将从变电站基础电气设备的监测和控制、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统等方面进行研究，设计出一种综合自动化系统方案。
同时，本文将对方案可行性进行分析，并进行实验验证。
一、基础电气设备自动化系统设计基础电气设备是变电站运行的核心，其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
基础电气设备自动化系统主要包括变压器、断路器、隔离开关、组合电器等的自动化控制。
1、变压器自动化控制：变压器是电力系统中最基础的设备之一，其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
为此，本系统将采用数字化变压器差动保护，可实现对变压器的实时监测、故障定位等功能。
2、断路器自动化控制：断路器是变电站中最主要的设备之一，其自动化控制可大大提高电力系统的稳定性。
为此，本系统将采用信息化断路器保护，可实现对断路器的状态监测、动作判据计算等功能。
3、隔离开关自动化控制：隔离开关作为保护装置的一部分，其自动化控制也是变电站综合自动化系统的重要组成部分。
为此，本系统将采用高压气体绝缘金属封闭开关进行实现。
4、组合电器自动化控制：组合电器是基础电气设备的组合，包括变压器、断路器、隔离开关等设备。
变电站自动化系统变电站自动化系统是指利用先进的信息技术和自动控制技术，对变电站的设备和工作流程进行智能化、自动化的管理和控制系统。
它可以实现对变电站的监测、运行、维护等方面的全面管理和控制，提高变电站的运行效率和可靠性。
一、系统概述变电站自动化系统由监控子系统、控制子系统、通信子系统和辅助子系统组成。
监控子系统负责对变电站的设备状态、工作参数等进行实时监测和数据采集；控制子系统负责对变电站的设备进行远程控制和操作；通信子系统负责变电站内外的信息传输和通信；辅助子系统包括供电、环境监测、安全保护等辅助功能。
二、系统功能1. 实时监测功能：通过传感器和仪表对变电站的设备状态、电气参数等进行实时监测，并将数据传输给监控中心。
2. 远程操作功能：通过远程控制终端，对变电站的设备进行远程操作，如开关控制、调节参数等。
3. 故障诊断功能：系统能够自动识别设备故障，并提供故障诊断和处理建议，以便及时维修和恢复设备运行。
4. 数据管理功能：系统能够对采集到的数据进行存储、分析和管理，生成报表和趋势图，为运维决策提供依据。
5. 安全保护功能：系统能够对变电站的设备进行安全保护，如过压、过流、过温等异常情况的监测和处理。
6. 通信功能：系统能够实现与上级监控中心的数据传输和通信，以及与其他子系统的数据交互和共享。
三、系统特点1. 高可靠性：系统采用冗余设计，具备自动切换和备份功能，保证系统的稳定运行和数据完整性。
2. 高效性：系统采用先进的数据采集和处理技术，实时监测和响应设备状态，提高变电站的运行效率。
3. 灵便性：系统具备可配置性和可扩展性，能够根据变电站的实际需求进行定制和升级。
4. 可视化：系统通过图形界面展示变电站的设备状态和运行参数，操作简单直观，方便用户进行监控和控制。
5. 安全性：系统采用多层次的安全防护措施，确保系统的数据和通信安全。
四、应用案例以某变电站为例，该变电站自动化系统实现了对变电站设备的全面监控和控制。
变电站自动化系统变电站自动化系统是一种集电力监测、控制和保护功能于一体的智能化系统，广泛应用于电力系统中的变电站。
该系统通过使用先进的传感器、控制器和通信设备，实现对变电站的实时监测、远程控制和自动保护，提高了电力系统的可靠性、安全性和运行效率。
一、系统组成变电站自动化系统主要由以下几个部份组成：1. 采集装置：负责采集变电站各个设备的电气参数、状态信息和运行数据，如电流、电压、温度、湿度等，并将数据传输给控制中心。
2. 控制中心：是整个自动化系统的核心，负责接收和处理来自采集装置的数据，并根据预设的逻辑和算法进行控制和保护操作。
控制中心通常由监控主机、PLC（可编程逻辑控制器）和人机界面组成。
3. 通信设备：用于实现控制中心与采集装置之间的数据传输和远程控制。
常见的通信方式包括以太网、无线通信、Modbus等。
4. 保护装置：根据控制中心的指令，对变电站的设备进行保护操作，如断路器的开关、遥信、遥控等。
5. 监控装置：用于实时监测变电站的运行状态和设备参数，并将数据显示在人机界面上，供操作人员进行观察和分析。
二、功能特点1. 实时监测：变电站自动化系统能够实时监测变电站的电气参数和设备运行状态，如电流、电压、温度、湿度等，为运维人员提供准确的数据支持。
2. 远程控制：通过通信设备，运维人员可以远程对变电站的设备进行控制操作，如开关断路器、调节电压等，提高了操作的便捷性和安全性。
3. 自动保护：系统能够根据预设的逻辑和算法，对变电站的设备进行自动保护操作，如过流保护、过压保护、短路保护等，保障了电力系统的安全运行。
4. 数据分析：系统能够对采集到的数据进行分析和统计，生成报表和趋势图，匡助运维人员进行故障诊断和设备状态评估。
5. 历史记录：系统能够记录和存储变电站的运行数据和事件记录，为事故分析和故障排查提供依据。
三、应用案例1. XX变电站自动化系统该系统应用于XX地区的一个变电站，通过实时监测和远程控制，提高了变电站的运行效率和可靠性。
220kV 智能变电站电气系统设计摘要：自从改革开放以来，我国经济有了突飞猛进的进步，科学技术也得到了很大的发展，促使电力市场也在不断完善和发展，变电站朝着智能化方向发展，提高了电气系统的供电性能。
但是220kV智能化变电站还有一些方面不够成熟，因此作为设计人员要做好智能变电站电气系统的要点设计，从而就能对智能化变电站的建设管理水平进行提升。
关键词：220kV；智能变电站；电气系统；设计1智能变电站优势在220kV智能变电站运行，较之传统变电站而言，智能化变电站的功能较为多样。
以往变电站并未实现一次设备智能化和二次设备网络化的功能，而新时期智能化变电站则满足了这一要求，充分集合了安全装置、继电保护和监控系统的变电站。
相较于传统变电站而言，可以改善硬件重复配置的资源浪费问题，实现信息的有效传递，降低信息传递成本。
通过对220kV智能变电站结构分析可以发现，三层两网的结构可以实现数字信息的高度共享和传输，实时监控变电站电气设备运行情况。
三层两网结构中的三层包括站控层、间隔层和过程层，两网即通过站控层和过程层网络实现信息的高度共享和传输。
此种结构较之传统的变电站而言优势较为突出，有助于信息数字化传输和共享，将信息通过网络传递，其特点可以归纳为以下几点:（1）220kV智能变电站间隔层设备中应用网络技术，信息传输和共享效率大大提升。
（2）220kV智能变电站中设置过程层，变电站通信网络增加了电气设备，促使智能变电站数字化水平得到极大进步。
（3）220kV智能化变电站可以实时监控和诊断电气设备，性能优势较为突出，尤其是其中的传感设备和电子执行器，在智能系统的统一控制下运行。
（4）220kV智能化变电站间隔层中安设智能终端，可以通过光纤将智能终端连接在一起，智能终端就地安装在一次设备场，监测智能变电站电气回路运行情况。
由此可以看出智能化变电站的优势特点十分鲜明，相较于传统的变电站而言，增设一个过程层，这样可以有效提升变电站的数字化水平。
试论变电站电气自动化的系统设计摘要在城网建设中，变电站设计是其中比较重要的技术环节，对变电站电气自动化的系统如何进行设计，是城网建设和改造中需要研究和解决的一个重要课题。
本文对变电站电气自动化的系统设计的系统选型、电气没计原则等方面了探讨，以和大家交流。
关键词变电站；电气自动化；系统设计中图分类号tm4 文献标识码a 文章编号1674—6708(2011)36—0040—020 引言变电站自动化系统在我国的应用已经取得了非常显著的效果，对提高电网的安全经济运行水平起到了重要作用。
目前随着新技术的不断发展，数字化变电站正在兴起。
在变电站自动化系统的具体实施过程中，目前有不同的方法：一种主张站内监控以远动(rtu)为数据采集和控制的基础，相应的设备以电网调度自动化为基础，保护相对独立；另一种则主张站内监控以保护(微机保护)为数据采集和控制的基础，将保护与控制、测量结合在一起。
从我国目前的电力系统运行体制、人员配备、专业分工来看，前者占有较大优势。
因为无论从规划设计、科研制造、安装调试、运行维护等各方面，控制与保护都是相互独立的两个不同专业，因此前者更符合我国国情，而后者因难以提供较清楚的事故分析和处理的界面而一时还不易被运行部门接受。
但从发展趋势、技术合理性及减少设备重复配置、简化维护工作量等方面考虑，后者又有其优越陸。
此实施方法正在成为一种发展趋势和共识。
1 方案设计思想从信息流的角度看，保护(包括故障录波等)和控制、测量的信息源都是来自现场ta、tv二次侧输出，只是要求不同而已。
保护主要采集一次设备的故障异常状态信息，要求ta、tv测量范围较宽，通常按10倍额定值考虑，但测量精度要求较低，误差在3％以上。
而控制和测量主要采集运行状态信息，要求ta、tv测量范围较窄，通常在测量额定值附近波动，对测量精度有一定的要求，测量误差要求在1％以内。
总控单元直接接收来自上位机或远方的控制输出命令，经必要的校核后可直接动作至保护操作回路，省去了遥控输出、遥控执行等环节，简化了设备，提高了可靠性。
从无人值守角度看，不仅要求简化一次主接线和主设备，同时也要求简化二次回路和设备，因此保护和控制、测量的一体化有利于简化设备和减少日常维护工作量，对110kv及以下，尤其是10kv 配电站，除了电量计费、功率总加等有测量精度要求而需接量测ta、tv外，其他量测仅作监视运行工况之用，可以与保护用ta、tv合用。
此外，在局域网上各种信息也可以共享，控制、测量等均不必配置各自的数据采集硬件，常规的控制屏、信息屏、模拟屏等亦可取消。
对于10kv配电站，由于接线简单，对保护相对要求较低，为简化设备节省投资，建议由rtu来完成线路保护及双母线切换等保护功能。
因此需在rtu软件中增加保护运行判断功能，如备用电源自投功能，可通过对相应母线端失压和相关开关状态信号的逻辑判断来实现。
随着计算机和网络通信技术的发展，站内r丁u／ltu或保护监控单元将直接上网，通过网络与上位机及工作站通信。
取消传统的前置处理机环节，从而彻底消除通信“瓶颈”现象。
变电站自动化系统和无人值班运行模式的实施，在很大程度上取决于设备的可靠性。
这里指的设备不仅是自动化设备，更重要的是电气主设备。
2 设计说明变配电站自动化包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理3部分。
继电保护有常规电磁型继电器保护、晶体管继电保护与微机保护3种形式。
常规继电器保护仍在继续使用，晶体管保护是一种过渡型产品，现在已被先进的微机保护所替代。
智能化开关与智能化开关柜，以及变配电站综合自动化系统集继电保护、数据监测及远方调度于一体，在变配电自动化设计中应根据工程实际情况选用上述产品。
2.1 系统选型主要从继电保护及站内集中监测与远方调度几方面考虑。
对于继电保护而言，35kv及以上的变配电站一般都有变压器保护，应优先考虑选用微机保护或变配电站综合自动化系统。
10kv变配电所一般均为电力系统开闭所及用户变配电站，一次接线比较简单，应以常规继电保护为主。
选用价格低、性能可靠的智能化开关，智能化开关柜或综合自动化系统之后，可以取消常规继电保护。
对于站内集中监测与远方调度来讲，有集中式与分散于开关柜内的集散系统两种形式，变配电站综合自动化系统是一种最先进的分散安装于开关柜内的变配电站站内集中监测与远方调度系统。
集中式变配电站计算机监测与远方调度系统需要安装各种电量变送器。
测量、信号与控制电缆要由开关柜内引出，外部电缆数量多，设计与施3-3-作量大，一般不宜再推广使用。
变配电站综合自动化系统的末端数据采集与控制单元直接安装于开关柜内，大都采用交流采样从电流或电压互感器直接进行测量，省掉了电量变送器，有些还可以省掉开关柜上的指示仪表。
外部电缆只有一根通信电缆与供电电源电缆，设计与施工简单，所以应积极推广选用。
智能化开关与智能化开关柜本身已经具备集中监测与远方调度功能。
只要设计一根通信电缆引到调度值班室中央控制站计算机就可以实现集中监测与远方调度。
但由于各厂家的通信协议不统一，不同厂家的产品实现联网比较困难，所以近期还难以推广应用。
2.2 电气设计原则从一次系统与二次系统两方面考虑。
对于一次系统设计而言，变配电站采用计算机监测与控制后对一次系统接线没有影响，一次系统接线方式及供电方案仍按有关要求与规定进行设计。
变配电站采用计算机监测与控制后，应发挥计算机的图形显示功能，模拟盘可以简化或取消。
变配电站采用计算机监测与控制后，可以实现无人或少人值班，值班室面积可以减小，分散值班可以集中于一处值班。
对于二次系统，其设计方案应该注意以下几点：开关柜内的继电保护，计量，信号与控制回路设计不变，值班室的继电保护屏与中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)保持原设计不变，再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。
开关柜内的继电保护，计量，信号与控制回路设计不变，值班室的中央信号系统(信号屏、计量屏与控制量)取消，集中保护的继电保护屏应保留，再将计量，信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。
开关柜内的继电保护、计量、信号与控制回路设计不变，值班室的中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)只包括电源进线与母线联络开关柜，所有出线开关柜均不进入中央信号系统。
电源进线，母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统(信号、计量与控制)全部进入计算机监测与控制系统。
二次系统设计原则是：变配电站采用计算机监测与控制后值班室原有的中央信号系统(信号屏，计量屏与控制)应取消，采用集中保护的继电保护屏应保留，应优先选用第二方案。
对于有特殊要求的单位或地区，可以选用第三方案，第一方案一般不宜设计选用。
2.3 电气设计一次系统的电气主接线方式按原设计不变，在单线系统图的设备型号说明中应注明采用计算机监测与控制系统后所增加的设备数量与型号，如电量变送器，电力监控器等。
对于需要通过计算机监测与控制系统进行远方遥控操作的开关，一定要选用能进行远方分、合闸功能的自动开关。
开关运行状态要进入计算机监测与控制系统的开关，一般要有一对独立的常开接点引入计算机监测与控制系统。
低压自动开关的型号设计时一定要注意满足这一要求，多选一对常开辅助接点。
对二次系统继电保护设计来讲，35kv及以上供电系统可以考虑选用微机保护，而且应优先考虑采用变配电站综合自动化单元。
10kv供配电系统仍应以常规继电器型继电保护为主，可以再设计只有监控功能的变配电站综合自动化单元。
220／380v低压配电系统，仍应以自动开关与熔断器作为保护，再设计只有监控功能的变配电综合自动化单元。
对于测量回路设计而言，需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定。
需要进入计算机监测与控制系统的各种测量参数，首先经过电流互感器与电压互感器变为统一的交流。
采用变配电站综合自动化系统之后，其监控单元均为交流采样，直接从电流或电压互感器取0a-5a或0vm00v 测量信号，低压直接取220v或380v信号。
不再需要各种电量变送器，开关柜上各种测量仪表可以取消。
电度计量应选用带脉冲输出的电度表。
其型号及一次接线与原电度表相同，只在备注中说明带脉冲输出，并注明与计算机监测与控制系统相匹配的直流电源电压，设计时应优先选用自带供电电源的有源型，输出为隔离型的脉冲电度表。
计量柜电度表一般不进入计算机监测与控制系统，所以应在进线开关柜内增加有功与无功脉冲电度表各一块，作为内部统计用电量使用。
对于信号回路设计，所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态，均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统。
所有常开接点可以共用一个信号地线，但不能与交流系统地线相连接。
所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统。
有中央信号系统时，信号继电器应再有一对常开接点引到中央信号系统，以下两种常开接点应分开，由于电压等级不同，不能共用地线。
控制回路设计中应该注意以下问题：计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点，将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作。
计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应设计手动与远方自动转换开关。
10kv及以上的供配电系统需要计算机--监测与控制系统进行远方合分闸操作时，其控制开关应取消不对应接线，可以选用自复位式转换开关，也可选用控制按钮。
所有进入计算机监测与控制系统的远方操作开关的手动分闸操作开关或按钮应有一对独立的常开接点引到计算机监测与控制系统，以便在人工手动分闸时给计算机监测与控制系统一个开关量输入信号，以防止人工就地手动分闸时出现误报信号。
3 变配电站综合自动化系统变配电站综合自动化系统是以一个配电间隔为单元，由一台电力监控器完成信号测量、继电保护与控制。
测量为交流采样，直接从电流互感器或电压互感器取交流。
——sa电流信号或交流。
ov～100v电压信号，380／220v低压系统直接取交流ov～220v或ov～380v电压信号。
所有电力监控器通过通信电缆引到计算机系统。
3.1 变配电站综合自动化系统外部电缆设计变配电站综合自动化系统的外电缆设计非常简单，只有一根通信电缆与一根交流220v电源线。
通信电缆一般选用计算用屏蔽电缆，线芯为两对两芯0.5m铜芯线，使用一对，备用一对。
也可以选用双芯屏蔽双绞线。
大型变配电站也可以考虑使用光缆。
电力监控器应由专用电源集中供电，以保证供电可靠性，增加抗干扰能力。
有些电力监控器可以用220v直流电源供电，此时可以由直流屏集中供电。
变配电站数量少时，可以不设现场控制站，电力监控器的通信电缆可以直接引到中央控制站。
供电电源可由变配电站内单独提供，距离中央控制站近时，也可以由中央控制站供电。
通信距离可达3kin。
