综合自动化变电站仿真系统的研制

构 及 功 能进 行 了探 讨 。
关键词 ：变电站 ；电力 系统 ；综合 自动化 中图分 类号 ：Ｔ ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —８ ３ ２ １ Ｍ７ ０ ０ １６（ ０ ０）１ ０ ２ —０ ８— ０ ３ ２
随着 电网运行水平 的提高 ， 各级调度 中心要求更多的信息 ， 以便及时掌握电网及 变电站 的运行情况 ， 提高变电站的可控性 ， 进而要求更多地采用远方集 中控制 、操作 、反事故措施等 ，即 采用无人值班的管理模式 ，以提高劳动生产率 ，减少人为误操 作 的可能 ，提高运行的可靠性 。另一方面 ，当代计算机技术 、 通讯技术等先进技术手段的应用 ，已改变 了传统二次设备 的模 式 ，在简化系统 、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 。
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ｔｅｐ ｉｔ ｇｗａ ｔ ｗａｅ ， ａ ｔ ｅｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆｅ ｔ ｏｂ ｏ ｄ ｔ ｅｍｏ ｅ ｎ ｉ ｔｂ ｅ ｔ ｅｉ ｖ ｓｍｅ ｔ ａ ｅ ｎ Ｏ ｏ ｈ ｒｉ ｎ ｎ ｓ ｅ ｔｒ ｈ ｓ ｈ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｅ ｃ ｔ ｅｇ ｏ ， ｈ ｖ ｍｅ ｔ ｓｓ ｌ ，ｈ ｎ ｅ ｔ ｎ ｖ ｓ ｄ Ｓ ｎｍａ ｙｋｎ ｓｏ ｍｅｉ ， ｅ ａ ｓ ａ ｎ ｉ ｄ ｆ ｒｔ ｔ ｓｈ
１ 变 电站 自动化 系统 的结构
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、通讯 技术 和网络技 术密切相关。随着高科 技的不断
发展 ，综合 自动化系统的体系得到了不 断完 善 ，功能和性能也 不断提 高。从发展过程来看 ，典型的结构 主要有 ： 中式结构 、 集 分布式结构 、分散 （ ）式结构和全分散 式几种结构类 型。 层

障信 息 ． 作 序 列 。 动 当前 整 定 值 及 自诊 断 信 号 。 收 监 控 系 统选 择 或 修 接 改定 值 ． 对 时钟 等 命 令 。 通 信 应 采 用标 准 规 约 。 校 ３２ 控 制 和 操 作 功 能 ． 操 作 人 员 可 通 过 后 台机 屏 幕 对 断 路 器 ， 离 开 关 ， 地 刀 的 分 合 隔 接
闸 操作 ， 压 器分 接 头 控 制 调 节 ， 容 器 组投 切 进 行 远 方 操 作 ， 实 现 变 电 并 变 电 站 的 模 拟 量 和 数 量 等 信 息 ， 中进 行 计 算 和 处 理 ． 别 完 成 微 机 集 分 保 护信 号 的远 方 复归 。为 了防 止 系 统 故 障 时 无 法 操 作 被 控 设 备 ， 系 在 监 控 、 机保 护和 自动 控 制 等 功 能 。 集 中 式结 构 也 并 非 指 只 由 一 台 计 微 统 设 计 时 应保 留 人工 直 接 跳 合 闸手 段 ， 实 现保 护信 号 的远 方 复 归 。 并 算 机 完 成 保护 、 控 等 全 部 功 能 。 数 集 中 式 结构 的微 机 保 护 、 机 监 监 多 微 ３３ 数 据 采 集 及处 理 功 能 － 控 和 与调 度 等 通 信 的 功 能 也 是 由不 同 的微 型计 算 机 完成 的 ． 只是 每 台 包 括 状态 数 据 ， 拟 数 据 和 脉 冲 数 据 。 集 了所 有 断 路 器 、 离 刀 模 采 隔 微 型计 算 机 承 担 的任 务 多 些 。 如 监 控 机 要担 负数 据 采 集 、 据 处 理 、 例 数 闸 、 地 刀 闸 的状 态 ； 变 的 、 接 头档 位 ， 变 油 温 ， 有 系 统 电 气 量 接 主 分 主 所 断 路 器 操 作 、 机 联 系 等 多 项 任 务 ； 负微 机 保 护 的计 算 ， 台微 机 要 （ 人 担 一 电压 、 流 、 率 、 功 、 功 、 率 因数 、 度 等） 流 系 统 的 所 有 量 ， 电 频 有 无 功 电 ； 直 负 责 多 回 低压 线 路 的 保 护 等 。 所 用 变 的 电压 ． 流 ． 率 ； 有 的 保 护 动 作 信 号 ， 路 器 、 护 装 置 、 电 功 所 断 保 集 中 式 的 特 点 ： 实 时 采 集 各 种 模 拟 量 和 开 关 量 ， 成 对 变 电 站 自动 化 系 统 、 用 系 统 的各 类 告 警 信 号 ； 面 完 整 地 实 现 了对 整 个 变 能 完 公 全 的数据采集 和实时监控； 本低 ， 成 占有 空 问 小 等 。前 置 管 理 机 任 务 繁 电所 的 监 视 ． 实 时 显示 和 实 时 打 印 各 种 信 息 。 能 重 、 线 多 ， 低 了整 个 系 统 的 可 靠 性 ， 前 置 机 故 障 ， 失 去 当 地 及 引 降 若 将 ３ ． 事 件 记 录（Ｏ ） ４ Ｓ Ｅ 远 方 的 所 有 信 息 及功 能 ， 以一 般 采 用 双 机 并 联 运行 。 件 复 杂 ， 改 所 软 修 事 件 记 录 应 包 含保 护动 作 序 列 记 录 ， 关 跳 合 记 录 。实 现 顺 序 事 开 工 作 量 大 ． 统 调试 繁琐 。 态 不 灵 活 ， 不 同 主 接 线 或规 模 不 同的 变 系 组 对 件 记 录 ． Ｏ 历史 数 据 库 能 在 计 算 机 查 询 并 打 印 。 ＳＥ 电站 ， 、 件 都 必须 另行 设 计 ， 作 量 大 并 且 扩 展 一 些 自动 化 需 求 的 软 硬 工 ３５ 报 警 功 能 处 理 ． 功能较难。 自动 化 系 统 实 现 了 事 故 告 警预 报 信 号 和 模 拟 量 越 限 告 警 ， 关 不 开 １ ． 分 布 式 结 构 ２ 同告 警 信 号 启 动 不 同 的 音 响 和 画面 显 示 ， 能 实 现 事 后 的 检索 。 并 分 布 式 结 构是 将 变 电 站 自动 化 系 统 的 功 能 分 散 给 多 台计 算 机 来 ３６ 故 障 录 波 测 距 ． 完成 ， 般按功能设计 ， 用主从 Ｃ Ｕ系统工作方式 ， Ｃ Ｕ提高 了 一 采 Ｐ 多 Ｐ 变 电站 故 障 录 波 可 根 据需 要 采 用 两 种 方 式 实 现 ， 是 集 中式 配 置 一 处 理 并 行 突 发 事 件 的 能力 ， 决 了运 算 处 理 的 瓶 颈 问 题 。各 功 能 模 块 解 专 用 故 障 录波 器 ． 能 与 监 控 系统 通 信 。 一 种 是 分 散 型 ， 由微 机 保 并 另 即 之 间 采 用 网 络 技 术 或 串行 方 式 实 现 数 据 通 信 ． 用 具 有 优 先 级 的 网络 选 护 装 置 兼 作 记 录 及 测 距 计算 ， 将 数 字 化 的波 型及 测 距 结 果 送 监 控 系 再 系统 较 好 的 解 决 了数 据 传 输 的瓶 颈 问题 ， 高 了系 统 的 实 时 性 分 布 式 提 统 由监 控 系统 存 储 和 分 析 。 结构方便系统扩展和维护 ， 局部 故 障不 影 响 其 它 模 块 正 常 运 行 。该 模 ３７ 防误 闭 锁 功 能 ． 式 在 安 装 上 可 以 形 成 集 中组 屏 或分 层 组 屏 两 种 系 统 组 态 结 构 ， 多 地 较 ３８ 系统 的 自诊 断 和 自恢 复 系统 ． 使用于 中、 压变电站。 低 系统 内各 插 件 应 具 有 自诊 断 功 能 ， 把 数 据 送往 后 台机 和 远方 调 并 这 种 结 构 相 比集 中 式 处 理 的 系统 具 有 以下 明 显 的 优 点 ： 度 中 心 。 装 置 本 身 实 时 自检 功 能 ， 便 维 护 与维 修 ， 对 其 各 部 分 采 对 方 可 （） 靠 性 提 高 ， 一 部 分设 备 故 障 只影 响 局 部 ， ａ 可 任 即将 “ 险 ” 散 ， 危 分 用 查询 标 准输 入 检 测 等 方 法 实 时 检 查 ， 快 速 发 现 装 置 内 部 的 故 障 及 能 当站 级 系统 或 网络 故 障 ， 影 响 到 监控 部 分 ． 只 而最 重要 的保 护 、 制 功 控 缺 陷 ， 给 出提 示 ， 出 故 障 位 置 ， 并 指 要具 有 可维 护性 和 可 扩 展 性 。 能在 段 级仍 可 继续 运 行； 级 的 任 一 智 能 单 元 损 坏 不 应 导 致 全 站 的通 段

一
、
速 发 展 ，一 方 面 综 合 自动 化 系 统 取 代 或 更 新 传 统 的变 电站 二 次 系 统 ， 已 经 成 为必 然 趋 势 。另 一 方 面 ， 护 本 身 也 需 要 自检 查 、 障 录 波 、 保 故 事
（ ） 示 和 当地 修 改 定 值 ３显
（） ４ 与监 控 系统 通 信 根据 监 控 系统 命 令 发 送 故 障 信 息 ， 作 序 列 。 当前 整 定 值 及 自诊 动 件 记 录 、 监 视 和控 制管 理 等更 强 健 的 功 能 。发 展 和 完 善 变 电站 综 运行 断信 号 。 收 监 控 系 统 选 择 或 修 改 定值 ， 接 校对 时钟 等 命 令 。 通信 应 采用 合 自动 化 系 统 ， 电 力 系统 发 展 的 新 的趋 势 。 是 标 准规约。 二 、 合 自动 化 系统 结 构 综 ２数 据 采 集 及 处 理 功 能 ． 综合 自动化 保 护 ． 基本 上 采用 了 分 布式 系统 结 构 和 分 层 分 布 式 系
作 记 录 下来 的 波形 。
调度
图 １ 分 布 式综 合 自动 化 系统 示 意 图 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 。 被 监 控 对 象 或 系 统 功 能 分 布 的 多 台计 算 机 单 功 能 没 备 ， 它 们 连 接 到 能 共 享 资 源 的 网 络 上 实 现 分 布 式 处 理 。分 布 式 模 式 将
事 预 目前 这些 信号 回 路 将 数 据 采 集 ， 制 和 保 护 分 割 成 相 对 独 立 的 模 块 ， 主 变 综 合 保 电 站 一 次设 备告 警 信 号 、 故 跳 闸总 信 号 、 告 信 号 等 。 控 有 也 护模块 ， 变测控模块 、 线保护模 块 、 主 馈 电容 器 保 护 模 块 、 讯 接 Ｉ模 大 部 分采 用 光 电 隔 离方 式 输 人 系 统 ， 可 通 过 通 信 方 式 获 得 。 通 ＝ １ （ ） 拟 量 采集 ２模 块 ， 模 块 之 间 既有 通 讯联 系 ， 各 又相 对 独 立 ， 个 环 节 发 生 故 障 ， 影 一 不 常 规 变 电 站 采 集 的典 型模 拟 量 包 括 ： 段 母 线 电压 、 路 电压 ， 各 线 电 无 电压 和 有 功 、 功 功 率 值 。 无 综 合 自动 化 系 统 可 以 取 代 常 规 的 二 次 保 护 ， 括 电 度 表 屏 、 流 屏 、 包 交 微 流 和 有 功 、 功 功率 值 。馈 线 电流 ， ３事件 记 录和 故 障 录波 测 距 ． 机保护屏 ． 一放置在控制室 ， 统 占地 小 ， 又便 于 维 护 和 美 观 。 事 件 记 录 包 含 保 护 动 作序 列 记 录 ， 关 跳 合 记 录 。 开 综合 自动化 系 统示 意 图 如 图 １ 示 。 所 响 其 他 部 件 正 常 运 行 ， 外 ， 种 方 式 既 便 于 扩 充 ， 便 于 维 护 。这 套 此 这 又 变 电 站 故 障 录 波 可 根 据需 要 采 用 两 种 方 式 实 现 ， 是 集 中 式 配 置 一 专 用 故 障 录 波器 ， 能 与监 控 系统 通 信 。 一 种 是 分 散 型 ， 由 微 机保 并 另 即 护 装 置兼 作 记 录及 测 距 计 算 ， 将 数 字 化 的波 型 及 测 距 结 果 送 监 控 系 再 统 由 监控 系 统存 储 和分 析 。如 下 图 所示 为 一条 １Ｋ 出 线 速 断保 护 动 ０Ｖ

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。