变电站综合自动化技术发展
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35kV变电站综合自动化引言概述:35kV变电站综合自动化是指通过先进的自动化技术,对35kV变电站的各个设备和系统进行集成管理,实现对电力系统的智能化控制和监测。
本文将从设备自动化、通信自动化、保护自动化、监控自动化和运维自动化五个方面详细介绍35kV 变电站综合自动化的相关内容。
一、设备自动化:1.1 设备状态监测:通过传感器实时监测变电站设备的运行状态,包括开关、变压器、电缆等设备的温度、湿度、电流等参数。
1.2 设备控制:利用自动化控制系统对设备进行远程控制,实现设备的开关、调节、故障处理等操作。
1.3 设备维护:自动化系统可以对设备进行定期巡检、故障诊断和维护,提高设备的可靠性和运行效率。
二、通信自动化:2.1 数据采集:自动化系统通过网络通信技术实现对变电站各个设备和系统的数据采集,包括遥测、遥信、遥控等信息。
2.2 数据传输:利用现代通信技术,实现数据的实时传输和共享,确保各个部门和系统之间的信息互联互通。
2.3 数据安全:采用加密技术和安全协议,保障通信数据的安全性和完整性,防止数据泄露和篡改。
三、保护自动化:3.1 保护装置:自动化保护装置可以对电力系统中的故障进行快速检测和隔离,保护设备和人员的安全。
3.2 故障定位:自动化系统可以准确定位故障点,缩短故障处理时间,提高电网的可靠性和稳定性。
3.3 远程操作:保护自动化系统支持远程操作,可以实现对保护装置的参数设置和调整,方便运维人员进行操作。
四、监控自动化:4.1 实时监测:自动化监控系统可以实时监测变电站的运行状态和参数,包括电压、电流、功率等信息。
4.2 故障诊断:监控系统可以对设备和系统的故障进行诊断和分析,提供故障处理的建议和方案。
4.3 远程监控:运维人员可以通过远程监控系统实时查看变电站的运行情况,及时处理异常情况,确保电网的安全稳定运行。
五、运维自动化:5.1 预防性维护:自动化系统可以对设备进行预防性维护,提前发现潜在故障,避免设备损坏和停电事故。
变电站自动化技术的现状与未来在现代电力系统中,变电站作为电力传输和分配的关键节点,其自动化技术的发展对于提高电力系统的可靠性、稳定性和运行效率具有至关重要的意义。
随着科技的不断进步,变电站自动化技术也在不断革新和完善,为电力行业带来了诸多变革。
一、变电站自动化技术的现状(一)智能化的一次设备如今,智能化的一次设备在变电站中得到了广泛应用。
例如,智能变压器能够实时监测自身的运行状态,包括油温、油位、绕组温度等参数,并通过智能传感器将这些数据传输至控制系统,实现对变压器的智能化控制和保护。
此外,智能断路器具备自动检测故障电流、快速切断故障等功能,大大提高了电力系统的故障处理能力。
(二)先进的二次设备二次设备是变电站自动化系统的核心组成部分。
目前,微机保护装置、测控装置等二次设备的性能不断提升。
这些设备具有高精度的测量、快速的运算处理能力和强大的通信功能,能够实现对变电站内各种电气量的精确测量和控制。
同时,基于数字信号处理技术的继电保护装置,能够更准确地识别故障类型和位置,提高保护动作的可靠性。
(三)通信技术的发展通信技术是实现变电站自动化的关键。
当前,以太网、光纤通信等高速通信技术在变电站中得到了广泛应用。
通过这些通信技术,变电站内的各种设备能够实现高速、可靠的数据传输,为实现变电站的智能化控制和管理提供了有力支持。
此外,IEC 61850 标准的推广应用,使得不同厂家的设备之间能够实现无缝通信和互操作,进一步提高了变电站自动化系统的开放性和兼容性。
(四)监控与管理系统变电站的监控与管理系统也日益完善。
通过计算机监控系统,运行人员可以实时掌握变电站内设备的运行状态、电气参数和告警信息,并能够远程控制设备的操作。
同时,管理系统能够对变电站的运行数据进行分析和处理,为设备的维护检修、运行管理提供决策依据。
二、变电站自动化技术面临的挑战(一)数据安全与隐私保护随着变电站自动化程度的提高,大量的敏感数据在网络中传输和存储,数据安全和隐私保护成为了一个重要问题。
国内外变电站自动化技术发展现状及发展趋势RTUSCADA国内变电站综合自动化技术发展现状和趋势我国变电站综合自动化技术的起步发展虽比国外晚, 但我国70年代初期便先后研制成电气集中控制装置和“四合一”装置 ( 保护、控制、测量、信号)。
如南京电力自动化设备厂制造的 DJK 型集中控制装置, 长沙湘南电气设备厂制造的 WJBX 型“四合一”集控台。
这些称之为集中式的弱电控制、信号、测量系统的研制成功和投运为研制微机化的综合自动化装置积累了有益的经验。
70年代末80年代初南京电力自动化研究院率先研制成功以 Motorola 芯片为核心的微机 RT U 用于韶山灌区和郑州供电网, 促进了微机技术在电力系统的广泛应用。
1987年, 清华大学在山东威海望岛35kV 变电站用3台微型计算机实现了全站的微机继电保护、监测和控制功能。
之后, 随着1988年由华北电力学院研制的第1代微机保护 ( OI 型) 投入运行,第 2代微机保护( WXB-11) 1990年4月投入运行并于同年12月通过部级鉴定。
较远动装置采用微机技术滞后且更为复杂的继电保护全面采用微机技术成为现实。
至此,随着微机保护、微机远动、微机故障录波、微机监控装置在电网中的全面推广应用,人们日益感到各专业在技术上保持相对独立造成了各行其是, 重复硬件投资, 互连复杂, 甚至影响运行的可靠性。
1990年,清华大学在研制鞍山公园变电站综合自动化系统时, 首先提出了将监控系统和 RT U 合而为一的设计思想。
1992年5月,电力部组织召开的“全国微机继电保护可靠性研讨会”指出: 微机保护与 RT U, 微机就地监控, 微机录波器的信息传送, 时钟、抗干扰接地等问题应统一规划并制定统一标准, 微机保护的联网势在必行。
由南京电力自动化研究院研制的第1套适用于综合自动化系统的成套微机保护装置 ISA 于1993年通过部级鉴定以后, 各地电网逐步开始大量采用变电站综合自动化系统。
变电站综合自动化技术发展
发表时间:2019-08-21T16:56:23.917Z 来源:《河南电力》2018年24期作者:黄桂鑫
[导读] 摘要:分析了变电站综合自动化系统的体系结构以及基于现场总线的通信技术,并对综合自动化系统在肇庆电网220kV变电站的应用实践进行了详细介绍,同时对变电站综合自动化存在的问题以及如何提高变电站综合自动化的运行水平提出了意见和见解。
黄桂鑫
(广东电网发展研究院有限责任公司汕头电力咨询研究院广东省汕头市 515000)
摘要:分析了变电站综合自动化系统的体系结构以及基于现场总线的通信技术,并对综合自动化系统在肇庆电网220kV变电站的应用实践进行了详细介绍,同时对变电站综合自动化存在的问题以及如何提高变电站综合自动化的运行水平提出了意见和见解。
关键词:变电站;综合自动化;现场总线技术;体系结构
变电所综合自动化系统以全微机化的新型二次设备代替常规的电磁式设备尽可能做到硬件资源共享,以不同的软件模块实现常规硬件才能完成的功能,用计算机局部通信网络代替大量信号电缆的连接,使变电所的自动化程度大为提高,实现了无人值班或准无人值班,占地面积大为减少,设计维护工作也得以减少,增加了变电所运行安全性和可靠性。
变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监控屏幕化、运行管理智能化等特点,它的发展应用提高了变电站安全、可靠、稳定的运行水平,减轻了操作人员的工作量,使变电所的技术水平和管理水平得到了全面的提高。
1.变电站综合自动化系统的体系结构
一个变电站综合自动化系统的性能往往取决于它采用什么样的体系结构。
变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分布分散式三种。
1.1集中式结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩充其输入输出(I/O)接口,集中采集变电站的模拟量和数字量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。
此类结构对监控主机的性能要求较高,且系统处理能力有限,开发手段少,系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差,抗干扰能力不强。
1.2集中分布式结构
该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。
分布式模式一般按功能设计,各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。
分布式结构方便系统扩展和维护,可靠性好,局部故障不影响系统其它模块正常运行。
肇庆电网常规/四遥0站就是采用该种结构,通过遥测交流采样、遥信遥控子站以及保护管理机等不同功能模块,以串行通信方式汇总到远程终端设备(remoteterminalunit,RTU)进行统一处理,实现当地监控和远传功能。
1.3分布分散式结构
分布分散式结构采用/面向对象0设计。
所谓面向对象,就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备。
间隔层中数据、采集、控制单元(I/O单元)和保护单元就地分散安装在开关柜上或其它一次设备附近,相互间通过通信网络相连,与监控主机通信。
目前,此种系统结构在变电站综合自动化系统中较为流行。
图1 分散(层)分布式系统结构
从逻辑方面来看,通过分布分散式结构系统的应用,变电站自动化系统主要涉及以下三层内容:(1)间隔层,可实现就地模拟量、开关量、脉冲量的数据采集、保护与控制操作出口目的。
(2)通信层,主要负责下层就地装置的通信管理,并且与当地监控、远方调度中心通信。
同时,通信层还具备采集、控制与运动的作用,其还能够通过传统的脉冲量高速以太网(Ethernet)技术实现通信目的。
(3)变电站层,主要任务为站内人机接口、监视、管理、控制等。
此系统是现代变电站自动化技术主要发展趋势,大大减少了连接电缆数量,以及电缆传送信息的电磁干扰,可靠性较高,维护与扩展也较为便利,大量现场工作均能够在设备制造厂家一次性完成。
2.变电站自动化技术的发展
变电站自动化技术的发展历程可归纳为三个阶段:
2.1自动装置阶段
这一阶段研发的自动化系统主要采用模拟电路,采用电子管、继电器等分立元件组成,硬件体积庞大,且无需编写软件,所有信息、数据的收集和判断均由硬件电路完成,具有独立运行能力,智能化程度较低。
但是,由于系统无法提供自诊断故障功能,当分立元件出现故障时,常常会影响到电网运行的安全,维护成本较高。
2.2智能自动装置阶段
随着电子技术的发展,各种微处理器、大规模集成电路在电力系统中应用越来越广泛。
这一阶段的变电站自动化系统主要特点是以微处理器芯片为核心,大量运用大规模集成电路构成外围电路,取代了过去数量庞大的继电器、晶体管等分立元件。
智能自动装置仍然是各自独立运行,但由于采用了统一的数字信号电平,大大减小了自动装置的体积,提高了自动装置诊断自身故障的能力,大大提高了系统的可靠性、准确性和数据传输速度,但由于缺少相互之间的通信功能,无法实现资源共享。
2.3变电站综合自动化阶段
随着电子、通信和计算机技术的发展,自动化技术在电力系统中全面推广应用,变电站综合自动化系统应运而生。
第一套变电站综合自动化系统由测控系统、保护系统和开关闭锁系统三部分组成,并具有全分散式和局部分散式两种结构。
随后,变电站综合自动化技术飞速发展,系统结构也呈现出多样化的发展趋势。
3.综合自动化技术在某110kV变电站的应用
3.1保护技术
对于集中配屏模式,其主要包括控制、保护功能,对二次回路涉及进行了大幅的简化操作,是目前国内新建设的变电站中应用较为广
泛的模式占比已,具有十分成熟的运行经验。
此外,集中配屏模式包括综合自动化保护屏,可大幅提高该110kV变电站设备的综合自动化水平与管理水平。
3.2监控技术
该110kV变电站监控技术主要运用微机监控系统进行,标准采用集控站技术标准,通过有效融合本地后台监控、集控站系统,促进了信息资源功效目标的实现,并且推动了变电站保护、控制、监测等综合自动化作用的发挥,使得数据采集、处理等目标的实现成为可能。
3.3微机电力故障录波技术
通过相关研究发现,微机电力故障录波器往往具有高速故障记录、故障动态过程记录以及长过程记录这三项动态记录作用。
该110kV 变电站的110kV系统、35kV系统中分别安装了一套微机电力故障录波器,可在做好数据采样操作之后,利用计算机软件来判断各项功能与作用,从而为电网故障分析工作的顺利进行提供依据。
4.变电站综合自动化的发展趋势
变电站综合自动化一直是我国乃至国际电力系统行业的热点之一。
我国的变电站综合自动化技术经过二十多年的发展,已经到达了一定的水平,更为高级或者先进的变电站综合自动化技术是该领域发展的必然趋势,总体体现概括为以下三个方面:1.系统结构的转变。
主要取决于智能电子装置的发展和光互感器的发展。
2.监控系统的发展。
这方面的主要体现在于第五遥—遥视系统的应用以及人工智能技术的发展应用。
3.通信方式的发展。
以工业以太网的发展应用以及蓝牙技术的发展应用为技术基础。
结论
本文介绍了变电站综合自动化技术的发展历程以及国内外应用现状,变电站综合自动化技术在电力系统的深入推广应用,加深了继电保护、计量、远动、变电运行等各专业技术的相互融合与渗透,进一步确保了整个变电站的安全稳定运行,维护更加便捷,提高了经济效益。
随着通信技术和计算机技术的发展,变电站综合自动化技术在电网中的应用将更加广泛而深入,朝着网络化、智能化和多媒体化的方向发展。
同时,也对电网管理方式产生了深远的影响。
因此,相关管理人员一定要遵循科学、严谨的工作原则,加强自身综合素质的提升,确保电网运行的安全性和经济性。
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