变电所的微机保护和综合自动化系统
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铁路牵引变电所综合自动化系统的应用摘要:随着交通网络日益完善,电气化铁路建设规模日益扩大,其具有环境污染小、承载能力强、高速等特点,是铁路发展的重要方向。
牵引变电所综合自动化系统,作为电气化铁路的关键部分,确保其可靠性与稳定性,是铁路牵引变电所的重要研究课题。
为此,通过综合自动化系统,对牵引变电所内的设备进行监控、调试,可促进设备正常运行,有利于保障铁路可靠运营。
本文主要分析综合自动化系统在铁路牵引变电所中的运用。
关键词:铁路牵引变电所;综合自动化系统;应用引言:近年来,随着科技水平不断发展,信息化、自动化技术被运用于各行业、各领域,铁路供电系统也正在逐渐创新、发展。
针对铁路供电系统中的综合自动化系统,有利于提升铁路运行质量,保障铁路供电效率,并集成了多种一次设备和二次设备。
通过综合自动化系统,可实现铁路牵引变电所供电设备监控智能化,促进应急处置的快速化。
为了满足智能电网的发展,在铁路牵引变电所运行中,运用综合自动化系统,已是电力系统运行中的重点研究课题。
笔者根据自身多年的电力系统运维管理经验,主要分析综合自动化系统在铁路牵引变电所中的运用。
一.自动化系统的发展首先,分立原件的自动化装置。
20世纪七十年代以前,诸如晶体管和其他离散元件构成的模拟电路等设备被开发并应用于电力系统,例如自动重合闸、备用电源自投等,使电力系统的整体性能得到了极大的改善。
但各个设备都是独立的,缺乏自我诊断的功能,整体的操作水平仍然十分有限。
其次,智能自动装置。
上世纪70年代,微机保护、远动装置逐步被集成电路、微机取代。
该设备具有较强的运算能力,具有较高的智能化程度和自诊断能力,使测量精度、监控可靠性及电力系统的自动化程度得到了进一步的改善。
但是,目前还存在着许多设备独立操作、资源无法共享等问题,需要进一步完善。
第三,综合自动化系统。
70年代中期和晚期,欧、意、美等发达国家相继研制出一套完整的自动控制系统。
然而,日本在1975年完成了首个数字控制系统SDCS-1,1980年开始商业化。
班级日期1、综合自动化系统屏:主体设备。
对变配电所的主要设备进行自动监测、护。
2、交直流屏:提供交直流电源。
3、网上隔离开关控制屏:对接触网上隔离开关进行远方控制。
4、环境监控屏:实时监测变配电所工作环境:温度、人员非法出入、电缆沟、明火、空调工作状况等。
5、故障标定装置及电缆头绝缘在线监测。
二、变电所综合自动化的基本概念1.变电所综合自动化:应用自动控制技术、计算机信息处理、通信与网络技术等,完成对变电所主要设备和输配电线路的监视、控制、测量、继电保护、远动控制以及调度通信等二次系统功能。
2.变电所综合自动化系统:利用多台微型计算机、接口电路、通信网络等组成的自动化系统,通过收集所需的各种数据和信息,借助计算机的高速计算力和逻辑判班级日期班级日期班级日期TA-21型牵引变电所安全监控及综合自动化系统结构图牵引主变压器是牵引变电所最重要的一次设备,为保证其正常运行,对每一台主变设置一套保护测控单元,按主变主保护、主变后备保护、主变测控三套独立装置设计,每套装置作为一个节点与LonWorks 现场总线交换信息。
完成一台牵引主班级日期班级日期班级日期班级日期图2-41 微机保护装置硬件原理示意图⒈数据采集单元班级日期班级日期⑵开放性。
硬件平台对于未来硬件的升级应具有开放性。
⑶通用性。
不同类型的保护装置应尽可能具有相同的硬件平台。
⑷灵活性和可扩展性。
硬件平台应该适用于不同保护装置的不同需求,对于现场的不同保护应用和对资源的不同需求,可增减相应的模块,完全不必对硬件及软件重新设计。
⑸模块化与智能化状态检测。
装置的硬件数量总体上减少,相互通用,功能模块技术成熟,经历更多的检验与现场考验,因而可靠性更高。
(三)提高微机保护可靠性的措施可靠性是对继电保护装置的基本要求之一,它包括两个方面:不误动和不拒动。
班级日期班级日期班级日期班级日期班级日期班级日期图2-43 SCADA系统结构示意图)调度端调度所的远动装置部分称调度端,一般设于各分局(或总公司)总部。
微机保护在变电所综合自动化系统中的运用摘要:针对微机保护在变电所综合自动化系统中的运用中的一些实际问题。
从微机保护定值后台远方整定、保护功能软压板的远方投切、保护动作信号、异常信号记录、传送及复归、微机保护装置的独立性、微机保护装置的检修维护等几个方面进行分析。
希望广大电力工作者,能对微机保护在变电所综自化系统中的运用,多一些了解和认识。
关键词:变电所自动化微机保护中图分类号: n945.15引言为满足城市建设日新月异的发展要求,保证用户安全可靠供电,除了提高运行人员的素质,采用继电保护和自动装置以外,采用电网及变电所综合自动化系统也是非常重要的手段。
变电所自动化是指变电所的继电保护、远动、监控系统等利用计算机及网络技术进行综合并优化设计的自动化系统。
本文将从微机保护定值后台远方整定、保护功能软压板的远方投切、保护动作信号、异常信号记录、传送及复归、微机保护装置的独立性、微机保护装置的检修维护等几个方面和广大电力工作者共同探讨分析。
具体分析2.1微机保护是用微型计算机构成的继电保护,是电力系统继电保护的发展方向(现已基本实现,尚需发展),它具有高可靠性,高选择性,高灵敏度。
微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。
微机的硬件是通用的,而保护的性能和功能是由软件决定。
2.2微机保护定值后台远方整定微机保护定值远方整定是变电所综合自动化系统中微机保护的重要特征,是实现无人值班的基础。
在后台或监控中心对保护定值进行整定,监察计算机离线对下定值单进行检查。
既改善了继电保护工作环境,又降低了操作差错率。
微机保护在进行远方整定的操作过程中,保护装置在未收到修改定值的确认命令前,应按原定值不间断地运行。
收到确认命令后,将新定值写入定值区后按新定值运行。
在定值整定过程中应使保护装置不退出,从而提高供电的可靠性及安全性。
浅谈变电站综合自动化系统的功能及存在的问题摘要:本文分析了变电站综合自动化系统存在的问题,介绍了变电站综合自动化系统的特点,阐述了变电站综合自动化系统应能实现的功能。
关键词:变电站综合自动化系统问题特点功能变电站综合自动化是指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,实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性自动化功能。
它综合了变电所内除交直流电源以外的全部二次设备功能。
1、变电站综合自动化系统存在的问题(1)抗干扰问题。
传统上的变电站综合自动化设备出厂时抗干扰试验手段相当原始,仅仅做一些开关、电焊机、风扇、手提电话等定性实验,到现场后往往也只加上开合断路器的试验,一直没有一个定量的指标,这是一个极大的隐患。
(2)运行维护人员水平不高的问题。
目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。
(3)开放性问题。
现有的变电站各厂家的设备之间接口困难,甚至不能连接,从而造成各厂家各自为政,重复开发,浪费了大量的财力物力。
(4)传输规约和传输网络的选择问题。
变电站和调度中心之间的传输规约。
目前国内各个地方情况不统一,变电站和调度中心之间的信息传输采用各种形式的规约,如部颁CDT、SC-1801、DNP3.0等。
(5)技术标准问题。
目前变电站综合自动化系统的设计还没有统一标准,因此标准问题(其中包括技术标准、自动化系统模式、管理标准等问题)是当前迫切需要解决的问题。
(6)不同产品的接口问题。
接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一。
这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。
当不同厂家的产品、种类很多时,问题会很严重。
(7)生产厂家的问题。
有些厂家就某产品只搞技术鉴定,没搞产品鉴定;另外,生产厂家对变电站综合自动化系统的功能、作用、结构及各项技术性能指标宣传和介绍不够,导致电力企业内部专业人员对系统认识不透彻,造成设计漏洞较多。
变电所的微机保护和综合自动化系统
发表时间:2017-11-04T08:32:06.840Z 来源:《电力设备》2017年第16期作者:李元武
[导读] 摘要:变电所的微机保护可充分发挥和利用计算机的数值运算、逻辑判断和存储记忆等对信息进行处理,其最大的特点就是快速敏捷,并可实现管理自动化,最终达到无人值守的目的。
对系统运行自动化水平的提高有着意义重大,同时故障发现与排除的准确性也大大提高。
(大庆油田电力集团供电二公司新疆供电分公司黑龙江大庆 163000)
摘要:变电所的微机保护可充分发挥和利用计算机的数值运算、逻辑判断和存储记忆等对信息进行处理,其最大的特点就是快速敏捷,并可实现管理自动化,最终达到无人值守的目的。
对系统运行自动化水平的提高有着意义重大,同时故障发现与排除的准确性也大大提高。
关键词:微机保护;变电所;综合设计;电力系统
1.综合微机保护与传统继电器比较
1.1微机保护装置能够及时发现故障
减少停电时间,提高供电可靠性,与计算机系统联网后可构成分层分布式的综合自动化系统,为企业调度人员和用电管理人员提供合理调配负荷和及时了解网路状态提供方便,以实现优化运行,这是传统继电器无法实现的。
1.2从综合微机保护装置的技术看
它的测量精度高,并且有效的保护范围比继电器保护宽,动作准确,设置修改整定值方便,提高了系统的可靠性和可维护性,减少事故隐患。
而继电器保护的动作保护值是靠机械式传动来实现,其整定值的设定比较复杂,而且随着时间的延长,机械传动老化,设定会变值,动作准确性降低,同时增加系统维护量。
1.3微机保护装置能够测量并显示线路
三相电流、电压、有功功率、无功功率等实时参数,传统的继电器装置不能显示这些参数,只能靠更多的常规表通过二次线路取样显示,装置庞大,二次线路多,维护量大。
2. 微机保护和综合自动化系统的基本功能
2.1 遥测和遥信以及遥控功能
2.1.1 遥测
通过电流量输入采集模块采集各出线回路的各相电流, 单个模块可采集 16 回路电流。
每一个回路可以由电流量输入模块采集该回路的电流, 并根据测量的实际电压、功率因数等来计算该回路的实际用电量。
通过模拟量输入模块采集变压器的温度信号、湿度信号以及液位信号等模拟量信号 ( 各个模拟量信号需有 4 mA~20 mA 或 0 V~5 V 输出) 。
2.1.2遥信
利用开关量采集输入模块采集各出线回路开关分合闸状态、开关故障报警信号、失压报警信号、过压报警信号以及框架式开关的位置, 并对变压器的风机状态、高温、超高温信号等开关量实施监控, 一个单独模块一般可采集 16 回路开关状态。
2.1.3遥控
通过继电器控制输出模块分别对低压各出线回路( 带有电动操作机构、失压脱扣器的开关) 实现开关的远程分、合闸功能。
2.2 监控系统功能
系统可显示变配电站实际开关柜体图、一次系统图, 并在一次系统图上显示各开关的分、合状态; 显示各配电回路的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率以及功率因数等电量参数; 显示各开关的分、合状态和事故报警类别等; 显示各回路电量参数的实时曲线图; 显示变压器的运行状态以及高温、超高温报警及瓦斯保护;显示其他工艺设备的运行状态及故障情况。
2.3控制功能
在变配电站总值班室中央管理机处, 可以通过鼠标器控制各种高、低压开关( 带有电动操作机构或者带有交流接触器) 的合闸和分闸;同时也可实现电气闭锁功能, 以防止具有闭锁回路的开关误操作。
另外, 还有统计和打印功能以及历史记录、通讯功能、自检功能。
3.变电所自动化系统对微机保护系统的功能要求
3.1要求微机保护系统的各个保护功能应相互独立
作为变电所自动化系统中的重要环节,在系统运转过程中要求微机保护装置应能快速决策、迅速反应,因此要求保护单元相对独立,这样即使出现网络故障,也不会影响到微机保护本身的可靠性。
3.2要求达到信息共享的目的
从目前整个电力系统自动化的发展趋势来看,随着计算机技术和信号处理技术的发展,直接推动着模拟系统向数字化方向转化,而数字化的应用进一步促进了信息化的共享,信息的共享能够实现多种保护的集成,同时也有利于实现变电所自动化系统的优化设计,从而使系统更加稳定的运行。
4.变电所综合自动化系统的结构
变电所综合自动化系统的结构模式可以分为集中式、分布集中式和分布散式3种类型。
其中分布式结构是按变电所内的回路设计的,每个单元模块对应于一条回路或按变电所内的一次设备对应分布设置。
而分布散式结构的特点是减少了所内的二次设备及信号电缆,避免了电缆传送信息时的电磁干扰,节省了资源,简化了维护。
5.变电所内的电磁干扰
5.1 电磁干扰的来源
目前, 电力系统的电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两个方面。
外部干扰包括高压开关操作、雷电、短路故障、电晕放电、高电压大电流的电缆和设备向周围辐射电磁波、高频载波、对讲机等辐射干扰源, 及附近电台、通信等产生的电磁干扰、静电放电等。
内部干扰是由自动化系统的结构、元件布置和生产工艺等决定的。
主要有杂散电感、电容引起的不同信号感应, 长线传输造成的波反射、寄生振荡和尖峰
信号引起的干扰等。
5.2 变电所抗电磁干扰的措施
干扰对变电所综合自动化系统在线运行的影响很大, 若不采取有效的措施, 将产生严重的后果。
5.2.1 隔离和屏蔽
变电所的微机监控系统、微机保护装置以及其他自动化装置所采集的模拟量, 大多数来自一次系统的电压互感器和电流互感器, 它们均处于强电回路中, 不能直接输入到综合自动化系统, 必须经过设置在自动化系统各种交流回路中的隔离变压器。
这些隔离变压器一次、二次中间必须有隔离层和屏蔽层, 而且屏蔽层必须安全接地, 这样可起电场屏蔽作用, 防止高频信号通过分布电容进入自动化系统的相应部件。
变电所综合自动化系统开关量的输入、输出, 主要是对断路器、隔离开关的辅助触点等的控制。
这些断路器和隔离开关都处于强电回路中,如果与自动化系统直接相连, 必然会引起强的电磁干扰。
因此要采用光耦合隔离或继电器隔离措施, 这样会取得比较好的效果。
5.2.2 接地
在变电所中, 一次系统接地是以防雷和保证安全( 系统中性点接地)为目的的, 但它对二次回路的电磁兼容有重要的影响。
如果接地合适, 可以减少所内的高频瞬变电压幅值, 特别是减少电网中各点的瞬变电位差, 减少了电网中的瞬变电位升高。
这对二次设备的电磁兼容很有好处。
电磁干扰可能进入综合自动化系统弱电部分的主要途径是通过微机电源。
因为电源与干扰源的联系比较紧密, 同时电源线直接连接至系统各部分, 因此来自电源的干扰很容易引起死机, 所以对微机电源的地线处理是很重要的。
微机电源地线与机壳的连接方法有一点连接、多点连接和不连接。
实践中, 多采用微机电源地线和机壳不连接的方法, 它的优点是: 由于干扰造成的流过电源的浪涌电流可大大减少, 从而增加了抗共模干扰的能力, 可明显地提高系统的安全性和可靠性。
5.2.3 微机电源的抗干扰
微机电源回路是电磁干扰最容易进入的通道, 所以电源回路必须采用比其他回路更多的抗电磁干扰措施。
对于微机电源的抗干扰, 在实践中采取如下措施都是很有效的: 一是在电源的输入侧安装电源滤波器,可以滤去交流电源输入的高频干扰和高次谐波。
二是在电源的输入侧安装隔离变压器, 由隔离变压器的输出端直接向微机供电; 三是通过 UPS电源向微机系统供电, 可有效地抑制电网低频正常状态下的干扰。
6.结语
工厂企业供电系统使电力系统的重要组成部分,在实际应用中,可以采用综合自动化系统的方案;逐步向综合自动化系统发展,最终实现无人值班的变电所的运行方式。
随着科学技术的不断进步,未来会有更多的高新技术融入到生产应用中来。
参考文献
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