变电站综合自动化系统的应用2
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论文摘要:采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向,也是对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,发展和完善变电站综合自动化系统,是电力系统发展的新趋势,就变电站综合自动化系统进行一些探讨。
论文关键词:变电站;综合自动化变电站综合自动化系统是以计算机和网络通信技术为基础,将保护、控制、远动、自动装置、故障录波等分散的技术集成在一起,从而实现电网的现代化管理,并可以给运行、安全、设计、施工、检修、维护、管理等诸多方面带来直接或间接的经济效益和社会效益。
1 变电站综合自动化的结构变电站综合自动化的结构有两种:集中式和分布式。
1.1 集中式结构集中式一般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和数量等信息,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。
集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、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,只是每台微型计算机承担的任务多些。
集中式的特点:能实时采集各种模拟量和开关量,完成对变电站的数据采集和实时监控;成本低,占有空间小等。
前置管理机任务繁重、引线多,降低了整个系统的可靠性,若前置机故障,将失去当地及远方的所有信息及功能,所以一般采用双机并联运行。
软件复杂,修改工作量大,系统调试繁琐。
组态不灵活,对不同主接线或规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
1.2 分布式结构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完成,一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU提高了处理并行突发事件的能力,解决了运算处理的瓶颈问题。
各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好的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,局部故障不影响其它模块正常运行。
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。
变电站综合自动化在电力系统中的应用随着计算机技术的飞速发展,微机综合自动化装置在电力系统中得到了越来越广泛的应用,二次保护装置经历了常规的突出式和插件式电磁保护、机电式保护、晶体管保护、集电路保护到微机保护。
常规控制、保护装置逐步从电力系统中退出历史舞台。
取而代之的变电站综合自动化系统是一种全新概念的智能化成套装置,它是调度自动化的变电所端设备RTU与变电所的微机保护装置发展到一定程度以后相互结合的产物,是在计算机技术、电子技术和网络通信技术的基础上发展起来的。
它从变电所整体出发,将断路、变电器、隔离开关等设备的保护、监控、测量、信号、远动、通信、直流和五防功能闭锁功能集于一体的自动化模块装置,并按预定的程序和要求对变电秘进行自动监视、测量、协调和控制的一种综合自动化系统,它是自动化动手术在变电所应用的一种方法。
变电站综合自动化系统的特点:目前,我国应用的综合自动化系统主要有两种安装方式,一种是组屏集中安装,另一种是模块单元分散在开关、变压器附近就地安装,这两种方式与常规保护相比,除了能满足常规控制保护的所有功能外,还具有如下特点:1、系统具有种类齐全、功能完善的保护装置、自动化装置、控制、测量和监控等功能;2、具有各种控制保护功能的下放单元,节省大量控制和测量电缆的投资,接线少、施工周期短;3、变电所主建筑物减少,节省投资;4、采用低成本、高可行性的电子元件;5、交流采样,具有免维护、智能化程度高,稳定性好等特点;6、标准化独立结构,各模块在电气上完全独立,提高了运行的可行性。
7、避免了常规变电所通信、计量、远动、保护等各管一摊,相互扯皮,相互推诿的现象。
变电站综合自动化系统的优点:1、减轻值班人员的经常定时抄表,计算电能平衡等负担,可直接通过点击鼠标,便可观察负荷大小、电量指数、功率因素、故障性质等参数;2、采用先进技术,设备运行可靠,维护检修量减少,降低设备检修费用,减轻了劳动强度,提高了劳动生产率;3、准确事故分析,快速事故处理。
变电站综合自动化变电站综合自动化是指利用现代化的信息技术和自动化控制技术,对变电站的运行、监控、保护、测量和维护等进行全面自动化的管理和控制。
通过实时数据采集、传输和处理,实现对变电站各个设备的远程监控和控制,提高变电站的运行效率、可靠性和安全性。
一、综合自动化系统的主要功能1. 运行监控功能:通过对变电站的各个设备进行实时监测,及时发现设备异常情况,并进行报警和处理。
监控内容包括电压、电流、温度、湿度等参数的监测,以及设备的运行状态、开关操作等的监控。
2. 保护功能:综合自动化系统能够对变电站的各个设备进行保护,包括过电流保护、短路保护、接地保护、过压保护等。
当设备发生故障时,系统能够及时切除故障设备,并进行报警和记录。
3. 控制功能:综合自动化系统能够对变电站的各个设备进行远程控制,包括开关的合闸、分闸、变压器的调压、调容等操作。
通过远程控制,可以降低人工操作的风险,提高操作的准确性和效率。
4. 数据采集和处理功能:综合自动化系统能够对变电站的各个设备进行数据采集,并进行实时处理和存储。
通过对数据的分析和统计,可以及时发现设备的异常情况,提供科学依据进行设备维护和优化运行。
5. 通信功能:综合自动化系统能够通过网络实现与上级调度中心的通信,及时传输变电站的运行数据和状态信息。
通过与调度中心的通信,可以实现对变电站的远程监控和控制,提高变电站的运行效率和可靠性。
二、综合自动化系统的组成部份1. 监测装置:包括各种传感器和测量仪器,用于对变电站的各个设备进行参数的实时监测和测量。
常见的监测装置包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、湿度传感器等。
2. 控制装置:包括PLC(可编程逻辑控制器)和RTU(远程终端单元)等,用于对变电站的各个设备进行远程控制和操作。
控制装置通常与监测装置相连接,实现对设备的自动控制和调节。
3. 通信装置:包括以太网、无线通信等,用于实现综合自动化系统与上级调度中心的数据传输和通信。
变电站综合自动化系统的应用 237
变电站综合自动化系统的应用
姚敏 吕 娟 韩瑞娟
(铜川供电局)
摘 要:变电站自动化系统的稳定、可靠是整个电网安全运行的基础。
本文分析变电站自动化系统供电、网络、结构、
对时方面的应用现状,科学、客观地对系统存在的问题、改进措施进行探讨,并针对性地提出可行的解决方案。
关键词:自动化 供电 网络 结构
随着科学技术的不断发展,计算机已渗透到了世界每个角落。
电力系统也不可避免地进入了微机控制时代,变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为当前电力系统发展的趋势。
1 变电站综合自动化系统的概念
变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受,并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。
1.1 系统概念 1.1.1系统设计思想
完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外,其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成。
变电站无需另设远动设备,监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。
从系统设计的角度来看有以下特点: (1)分布式设计。
系统采用模块化、分布式开放结构,各控制保护功能均分布在开关柜或尽量靠近开关的控制保护柜上的控制保护单元,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在就地单元内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机,各就地单元相互独立,不相互影响。
(2)集中式设计。
系统采用模块化、集中式立柜结构,各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。
(3)简单可靠。
由于用多功能继电器替代了传统的继电器,可大大简化二次接线。
分布式设计在开关柜与主控室之间接线;而集中式设计的接线也仅限于开关柜与主控室之间,其特点是开关柜内接线简单,其余接线在采集、控制保护柜内部完成。
(4)可扩展性。
系统设计可考虑用户今后变电站规模及功能扩充的需要。
(5)兼容性好。
系统由标准化之软硬件组成,并配有标准的串行通讯
接口以及就地的I/O 接口,用户可按照自己的需要灵活配置,系统软件也能容易适应计算机技术的急速发展。
1.1.2系统规范
采用目前最为流行的工业标准软件,UNIX 操作系统,X 窗口人机接口及TCP/IP 网络通讯规约。
为满足开放系统之要求,系统设计一般采用:可携性软件设计——容许硬件技术发展后之软件转换;标准计算机产品——容许整个系统高度兼容性能。
1.2 系统功能
系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示,利用鼠标控制所有功能键等标准方式,使操作人员能直观地进行各种操作。
一般来说,系统应用程序菜单为树状结构,用户利用菜单可以容易到达各个控制画面,每个菜单的功能键上均有文字说明用途以及可以到达哪一个画面,每个画面都有报警显示。
所有系统之原始数据均为实时采集。
系统应用程序的每一项功能均能按用户要求及系统设计而改编,以符合实际需要,并可随变电站的扩建或运行需要而灵活地进行扩充和修改。
一般情况下系统可按以下基本功能配置: (1)系统配置状况; (2)变电站单线图; (3)报警表; (4)事件表;
(5)遥控修改继电器整定值; (6)操作闭锁; (7)电量报表; (8)趋势图。
1.2.1变电站单线图
单线图可显示变电站系统接线上各控制对象的运行状态并动态更新,例如:
(1)馈线开关之状态,开关的状态可用颜色区别。
(2)开关的操作由鼠标选择对应之开关或刀闸。
(3)每路馈线之测量值可在同一画面上显示。
(4)继电器整定值可修改。
1.2.2数据采集、处理
变压器和升压站 第二届全国发电厂电气专业技术交流研讨会论文集
采集有关信息,如开关量、测量量、外部输入讯号等数据,传至监控系统作实时处理,更新数据库及显示画面,为系统实现其他功能提供必需的运行信息。
1.2.3运行监视
系统的运行状况可通过文字、表格、图像、声音或光等方式为值班人员及时提供变电所安全监控所必需的全部信息。
(1)报警。
按系统实际需要,用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警,如一般可设置在以下情况发出报警:开关量突变(如保护跳闸动作);断路器位置错位;模拟量超过整定值;变压器保护动作(如瓦斯、温度)。
模拟量之越限值可在线修改。
每个报警均有时间、报警信息及确认状态显示。
(2)事件。
系统中所有动作事件,如继电保护动作,断路器、隔离开关、接地刀闸的操作等。
均可自动打印及存入系统硬盘记忆,如设置对以下情况的事件进行记录:所有报警信息;操作人员确认有关报警;开关的操作;继电器动作和状态信息;系统通讯状况。
每个事件均有时间及有关信息文字说明,并可自动打印记录。
1.2.4调整继电器整定值
可通过系统主机或集中控制柜修改各继电器的保护功能和整定值。
所有遥改功能均为在线方式,修改完成后的定值将直接传回对应的继电器储存。
1.2.5操作闭锁
系统对所有操作对象均可设定闭锁功能,以防止操作人员误操作。
1.2.6模拟量采集及报表产生
采集的数据储存於系统硬盘作为编辑报表的基础。
按变电站实际输入的信号,可制作出不同的报表:有功电量日、月、年报表;馈线电流日、月、年报表。
1.2.7趋势图
趋势图提供操作人员快速及直观的数据统计,趋势图可分为图形式或表格式两种。
2 变电站综合自动化系统在工业项目中的应用
2.1 国产化变电站综合自动化系统运用现状
国产化的变电站综合自动化系统在我院设计中用得并不多,其主要原因如下:
(1)由于甲方、设计院对传统的继电器控制保护系统有长期的运行、设计和维护经验,故一般认为老系统的可靠性高;
(2)国产化的变电站综合自动化系统目前在国内尚未普及,仅在个别地区供电部门的大力推荐下,在当地的一些变电站中开始尝试这一新技术;
(3)进口的变电站综合自动化系统价格昂贵,只有部分大型新建的并由外资贷款的工程,由于外方对技术水平的要求,全套引进这部分的技术及设备;
(4)目前操作人员的素质不高,对新系统缺乏了解。
由于以上一些原因制约了变电站综合自动化系统在变电站的发展和运用。
2.2 变电站微机保护装置系统应用实例
在我局一个35kV变电所改造工程中,成功地将国产的变电站微机保护装置系统运用于终端变电站。
施工图设计初期采用的是传统的电磁式继电器保护,并设置了信号屏。
2.2.1微机保护系统与传统保护系统的比较
传统的保护系统与微机保护装置系统的主要区别,在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器,并取消了传统的信号屏等装置,相应的信号都输入至计算机。
为便于集中控制,采用集中式设计——将所有的控制保护单元集中布置,整个变电站二次系统结构非常简单清晰,所有设备由微机保护屏、微机采集屏、交直流屏和监控系统组成。
屏柜的数量较传统的设计方式大量减少。
由于各种微机装置均采用网络通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏,因此二次接线大量减少。
同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏,使得所有的操作更加安全、可靠、方便。
2.2.2微机保护的系统配置及监控系统
系统保护由下列装置组成:
(1)线路保护装置。
(2)主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护。
(3)综合保护装置。
(4)线路保护装置。
(5)电容器保护装置。
(6)备用电源自投装置。
(7)小电流接地检测装置。
(8)综合数据采集装置。
(9)监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。
2.2.3设计微机保护系统时应注意的问题
(1)由于控制和保护单元都是采用微机装置,故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜引至微机采集、保护屏。
根据控制和保护要求的不同,输入的量也不同。
(2)开关柜与微机装置之间的端子接线较简单,大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。
(3)传统的继电保护整定计算结果不能直接输入到计算机,须转换为计算机整定值。
该变电所投产运行后,除开始操作人员对微机系统不熟悉原因使用过控制保护单元的紧急手动按钮外,基本上都在微机装置和监控计算机上操作,整个系统运行良好。
3 结束语
变电站微机自动化系统目前运用得还不够广泛,但在先进技术不断发展的今天,变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统。
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