變電站自動化集成系統(tǒng)的研究
發(fā)布時間：2014-07-24 12:21
進人21世紀以來，隨著電網(wǎng)的快速發(fā)|電網(wǎng)運行水平在不斷提高，各級調度中及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況，提高整個電網(wǎng)的駕馭力，加強變電站的可控而要求更多地采用集中控制，操作措施等，即采用無人值班和集中監(jiān)控的模式，以減少人員，提高勞動生產(chǎn)率，降低力資源成本，減少人為誤操作的可能性；運行的可靠性。另一方面，當代計算機‘技術的快速發(fā)展及先進技術手段的應『改變了傳統(tǒng)二次設備的模式，為簡化信息共享，減少電纜，減少占地面積，造價等方面已改變了變電站運行的面8此，變電站自動化由研討問題已轉向：用化階段，各供電企業(yè)已將變電站綜合化改造及集控站建設作為重點技術改|目，各大專業(yè)廠家（如：南自、南瑞、許一方電子等）亦把變電站自動化系統(tǒng)的為重點開發(fā)項目，不斷地完善和改進；地推出各具特色的變電站綜合自動化，以滿足電力系統(tǒng)中的要求。
1綜自系統(tǒng)存在的問題
變電站自動化系統(tǒng)已被電力系統(tǒng)^接受使用，但通過幾年來的實際運用程中尚存在以下主要問題。變電站監(jiān)控系統(tǒng)多且標準不統(tǒng)一。國內有多家開發(fā)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的廠南自。南瑞。許繼、東方電子等，各廠按照自己的想法及用戶的需要設計系統(tǒng)和監(jiān)控界面等，沒有統(tǒng)一的規(guī)范。
系統(tǒng)設計功能不實用。當前許多廠、控系統(tǒng)設計的功能多而雜，致使整胃的很凌亂，部分功能多余，有的無法：東方電子的故障錄波器功能、及系、無法實現(xiàn)，較大程度上影響監(jiān)控人意力。工程設計不規(guī)范。整個系統(tǒng)各模塊|保護，監(jiān)控、直流、計量等智能模塊）連接通訊存在問題，存在問甄比較；計量表計和集中器以及。集中器和監(jiān)^之間，還有直流和頻開哄電源方：尤其是系統(tǒng)的各部分接口的通信規(guī)約， 到不同廠家的產(chǎn)品，則問題更多，從各系統(tǒng)的聯(lián)調時間長，對將來的維1行都帶來了極大的不便，進而影響罾變電站自動化系統(tǒng)的投入率圖像監(jiān)控功能不完善、不穩(wěn)定。自建綜自變電站，實現(xiàn)無人值守以來，相繼有許多廠家生產(chǎn)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，但系統(tǒng)建設不規(guī)范，技術要求不統(tǒng)一，致使圖像功能不完善，系統(tǒng)不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)死機，甚至系統(tǒng)癱瘓現(xiàn)象。今年省公司出臺了視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術標準及變電站圖像系統(tǒng)建設標準規(guī)模，這對今后圖像監(jiān)控系統(tǒng)標準化建設方面起到較大的作用。
2綜自系統(tǒng)應具備的基本功能
2.1 “四暹”功能
包括遙測、遙信、遙控。遙測：遙測即模擬量采集，主要采集主變三側三相電流。有功及無功功率、有功及無功電能、本體油溫；母線電壓；線路三相電流，有功及無功功率，有功及無功電能，電容器三相電流，無功功率及無功電能；所用電母線電壓，220^直流母線電壓等。遙信：遙信即狀態(tài)量采集，包括：所有斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、手車位置信號、彈簧未儲能位置信號�？刂苹芈繁O(jiān)視信號，主變有載調壓檔位；各保護裝置的異常信號、保護動作信號及事故跳閘信號等。遙控：主要是斷路器、隔離刀閘、主變中性點刀閘等合分控制功能。遙調：主要有可調主變有載分接頭開關調節(jié)，其中遙調命令有升、降、停三個，還有可調容量的電容器調節(jié)。脈沖量：脈沖量主要是電度表的輸出脈沖，通過調度表到集中器，然后通過串口接入監(jiān)控系統(tǒng)。
2.2微機保護功能
包括線路保護，主變壓器保護，母線保護，斷路器保護，電容器保護合和備自投， 低頻減載等安全自動裝置。各保護應具有顯示采集模擬量。記錄故障、存儲多套定值，顯示當前定值區(qū)（南瑞無）、修改定值等功能，并實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)通信。2.3故障錄波及測距功能。出現(xiàn)故障時記錄事件時間。開關跳合^錄及其他動作情況等。變電站故障錄波，般配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。
3有關問題認識
3.1變電站自動化系統(tǒng)特點
變電站自動化系統(tǒng)具有以下特點。系統(tǒng)集成化、數(shù)字化。通過計算機通信網(wǎng)絡將各裝置模塊連接起來，達到信息共享，目前模塊組態(tài)的方式主要有集中式、分布分散式和分布式結構集中式組屏三種方式。系統(tǒng)功能綜合化。根據(jù)變電運行要求，將整個二次系統(tǒng)的配置及其功能綜合設計，做到采集裝置公用，信息共享。監(jiān)控界面屏幕化、友好化。就是建立變電站當?shù)睾笈_監(jiān)控系統(tǒng)，將變電站所有信息集中傳到后臺并通過后臺機丁屏顯示。系統(tǒng)運行智能化：通過在后臺機建立實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，將所有信息儲存，同時通過監(jiān)控軟件功能將有關實時信息自動顯示在界面上。
3.2站內通信網(wǎng)絡的搭建問題
站內通信網(wǎng)絡是綜自系統(tǒng)的關鍵，目前主要采用以太網(wǎng)的方式，其傳輸?shù)男畔⒅饕幸韵聨最悾阂活愴憫俣纫筝^高的實時信息，如事故信息和用于保護動作的信息，要求傳送速度較高，另一類是普通的信息，如錄波、記錄及故障分析的信息， 可允許較長的傳送時間。不管傳輸那類信息，網(wǎng)絡的可靠性應該放在首要地位，應滿足環(huán)境的要求，如抗干擾能力，抗溫濕度和電磁干擾等，同時應考慮備用網(wǎng)絡，一般220伏及以上的變電站至少應設置雙網(wǎng)，由于故障錄波系統(tǒng)信息量比較大，應建立單獨的網(wǎng)絡，同時考慮通訊負荷的配置，保證不出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象。網(wǎng)絡方式宜采用總線形網(wǎng)絡或直接上以太網(wǎng)，南自就是采用間隔設備直接上以太網(wǎng)的方式。通信協(xié)議及規(guī)約應符合國家及國際標準，尤其在兩個不同廠家之間的連接經(jīng)常會出現(xiàn)通信協(xié)議的問題，造成數(shù)據(jù)傳輸不暢，甚至連接不上。
3.3工程中應考慮的問題
前置采集單元是整個系統(tǒng)的最基層，是直接執(zhí)行系統(tǒng)功能功能的模塊，如保護、測量、控制等。這些模塊應不受網(wǎng)絡狀態(tài)的影響，特別是保護裝置，要求可靠，不受網(wǎng)絡的影響，也就是說在網(wǎng)絡癱瘓的情況下能可靠動作。解決的辦法是將網(wǎng)絡通信軟件用一個獨立的模塊來實現(xiàn)。網(wǎng)絡備用并具有自啟動功能：網(wǎng)絡是關鍵，筆耕文化傳播，在具有雙網(wǎng)的情況下，雙網(wǎng)可同時工作， 或者互為備用。在互為備用時，設計時可通過軟件對網(wǎng)絡層進行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)故障， 立即自啟動備用網(wǎng)絡，而不需要人工啟動。
本文編號：5907
1綜自系統(tǒng)存在的問題
變電站自動化系統(tǒng)已被電力系統(tǒng)^接受使用，但通過幾年來的實際運用程中尚存在以下主要問題。變電站監(jiān)控系統(tǒng)多且標準不統(tǒng)一。國內有多家開發(fā)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的廠南自。南瑞。許繼、東方電子等，各廠按照自己的想法及用戶的需要設計系統(tǒng)和監(jiān)控界面等，沒有統(tǒng)一的規(guī)范。
系統(tǒng)設計功能不實用。當前許多廠、控系統(tǒng)設計的功能多而雜，致使整胃的很凌亂，部分功能多余，有的無法：東方電子的故障錄波器功能、及系、無法實現(xiàn)，較大程度上影響監(jiān)控人意力。工程設計不規(guī)范。整個系統(tǒng)各模塊|保護，監(jiān)控、直流、計量等智能模塊）連接通訊存在問題，存在問甄比較；計量表計和集中器以及。集中器和監(jiān)^之間，還有直流和頻開哄電源方：尤其是系統(tǒng)的各部分接口的通信規(guī)約， 到不同廠家的產(chǎn)品，則問題更多，從各系統(tǒng)的聯(lián)調時間長，對將來的維1行都帶來了極大的不便，進而影響罾變電站自動化系統(tǒng)的投入率圖像監(jiān)控功能不完善、不穩(wěn)定。自建綜自變電站，實現(xiàn)無人值守以來，相繼有許多廠家生產(chǎn)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，但系統(tǒng)建設不規(guī)范，技術要求不統(tǒng)一，致使圖像功能不完善，系統(tǒng)不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)死機，甚至系統(tǒng)癱瘓現(xiàn)象。今年省公司出臺了視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術標準及變電站圖像系統(tǒng)建設標準規(guī)模，這對今后圖像監(jiān)控系統(tǒng)標準化建設方面起到較大的作用。
2綜自系統(tǒng)應具備的基本功能
2.1 “四暹”功能
包括遙測、遙信、遙控。遙測：遙測即模擬量采集，主要采集主變三側三相電流。有功及無功功率、有功及無功電能、本體油溫；母線電壓；線路三相電流，有功及無功功率，有功及無功電能，電容器三相電流，無功功率及無功電能；所用電母線電壓，220^直流母線電壓等。遙信：遙信即狀態(tài)量采集，包括：所有斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、手車位置信號、彈簧未儲能位置信號�？刂苹芈繁O(jiān)視信號，主變有載調壓檔位；各保護裝置的異常信號、保護動作信號及事故跳閘信號等。遙控：主要是斷路器、隔離刀閘、主變中性點刀閘等合分控制功能。遙調：主要有可調主變有載分接頭開關調節(jié)，其中遙調命令有升、降、停三個，還有可調容量的電容器調節(jié)。脈沖量：脈沖量主要是電度表的輸出脈沖，通過調度表到集中器，然后通過串口接入監(jiān)控系統(tǒng)。
2.2微機保護功能
包括線路保護，主變壓器保護，母線保護，斷路器保護，電容器保護合和備自投， 低頻減載等安全自動裝置。各保護應具有顯示采集模擬量。記錄故障、存儲多套定值，顯示當前定值區(qū)（南瑞無）、修改定值等功能，并實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)通信。2.3故障錄波及測距功能。出現(xiàn)故障時記錄事件時間。開關跳合^錄及其他動作情況等。變電站故障錄波，般配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。
3有關問題認識
3.1變電站自動化系統(tǒng)特點
變電站自動化系統(tǒng)具有以下特點。系統(tǒng)集成化、數(shù)字化。通過計算機通信網(wǎng)絡將各裝置模塊連接起來，達到信息共享，目前模塊組態(tài)的方式主要有集中式、分布分散式和分布式結構集中式組屏三種方式。系統(tǒng)功能綜合化。根據(jù)變電運行要求，將整個二次系統(tǒng)的配置及其功能綜合設計，做到采集裝置公用，信息共享。監(jiān)控界面屏幕化、友好化。就是建立變電站當?shù)睾笈_監(jiān)控系統(tǒng)，將變電站所有信息集中傳到后臺并通過后臺機丁屏顯示。系統(tǒng)運行智能化：通過在后臺機建立實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，將所有信息儲存，同時通過監(jiān)控軟件功能將有關實時信息自動顯示在界面上。
3.2站內通信網(wǎng)絡的搭建問題
站內通信網(wǎng)絡是綜自系統(tǒng)的關鍵，目前主要采用以太網(wǎng)的方式，其傳輸?shù)男畔⒅饕幸韵聨最悾阂活愴憫俣纫筝^高的實時信息，如事故信息和用于保護動作的信息，要求傳送速度較高，另一類是普通的信息，如錄波、記錄及故障分析的信息， 可允許較長的傳送時間。不管傳輸那類信息，網(wǎng)絡的可靠性應該放在首要地位，應滿足環(huán)境的要求，如抗干擾能力，抗溫濕度和電磁干擾等，同時應考慮備用網(wǎng)絡，一般220伏及以上的變電站至少應設置雙網(wǎng)，由于故障錄波系統(tǒng)信息量比較大，應建立單獨的網(wǎng)絡，同時考慮通訊負荷的配置，保證不出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象。網(wǎng)絡方式宜采用總線形網(wǎng)絡或直接上以太網(wǎng)，南自就是采用間隔設備直接上以太網(wǎng)的方式。通信協(xié)議及規(guī)約應符合國家及國際標準，尤其在兩個不同廠家之間的連接經(jīng)常會出現(xiàn)通信協(xié)議的問題，造成數(shù)據(jù)傳輸不暢，甚至連接不上。
3.3工程中應考慮的問題
前置采集單元是整個系統(tǒng)的最基層，是直接執(zhí)行系統(tǒng)功能功能的模塊，如保護、測量、控制等。這些模塊應不受網(wǎng)絡狀態(tài)的影響，特別是保護裝置，要求可靠，不受網(wǎng)絡的影響，也就是說在網(wǎng)絡癱瘓的情況下能可靠動作。解決的辦法是將網(wǎng)絡通信軟件用一個獨立的模塊來實現(xiàn)。網(wǎng)絡備用并具有自啟動功能：網(wǎng)絡是關鍵，筆耕文化傳播，在具有雙網(wǎng)的情況下，雙網(wǎng)可同時工作， 或者互為備用。在互為備用時，設計時可通過軟件對網(wǎng)絡層進行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)故障， 立即自啟動備用網(wǎng)絡，而不需要人工啟動。
本文編號：5907
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