變電站綜合自動(dòng)化升級(jí)改造技術(shù)的研究

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1、變電站綜合自動(dòng)化升級(jí)改造技術(shù)的研究[摘要]變電站是企業(yè)發(fā)展的“咽喉”設(shè)備設(shè)施，是企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)來源的重要保障，因此必須保證變電站供電設(shè)備的可靠性。但是在我國北方高寒地區(qū)，尤其是室外大型的供電設(shè)備，由于冬季室外溫度較低，供電設(shè)備起不到正常運(yùn)行保護(hù)，造成企業(yè)停產(chǎn)事故。本文通過對(duì)變電站設(shè)備自動(dòng)化改造及應(yīng)用，可大大緩解企業(yè)停電次數(shù)，極大地提高了變電站供電的可靠性。[關(guān)鍵詞]110KV變電站；設(shè)備自動(dòng)化升級(jí)改造；保護(hù)與應(yīng)用中圖分類號(hào)：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-914X（2014）37-0249-01我公司所在地處于高海拔和中、高緯度的遼闊丘陵地帶，自然條

2、件較為惡劣。氣候特征為冬季受蒙古高壓控制寒冷風(fēng)大，極端最低氣溫-43.6℃，最大風(fēng)力11級(jí)，刮白毛風(fēng)雪能見度不到半米，停送電無法室外操作，夏季雨雷天氣較多，雷雨天氣無法進(jìn)行室外停送電操作，供電環(huán)境比較惡劣，過去公司是一家私人企業(yè)，管理環(huán)節(jié)不到位，技術(shù)人員缺乏，在設(shè)備選型上考慮不充分，所以變電站的供電可靠性方面上，給企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展造成很大的影響。一、變電站供電設(shè)施存在的問題7原阿爾哈達(dá)礦業(yè)是一家私人企業(yè)，從設(shè)備的選型、供電可靠性上考慮不夠完善；設(shè)備產(chǎn)品老化；供電設(shè)備保護(hù)、互聯(lián)、閉鎖不健全，設(shè)備型號(hào)單一性給維護(hù)、操作帶來不必要的麻煩，我們通過對(duì)110KV變電站設(shè)備自動(dòng)

3、化升級(jí)改造，解決避免了以上設(shè)備問題，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。二、創(chuàng)新點(diǎn)1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分散（層）分布式結(jié)構(gòu)采用”面向?qū)ο蟆痹O(shè)計(jì).所謂面向?qū)ο?，就是面向電氣一次回路設(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)，采集，控制單元（I/O單元）和保護(hù)單元就地分散安裝在開關(guān)柜上或其它一次設(shè)備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機(jī)通信.目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的IED設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，如專門的線路保護(hù)單元，主變保護(hù)單元，小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮?。②利?/p>

4、了現(xiàn)場總線的技術(shù)優(yōu)勢，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便。③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)魯棒性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或1臺(tái)IED7設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是功能分散，管理集中。分散（層）分布有兩層含義：其一，對(duì)于中低壓電壓等級(jí)，無論是I/O單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開關(guān)盤柜上，形成地理上的分散分布。其二，對(duì)于110kV及以上的電壓等級(jí)，即使無法把間隔單元裝在相應(yīng)的開關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對(duì)應(yīng)的單元，在物理結(jié)構(gòu)

5、上相對(duì)獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù)。2、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能2.1微機(jī)保護(hù)：是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置.各類保護(hù)實(shí)現(xiàn)故障記錄，存儲(chǔ)多套定值，適合當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ档裙δ堋?.2數(shù)據(jù)采集①狀態(tài)量采集：狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)等.目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得.保護(hù)動(dòng)作信號(hào)則采用串行口（RS-232或RS485）或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過通信方式獲得。②模擬量采集：常規(guī)變電站采7集的典型

6、模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值.饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等.此外還有變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集.模擬量采集精度應(yīng)能滿足SCADA系統(tǒng)的需要。③脈沖量：脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測量。2.3事件記錄和故障錄波測距事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開關(guān)跳合記錄.其SOE分辨率一般在1～10ms之間，以滿足不同電壓等級(jí)對(duì)SOE的要求.變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信.另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記

7、錄及測距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。2.4控制和操作閉鎖操作人員首先對(duì)計(jì)算機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)進(jìn)行模擬操作許可后，方可通過CRT屏幕對(duì)斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作，為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)保留了人工直接跳合閘手段，操作閉鎖具有以下功能：①電腦五防及閉鎖系統(tǒng)。②電腦五防閉鎖系統(tǒng)許可高壓柜模擬系統(tǒng)與高壓柜閉鎖系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)。7③根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。④操作出口應(yīng)具有同時(shí)操作閉鎖功能。⑤操作出口應(yīng)具有跳合閉鎖功能。2.5同期檢測和同期合閘該功能可以分為手動(dòng)和

8、自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn).可選擇