淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

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1、淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中國(guó)編輯。摘要：本文介紹了變電站綜合自動(dòng)化的基本概念，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的基本功能，以及變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展前景進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能1概述變電站綜合自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。它綜合了變電所內(nèi)除交直流電源以外的全部二次設(shè)備功能。電力系統(tǒng)進(jìn)行的農(nóng)網(wǎng)改造、城網(wǎng)改造對(duì)于變電站二次系統(tǒng)的改造主要是以綜合自動(dòng)化系統(tǒng)替換原有的常規(guī)二次系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變

2、電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，采用變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)應(yīng)用的方向，也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn).1集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有

3、限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)在早期自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式。.分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。其結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是采用主、從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的

4、實(shí)時(shí)性。其結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。但目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問(wèn)題等。.分散分布式結(jié)構(gòu)分散分布式結(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(kāi)關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過(guò)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

5、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(mén)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(shì)，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮?；②利用了現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過(guò)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(jiǎn)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)IED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。分散分布有兩層含義：其一，對(duì)于中低壓電壓等級(jí)，無(wú)論是I/O單元還是保護(hù)單元皆可

6、安裝在相應(yīng)間隔的開(kāi)關(guān)盤(pán)柜上，形成地理上的分散分布，如文獻(xiàn)[2]所示的系統(tǒng)；其二，對(duì)于110kV及以上的電壓等級(jí)，即使無(wú)法把間隔單元裝在相應(yīng)的開(kāi)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)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)。中國(guó)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能.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(lèi)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?。中?guó)編輯。.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(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器分接

7、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(guò)通信方式獲得。保護(hù)動(dòng)作信號(hào)則采用串行口或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過(guò)通信方式獲得。②模擬量采集：常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：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(cè)量。.事件記錄和故障錄波測(cè)距事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開(kāi)關(guān)跳合記錄。其SOE分

8、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