變電站電氣自動化系統(tǒng)論文
變電站電氣自動化系統(tǒng)論文
【摘要】 本文闡述了變電站自動化系統(tǒng)有不同的功能,通過對超高壓變電站自動化系統(tǒng)中集中模式、相對分散模式、分層分布分散模式等主要結構模式的介紹,在模式化方案實施的基礎上,對超高壓變電站自動化系統(tǒng)在以后的發(fā)展模式再作探討。
【關鍵詞】 功能系統(tǒng)模式
1 變電站結構自動化系統(tǒng)采用的主要形式
變電站自動化系統(tǒng)的結構模式從早期的以集中為主,發(fā)展到現(xiàn)在的以相對分散和分層分布分散為主,經(jīng)歷了一個探索、改進和完善提高的過程,在模式設計和實際的工程建設中都有應用。
所謂集中模式,指的是保護、監(jiān)控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置,各模塊從物理上聯(lián)系較弱甚至毫無聯(lián)系。
集中式結構的變電站自動化系統(tǒng)是采用不同檔次的計算機,擴展其外圍接口電路,集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等信息,集中進行計算與處理,分別完成微機控制、微機保護和一些自動控制等功能。
這種系統(tǒng)結構緊湊,體積小,可減少占地面積,造價低,適用于對35kV或規(guī)模較小的變電站,但運行可靠性較差,組態(tài)不靈活。
早期的系統(tǒng),包括許多引進的產品,主要采用這種結構模式,目前仍有為數(shù)不少的這樣的系統(tǒng)在運行。
相對分散模式,指的是自動化系統(tǒng)設備按站內的電壓等級或一次設備布置區(qū)域劃分成幾個相對獨立的小區(qū),在該小區(qū)內建設相應的設備小室,保護、監(jiān)控等設備安裝于設備小室中,主站通信控制器、直流、錄波等設備仍集中安裝在控制室,各小室之間以及與控制室之間均通過工業(yè)總線網(wǎng)絡互聯(lián)。
分層分布分散模式亦即全監(jiān)控,指的是參照中低壓變電站綜合自動化的結構模式,除主變、母線和高壓線路的保護測控中央信號、通信仍采用集中組屏外,出線、電容器的保護、監(jiān)控等設備完全按設備間隔安裝于就地的設備小室或直接安裝在一次設備上,各模塊之間采用標準局域總線和通信規(guī)約互聯(lián)當然,也可按集中組屏的方式安裝這些模塊。
上述三種變電站自動化系統(tǒng)的推出,雖有時間先后,但并不存在前后替代的情況,變電站結構形式的選擇應根據(jù)各種系統(tǒng)特點和變電站的實際情況,予以選配。
2 變電站自動化系統(tǒng)的主要功能
變電站自動化系統(tǒng)功能很多,在選擇時,除了必須保證所選系統(tǒng)功能滿足變電站的需要之外,而且要求技術有一定的先進性,現(xiàn)將變電站自動化系統(tǒng)所應具備的功能概括如下:
(1)微機保護:是對站內所有的電氣設備進行保護,包括線路保護,變壓器保護,母線保護,電容器保護及備自投,低頻減載等安全自動裝置。
各類保護應具有下列功能:故障記錄;存儲多套定值;顯示和當?shù)匦薷亩ㄖ?與監(jiān)控系統(tǒng)通信。
根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息,動作序列。
當前整定值及自診斷信號。
接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值,校對時鐘等命令。
通信應采用標準規(guī)約。
(2)數(shù)據(jù)采集及處理功能。
包括狀態(tài)數(shù)據(jù),模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。
狀態(tài)量包括:斷路器狀態(tài),隔離開關狀態(tài),變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。
目前這些信號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。
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,電流和有功、無功功率值。
饋線電流,電壓和有功、無功功率值。
(3)事件記錄和故障錄波測距。
事件記錄應包含保護動作序列記錄,開關跳合記錄。
變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(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,即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算,再將數(shù)字化的波型及測距結果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。
(4)控制和操作功能。
操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器,隔離開關,變壓器分接頭,電容器組投切進行遠方操作。
為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設備,在系統(tǒng)設計時應保留人工直接跳合閘手段。
(5)系統(tǒng)的自診斷功能。
系統(tǒng)內各插件應具有自診斷功能,并把數(shù)據(jù)送往后臺機和遠方調度中心。
對裝置本身實時自檢功能,方便維護與維修,可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查,能快速發(fā)現(xiàn)裝置內部的故障及缺陷,并給出提示,指出故障位置。
(6)數(shù)據(jù)處理和記錄。
歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內容,它包括上一級調度中心,變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù),主要有:斷路器動作次數(shù);斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù);輸電線路的有功、無功,變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大,最小值及其時間;獨立負荷有功、無功,每天的峰谷值及其時間;控制操作及修改整定值的記錄。
(7)人機聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能。
系統(tǒng)內各插件應具有自診斷功能,自診、斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。
本功能在常規(guī)遠動“四遙”的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等,其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。
還應具有同調度中心對時,統(tǒng)一時鐘的功能和當?shù)剡\行維護功能。
3 設備選型應遵循的原則
近些年來,實踐證明,只要堅持按照“運行可靠、功能實用、技術先進、價格合理、維護方便、易于推廣”的選型原則去實施,便會成效顯著,偏離了這個原則,就收不到應有的效果。
運行可靠體現(xiàn)在:(1)本身各模塊能穩(wěn)定協(xié)調地工作;(2)關鍵部分一定要有冗余、備份等措施,不因單個模塊的故障而影響整個系統(tǒng)的正常運行;(3)抗干擾能力強。
功能實用體現(xiàn)在:(1)基本功能、日常操作所需的功能必須完備、簡明;(2)信息分流,哪一層需要的信息才送往哪一層。
技術先進體現(xiàn)在:(1)采用當前的主流技術;(2)符合開放、分布分散分層的標準。
一定要改變可靠的必然在技術上落后、技術先進的必然不可靠的觀念。
如果能夠把握好設計開發(fā)、生產制造、安裝投運的各個環(huán)節(jié),是可以做到先進性與可靠性相統(tǒng)一的。
由于微處理器和通信技術的迅猛發(fā)展,變電站自動化系統(tǒng)的技術水平有了很大的提高,結構體系不斷完善,全分布式自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)為變電站自動化系統(tǒng)的選型提供了一個更廣闊的選擇余地。
伴隨著變電站自動化系統(tǒng)應用的增多,無論是新建、擴建或技改工程,變電站自動化系統(tǒng)的選型都應該嚴格執(zhí)行國電公司下發(fā)的有關選型規(guī)定,力求做到選型規(guī)范化。
4 結語
我國的變電站自動化已走過了一個漫長而曲折的過程,目前逐步趨向成熟和理性,這為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了空前的良機。
全面采用技術先進、運行可靠、結構合理、性能價格比高的自動化系統(tǒng),必將為我國的電網(wǎng)運行帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1]電網(wǎng)調度智能化的實現(xiàn).電力系統(tǒng)自動化,2004,28(7):78-81.
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