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变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统

来源: 作者: 2019-05-14 20:33:44

1 : 变电站综合自动化系统

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2 : 变电站综合自动化的系统组成与特点

近几年来随着用户对提高供电质量要求的日益高涨,电的自动化系统作为现代化电安全、经济、优良运行的主要支柱之1已越来越为人们所重视。()弄好电的自动化系统工程的可靠性是调度管理部门和计划部门共同关心的问题,特别是电变电站实行无人值班,在减员增效、节俭生产本钱、提高电管理的自动化水平及加快电建设等方面发展都具有重要的意义。变电站自动化系统是技术含量大的1个系统工程,其包括了工业自动化、人工智能分析、络通讯等多方面的先进技术,是社会科学发展的成果。变电站综合自动化是电调度自动化的基础和信息源之1,正确的信息收集、预处理、可靠的活动和公道的利用是它的目标。 我公司的合8变电站、林水变电站和旺甫变电站都是70、80年代的老变电站,虽然在90年代初实现了微机远动系统,但现在还是不能满足电管理的发展需要。从2005年起对具有“两遥”功能的110KV常规合8变电站、林水变电站进行变电站综合自动化系统改造。通过对多个厂家和兄弟单位进行了调研、考察,并进行多次的组织讨论、充分比较,我们采取了技术先进、成熟可靠、经济实用、改造方便的原则,肯定在合8变电站选用许继团体的CSC2000和在林水变电站选用北京4方继保自动化股分有限公司的CSC2000变电站综合自动化系统。经过改造后的合8变电站现已能够实现无人值守,具有“3遥”功能,可由调度员远方控制开关的分合、电容器的投退等。林水变电站还在紧张地进行着变电站的综合自动化系统改造。

1 常规变电站的系统结构与特点

广西桂东电力的110KV合8变电站、林水变电站及旺甫变电站原来都是采取常规变电站。常规变电站的控制屏、继电器、载波通讯、远动装置及“5防”系统全部都是集中于主控室内,而且它的继电保护装置都是采取集中布置方式。所需搜集的开关量和模拟量全部都是由控制电缆引入到主控室内。

2 变电站综合自动化的系统组成与特点

变电站综合自动化技术是将变电站的2次设备(包括控制设备、信号用具、丈量仪表、继电保护装置、自动装置、远动装置等)利用微机技术,经过功能的重新组合,实现信息同享,对变电站实行自动监视、丈量、控制和调和的1种综合性的自动化装置,它是变电站的1种技术设备。

2.1 变电站自动化系统的组成

2.1.1 间隔层的散布式综合装备

它是把摹拟量、开关量数字化,实现保护功能,上送丈量量和保护信息,接受控制命令和定值参数,是系统与1次装备的接口。

2.1.2 站内通讯

它的任务是搜索各智能设备的上传信息,下达控制命令及定值参数。

2.1.3 变电站层的监控及通讯系统

它的任务是向下与站内通讯相连,使全站信息顺利进入数据库,并根据需要向上送往调度中心和控制中心,实现远方通讯功能;另外,通过友好的人机界面和强大的数据库处理能力实现就地监视、控制功能,是系统与运行人员的接口。

2.2 变电站自动化系统络结构图

2.3 变电站自动化工程的系统结构图

2.4 系统特点

系统具有数据搜集及处理、监视及控制、通讯、人机接口4个模块,5防系统,及仿真培训模块则可根据需要而增减,系统能适应各种不同的硬件配置。系统采取模块化、散布式结构,保护及测控装置组成微机络,所有控制、保护、丈量、告警等信号均在就地单元内处理,经LonWorks现场总线络传输至主控室的监控计算机。全部系统简单可靠,可扩大性强,并具有良好的经济性,数据采取模块斟酌了站内通讯LonWorks的两重化及双机热备用,增加冗余,提高了系统的可靠性,保证数据不会丢失。

该系统是采取中文WindowsNT(WORKSTATION4.0/SERVER4.0)的操作系统。是开放式结构,有多种利用程序接口,可通过辅助定值生成工具生成各种测控点及数据库,亦可通过简单易学的控制语言进行各种逻辑运算及控制,报警分类阅读,操作员权限分组,友好美观的图形界面等。

3 应注意的问题

3.1 不同产品的接口问题

接口问题是变电站自动化系统与调度自动化系统之间的连接必须妥善解决的重要问题,它包括数据的格式、通讯规约等技术问题。当调度自动化系统与变电站自动化系统是使用不同的厂家的产品时,可能会出现数据格式、通讯规约不同而没法在调度自动化系统中得到正常运行。

3.2 厂家产品质量的问题

厂家产品质量问题是指某些厂家仅为了寻求自己经济利益,而忽视了产品的质量,产品的结构设计不公道、可靠性差等问题,缺少了少的质量保证,从而会使在投运的变电站自动化系统问题多多。

3.3 系统抗干扰的问题

系统抗干扰问题是指当变电站自动化系统在高温低温、雷电冲击、耐湿、静电放电干扰、电磁辐射干扰等环境下的实际情况下,该系统是不是能够正常运行。

3.4 变电站与调度的通讯通道问题

通讯通道问题是指在特定的条件下,变电站与调度之间的通讯可能出现的通询问题。我公司的变电站、电厂与调度之间的通讯手段主要还是靠载波通讯,通道问题变得10分突出。如林水变电站,它的站址是在广西苍梧县境内,距贺州市有150千米,载波通道需经我公司的旺甫变电站(苍梧县境内)、贺州市境内的信都变电站、合面狮水电厂,途中还有多个T接点,载波信号由林水变电站传至调度主站时衰减严重,信号的可靠性降落了许多,致使远动信号的误码率增高。

4 解决的办法

当在选购变电站综合自动化系统产品时,是选择知名度较大公司的产品,如深圳南瑞、烟台东方电子、许继团体等产品,这样的产品质量才会有保障。接口问题方面,在签订合同时就应当与厂家协商好,变电站综合自动化系统应向调度主站系统的接口技术靠拢,以避免在设置安装后再需软件人员花费很大精力去调和数据格式、通讯规约等技术问题。产品在出厂前,就应当进行应有的抗干扰等1系列的实验。解决林水变电站与调度之间的通询问题,应在信都变电站增加1台电力载波机,以增益载波通讯信号;或是在条件许可下,增加1条光纤通讯通道,从而提高林水变电站、旺甫变电站远动信号的可靠性,为往后可实现无人值守而创造必要的条件。

5 结束语

通过对变电站进行综合自动化改造,可实现无人值守,减轻调度人员的劳动强度,提高工作效率,提高操作速度及其可靠性,避免人为的误操作,以到达减员增效的目的。对是有人值班的变电站,对通讯及远动方面的不需要很高,远动可不参与变电设备的控制,当变电站有异常情况时,可由当地的值班人员及时发现并采取相应的措施。而对是无人值班的变电站,远动设备则要参与变电装备的控制,这就要求通讯及远动装备要有很高的可靠性,从而到达电安全的运行,这是我们值得要注意的问题。

参考文献:

1、窦旭东,林榕,邹娅 变电站自动化改造的若干问题

2、李天辉 中间件技术在大型散布式SCADA系统中的利用

3、李红志 农变电站综合自动化系统运行问题探讨

4、江震勐,石卫华 变电站自动化改造的若干经验

5、邹启群 常规变电站无人值班改造的1些经验

3 : 酷易搜新系统走向综合化站

酷易搜 是国内的分类信息站。2016年经过我们长时间搜集、研究用户反馈的信息,听取众多站会员建议后,酷易搜进行全面换代升级。2017年3月7日,酷易搜新系统如约上线,此次酷易搜新版系统的更新换代,是酷易搜分类信息向综合化方向发展的1次转变,也是酷易搜向B2B供求信息的1次展现。

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4 : 变电站综合自动化系统的结构模式

变电站综合自动化采取自动控制和计算机技术实现变电站2次系统的部份或全部功能。为到达这1目的,满足电运行对变电站的要求,变电站综合自动化系统体系由数据搜集和控制、继电保护、直流电源系统3大块构成变电站自动化基础。通讯控制管理是桥梁,联系变电站内部各部份之间、变电站与调度控制中心之间使其相互交换数据。变电站主计算机系统对全部综合自动化系统进行调和、管理和控制,并向运行人员提供变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面,使运行人员可远方控制断路器分、合操作,还提供运行和保护人员对自动化系统进行监控和干预的手段。变电站主计算机系统代替了很多过去由运行人员完成的简单、重复和繁琐的工作,如搜集、处理、记录、统计变电站运行数据和变电站运行进程中所产生的保护动作、断路器分、合闸等重要事件,还可按运行人员的操作命令或预先设定履行各种复杂的工作。通讯控制管理连接系统各部份,负责数据和命令的传递,并对这1进程进行调和、管理和控制。

与变电站传统电磁式2次系统相比,在体系结构上,变电站综合自动化系统增加了变电站主计算机系统和通讯控制管理两部份;在2次系统具体装置和功能实现上,计算机化的2次设备代替和简化了非计算机设备,数字化的处理和逻辑运算代替了摹拟运算和继电器逻辑;在信号传递上,数字化信号传递代替了电压、电流摹拟信号传递。数字化使变电站自动化系统与传统变电站2次系统相比,数据收集更精确、传递更方便、处理更灵活、运行保护更可靠、扩大更容易。变电站综合自动化系统结构体系较为典型的是:

(1)在低压无人值班变电站里,取消变电站主计算机系统或简化变电站主计算机系统。

(2)在实际的系统中,更加常见的是将部份变电站自动化设备,如微机保护、RTU与变电站2次系统中电磁式设备(如模拟式指针仪表、中央信号系统)揉和在1起,组成1个系统运行。这样,即提高了变电站2次系统的自动化水平,改进了常规系统的性能,又需投入更多的物力和财力。

变电站综合自动化的结构模式

变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中散布式和分散散布

(1)集中式结构

集中式1般采取功能较强的计算机并扩大其I/O接口,集中收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。集中式结构也并不是指只由1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、微机监控和与调度等通讯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当的任务多些。例如监控机要担当数据收集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务;担当微机保护的计算,可能1台微机要负责多回低压线路的保护等。

集中式系统的主要特点有:

(1)能实时收集变电站各种模拟量、开关量,完成对变电站的数据收集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。

(2)完成对变电站主要设备和进、出线的保护任务。

(3)结构紧凑、体积小,可大大减少站地面积。

(4)造价低,特别是对35kV或范围较小的变电站更加有益。

(5)实用性好。

集中式的主要缺点有:

(1)每台计算机的功能较集中,若1台计算机出故障,影响面大,因此,必须采取双机并联运行的结构才能提高可靠性。

(2)软件复杂,修改工作量大,系统调试烦琐。

(3)组态不灵活,对不同主接线或范围不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大。

(4)集中式保护与长时间以来采取1对1的常规保护相比,不直观,不符合运行和保护人员的习惯,调试和保护不方便,程序设计麻烦,只合适于保护算法比较简单的情况。

散布式结构

该系统结构的特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。散布式模式1般按功能设计,采取主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采取络技术或串行方式实现数据通讯,选用具有优先级的络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。散布式结构方便系统扩大和保护,局部故障不影响其它模块正常运行。该模式在安装上可以构成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。

散布分散(层)式结构

散布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层,即变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为3层,即变电站层、通讯层和间隔层。

该系统的主要特点是依照变电站的元件,断路器间隔进行设计。将变电站1个断路器间隔所需要的全部数据收集、保护和控制等功能集中由1个或几个智能化的测控单元完成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近,相互之间用光缆或特殊通讯电缆连接。这类系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势,大幅度地减少了连接电缆,减少了电缆传送信息的电磁干扰,且具有很高的可靠性,比较好的实现了部份故障不相互影响,方便保护和扩大,大量现场工作可1次性地在设备制造厂家完成。散布分散式结构的主要优点有:

(1)间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。

(2)包括间隔级功能的单元直接定位在变电站的间隔上。

(3)逻辑连接到组态唆使都可由软件控制。

(4)简化了变电站2次部份的配置,大大缩小了控制室的面积。

(5)简化了变电站2次设备之间的互连线,节省了大量连接电缆。

(6)散布分散式结构可靠性高,组态灵活,检验方便。5 : 变电站综合自动化系统

(1)变电站的综合自动化以微机保护和计算机监控系统为主体,与变电站其它智能设备构成功能综合化的自动化系统。

(2)本站按“无人值班”(少人值守)运行方式设计。采取先进可靠的开放式、分层散布式综合自动化系统,实现对站内电气装备进行监视、丈量、控制、记录、处理、报警及“4遥”功能。

1.1.1.1计算机监控系统的结构

变电站计算机监控系统采取开放式、分层全散布络结构。全部系统由站控层装备、间隔层设备和络设备等构成。站控层采取功能散布结构,间隔层按电气单元设置现地测控单元。在站控层及络失效的情况下,间隔层装备仍能独立完成间隔设备的就地监控功能。

站控层与间隔层之间采取双以太结构。络介质可选用屏蔽双绞线、同轴电缆或光缆。

1.1.1.2计算机监控系统的功能

计算机监控系统可实现以下功能。

(1)数据搜集和处理

(2)数据库的建立与保护

(3)控制操作

(4)防误闭锁

(5)报警处理

(6)时间顺序记录及事故追思

(7)画面生成及显示

(8)计算及制表

(9)远动功能

(10)时钟同步

(11)人——机联系

(12)系统自诊断与自恢复

(13)与其它设备接口

(14)运行管理

1.1.1.3计算机监控系统设备配置

1)站控层设备

a)主机/操作员站:双机冗余配置。

b)工程师站:配置1台工程师站。

c)远动通讯设备:双机配置。

d)专用5防系统:根据变电站的防误闭锁方案,配置1套微机5防系统。

e)智能装备接口:站控层配置1套智能接口装备。

f)打印机:配置1台针式打印机,两台激光打印机。

g)系统时钟:1套。

2)络设备

a)站控层络交换机:配置2台络交换机。

b)其他络装备:包括光/电转换器,接口设备(如光纤接线盒)和络连接线、电缆、光缆及络安全装备等。

3)间隔层装备

a)I/O测控单元:具有交换采样、丈量、防误闭锁、同期检测、就地断路器紧急操作和单元接线状态及丈量数字显示等功能,对全站运行装备的信息进行收集、转换、处理和传送。开关电气装备按每个电气单元配置,母线单元按每一个母线单元单独配置,公用单元单独配置。35kV设备采取保护测控1体化装置。

b)220kV设备2次盘室、35kV设备2次盘室络交换机:各配置2台络交换机,用于现地各单元设备组及与站控层络交换机连接。

继电保护系统设备的范围:本期工程220kV线路保护、220kV母线保护、220kV母联保护、主变压器保护、35kV母线保护、35kV馈线保护、所用变保护、35kV 动态无功补偿装置保护、电力系统安全自动装置及故障录波装置等。

1.1.2.1继电保护设计原则

(1)所有保护均选用微机型保护装置。

(2)220kV装备电气量保护按两重化原则配置。

(3)继电保护和安全自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

(4)遵守“强化主保护,简化后备保护和2次回路”的原则进行保护配置。

(5)两重化配置的继电保护装置应分别组在各自的保护屏内,保护装置退出、消缺或实验时,宜整屏退出。

(6)主变保护配置两套完全、独立的电气量保护和1套非电量保护应使用各自独立的电源回路。

(7)两重化配置的继电保护装置,两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别逐一对应;非电量保护应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

(8)220kV线路保护及安全自动装置按接入系统文件配置,本阶段在未接到接入系统文件的情况下暂按相干规程规范要求列项。

(9)35kV侧设备保护按小电阻接地系统配置。

1.1.2.2220kV线路保护

按终究接入系统文件配置。暂按以下原则推敲:

按近后备原则配置双套完全的、独立的全线速动的分相光纤差动保护,每套保护均具有完全的后备保护。配置双套远方跳闸保护。配置1套分相断路器操作箱。

1.1.2.3220kV母线及断路器失灵保护

变电站220kV母线为双母线。按两重化原则配置母线差动保护,具有差动保护和死区保护功能。母线及失灵保护均设电压闭锁元件,但母联断路器失灵不经电压闭锁。母线保护不应由于电流互感器的暂态饱和而误动,当交换电流回路不正常或断线时应闭锁母线保护。母线保护仅实现3相跳闸。

220kV断路器设置断路器失灵保护。每套母线保护均具有断路器失灵保护功能。失灵保护采取母线保护装置内部的失灵电流辨别功能,与母差保护共用跳闸回路。线路支路设置分相和3相跳闸启动失灵回路,主变支路设置3相跳闸启动失灵回路,主变的非电量保护不启动断路器失灵保护。

1.1.2.4母联保护

配置1套专用的母联保护装置作为母线充电保护。母联断路器操作箱带有电压并列功能。

1.1.2.5主变保护

按两重化原则配置主、后备保护1体的变压器电气量保护和1套非电量保护。

主保护:配置纵差保护或分相差动保护。

高压侧后备保护: 复合电压闭锁过流保护、零序电流保护、高压侧断路器失灵保护动作后跳变压器各侧断路器功能、过负荷保护。

低压侧后备保护: 过流保护、复压闭锁过流保护、过负荷保护、零序电流保护。

非电量保护:本体重瓦斯、本体压力释放、 冷却器全停、本体轻瓦斯、本体油位异常、本体油面温度、本体绕组温度、调压重瓦斯、 调压压力释放、调压轻瓦斯、 调压油位异常、调压油面温度、调压绕组温度。

1.1.2.635kV母线保护

每段母线配置1套专用母线差动保护。

1.1.2.7所用变保护

35kV站用变采取保护测控1体化装置,配置速断保护、过电流保护、零序电流保护、过负荷保护、低压侧零序电流保护、本体保护。

1.1.2.8接地变保护

接地变采取保护测控1体化装置,接地变配置2段式相间电流保护、零序电流保护及本体保护。接地电阻配置零序电流保护。

1.1.2.935kV动态无功补偿装置馈线保护

无功补偿馈线采取保护测控1体化装置,配置电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、距离保护、过负荷保护。

1.1.2.1035kV风机进线保护

风机进线采取保护测控1体化装置,配置电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、距离保护、过负荷保护。

1.1.2.1135kV 动态无功补偿装置保护

35kV无功补偿装置本体保护由无功补偿装置厂家成套提供。

1.1.3安全自动装置

1.1.3.1故障录波装置

本期工程配置4套故障录波装置,1套用于220kV线路、母线的故障录波;1套用于主变压器的故障录波;另两套分别用于两个35kV扩大单元装备的故障录波。

1.1.3.2故障测距

配置1套行波故障测距系统,对线路故障位置进行初步定位。

1.1.3.3保护及故障信息管理子站

配置1套保护及故障信息管理子站系统,完本钱期工程继电保护、故障录波等智能装置的统1接入,集中管理、分级上送。

1.1.3.4同步向量丈量装置

本期工程配置1套同步相量丈量装置(PMU),包括1套主机及3套搜集装置,共3面屏体。

1.1.3.5安全稳定装置

配置1套安全稳定装置,布置在220kV继电保护小室。终究以接入系统要求为准,在此仅列项。

1.1.3.6电力数据接入设备

变电站配置1套电力数据计入设备,终究以接入系统报告要求配置。

1.1.4.1直流控制电源系统

直流控制电源系统设置2组蓄电池,3套充电/浮充电装置,单母线分段接线。蓄电池容量按2h事故放电时间推敲,容量按400Ah斟酌,全站采取辐射式供电。

2组蓄电池分别布置在2个蓄电池室中,3面充电屏、2面联系屏及2面主配电屏布置220kV继电保护小室,在35kV2次盘室布置2面2级配电屏,220kV继电保护小室布置1面2级配电屏。

1.1.4.2交换控制电源系统

(1)UPS不中断电源系统

变电站设置1套UPS不中断电源系统,双并机配置,容量为10kVA,布置在综合楼计算机室。UPS的2回交换输入电源分别取自厂用电源系统的两段不同母线,电站直流电源用作热备用。

(2)交换控制电源配电盘

在220kV继电保护小室及35kV2次盘室分别设置1套交换控制电源配电盘,电压等级为AC220V,设1段电压母线,电源进线取自0.4kV所用电源系统。

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