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營口電力設(shè)備有限公司

阜新變電站綜合自動化系統(tǒng)是怎樣的?

發(fā)表時間:2024-03-14 訪問量:2271

變電站綜合自動化系統(tǒng):是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計,對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。阜新箱式變電站

變電站綜合自動化技術(shù):即廣泛采用微機保護和微機遠動技術(shù),分別采集變電站的模擬量、脈沖量、開關(guān)狀態(tài)量及一些非電量信號,經(jīng)過功能的重新組合,按照預(yù)定的程序和要求實現(xiàn)變電站監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)和控制自動化的集合體和全過程,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享,提高變電站自動化的整體效益。

站控層:由主機或/和操作員、工程師站、遠動接口設(shè)備等構(gòu)成,面向全變電站進行運行管理的中心控制層。

間隔層:由智能I/O單元、控制單元、控制網(wǎng)絡(luò)和保護等構(gòu)成,面向單元設(shè)備的就地控制層。

后臺機:對本站設(shè)備的數(shù)據(jù)進行采集及處理,完成監(jiān)視、控制、操作、統(tǒng)計、報表、管理、打印、維護等功能的處理機。

遠動:應(yīng)用通信技術(shù),完成遙測、遙信、遙控和遙調(diào)等功能的總稱。

通道:在數(shù)據(jù)傳輸中,傳輸信號的單一通路或其一段頻帶。

主站:控制站,對子站實現(xiàn)遠程監(jiān)控的站。 

子站:被控站,受主站監(jiān)視和控制的站。

同步傳輸:一種數(shù)據(jù)傳輸方式,代表每比特的信號出現(xiàn)時間與固定時基合拍。 

異步傳輸:一種數(shù)據(jù)傳輸方式,每個字符或字符組可在任意時刻開始傳輸

廣播命令:向網(wǎng)絡(luò)的部分或全部子站同時發(fā)出的命令。 

地址:報文的部分,用以識別報文來源或報文目的地。

波特:數(shù)字信號的傳輸速率單位,等于每秒傳輸?shù)臓顟B(tài)或信號碼元數(shù)。

雙機切換:含義是在雙機(主備機)配置的情況下,當主機(值班機)發(fā)生故障時,備機可自動或在人工干預(yù)下轉(zhuǎn)為主機,主機轉(zhuǎn)為備機。多機配置情況與雙機類似,當主機發(fā)生故障時,任一備機可自動或在人工干預(yù)下轉(zhuǎn)為主機。 

通道監(jiān)視及切換:通道監(jiān)視是指計算機系統(tǒng)通過通信控制器,統(tǒng)計與變電站測控裝置、保護或其他變電站自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)通信過程中接收數(shù)據(jù)錯誤和長時間無應(yīng)答的情況。根據(jù)通道監(jiān)視情況,系統(tǒng)可以告警或采取相應(yīng)控制措施。如果通道配置有冗余,即某廠站有雙通道的情況下,當一個通道故障時,系統(tǒng)可自動轉(zhuǎn)到另一個通道上進行通信。 

實時數(shù)據(jù):指在線運行時實時記錄和監(jiān)視的物理量。 

歷史數(shù)據(jù):指在線運行時按規(guī)定的間隔或時間點記錄的物理量。在變電站中歷史數(shù)據(jù)指按指定時間間隔或特殊要求保存下來的運行實時數(shù)據(jù)、各記錄和報表、曲線等。

變電站運行實時參數(shù):指為監(jiān)測和控制變電站運行所需的各種實時數(shù)據(jù)。主要有:母線電壓、系統(tǒng)頻率;饋線電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量;主變壓器電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量、溫度;保護定值,直流電源電壓;變電站設(shè)備運行狀態(tài)等 

變電站設(shè)備運行狀態(tài):指各斷路器、隔離開關(guān)的實際運行狀態(tài)(合閘、分閘);主變壓器分接頭實際位置、主變壓器狀態(tài),壓力、氣體繼電器是否報警;保護運行狀態(tài);被監(jiān)控變電站系統(tǒng)狀態(tài);監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)等。

變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能

1. 監(jiān)控子系統(tǒng)

  (1) 數(shù)據(jù)采集

對供電系統(tǒng)運行參數(shù)的在線實時采集是變電所自動化系統(tǒng)的基本功能之一,變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開關(guān)量和電能量。

(2)數(shù)據(jù)處理與記錄

數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容為電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度所要求的數(shù)據(jù)。 

    1) 變電所運行參數(shù)的統(tǒng)計、分析與計算 

    2) 變電所內(nèi)運行參數(shù)和設(shè)備的越限報警及記錄 

    3) 變電所內(nèi)的事件記錄 

(3) 運行監(jiān)視

運行監(jiān)視即對采集到的反映變電所運行狀況和設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)進行自動監(jiān)視。

(4) 故障錄波和測距、故障記錄

  ① 故障錄波與測距

110kV及以上的重要輸電線路距離長、發(fā)生故障影響大,必須盡快查找出故障點,以便縮短修復時間,盡快恢復供電,減少損失。

  ② 故障記錄

35kV和10kV的配電線路很少專門設(shè)置故障錄波器,為了分析故障方便,可設(shè)置簡單故障記錄功能。

故障記錄是記錄繼電保護動作前后與故障有關(guān)的電流量和母線電壓。

(5) 事故順序記錄與事故追憶 

事故順序記錄就是對變電所內(nèi)的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。

事故追憶是指對變電所內(nèi)的一些主要模擬量,如線路、主變壓器的電流、有功功率、母線電壓等,在事故前后一段時間內(nèi)作連續(xù)測量記錄。 

(6) 控制及安全操作閉鎖

操作人員可通過顯示器屏幕對斷路器、隔離開關(guān)進行分、合閘操作;對變壓器分接頭進行調(diào)節(jié)控制;對電容器組進行投、切控制。并且所有的操作控制均能就地和遠方控制、就地和遠方切換相互閉鎖,自動和手動相互閉鎖。 

操作閉鎖包括以下內(nèi)容:操作系統(tǒng)出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。

變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

集中式的結(jié)構(gòu)

定義:

集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)指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(guān)量和數(shù)字量等信息,集中進行計算與處理,分別完成微機監(jiān)控、微機保護和一些自動控制等功能。

  集中式結(jié)構(gòu)不是指由一臺計算機完成保護、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機保護、微機監(jiān)控、與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的。

集中式結(jié)構(gòu)的特點

優(yōu)點:

其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小,可大大減少占地面積,而且造價低。

 缺點:

 A、可靠性低:

 B、集中式結(jié)構(gòu)的軟件復雜,修改工作量大,調(diào)試麻煩;

 C、組態(tài)不靈活,對不同主接線或規(guī)模不同的變電站,軟、硬件都必須另行設(shè)計,工作量大,影響了批量生產(chǎn),不利于推廣。

 D、集中式保護與長期以來采用一對一的常規(guī)保護相比,不直觀,不符號運行和維護人員的習慣,調(diào)試和維護不方便,程序設(shè)計麻煩,只適合保護算法比較簡單的情況。

 一般適合于小型變電所的新建或改造。

分層分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)

定義:

所謂分布式結(jié)構(gòu),是在結(jié)構(gòu)上采用主從CPU協(xié)同工作方式,各功能模塊(通常是各個從CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力,解決了集中式結(jié)構(gòu)中獨立CPU計算處理的瓶頸問題,方便系統(tǒng)擴展和維護,局部故障不影響其他模塊(部件)正常運行。

 所謂分層式結(jié)構(gòu),是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個級分層布置

分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的特點

 (1)由于分層分布式結(jié)構(gòu)配置,在功能上采用可以下放的盡量下放原則,凡事可以在本間隔層就地完成的功能,絕不依賴通信網(wǎng)。

這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與集中式系統(tǒng)比較,明顯優(yōu)點是:

可靠性高,任一部分設(shè)備有故障時,只影響局部;可擴展性和靈活性高;

所內(nèi)二次電纜大大簡化,節(jié)約投資也簡化維護。

分布式系統(tǒng)為多CPU工作方式,各裝置都有一定數(shù)據(jù)處理能力,從而大大減輕了主控制機的負擔。

 (2)繼電保護相對獨立。

繼電保護裝置的可靠性要求非常嚴格,因此,在綜合自動化系統(tǒng)小,繼電保護單元宜相對獨立,其功能不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)或其它設(shè)備。通過通信網(wǎng)絡(luò)和保護管理機傳輸?shù)闹皇潜Wo動作的信息或記錄數(shù)據(jù)。 

(3)具有和系統(tǒng)控制中心通信的能力。

綜合自動化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關(guān)量、電能脈沖量進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能,還收集繼電保護動作信息、事件順序記錄等,因此不必另設(shè)獨立的RTU的裝置,不必為調(diào)度中心單獨采集信息。綜合自動化系統(tǒng)采集的信息可以直接傳送給調(diào)度中心,同時也可以接受調(diào)度中心下達的控制、操作命令和在線修改保護定值命令。

  (4)模塊化結(jié)構(gòu),可靠性高。

綜合自動化系統(tǒng)小的各功能模塊都由獨立的電源供電,輸入輸出回路也相互獨立,因此任何一個模塊故障,都只影響局部功能,不會影響全局。由于各功能模塊都是面向?qū)ο笤O(shè)計的,所以軟件結(jié)構(gòu)較集中式的簡單,便于調(diào)試和擴充。

(5)室內(nèi)工作環(huán)境好,管理維護方便。

分級分布式系統(tǒng)采用集中組屏結(jié)構(gòu),屏全部安放在控制室內(nèi),工作環(huán)境較好,電磁干擾比放于開關(guān)柜附近弱,便于管理和維護。

分布集中式機構(gòu)的主要缺點是安裝時需要的控制電纜相對較多,增加了電纜投資。

分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)

分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關(guān)柜內(nèi),高壓線路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

分散式與集中相結(jié)合的特點:

(1)簡化了變電站二次部分的配置,大大縮小了控制室的面積。

(2)減少了設(shè)備安裝工程量。

(3)簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線,節(jié)省了大量連接電纜。

(4)分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高,組態(tài)靈活,檢修方便。分層分散式結(jié)構(gòu),由于分散安裝,減小了TA的負擔。



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