綜合自動化系統(tǒng)在變電站中的應用
變電所綜合自動化對于實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和現(xiàn)場運行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行水平起到了很大的促進作用，下面是小編搜集整理的一篇相關論文范文，歡迎閱讀參考。
摘 要：本文介紹了變電站綜合自動化的基本概念，對系統(tǒng)結構、特點和應能實現(xiàn)的基本功能，以及變電站綜合自動化的發(fā)展前景進行分析。
關鍵詞：變電站;綜合自動化系統(tǒng);結構;功能
1.概述
變電站綜合自動化是指利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和數(shù)字信號處理(DSP)等技術，實現(xiàn)對變電站主要設備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制、保護以及與調(diào)度通信等綜合性自動化功能。它綜合了變電所內(nèi)除交直流電源以外的全部二次設備功能。電力系統(tǒng)進行的農(nóng)網(wǎng)改造、城網(wǎng)改造對于變電站二次系統(tǒng)的改造主要是以綜合自動化系統(tǒng)替換原有的常規(guī)二次系統(tǒng)。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務的一項措施。
2.變電站自動化系統(tǒng)的基本結構及特點
2.1集中式系統(tǒng)結構：采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。
2.2分布式系統(tǒng)結構：按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡上實現(xiàn)分布式處理。其結構的最大特點是采用主、從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設備(Intelligent Electronic Device，IED)之間采用網(wǎng)絡技術或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成，提高了系統(tǒng)的實時性。
2.3分散(層)分布式結構：采用“面向?qū)ο?rdquo;設計。面向?qū)ο笫敲嫦螂姎庖淮位芈吩O備或電氣間隔設備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元(I/O單元)和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡相連，與監(jiān)控主機通信。
3.變電站綜合自動化系統(tǒng)應能實現(xiàn)的功能
3.1微機保護：是對站內(nèi)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。各類保護實現(xiàn)故障記錄、存儲多套定值、適合當?shù)匦薷亩ㄖ档裙δ埽?/p>
3.2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)，隔離開關狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號等。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。
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。
3).脈沖脈：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)部用計數(shù)器統(tǒng)計脈沖個數(shù)，實現(xiàn)電能測量。
3.3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。其SOE分辨率一般在1～10ms之間，以滿足不同電壓等級對SOE的要求。
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。
3.4控制和操作閉鎖
操作人員可通過CRT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。
3.5同期檢測和同期合閘
該功能可以分為手動和自動兩種方式實現(xiàn)。可選擇獨立的同期設備實現(xiàn)，也可以由微機保護軟件模塊實現(xiàn)。
3.6電壓和無功的就地控制
無功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機等方式實現(xiàn)。操作方式可手動可自動，人工操作可就地控制或遠方控制。
3.7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(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：
1).斷路器動作次數(shù)
2).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)
3).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。
4).獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間
5).控制操作及修改整定值的記錄，根據(jù)需要，該功能可在變電站當?shù)厝繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。
3.8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)。根據(jù)現(xiàn)場的要求，系統(tǒng)應具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時應具備同多個調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM應相互獨立。保護和故障錄波信息可采用獨立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應適應調(diào)度中心的要求，符合國標及IEC標準。
4.變電站綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展
變電站綜合自動化在一些新建變電站的運行中表明其技術先進、結構簡單、功能齊全、安全可靠，經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)達到一定的水平，在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設中不僅中低壓變電站采用了自動化技術實現(xiàn)無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設中也大量采用自動化新技術，從而大大提高了電網(wǎng)建設的現(xiàn)代化水平，增強了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設的總造價，這已經(jīng)成為不爭的事實。
5.結束語
通過以上分析，可以看到變電所綜合自動化對于實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和現(xiàn)場運行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行水平起到了很大的促進作用，它將能大大加強電網(wǎng)一次、二次系統(tǒng)的效能和可靠性，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。隨著技術的進步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進一步體現(xiàn)出來。(作者單位：遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學院)
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