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南瑞NS2000变电站综合自动化系统研究

南瑞NS2000变电站综合自动化系统研究
南瑞NS2000变电站综合自动化系统研究

1绪论

1.1研究背景

变电站综合自动化系统主要是借助于微机技术,把变电站在掌控、检测、处理信号传递、继电保护、故障录波以及远动等诸项功能整合于一体的数项机分享系统。变电站综合自动化系统承担的功能有:继电保护、运作掌控、故障性录波测距、事件记录、数据搜集、参量监测、信息远传、事故报警、智能化电压无功控制与低周减载以及系统智能化检测等。变电站综合自动化系统主要在于强化变电站的安全可靠性,使其处于横稳的运作状态,减少运作的维护开支、加强经济实效、提供用户高质量的电能服务项目及其综合性的方案。在计算机与网络信息技术、智能化技术以及通信技术等高新科技日益发达的背景下,一则综合自动化系统对传统型的变电站二次系统加以代替或更新已变成整个发展的趋向;二则保护系统亦需要配置诸如故障录波、运行监控、自检测、事件记录与控制管理等多项更为完善的功能,因而发展与改进变电站综合自动化系统也是整个电力行业发展的必然走向。

当下变电站综合自动化技术基本上被广泛地运用在变电站系统内,通过现实的运作流程及其结果证实它具有构造简易、技术领先、功能完善、安全可靠等优点。在计算机网络技术、信号搜集、通信技术、信号处置与新型分析计算技术等发展之际,特别是一次电气设备的构造、被控程度运用性能的加强,这更加有利于国内的变电站综合自动化的进一步提升,其发展前景看好。

1.2研究意义

在国民经济日益发展的背景下,电力工业在装机容量与社会生活用电负荷方面都呈现出明显递增的态势,同时也在拓宽电网的系统,输电的电压亦在提高。相应地,在用电的质量及其可靠性方面所提出的要求也在日益强化。变电站的安全、经济性运作已经变为电力体系中的一个核心组成。因而,对于综合自动化方面所提出的要求也愈来愈高。相应地,在技术领域,因为微机保护技术的广泛性运用,多种多样的硬件设备所需成本也在减少,测控设备类型呈现出极大的丰富性,再因为现场总线技术呈现出迅猛的发展态势,进而满足它能够在并不理想化

的工业环境中应用,尤其是变电站自动化程度。这促使变电站综合自动化技术能够深入地发展与提高。

从组成上而言,变电站主要由一次系统与二次系统2个部分。其中,一次系统所承担的是有关传递、配置电能以及改变电压的任务,而二次系统则主要是对一次设备与流经的电能进行检测、监控与故障警示、维护与开关闭锁等任务。把变电站的二次设备(主要是信号系统、自动设备、测量仪表、继电保护以及远动设备等)通过功能上的组合与优化设置后,借助于领先的现代电子技术、信号处理技术、计算机技术与通信技术等,完成变电站核心设备以及输、配电路线的智能化监控、检测与微机保护等任务,同时对通信等综合自动化功能加以调度,取代一次性检测与监视仪表与常规型的远动屏、控制屏与中央信号系统等设备。变电站综合自动化系统能够搜集到比较完善的数据与信息,借助于计算机的计算与逻辑判断等功能,便捷地监控变电站中多种多样的设备运作与操作情况。就目前的实现功能与技术水平角度而言,变电站综合自动化系统本身凸显出结构微机化、运行管理智能化、功能综合化与操作监视屏幕化等数项特征。

国家电网公司针对性地提出了自主性创新的提议(2009年),其宗旨是“三个统一”,即统一规划、统一标准与统一建设。打造的电网骨架是特高压电网,确保各级电网能够和谐发展,发展的目标在于关键起互动式、信息化与智能化的电网体系。智能化的变电站在整个强健型智能电网中占据着核心的地位,也起着节点的支撑作用,是整个电网建设中不可或缺的一个组成。因而须加快执行此项战略部署与打造强健型智能化电网的脚步,从而强化智能化变电站的构建效率与实效。

广东省约50个代管式县级供电局归属于广东电网公司旗下后(2008年),广东电网公司开始就原先供电局在管理上所存在的诸多问题展开了整治,包括基础差、电网的骨架不牢、电气设备陈旧、供电的稳固性薄弱等,拨冗一部分资金针对性地改造电网,实现升级的目的。其后,在县级供电局日渐地完成变电站无人值班与调度智能化的任务之后,从而能够满足现代电力体系的管理方式之所需。

南瑞NS2000变电站综合自动化系统工程在110KV城南变电站中的运用过程中,由于采用的是微机综合自动化的相关技术,从而不单单能够完成此变电站的

电力体系运作监控和维护,同时通过通信的渠道完成不同级别变电所运作的状态与相关数据的监控与调度,从而得到无人值班的目的,强化变电站的高效运作技术与管理水平,确保电网及其设备处于安全、横稳而又可靠的运行状态中,减少运行的维护费用,强化相关电网工程的供电质量。可见,研究此课题意义重大。

1.3研究目的

通过本论文的研究,设计出具有如下功能的变电站综合自动化系统:能够搜集比较完备的数据及其信息,借助于计算机网络的计算与判断能力,监控变电站中不同设备具体的运行与操作情况。变电站综合自动化有机地融入了网络化遥测、遥信技术、视频技术、光电子技术、现代微机保护技术、遥控以及数据库技术等多种技术元素,通过计算机网络通用硬件平台与具有层次化的构造软件平台,将变电站综合自动化系统打造为根据分层分布式的网络系统,并使其具有自动化、实用化与简易化等特点,进而完成较广领域、深层次化的公司信息集成目标,同时也能够充分地挖掘并使用各层次的数据资源。变电站由此得以产生小型化与自动化的基础,同时能够拓宽监控的领域,确保变电站的可靠性、经济性、安全性与优质性等,同时提供了有关数据的搜集与监控的支持功能,在此基础上能够完成高程度的无人值班变电站管理目标。通过本论文的研究,建设起功能完备、技术领先、安全可靠经济的变电站综合自动化系统,构建起高水平程度的电网调度智能化系统。

1.4国内外研究现状

1.4.1国内研究现状

国内有关变电站综合自动化系统的研究起于上个世纪80年代。1987年清华大学电机工程系的相关人员在山东威海成功地投入望岛变电站的运作,此系统包括3台微机与相应的外围接口电路部分,一年之后通过了相关技术的鉴定,即它是我国的首创,从而弥补了我国在该领域的空白,同时也与全球20世纪80年代的领先水平相吻合。在上个世纪的90年代,研究变电站综合自动化的机构与生产商家迅速发展起来,具有代表性的诸如清华大学的紫光公司、南京的南瑞公司以及上海的申瑞等,尤其是最近几年中,变电站综合自动化技术更是发展迅猛,

出现了大规模的集成电路与通信技术,在它的研究范围中被广泛地加以推广使用,不断地完善自身的功能与性能,变为未来变电站及其技术改进的核心技术。

在变电站综合自动化体系环境下,一般将自动重合闸、故障测距、继电保护与故障录波等多项功能整合起来的设备称之为保护单元,将检测与控制功能等整合起来的设备称之为控制或是I/0单元,二者统一称之为间隔级单元。不同种类的间隔级单元和变电站的中央(主控)单元整合后,通过间隔级单元所整理到的状态量与测量值,经由软件的方式完成不同保护闭锁的功能,取消或是在很大程度上精简传统设计中为完成闭锁功能相应的二次回路,从而实现变电站综合自动化系统的构建任务。

变电站综合自动化系统所包括的内容主要是变电站在搜集电气量与电气装置(诸如断路器)的情况加以监制与及时地调整。变电站综合自动化技术可以完成有关变电站的正常性运作的监控与操作,确保变电站处于安全、正常的运作状态中。若出现事故时,继电保护与故障录波主要负责搜集、监控瞬态的电气量任务,同时快速地排除故障,做好事故之后的修复工作。

在通信技术、计算机网络技术与电子技术迅捷发展的背景下,变电站综合自动化技术同样保持着前进的态势,有关变电站综合自动化系统的系统结构产生了对应的改变,无论是运作的安全可靠性、系统性能与实现功能等方面都在日益地完善。变电站自动化正由原先的集中化掌控、功能零散化状态进入到分散(层)网络体系的新阶段。其中,分散式的变电站综合自动化日益地代替了传统的集中式的变电站综合自动化系统结构。以往的保护、远动与站级监控体系以及故障录波等设施与系统主要是基于功能的零散化进行分析的。发展走向为从单个功能板块管理进入到数个电气化或是间隔式的单元,完成地理方位的高度化分散式的趋势,确保自动化系统出现故障后削减对电网所产生的影响,加强智能化设备的适应性与独立性等特点。

集中式结构的综合自动化系统指的是集中性地搜集有关变电站的数字量、模拟量与开关量等多种信息,从而展开集中性的计算和处理工作,依次实现智能化控制、微机监控及其保护等多项功能技术。此技术已经广泛地运用于电力智能化体系内。至于传输媒介的运用方面,由于光纤通信本身具备频带宽、抵抗电磁干扰性能优、耗能少与数据传递速率快等优势,广泛地运用在变电站中。从发展趋

势来看,采用光纤局域网是大势所趋。它能够在很大程度上强化计算机网络的抵抗电磁与射频介入的性能,同时也与大容量的数据传递需求相吻合。

厂站综合自动化系统的代表产品,国内的有北京四方的csc系列、南京中德的Nsc系列及国电南瑞的BsJ系列(监控系统)等,这些产品均为分散式结构,并不断适应新技术发展的需要。目前由于国内微机监控技术发展较快,使用较为成熟,因此对于国内设计的变电站,一般均采用国内的微机监控系统,而其间隔层保护测控单元则广泛采用西门子公司的PROTEcT 4系列产品(有的也采用ABB、Schneider产品)。南京中德保护控制系统有限公司开发的Nsc系列的厂站综合自动化系统,正是采用以上的典型配置方式,性能可靠,运行经验丰富,性价比较高,尤其是南京中德公司的产品在石化公司已有较好的使用业绩,因此在大乙烯110KV变电站也采用该公司的变电站综合自动化系统一NSC2000综合自动化系统监控系统(以下简称NSC2000系统)。

1.4.2国外研究现状

国外有关变电站综合自动化的起始于上个世纪的70年代。早在1981年5月,英国举行了第六届全球供电会议,意大利、西德、法国、英国与澳大利亚等国在20世纪70年代末,逐渐废弃了新装变电站的远动装置,只有英国南威尔的电网仍旧在应用外(此区域逐步地规划应用微机远动的装置),此外,该全球供电会议上还指出,监控系统功能程序出拓展的走向。供电网的监控功能的发展目标主要综合自动化,除却三遥之外,还包括如下的几点:(1)寻觅且处置有关单相接地过程中所出现的事故;(2)当做保护拒动或是断路器拒动的方式加以补充式的保护类型;(3)推行荷载式的管理;(4)以组别式数据进行记录;(5)涵盖荷载曲线、故障、运作数据以及事件秩序等多维记录等;(6)智能化的重台闸与继电保护。

日本研究微处理器运用在电力领域的时间要比欧美等发达国家晚,然而发展后劲十足。日本通过关西电工企业与三菱电气有限公司共同的作用,于1975年逐渐地将数字控制系统(即SDCS—1)运用在配电变站中,并在4年后研制出样机。1979年年末,在那须其竹里变安置电站,同时展开现场的调试工作。1980年则逐渐地进行商业化的生产营销。在20世纪80年代,分析变电站综合自动化系统的国家地区与大企业愈来愈多。具有代表性的企业有:ABB企业、美国GE

企业、法国阿尔斯通企业、德国西门子公司、AEG企业以及西屋企业等,均有相应的变电站综台自动化产品。其中,西门子早在1985年便于德国的汉诺威运作首套变电站自动化系统LSA678,迄今为止,约有近百套相同种类的系统,并广泛地运用在德国本地与欧洲等多个国家中各类用电级别的变电站中运作,并获得了不菲的成绩。1995年,该企业也到中国投资运营,迄今也建成几十余座110kV 的城市变电站,并也已经成功得运作变电站综合自动化系统。

综上所述,国外研究变电站综合自动化起始于上个世纪的70年代末,80年代则已经比较成熟地投入运作之中,同时就技术规范与准则的确定领域,也替中国80年代引入并研究变电站综合自动技术提供了珍贵的借鉴价值与经验。

1.5论文内容与构架

本论文的内容主要包括以下的5个方面:

(1)阐述变电站综合自动化的定义及内涵,对变电站综合自动化在国内外的发展及应用情况进行简单介绍。

(2)提出变电站综合自动化系统的功能要求,对各组成部分的功能进行分析研究。对变电站综合自化系统常用组网结构和各自特点进行分析研究。

(3)研究微机保护测控一体化装置采用的微机保护算法和软硬件构成及功能实现。

(4)以110kV城南变电站综合自动化改造及应用为研究对象,采用南瑞NS2000的系列产品,对该站的综合自动化系统进行分析研究。

(5)分析研究变电站综合自动化系统在实际应用中存在的共性问题,并提出改进意见。

本论文的构架如下:

第一章,绪论。本章主要对论文的研究背景、研究意义、研究目的、国内外研究现状等加以介绍,最后简介本论文的内容及其构架。

第二章,变电站综合自动化的基础理论。首先,本章对变电站综合自动化的定义加以界定;其次,本章分析变电站综合自动化的几个主要的特征;再次,本章分析变电站综合自动化的结构;接着,本章阐述变电站综合自动化的若干关键功能;最后,本章探讨变电站综合自动化的保护设置。

第三章,NS2000综合自动化系统在110 kV变电站中的实现与应用。首先,

本章对NS2000综合自动化系统加以概述;其次,本章分析保护测控装置情况;再次,本章分析的是微机监控信息的搜集与处置;然后,本章从多个方面分析系统的硬件设计;接着,本章对系统的软件展开设计;最后,本章分析系统的应用。

第四章,NS2000综合自动化系统在110 kV变电站中的优化。本章依次进行如下的优化设计及其分析:调度机的改进、强化后台机运作的平稳性、完善监控界面、加强报警功能、改进统计与报表体系、优化SOE功能等。

第五章,结论。即对全文内容做一个简单的总结。

1.6论文的创新点

从当前的发展走向来看,变电站综合自动化技术日益朝向标准化、高集成化与数字化等。在集成电路与计算机网络技术发达的背景下,不同类型的大型规模集成电路则会深入运用在继电保护与测控设备上,上述新型技术的运用会确保保护与测控装置所对应的电路板变得更为小型化与集成化。而高集成化则能够让设备、通信数据的储存与处理性能更为成熟完善,减少成本开支,降低故障率,从而推动完成电力系统运作的统一化管理。可见,变电站自动化系统会逐渐地过渡至产品的标准化趋势,即体现在:产品的主要功能设计及其要求、产品的对外接口与通讯协议都在逐步地标准化,变电站中各个厂家的装置能够达到相连的目的,插上就可以使用,递增了用户挑选变电站中不同装置及其更新装置的自由度,而与标准化设置需求并不吻合的商家则会被日益地淘汰,从而确保变电站智能化专业日益趋于良性化的发展趋势。上述也正是本论文的创新点,即设计并研究变电站的综合自动化技术及其运用情况,挖掘出现现实运用时所暴露出的共同症结,从而提出针对性的改进方案,从而针对性地就综合自动化系统的深入发展提出创意性的意见与建议。

2变电站综合自动化的基础理论

2.1变电站综合自动化的定义

变电站综合自动化融合了数项的专业性综合技术,借助于领先的现代电子技术、信息处理技术、计算机网络技术与通信技术等,完成变电站二次设备(涵盖监控、信号、智能化设备继电保护、检测、故障录波与远动设备等)相关功能的重组、优化与设计,从而有效地监控、检测、调整整座变电站所有装置的具体运作状况,构建起综合化的自动化体系结构。

变电站综合自动化本身具备运作管理自动化、检测显示数字化、功能综合化与结构分层化以及设备监控与操作微机化等多元特点。它的问世成为了变电站自动化、小型化与拓宽监控领域的保证,同时也确保变电站处于安全、经济、横稳、可靠与优质等状态。它的广泛应用代替了以往运作时不同类型的人工作业模式,进而强化了变电站的运作与管理情况。它让变电站减少了运作与维护的费用,强化经济实效性,替用户能够使用高质量的电能。

此外,变电站综合自动化让电网调度智能化,即从原先必须经过厂站的自动化设备与系统过渡至调度智能化系统,同时提供更为准确的数据内容,调度控制中心基于此更为全面地获取电力系统的同步运行情况与厂站装置的运作情况,进而提出具有实质性的决策方案。相类似地,要完成调度控制中心的远程掌控操作,必须经过变电站智能化设备才可以完成才能相关的操作指令目标。因而,稳定的、完整的与技术领先的变电站综合自动化,是确保实现电网调度处于高水平与智能化的前提。

总而言之,变电站综合自动化的流程能够归结成如下:

第一时期:基于功能设置的集中式RTU以及常规性的保护装置(上个世纪的80年代);

第二时期:基于功能设置分布式的测控设备以及微机保护设备(上个世纪的90 年代);

第三时期:基于间隔化、对象设置的分层布局式的结构方式(上个世纪的90 年代末),此为目前使用最为广泛的范式。当下,变电站综合自动化技术过渡至数字化的新阶段。

2.2变电站综合自动化的特征

2.2.1 功能的综合化

变电站综合自动化系统本身凸显出技术密集性以及数类专业技能相交叠与配合的体系。其前提条件是计算机硬件与软件技术以及数据通信技术等。它有机地综合了全部变电站中除却一次设备和交流与直流电源之外的所有二次性设备。微机监控分体系综合了原先的操作屏、仪表屏、模拟屏,而远动装置、中央信号系统、变送器柜等功能微机保护分体系取代了电磁式或是晶体管式的保护设备,同时还能够基于用户所需,微机保护分体系与监控分体系相结合,融合了小电流接地、故障录波以及故障测距等属于分系统的多种功能。

2.2.2 分级化的分布式以及微机化的体现构造

综合自动化体现在不同分系统与各功能板块的构成主要是多种相异的配备单片机或是微型计算机,采用的构造为分布式,在网络与总线的作用下,把控制、微机保护与数据搜集等不同的分体现加以联接,组建为分级化的分布式体系。综合自动化系统主要包括至少十几个微处理器,从而确保它们能够同时并行运作,完成各项功能。

2.2.3 检测呈现数字化

长期迄今,变电站在检测方面所采用的仪器主要是指针式仪表,但存在着精确度低以及读数不够便利等缺点。借助于微机监控体系后,基本上改变了以往的检测方式,常规指针式仪表基本上均被显示器所呈现的数字显示所取代,从而变得更为直观与明晰。至于以往的人工抄表记基本上被报表与打印机取代。从而削减了值班员的劳动量,并加强了检测的精度与科学性。

2.2.4 操作与监控的屏幕化

在新型的变电站综合自动化系统下,有人或无人值班情况下,操作人员并不属于变电站,即位于主控站或是调度室中。彩色屏幕显示器则能够全面地监控并操作变电站的相关设备及其输电线路。一般规格不小的模拟屏被屏幕的同步主接线画面所代替之后,以往断路器所安置或是控制屏处的跳闸与合闸等操作被相应取代,同时采用的是屏幕鼠标或是键盘等方式进行操作而不再使用传统的光字牌

报警信号方式,通过新型的屏幕画面闪烁与文字来传递提示或是语言的报警模式,也就是采用计算机显示器工具监控整个变电站的同步运作状况与实时操控不同的开关设备。

2.2.5 运作管理的智能化

这也是变电站综合自动化系统的一个最为突出的特征。智能化指的是不单单可以完成诸项智能化的功能,包括电压与无功智能化协调,非彻底性接地体系单相接地智能化选线,智能化地对事故进行判断与记录,记录事件秩序,制作表格并进行打印,智能化报警等,同时,还指的是可以进行智能化的故障分析及其恢复操控,同时还可以完成智能化系统自身所存在的故障分析,包括自判断、自封闭与自恢复等项目功能。它非常有利于加强变电站的运行管理与确保其处于安全的运作状态中,也是以往二次体系难以完成的。一般二次设备主要采用的是对一次设备进行监视,自身所存在的故障必须借助于维护人员展开检测的工作,因其自身并不存在着自判断的功能。

可见,变电站综合自动化能够全方位地加强变电站的技术水准与运作管理水平,确保它可以更好地适合现代化的大规模电力体系运作的所需。

2.3变电站综合自动化的结构

变电站综合自动化主要有以下的4类结构:

2.3.1集中式结构

集中式变电站综合自动化结构主要是基于功能需求配备对应的继电保护设备与远动设备,同时将其安置于变电站综合自动化系统的中央控制室中。电气化设备、变压器与各种进出线等在具体运作适主要通过的是cT、PT以及开关辅助触点等,通过电缆设备传递至变电站综合自动化系统的中央控制室所对应的保护设备与远动设备中,通过最初的处置后传递到UI/O通信控制器展开数据格式的变更(规约改换),同时把将变电站全部的信号与操控信息进行检测、保护等处置,和当地的后台机与远方调度中心展开信息的交换。它的特征在于对变电站内全部的信息展开统一化的集中性处理,构建起完整的系统,使其和传统的变电站运作方式相吻合。此类模式事实上是当下微机保护和微机远动体系的集成。其不足在

于组屏数量繁多,占地的面积不少,同时需敷设的电缆数量多,无论是投资还是工程量都不少,因此,它的运用日益减少。

2.3.2分布式结构

在单片机技术以及网络技术尤其是总线技术日益完善的背景下,运用在变电站综合自动化的分布式结构也应运而生。此结构基于回路展开设计,每个开关柜或是其他一次性的设备就地安置微机保护单元以及单回路的数采/监控单元,因此,开关与其他一次性的设备和单回路的数采/监控单元以及微机保护单元均处于相同的柜中,从而省却不必要的电缆联接数量,也加强了抵抗外界影响的功能。微机保护单元、单回路的数采/监控单元和I/0通信控制器内部通过网络电缆或是光缆加以联系,只是当做传递数据信息的媒介。此结构的优点除却省却电缆与加强的抵抗外界干扰的功能之外,不必额外地设计继电保护与远动装置屏等设备,从而在很大程度上减少了一次性的设备,同时也省却了一部分的占地面积。因此,此结构的变电站综合自动化系统从其诞生迄今,凸显出可观的发展生命力。国外SIEMENS企业所生产的LSA678(继电保护7S/7u系列以及监控单元6MB系列),ABB企业所生产的SCSl00、以及SCS200(包括SPAC系列与RE系列),GE

企业的DFP—100以及SEG企业所生产的CSN均为此类变电站综合自动化结构的设备,我国也有很多的商家制造相同类型的装置和系统。

2.3.3分布集中式结构

此结构主要是把整座变电站中的一次性设备与二次性设备主要包括3层:(1)设备层。此层主要指的是变电站中的断路器、辅助接点、电流电压互感器、变压器以及隔离开关等一次性的设备。变电站综合自动化系统大多数处在l层与2层处。(2)单元层。大多数基于断路器进行间隔式的区别,主要有检测、控制器件或是继电保护器件等。此层的构成主要包括各类相异的单元设备,它们一般处于独立的状态,这种类型的单元设备主要是通过局域网或是串行总线和变电站层加以连接;同时也许设置数采管理机或是保护管理机,依次管理的是检测、监视并维护单元,再集中性地通过数采管理机、保护管理机等设备,从而和变电站层进行通信。此层本质为两级化的系统构造。(3)变电站层。此层涵盖了全站监控主机以及远动式通信机设备。此层设置现场总线或是局域网,从而实现不

同主机内部、监控主机以及单元层等不同内部的信息交换。

2.3.4集中式和分布式相结合的结构

在通信技术与单片机技术不断发展、成熟的背景下,尤其是现场总线与局部网络技术得到推广使用后,整体的发展为基于每个电网组件(包括电容器、出线与变压器等)展开控制、检测与维护等多种功能融为一体的工作流程,并将其设置于相同的机箱内。有关高压线路保护设备与变压器保护设备则能应用集中性的组屏安置于主控室中。此类构造模式主要处在集中式结构和分布式结构间,有着多元化的形式。当下,国内一般使用频率较高的正是此类结构。因为它集中了集中式结构与分散式结构的所有优点,从而有助于设置系统、安置、维护与管理,大体而言,该结构主要具有如下的特征:(1)即使性的安装,省却控制电缆的数量,经由现场总线和保护交换机等工具展开信息的交换过程。(2)无论是高压线路保护还是变压器保护,使用的是都是集中组屏式的构造,从而确保屏安置于控制室或是保护室中,相类似地,经由现场总线和保护管理机进行通信,从而确保关键的保护设备处在良好的工作状态中,有益于可靠性。(3)其余智能化的设备中,无功综合控制设备、备用电源自投设备等主要也是使用了集中组屏式的构造,安置于控制室或是保护室内。(4)计算电能。借助于电能管理机搜集不同脉冲电表所显示的脉冲量,从而计算出相应的电能量,再传递至监控主机,然后传送至控制中心处;或是使用智能型电能计量表(附有串行通信接口),经由串行总线,从电能管理机处把搜集获得的不同电能量传递至监控机处,接着传递至控制中心处。由于中低压变电站的一次性设备并不分散化,因而该类型的结构形式更适合中低压规格的变电站。从整体的发展趋势来看,分散式也是大势所趋。

2.4变电站综合自动化的功能

2.4.1监控测试

变电站综合自动化系统经由搜集、处置、显示与打印有关变电站中的数据,从而让相关的运作人员获取变电站的具体运行情况,同时采用了针对性的对策。具体又包括如下的3个类型:

(1)模拟量

变电站综合自动化系统须对各类的模拟量加以监控测试,主要涵盖了主变一

次性、二次性以及各类线路中的电流等,不同段的母线与关键线路所对应的电压;母线零序电压、变压器分接头方位、不同线路的零序电流以及主变温度与室温等。(2)开关量

变电站综合自动化系统中须对各类开关量进行监视测试,诸如微机的运作运行情况、电保护动作信息以及开关机构运行情况等,涵盖刀闸、继变压器运作情况、开关量输进的模式、多种开关类型、变压器分接头、交直流电源运作情况、有接点输进以及微机串行口输进等。至于开关等比较关键的监控测试对象主要应用的是状态相互不同的双接点输进,目的在于强化它的可靠性。

(3)脉冲量

变电站综合自动化系统须对各类脉冲量进行监控测试,涵盖主变一次性与二次性的有功电度量与无功电度量、电容器的无功电度量、线路以及所用电的有功电度量等采样模式。

2.4.2变电站综合自动化系统的监视控制

变电站综合自动化系统可以提供便捷可信赖的入机对话,运作工作者借助于键盘与显示器等来对变压器分接头、开关与刀闸等进行操作。此系统还能够基于电网的运作时间情况智能化地控制变压器分接头与开关。全部操控的可靠性能够体现在软硬件的设计中,且均与双重化的原则相吻合。

操作模式:人工操作的开关主要包括3类方式:保护柜操作、键盘操作与把手操作等。一般借助于键盘加以操作。在非正常的状况下,能够经由模拟屏进行保护柜操作或是把手操作。其中,保护柜操作能够经由保护机键盘或是柜上的按钮加以完成。在执行遥控时,若调度端所发出的遥控开关或是遥调变压器分接头的命令后,此系统即可以稳定地进行执行任务。

变电站综合自动化系统的关键监测内容包括以下的几点:

①对跳闸进行统计:即对开关的跳闸次数进行统计。主要有人工跳闸次数与事故跳次数2类。

②接地选相:至于中性点无法接地的系统,若电网产生单相接地事故时,借助于零序电压及其电流的递增量与降低相电即能够推断接地线路与相别情况,也能够基于功率方向法等其余的方法加以判断。为了确保可靠性,须数次进行采样之后再加以界定。界定之后,用户的主机报警,同时显示并加以打印。运作工作

者基于相关的提示,采用人工检测排除法跳开开关智能化重合,检验主机推断的结果。

③无功电压智能化控制:基于电网无功、电压演算与推断,从而确定投切电容器,还是调节变压器分接头位雹,从而满足无功与电压的所需。在电网、变压器与电容器产生故障时不允许误动。在检修电容器之际,不可以进行控制。

2.4.3变电站综合自动化系统的远传

变电站处于正常运作或是出现故障以及出现报警等情况时,远传机会同步地向上级调度传递至相关的信息,从而让调度工作者及时地获取此站的运作状况。远传规约主要包括3类:特殊性规约、CDT规约以及Polling规约等。

2.5变电站综合自动化的保护设置

2.5.1变电站综合自动化系统的保护

微机保护不单单具有良好的可靠性与灵敏性,同时使用起来也比较地便捷。它的核心特征有以下的几点:①通过键盘与八段显示器(LED)来显示出采样值(开关情况、电流与电压等)以及整定值,同时能够对整定值加以修改;②拥有事故的追忆性能。可以记录下事故发生前后路线电流与母线电压等数值情况;③拥有同步自检性能,可以实时地检测保护柜(含有主机)的多种组件。

变电站的保护主要有以下的几种,可根据实际情况加以选用:①保护路线:保护的具体对象有定时限过电流、零序电压与电流、反时限过流、电流速断保护、距离、低周减载、方向性电流、方向、高频以及双回线方向横差等。②保护变压器:对象有带二次谐波制动的比例差动、过流(包括低压启动、复合电压启动)、零序、低压侧备电源自投、差电流速断、本体(重瓦斯、轻瓦斯、有载重瓦斯、有载轻瓦斯等)、过负荷以及高压侧备用电源自投等。③保护电容器:对象有过流、相间过电压、零序过电压、电流速断、反时限过流以及相间低电压等。④保护母线:对象有电流比相式母线与完全电流差动母线等。

3NS2000综合自动化系统在110 kV变电站中的实现与应用3.1NS2000综合自动化系统概述

变电站综合自动化系统一般可分变电层、间隔层、设备层3级。变电层主要有监控主机以及远动通信机等;间隔层基于断路器间隔进行归类,包括检测、控制组件以及继电保护等成分;设备层主要有变电站中的断路器、变压器、隔离开关与相关的辅助触点等,同时也包括CT等一次性设备。

NS2000综合自动化系统在110kV城南变电站所涉及到的以太网、服务器与通信控制器等核心组件与设备,都采用的是主备冗余的设备,从而在很大程度上强化整个系统的稳固性。它所采用的是多主机分散式的结构,依从的是开放系统的准则,采用的的分层分布式结构,具有较好的人机界面和开放性,涵盖多类的通信接口,可以实现资源的最大化共同分享,确保供电系统处于安全的运作状态中。

NS2000系统结构基于纵向角度划分主要有如下的3个部分:站控层、通讯单元和间隔层。

(1)站控层主要是为电气设备监控、检测、控制与管理的轴心,使用的是双太网进行构建,网络传送协议使用的TCP/IP,整个设备在设置时相对比较集中化,支持分层式分布结构,通过一些拥有确定功能的服务器或工作站加以组建,被视作系统的监控中心。此110kV城南变电站包括SCADA服务器,并以此当做主机实现变电站综合自动化系统的高压变电站的主要途径,同时实现包括搜集数据、处理、屏显与监控等功能,且把各类信息经由归类、存储、管理等方式之后,尽量地满足相关的权限与逻辑要求,同时针对有关的设备加以监控。若某个SCADA的服务器出现事故后,系统会智能化地加以切换,且时间不超过30s。所有单一性的硬件设施出现事故以及切换过程中均不会导致同步数据与SCADA性能的故障,主备机亦能够采用手工的方式加以切换。

(2)通信单元在全部系统中处于核心的地位,实现站控层与间隔层内部间的信息交换,并接入用户当下各类智能化的设备,从而完成转换式接入通信规约,该变电站的通信单元经由RS485现场总线型或是CAN网络技术,分散化于不同开关柜的保护测控设备通信中,通过南瑞NSC301通信管理机与BX5024S网络交换

机等不同的通信网络所构成,完成电能量信息、模拟信息以及数字信息等方面的搜集,同时把数据转发传递至后台。

(3)间隔层基于电气进行间隔配置,主要由如下的设备所构成:保护监测、保护设备与测控设备等。网络中不同节点的设备处于独立的状态,此110kV 站进线主保护的110 kV 的南瑞CS RCS 9613 微机综保,110 kV 主变压器测控设备是南瑞RF NSR 600系列的测试控制设备,110 kV 规格的测控设备是南瑞NSR600RF 系列的测试控制设备,各类保护测试控制设备分散地安置于开关柜内。间隔层通过RS485或是CAN 总线和通信管理机加以通信,而站控层则经由通信管理层媒介管理并通信间隔层的相关装置,接收且下发各类监测命令,且经由高速以太网和通信单元的信管理机加以连接,拥有良好的抵抗干扰的性能,基本上能够满足监视控制系统的相关功能所需。可参见下图3-1所示:

以太网

以太网

PC485通信接口

双CAN 网

485总线

操作员站1 操作员站2 工程师站1 工程师站2 值长调度机 五防工作站

网络交换机-A 网 网络交换机-B 网 远动柜

总控1柜 总控2柜 监控

柜I/O 监控柜I/O 监控柜I/O 保护测控 通信管理

机 保护测控 汽机D C

S 锅炉D C S

CAN 总线

图3-1 NS2000变电站综合自动化系统通讯网络体系的内部结构图

NS2000系统的数据搜集与处理功能方面,该变电站综合自功化系统的监控系统能够同步、精确并有效地实现监控整座变电站,从而使其处于安全的状态中。110 kV 变电站的站控层把监控运作时所涉及到的各类同步数据基于种类划分为以下4类:①遥测量,包括电压与电流、主变温度、有功与无功功率以及功率的因数等。②遥信量,包括故障总信号、断路器以及刀开关方位等各类一次性的设施情况。③电能量。包括脉冲电能量与数字电能量。④保护数据。包括保护测量值、保护自诊断信息、保护定值与保护事件等。

站控层的监控装置在收到现场监控单元所搜集的设施运作情况、运作参量与检测值,储存至同步数据库中,当做报警、控制与制表等的根据。

(1)搜集模拟量。基于交流采样的模式测试三相电压与三相电流,演算出有功无功功率以及功率因数等指标。

(2)检测开关量。关键是事件秩序记录(SOE)以及普通开关量(DI)。其中,监控系统所应用的是中断模式响应的相关信号数据,基于它产生变位的先后秩序基于毫秒级单位的时间分辨率展开秩序的记录,并记下相关的遥信量(包括故障信号与断路器分合闸等)。在系统接收上述量时,会马上中断目前所实施的程序,并迅捷地转移至事件处理程序并记录下相关的事件SOE 。而DI 则一般应用的是定时的扫查模式记录下遥信量(如设备状态、故障信号和隔离开关位等),若出现变位现象,须马上传递至上位机,通过系统附加时间戳。

(3)搜集电能量。此变电站使用的是通信模式,完成电能(涵盖有功与无功电能)方面的搜集,并可以完成分时式累加以及平衡电能等功能。

在变电站的数据库管理方面,NS2000系统运作的是Microsoft SQL Serve 数据库,由于SQL Serve 数据库的功能完善而又强大,且提供了有关SCADA 系统所规范的主要数据表。通常用户仅仅基于同步数据库展开数据的交换,而同步数据库在需要时则能够储存内存的数据,即将其储存至SQL 数据库内。监控分体系构建同步数据库,储存并持续性地更新源自于I /O 单元与通信接口的所有同步保护测控 保护测控

数据,通过多样化的图表、报表与走势曲线图等表示变电站全部的状态信息,并构建起相应的历史数据库,储存且定期地更新所需储存的历史数据以及运作报表数据。采用SQL技术确保整个体系可以快捷、高效而又安全地处理好容量不小的数据,从而确保变电站综合自动化系统处于稳定的状态,强化了数据储存的时效性。

NS2000变电站综合自动化系统在显示功能方面,主要显示的是变电站的电气主接线,涵盖母线与线路带电状况、不同断路器情况与刀开关状态等,电压级别不同,显示的颜色自然也并不相同,现实检测值显示于相应的方位。在变电站产生故障之际,同步事件窗口智能化地打开,列表也会显示出产生事故的时间、报警值、信号的名称与变量名与等,同时显示出对变电站进行浏览的各种历史数据及其报表等。

NS2000变电站综合自动化系统还具有事故的追忆性能,即开启预定性事件,而触发事件则一般为设备的状态出现了变化,该触发事件及其发条件均能够加以界定,且可以和有关的数据能够被储存至历史库内。记下事件产生前后不同时间段的相关数据,而追忆内容则能够进行自定义,同时能够调整故障前后的追忆时间段。

基于系统中事故整体信号的出现情况,及时地记下此点前后时间所搜集的模拟量与遥信量数值,同时在追忆时间的间隔中出现一系列的运作事件,包括保护事件、命令操作记录、越限告警、装置自检以及SOE信息等。

3.2保护测控装置

NS2000变电站综合自动化系统在110kV 城南变电站中的保护测控装置组成主要如下:母线为双母线、2个进线间隔、2个出线间隔等——以上均为110kv 规格;1个母联间隔、2个电压互感器间隔等。其中,110kV进线与母联间隔所采用的保护设备是PSL629 保护装置。规格为110kV的母线测控与相应的保护配置见下:首先,通过3台PSR662规格的测控装置实现测控110kV规格的进线与母线的目的,同时使用1 台PSR662型的测控装置实现测控110kV 母联的目的;其次,通过1台PSP691型的备用电源进行自投式的测控装置。

3.3微机监控信息的搜集与处置

3.3.1 110kV变电站的远动相关信息与配置

110kV变电站在监控系统方面需搜集不少的信息,主要应用在当地的监控,同时基于所需传递有关的信息至上级的监控系统或是调度中心处,这类信息即称之为远动信息,涵盖遥信、遥控、遥测、遥调、计数脉冲、系统时钟、时间秩序记录与数字值等。NS2000变电站综合自动化系统在城南110kV变电站中的电压等级各不相同,由于在整个电网中所发挥的效果相异,因而所需搜集的远动信息亦存在着差异性。监控系统所搜集的信息主要有:搜集模拟量(即遥测)与搜集状态量(即遥信)等。基于搜集的遥测与遥信信息、操作者控制指令与计算研究的结果等,发出遥调与遥控的指令,并实施输出内容,也就是通常所说的“四遥”。

3.3.2变电站远动信息内容

根据110KV变电站的相关要求,llOKV变电站的远动信息配置主要有以下的几个方面:

(1)遥测量。包括110KV线路包括有功功率与无功功率以及有功电能与电流。110无功补偿设备无功功率以及主变油温等非电参量。主变高压侧主要包括有功功率与无功功率。110KV母联断路器有功功率、无功功率和电流,各母线电压,馈出线有功功率和电流等。

(2)遥信量。包括通信设备工况信号、隔离开关方位信号、母联保护动作信号、中性点接地隔离开关方位信号、110KV线路关键保护动作信号、变电站事故总信号,断路器方位信号、110kv线路断路器重合闸动作信号、110KV母线保护动作信号以及主变保护动作信号等。

(3)遥控量。包括隔离开关的投切以及断路器分与合控制等。

3.3.3远动信息的技术要求

(1)遥测量。模拟量在遥测综合方面的误差为不超过1.5,而遥测的合格率必须不低于98%,遥测的精度为0.2级,A/D的转换精度不超过0.2%,模拟量的输入值在4~20mA或是±5V。

(2)遥信量。其正确率不可低于98%,输入的方式是不存在着源接点。

(3)遥控量。其误动作率不得超过0.01,输出方式是源接点(接点的容量为

Dc220V,2.5A)

(4)通信。传递模式为CDT或是POLLING,而通信规约则是:部颁问答式规约、IEc60870-5-101~104规约DNP3.O规约以及部颁循环式规约等。

3.3.4远动信息的配置宗旨

第一,远动信息搜集须考虑到信息的完整度与同步性等要求;

第二,信息的搜集须满足调度管理和监控所需;

第三,远动信息的搜集须严格地遵从相关的规定内容,尽可能地削减上传的信息量,规避因为太多地占据网络与数据库等资源。

3.3.5变电站综合自动化系统对电量的模拟性遥测

首先对遥测信息的配置与搜集模式的界定。基于以上分析,110KV变电站综合自动化系统在微机监控方面所应用的是间隔层单元NSC681,主要是对现场装置模拟量进行监控与测量,其中,测控的保护单元7SJ62主要负责的是被保护设施的模拟量进行检测,同时将通讯与后台连接。基于初设的条件,监控系统所需的模拟量关键有:交流电压(标记为U)、交流电流(标记为I)、有功功率(标记为P)以及无功功率(标记为Q)等。本论文中所涉及到的遥测仅仅检测的是线路以及母线电压与电流,然后基于电压与电流来得出对应的功率数值等。在最初设计要求的前提下,基于变电站所呈现的状况及商家的配置情况,变电站现实中的遥测量配置主要有:(1)110kV进线的三相电流与零序电流、母联三相电流与零序电流。(2)110KV电压母线的相电压与开口的三角式电压。(3)变压器高压与低压的侧电压与电流。(4)并联式补偿设备的电压与电流。(5)出线与馈出线电流(其电压已通过母线加以检测)。(6)变压器的油温等。

其次,直流母线电压主要通过直流电源设备展开智能化的检测,同时经由通信传递至到监控体系中。模拟量和温度量的搜集和处理的原则为:这二者实际为一类同步改变的量,是基于一定扫查周期展开搜集的。基于被检测的现实改变速度而应用相应的扫查周期。至于改变速度并不明显的量,诸如温度量等,则能够应用有一定规模的扫查周期。至于须展开故障追忆、改变速度偏大的量,所应用的扫查周期须偏小。基于电力体系有关变电所微机监测体系所设置的相关规定,就监控体系内对电气量所应用的扫查周期须在3s之内;非电气量须在10s之内。

220kV智能变电站继电保护及自动化分析 吴宗俞

220kV智能变电站继电保护及自动化分析吴宗俞 发表时间:2018-06-27T09:41:38.153Z 来源:《电力设备》2018年第6期作者:吴宗俞吕日龙 [导读] 摘要:智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备,能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。 内蒙古电力(集团)有限责任公司巴彦淖尔电业局内蒙古自治区巴彦淖尔市 015000 摘要:智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备,能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。从智能变电站继电保护相关介绍入手,重点阐述分析220kV智能变电站继电保护及自动化。220kV智能变电站继电保护高效、有效,在满足供电需求的同时,逐步完善电力系统。 关键词:220kV智能变电站;继电保护;自动化 1、220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计实例 变电站是国家电网建设的一个重要组成部分,如今我国的智能变电站建设工作已经得到了快速地发展。在变电站的建设过程中,想要实现系统的稳定运行,提升系统建设效率,就需要制定一个继电保护和自动化系统的设计方案。文章以某市的智能变电站为例,对智能变电站的系统设计方案进行探讨。 1.1工程基本情况概述 L市计划建设一个智能变电站,既有220kV变电站的情况是有3台主变,每台主变的容量为180MVA;其中220kV出线4回、66kV出线10回。L市打算进行智能变电站的建设,变电站建成之后有4台主变,并且它们每台的容量要达到240MVA;并且要求220kV出线8回、66kV出线26回。 1.2智能变电站继电保护及自动化系统设计方案分析 进行设计方案确定之前,要求工作人员明确该智能变电站的设计原则,在实际的工作中需要坚持标准一致、安全第一、技术过硬等原则。在工作开展中需要按照设计方案开展工作,并且要注重各类先进技术的使用,保障智能变电站的智能化程度。 L市智能变电站在设计中首先明确的就是变电站的总体结构。该220kV的智能变电站主要分为三个结构层次:①过程层。这一部分的结构主要负责三个工作,分别是设备的运行状态监测、电器运行实时监测以及控制操作的驱动和执行。这是智能变电站设备实现自动化运行的基础和前提;②间隔层。该机构的设计运行后的功能主要是对于各类数据进行收集,并且对系统的运行数据进行收集和控制。实际上,这一结构的就是承上启下,接受各类系统信息,然后进行设备的指挥操作;③变电层。变电层的工作任务就是将整体变电站的信息进行总汇之后,将其发送到电网指挥中心。同时变电层还可以接收各类指令,完成人们给系统下达的工作。这个系统主要应用的是电子信息技术、电气自动化技术、以及网络通信技术等。 2、220kV智能变电站的继电保护 2.1要求 例举220kV智能变电站中,继电保护的基本要求,如: 2.1.1可靠性 继电保护的范围内,准确、可靠的检测220kV智能变电站的运行,辅助规划出故障的范围及故障点。 2.1.2灵敏性 继电保护检测220kV智能变电站的故障时,要具备足够的灵敏度,围绕故障特征,给与及时的保护反馈,预防220kV智能变电站失控。 2.1.3检测性 220kV智能变电站的继电保护,其检测性的特征,目的是可以合理的判断系统故障,缩小故障影响的范围,以便准确的切除故障。 2.2原理 220kV智能变电站继电保护的运行原理方面,表现出综合性的特征,继电保护全面检测智能变电站的运行,通过点流量、电压以及功率等特征,判断智能变电站的故障信息,及时提示报警信息,识别相关的故障。例如:220kV智能变电站运行期间,继电保护分析智能变电站的点流量,进而执行相关的跳闸保护,也就是反时限保护,智能变电站的电流量增大,跳闸的速度越快,除此以外,继电保护还可以实行定时间保护,检测超出规范标准的电流量,特定的时间中,有跳闸动作,220kV智能变电站继电保护,在温度、瓦斯方面的保护,汇总为非电量保护。变电站继电保护原理中,设置了比较固定的可靠性系统,其为继电保护的经验值,按照系数计算,决定继电保护的动作值。 2.3职能 220kV智能变电站中的继电保护,负责故障维护,变电站正常运行期间,继电保护没有任何动作,如有故障问题,继电保护及时、快速的动作,反馈智能变电站系统、元件等的故障信息,表现为跳闸的状态,提示管理人员对智能变电站进行检修。继电保护的断路器迅速断开,防止220kV智能变电站的电气元件损坏,避免影响其它的元件应用。 2.4分类 例举220kV智能变电站继电保护的分类,如: 2.4.1变压器保护 继电保护检测变压器的接线、接地灯,利用电流、电压以及负荷检测,完成保护工作,进而解决了变压器的风险问题。 2.4.2电容器保护 此项结构容易发生内部故障,导致连线短路,继电保护在电容器组内,通过过电压检测,实行保护工作。 2.4.3电动机保护 运行时容易有低电压、过负荷的故障,同步电动机的继电保护中,运用非同步冲击电流等方法进行保护。 2.4.4线路保护 继电保护根据220kV智能变电站的电压等级、接地方式以及运输过程,展开接地类型的故障维护。

变电站综合自动化系统

该系统是一种结合变电站自动化最新技术和发展方向,采用先进的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术,研发出的新一代高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的变电站自动化系统。 系统适用于220kV及以下各种电压等级的升压或降压变电站,通过系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监视和控制任务。变电站自动化系统以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标,提供了测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、小电流接地选线、电压无功自动补偿、五防、故障分析及其他自动化功能,在提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能等方面发挥了重要作用。 变电站综合自动化系统由站控层、通信层和间隔层组成。 1.站控层:包括操作员工作站、工程师工作站、五防工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统,站控层设备采用100M工业以太网连接,根据厂站规模和用户需求可以增加工作站或减少部分工作站。 2.通信层:主要由光纤网线双绞线等通信介质、以太网交换机、通信管理机等设备组成,根据不同的厂站规模和用户需求,可自由选择RS485工业总线、星型以太网、双以太网、

光纤环网等不同的组网模式,系统开放性好,组网灵活。 3.间隔层:以一次设备为对象,采用单元式配置,根据厂站规模和用户需求,可选择采用保护测控一体化设备,或者选择采用保护和测控相互独立的设备。各单元独立性强,系统组态灵活,具有高可靠性、高扩展性。装置维护简单方便。 变电站综合自动化系统拥有如下优点: 1、完整的变电站自动化系统解决方案,以高性能的子系统构造优异的变电站自动化系统; 2、系统扩展方便、功能灵活,满足变电站设备的增加及系统功能增加的需求; 3、面向变电站的整体设计,将保护、测量、控制、通讯融为一体,全方位思维,大大减少了用户现场的调试量; 4、采用先进的现场总线通信方式,标准的IEC60870-5-103通讯规约,大大提高了通讯速率及系统的可靠性; 5、间隔层可集中组屏也可按站内一次设备分布式布置,直接安装于开关柜上,既相对独立,又节省投资; 6、间隔层采用32位DSP技术,使产品的稳定性和运算速度得到保证; 7、继电保护功能独立,完全不依赖于通讯网,仅通过通信层交换信息; 8、友好的人机界面,全汉化菜单操作,使用户操作更简单。

变电站综合自动化系统的组成和主要功能

变电站综合自动化系统的组成和主要功能; 系统概述; 本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统,其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备,该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上,根据国内外新的发展趋势,以提高电网的安全经济运行为宗旨,以方便现场安装调试、无人值守为目的,向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。 其设备从变电站整体出发,统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能,避免了功能装置重复备置等弊病,及减少投资,又有利于变电站运行管理和维护。 YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图;

该系统在我国首次集微机保护和远动为一体,并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上,系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想,系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。其可把各个单元分散安装在一次设备上,或集中组屏按装。相比两者具有明显的优点;可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆,减少控制室面积,从而节省了变电站综合造价,简化了施工,方便了维护,并且提高了变电站的可控性,可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题,提高可靠性 YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。如线路单元,就是面向开关柜设计的,它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等;电容器单元也像线路单元一样,它是面向电容器组的;变压器是变电站的核心设计,YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。第一是主保护单元,它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护,它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器的测控单元,主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围,作为系统的一个单元整体规划设计。 YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装,所有单元均通过一梗三芯通讯电缆同后台总控单元实现实时数据交换。

变电站综合自动化系统解决方案

变电站综合自动化解决方案 三旺变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、 现代电子技术、 通信技术和信息 处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装 置及远动装置等)的功能进行重新组合、 优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、 测量、 控制和协调的一种综合性的自动化系统。 通过变电站综合自动化系统内各设备间相互 交换信息、数据共享,完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常 规二次设备,简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、 降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
变电站综合自动化需求>> > 测控装置的串口信号要求能连接到以太网, 用于本地和远程控制站点高级管理和同 步化 > 适应变电站恶劣环境 > 保证变电站重要数据传输的优先性和稳定 > 设备种类繁多, 要求通信设备符合电力 IEC61850 规约, 兼容变电站各种智能设备 方案优势>> > 符合 IEC61850 标准的串口服务器与工业交换机完美结合 > 产品优于 IEC61850-3 标准的 EMI 抗性,工业四级设计能在严酷的环境下可靠、 稳定工作 > 交换机支持 QOS、 VLAN 等网络技术, 保障变电站重要数据的传输优先性和独立性 > 设备设计符合 IEC61850 规约,能兼容变电站任何智能设备

<<关键产品>> ◎支持接口类型可根据需要搭配 ◎支持 SW-Ring 环网冗余专利技术,网络故障自愈时间<20ms ◎支持 802.1X、密码管理、端口镜像、端口汇聚 ◎支持支持 DC110~220V 或 AC100~240V 三位端子电源输入 ◎无风扇设计,工业级设计,-25~70℃温度工作范围 ◎IP30 防护等级,19 寸标准机架安装方式 IES5024 系列
? 支持 RS-232/RS-485/RS-422 三种串口形式 ? 支持 300bps~115200bps 线速无阻塞通信 ? 支持虚拟串口驱动访问模式和网络中断自动恢复连接功能
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变电站综合自动化的基本概念及发展过程

变电站综合自动化的基本概念及发展过程 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备,简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 一、发展变电站综合自动化的必要性 变电站作为整个电网中的一个节点,担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。变电站继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础。在电网统一指挥和协调下,电网各节点(如变电站、发电厂)具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。因此,变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。作为变电站自动化系统,它应确保实现以下要求: (1)检测电网故障,尽快隔离故障部分。 (2)采集变电站运行实时信息,对变电站运行进行监视、计量和控制。 (3)采集一次设备状态数据,供维护一次设备参考。 (4)实现当地后备控制和紧急控制。 (5)确保通信要求。 因此,要求变电站综合自动化系统运行高效、实时、可靠,对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时,又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享,优化电网操作,提高电网安全稳定运行水平,提高经济效益,并为电网自动化的进一步发展留下空间。 传统变电站中,其自动化系统存在诸多缺点,难以满足上述要求。例如: (1)传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路,缺乏自检和自诊断能力,其结构复杂、可靠性低。 (2)二次设备主要依赖大量电缆,通过触点、模拟信号来交换信息,信息量小、灵活性差、可靠性低。 (3)由于上述两个原因,传统变电站占地面积大、使用电缆多,电压互感器、电流互感器负担重,二次设备冗余配置多。 (4)远动功能不够完善,提供给调度控制中心的信息量少、精度差,且变电站内自动控制和调节手段不全,缺乏协调和配合力量,难以满足电网实时监测和控制的要求。 (5)电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大,自动化程度低,不能远方修改保护及自

变电站综合自动化系统设计方案

变电站综合自动化系统设计方案 1.1.2 研究现状 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备,简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 如今变电站综合自动化已成为热门话题,研究单位和产品也越来越多,国内具有代表性的公司和产品有:北京四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统,南京南瑞集团公司的BSJ2200计算机监控系统,南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统,国电南自PS 6000系列综合自动化系统、武汉国测GCSIA变电站综合自动化系统、许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统。国外具有代表性的公司和产品有:瑞典ABB的MicroSCADA自动化系统等。现在的变电站自动化系统将站内间隔层设备(包括微机继电保护及自动装置、测控、直流系统等)以互联的方式与主机实现数据交换与处理,从而构成一种服务于电网安全与监测控制,全分散、全数字化和可操作的自动控制系统。 本系统站控层用的软件工具是瑞典ABB公司开发的用于变电站自动化系统的MicroSCADA和COM500,COM500作为前置机,它是整个系统数据采集的核心,MicroSCADA用于后台监控;间隔层测控装置用的主要是芬兰ABB公司生产的是REF54_系列和瑞典ABB公司生产的REC561等自动化产品,远动装置用的是浙江创维自动化工程有限公司自主研发CWCOM200。

变电站综合自动化技术发展趋势

变电站综合自动化技术发展趋势 在变电站正常运行过程中,通过综合自动化技术的合理应用,能够妥善解决原有变电站监视、控制方面存在的问题,从而提升电力系统的安全性与可靠性。此外,通过综合自动化技术的应用,还能够降低变电站运行成本,为广大居民提供更加优质的电力服务,促进我国电力行业的持续发展。 标签:综合自动化技术;变电站;应用 引言 电力能源是我国最为重要的能源之一,对于确保社会的正常发展以及人们的正常生活具有非常重要的作用。随着变电站技术水平的不断提升以及电力能源方面的供应需求,我国不断加快变电站综合自动化系统的技术改造以及新技术应用。通过变电站综合自动化技术应用能够对变电站进行在线监控,能够满足变电站运行自动化方面的要求,能够确保变电站安全运行。 1变电站综合自动化系统设计原则 1)将调度作为中心设计思想。设计完善的变电站综合自动化系统,必须将调度作为中心设计原则,使调度中心成为变电站综合自动化系统的重要子系统。从整体结构来分析,调度中心并非独立的系统,它需要和其他子系统相结合才能充分发挥电力资源调度作用。 2)配置分散式系统原则。在配置變电站综合自动化分散式系统的过程中,必须恪守其配置原则,经过间隔层完成电能传输工作,切记使用网络或者上位机进行传输。 3)恪守远方与就地控制原则。在国内,不少地方变电站均需工作人员值守,所耗费的人力资源成本较高,节约该成本,实现变电站综合自动化,则必须恪守远方与就地控制原则,构建远程自动化控制子系统与就地控制模式,以此加强变电站自动化管理。 4)坚持无人值班管理原则。提升变电站自动化管理效果,组建无人管理变电站,必须坚持无人值班管理原则,设计无人值班站系统,全面优化系统软硬件。 5)正确使用交流采样技术。设计完善的变电站综合自动化系统,必须正确使用交流采样技术,以此降低TA与TV的负载,全面提升测量精度。此外,应充分发挥交流采样技术的集成功能,取消控制屏,用计算机做好信息监测工作,实现信号的一次采集与多次使用。 2变电站综合自动化系统相关技术

智能变电站自动化系统

智能变电站自动化系统 1 智能变电站简介 智能变电站作为智能电网的物理基础,同时作为高级调度中心的信息采集和命令执行单元,是智能电网的重要组成部分。作为智能电网当中的一个重要节点,智能变电站以变电站一、二次设备为数字化对象,以高速网络通信平台为基础,通过对数字化信息进行标准化,实现站内外信息共享和互操作,并以网络数据为基础,实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。智能变电站既是下一代变电站的发展方向,又是建设智能电网的物理基础和要求。为了实现智能化电网的目标,智能变电站的研究和建设具有重要的意义。 1.1智能变电站的特点及功能 随着智能电网的提出和建立,变电站将由数字化演变为智能化,更突出“智能”的特点。智能化变电站在数字化变电站的基础之上,赋予了以下十二个“智能特征”或“智能化功能”。 1.1.1 一次设备智能化 与数字化变电站描述的一次设备智能化相比,智能变电站加大了一次设备信息化,可监测更多自身状态信息,也可通过网络获知系统及其他设备的运行状态等信息。自动化程度更高,具有比常规自动化设备更多、更复杂的自动化功能。具备互动化能力,与上级监控设备、系统及相关设备、调度及用户等及时交换信息,分布协同操作。 1.1.2 信息建模统一化 除了基于 IEC61850 标准的建模外,智能变电站能实时监测辖区电网的运行状态,自动辨识设备和网络模型,从而为控制中心提供决策依据。 1.1.3 数据采集全景化 智能变电站利用对时系统,同步区域和站内时钟,完善和标准化站内设备的静态和动态信息模型,向智能电网提供统一断面的全景数据。采用新型传感技术、同步测量技术、状态检测技术等逐步提高数字化程度,逐步实现潮流数据的精确时标,实时信息共享、支撑电网实时控制和智能调节,支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用。 1.1.4 设备检修状态化 全面采集能够反映系统主设备运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量。智能变电站配置用于监测系统主设备的传感器,或者由智能一次设备直接提供其功能。利用 DL/T860 提供的建模方法,建立设备状态检修的信息模型,构建具备较为可靠实用的状态监测预警算法和机制、支撑状态检修实践的专家系统。 1.1.5 控制操作自动化 程序化操作。智能变电站具备程序化操作功能,除站内的一键触发,还可接收和执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的操作指令,自动完成相关运行方式变化要求的设备操作。程序化操作具备直观的图形界面,在站层和远端均可实现可视化的闭环控制和安全校验,且能适应不同的主接线和不同的运行方式,满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。

变电站综合自动化系统的通信技术

变电站综合自动化结业论文变电站综合自动化系统通信 系部:电力工程系 班级:供用电12-4 姓名:豆鹏程 学号:2012231026

【摘要】 变电站综合自动化功能的实现,离不开站内工作可靠、灵活性好、易于扩展的通信网络,以来满足各种信息的传送要求。在变电站综合自动化系统中,通信网络是一个重要的环节。本文对通信网络的要求和组成、信息的传输和交换及通信的功能作了有详细的介绍。 【关键字】 变电站综合自动化系统;信息传输;数据通信

变电站综合自动化系统的通信 引言 变电站综合自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分布式的控制系统,包括监控、继电器保护、电能质量自动控制系统等多个子系统。在各个子系统中,往往又由多个智能模块组成,例如微机保护子系统中,有变压器保护、电容器保护和各种线路保护等。因此在综合自动化系统内部,必须通过内部数据通信,实现各子系统内部和各子系统间信息交换和实现信息共享,以减少变电站二次设备的重复配置和简化各子系统间的互连,提高整体的安全性。[2、5] 另一方面,变电站是电力系统中电能传输、交换、分配的重要环节,它集中了变压器、开关、无功补偿等昂贵设备。因此,对变电站综合自动化系统的可靠性、抗干扰能力、工作灵活性和可扩展性的要求很高,尤其是无人值班变电站。综合自动化系统中各环节的故障信息要及时上报控制中心,同时也要能接受和执行控制中心下达的各种操作和调控命令。[2] 因此,变电站综合自动化系统的数据通信包括两方面的内容:一是综合自动化系统内部各子系统或各种功能模块间的信息交换;而是变电站与控制中心的通信。 一、变电站内的信息传输[2、3、5] 现场的综合自动化系统一般都是分层分布式结构,传输的信息有以下几种: (一)现场一次设备与间隔层间的信息传输 间隔层设备大多需从现场一次设备的电压和电流互感器采集正常情况和事故情况下的电压值和电流值,采集设备的状态信息和故障诊断信息,这些信息主要是:断路器、隔离开关位置、变压器的分接头位置、变压器、互感器、避雷针的诊断信息以及断路器操作信息。 (二)间隔层的信息交换

变电站自动化系统调试方案

变电站监控系统调试方案 批准: 审核: 编制: 正泰电气股份有限公司 海南矿业110kV铁矿变电站工程 2014年7月13日

目录 1. 工程概况及适用范围 (1) 2. 编写依据 (1) 3. 作业流程 (2) 5. 作业方法 (3) 6. 安健环控制措施 (7) 7. 质量控制措施及检验标准 (8)

1. 工程概况及适用范围 本作业指导书适应于变电工程监控系统调试作业。 2. 编写依据

3. 作业流程 3.1 作业(工序)流程图 4. 作业准备

5. 作业方法 5.1开始 5.1.1检查屏柜安装完毕,符合试验条件。 5.1.2检查工作票完善,工作安全措施完善,二次措施单编写内因符合作业安全标准。 5.1.3试验人员符合要求,熟悉相关资料和技术要求。 5.2通电前检查: 5.2.1核对各屏柜配置的连片、压板、端子号、回路标注等,必须符合图纸要求。 5.2.2核对保护装置的硬件配置、标注及接线等,必须符合图纸要求。 5.2.3保护装置各插件上的元器件的外观质量、焊接质量应良好,所有芯片应插紧,型号正确, 芯片放置位置正确。 5.2.4检查保护装置的背板接线有无断线、短路和焊接不良等现象,并检查背板上抗干扰元件的焊接、连线和元器件外观是否良好。 5.2.5检查试验设备是否符合要求,试验设备是否完好。 5,2,6检查回路接线是否正确。 5.2.7检查保护装置电压是否与实际接入电压相符。 5.2.8检查保护装置所配模块与实际配置的PT、CT相符合。

5.2.9保护屏接地是否符合要求。 5.3绝缘检查 5.3.1分组回路绝缘检查:将装置CPU插件拔出,在屏柜端子排处分别短接交流电压回路,交流电流回路、操作回路、信号回路端子;用1000V兆欧表轮流测量以上各组短接端子间及各组对地绝缘。其阻值应大于10MΩ。 5.3.2整组回路绝缘检查:将各分组回路短接,用1000V兆欧表测量整组回路对地绝缘。其阻值应大于1MΩ。 5.4通电检查 5.4.1核对屏柜元件配置是否与设计图纸和技术规范相符。 5.4.2检查保护装置版本信息经厂家确认满足设计要求。 5.4.3按键检查:检查装置各按键,操作正常。 5.4.4装置自检正确,无异常报警信号。 5.4.5打印机与保护装置的联机试验:进行本项试验之前,打印机应进行通电自检。 5.5单机校验 5.5.1零漂检查 进行零漂检查时,应对电压端子短接,电流回路断开防止感应引起误差,应在装置上电10min以后,零漂值要求在一段时间(几分钟)内保持在规定范围内;电流回路零漂在-0.05~+0.05A范围内(额定值为5A),电压回路在0.05V以内。 5.5.2通道采样及线性度检查 在各模拟量通道分别按规范加量,装置采样应正确,同时加入三相对称电流、三相对称电压,查看装置采样,检查电流、电压相角正常。功率显示正确。 5.5.3 时钟的整定与核对检查:调整时间,装置正常,GPS对时已完善,核对各装置时间显示一致,并与后台计算机显示相符。 5.5.4装置自检正确,无异常报警信号。 5.5.5遥信输入检查:短接开关量输入正电源和各开关量输入端子,对照图纸和说明书,核对开关量名称,装置显示屏显示各开关量名称与实际一致。 5.5.6遥控、遥调接点检查:在监控装置模拟遥控、遥调信号,用万用表测量各输出接点正确。 5.5.7监控系统同期功能检查:分别按检同期、检无压和不检方式进行模拟调试,在检同期方式下输入母线电压和线路电压,分别改变两电压间的相角、幅值、频率使之

变电站综合自动化系统的发展现状及功能分析

变电站综合自动化系统的发展现状及功能 分析 摘要:文章通过笔者的工作实践,阐述了变电站综合自动化系统的发展现状及组成,从中着重针对变电站综合自动化系统的主要功能进行了分析与研究,提出自己的看法,旨在为 变电站自动化工程的未来发展提供有利的参考。 关键词:变电站;综合自动化系统;现状;系统功能 中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号: 变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着通信技术、计算机和网络技术等的迅速发展,一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统,已经成为必然趋势。另一方面,保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。本文就变电站综合自动化系统的现状及功能进行分析,以供大家参考。 一、变电站综合自动化系统的发展现状 变电站综合自动化系统具有安全可靠、功能齐全、结构简单和技术先进的优点,且这些优点通过一些新建变电站的运行得到了很好的证明。近年来,变电站综合自动化系统

的水平飞速发展,在我国电力系统、城乡电网建设与改造中得到了越来越广泛的普及和应用。无论是 220kV及以上的超高压变电站的设计与建设,还是中低压变电站的无人值班,都应用了自动化新技术,这一应用使得电网建设和电力系统的现代化水平大大提高,并且使电网调度和配输电的可能性增强以及变电站的建设成本更为低廉。 二、变电站综合自动化系统组成 在变电站综合自动化系统中,通常把继电保护、动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为保护单元,而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或I/0单元,两者通称为间隔级单元。各种类型的间隔级单元搜集到的状态量和测量值,通过软件来实现各种保护闭锁。它主要由以下几部分构成:微机保护单元主要完成信号的测量、传递、保护的计算和执行、接受上位机的指令并执行,通讯网络主要完成信号的传递,后台管理机主要完成对保护单元上传来的信号进行分析处理及显示、提供人机对话窗口、接受操作人员的指令、向上位管理机传递及时信息,为管理人员提供决策信息。 站控层的主要功能就是作为数据集中处理的保护管理,担负着上传下达的重要任务,对下它可以管理各种间隔单元装置,包括微机监控、保护、自动装置等,收集各种数据并发出控制命令,起到数据集中作用,还可以通过现场总

浅析变电站综合自动化系统关键技术及发展趋势

浅析变电站综合自动化系统关键技术及发展趋势 【摘要】最近几年,自动化技术得到迅速发展,变电站综合自动化技术正朝着多媒体化、综合智能化和网络化的方向发展,本文首先阐述了变电站综合自动化系统的核心技术并对其特点进行分析,并对它的发展趋势进行了分析。 【关键词】变电站;自动化系统 变电站综合自动化系统能够对信号系统、测量仪表、远动装置、自动装置和继电保护等二次设备进行功能组合和优化设计,完成对变电站内关键设备和配电线路、输电线路的动态监控、微机保护、测量、调度及和控制中心通信等综合功能。同时,保护系统自身也实现了自检自查、事件记录、故障录波、控制管理及运行监视等功能。随着通信技术、自动化技术、网络技术与计算机等高新企业的迅速发展,以通信技术、计算机控制为基础的综合自动化系统代替传统变电站的二次系统成为发展的必然趋势。 1、综合自动化系统的核心技术 1.1信息采集和处理技术。通常采用交流采样方法和直流采样方法进行模拟量的采集,采集内容主要包括:馈线与进线端的功率、电压和电流,变压器油温度,母线电压及电流,直流屏的控制电压,电容器补偿电流信号等;目前常对光电隔离的开关量进行周期扫描或中断输入来取得状态量的数据,状态量的数据主要包括:变压器分接头的位置、隔离开关的位置、断路器的位置,报警信号、无功补偿电容器的投切及全部设备运行的状态信号;脉冲量指的是以脉冲信号表示的电能量,它的采集方式和状态量相同。信息处理涵盖变电站相关参数的记录、统计、分析和核算。 1.2保护系统和操作闭锁。微机保护包括变压器、线路、电容器、母线保护及备用电源自动

合闸和自动投入操作。接受控制系统的命令后,保护系统发出动作信息、故障信息、选择定值及保护类型并及时地对信息进行修改。通过变电站的CRT屏可调节控制变压器的分接头、投切电容器组、控制隔离开关及控制断路器等。为了避免PC机故障时无法对被控设备进行操作,可平行设置人工直接跳合闸装置。操作闭锁包括并发性操作闭锁、出口跳合闭锁、适合一次设备现场控制的闭锁功能和五防操作,只有在CRT屏上输入正确的口令才能实现这些操作闭锁。 1.3数据库技术。数据库能够对整个系统的全部数据与资料进行存储,其数据类型通常包括基本数据、对象数据及归档数据。基本数据是数据库的基础,包括电流电压、断路器的分接头位置、无功和有功功率、变压器分接头位置、变压器油温度及环境温度等状态参数和运行参数;对象类数据是以基本数据为基础,把变压器数据和各种开关数据等一次设备及涉及的基本数据结合起来,作为一个整体来进行数据管理,使其它系统对数据的引用更为方便。对基本数据和对象数据进行归档,并把它们存储在磁盘中,形成归档数据。 2、变电站综合自动化系统的主要功能 2.1信息采集和处理的功能。信息采集主要包括模拟量、状态量和脉冲量的采集。通常变电站典型的模拟量采集包括:各段线路电压、母线电压、电流、馈线电流、功率值、无功和有功功率值、电压、相位、频率等;状态量包括隔离开关状态、断路器状态、预告信号及报警状态、事故跳闸信号及变压器分接头信号等。目前这些信号主要采用光电隔离方式或通信方式输入系统;而脉冲量是指脉冲电度表输出的脉冲,与系统连接方式选用光电隔离法,采用计数器进行内部脉冲个数的统计来完成电能的测量。 2.2故障处理功能。故障录波主要包含:(1)集中型配置,同时能与监控系统实现通信;(2)分散型配置,微机保护装置进行记录和测距计算,再把数字化波形和测距数据传输到监控系统,之后监控系统进行存储及分析。事件记录主要包含开关跳合记录和保护动作序列记录。

智能变电站自动化系统体系结构探索

智能变电站自动化系统体系结构探索 摘 要:智能变电站一体化监控系统是按照全站信息 数值化、通信平台网络化、信息共享标准化的基础要求,通 过系 统集成优化,实现全站信息的统一接入、统一存储和统 展示,实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能 告 警、运行管理和辅助应用等高级应用功能。是大运行体系 建设的 基础,是备用调度体系建设的基础。本文通过全面解 析智能变电 站一体化监控系统,为日后的运行管理提供借 鉴。 关键词:智能电网;变电站;一体化系统;体系结构 1674-7712 ( 2014) 06-0000-02 智能电网是当今世界电力乃至能源产业发展变革的最 新动向,代表着未来发展的方向和社会的进步。智能变电站 是智能电网的重要环节,随着变电站自动化系统技术的发展 和硬件水平的不断提高,变电站自动化系统,一直朝设备集 成度越来越多,模拟电缆越来越少的过 程。智能变电站自动 化系统是变电站的核心部分,它由一体化监控系统和输变电 设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计算等共同构成,它 是运行、保护和监视变电站一次设备系统,完成变电站的设中图分类 t=r. 号: TM63 ;TM76 文献标识码: A 文章编号:

备及其反馈线监视、控制、保护等功能。一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础。 、智能变电站自动化系统结构一)网络总体结构 变电站自动化系统是运行、保护和监视变电站一次设备 的系统,完成变电站的设备及其馈线监视、控制、保护等功能。变电站自动化系统采用开放式分层分布结构,由“三层 网”构成。 二)站控层 站控层德主要功能是为变电站提供运行、管理、工程配 置的界面,并记录变电站内的所有相关信息,具体如下:(1) 汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登陆、填写历史数据库。(2)按既定规约将有关数据信息送向调度 或控制中心,接受调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行。(3)监控系统和远动通信服务器采用一体 化数据库配置方式,生成监控数据库的同时即可完成远动通信服务器的数据库、功能及逻辑的配置,提高变电站的维护效率。(4)具体在线可编程的全站操作闭锁控制功能;站控层、间隔层共用一套防误规则库,防误规则库可由后台监控生成并通过网络下载到测控装置,并可在后台监控上模拟、预演、校验测控装置的防误逻辑,有效的提高了系统的可靠性与维护效率。(5)具体站内当地监控,人机联系功能,如

变电站综合自动化发展之趋势

变电站综合自动化发展之趋势 曾志刚 江西宜丰县供电有限责任公司 【摘要】本文简要地阐述了今后自动化监控系统的主要发展走向和用户的技术需求,以及目前已出现的一些新技术和新设备。 【关键词】自动化、网络、监控系统、数据库、逻辑闭锁。 一、引言 电力系统变电所综合自动化,又称变电站计算机监控系统,经过十多年的技术发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实,也是目前变电站建设的主要模式。 技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。本文正是根据目前变电站综合自动化的现状及技术发展之趋势,对今后的综合自动化技术和设备作出一些肤浅的要求和展望。 二、现状和问题 变电站自动化是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。国外在80年代已有分散式变电站自动化系统问世,西门子(SIEMENS)公司的第1套全分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威投入运行,至1993年初已有300多套系统在德国及欧洲的各种电压等级的

变电站运行。我国的变电站自动化工作起步较晚,大约从90年代开始,初始阶段主要为生产集中式的变电站自动化系统,例DISA—1型,BJ—1型,iES—60型,XWJK—1000A型,FD—97等。90年代中期开始研制分散式变电站自动化系统,如DISA—2型,DISA—3型,BJ—F3,CSC—2000型,DCAP3200型,FDK型等。随着高新技术的引进和应用,目前国外的许多产品也在国内得到普遍应用,如西门子(SIEMENS)公司的LSA系列、6MB/6MD 系列,惠施康(WESCON)公司的D200/D25系列,ABB公司的REF系列,伊林(ELIN)公司的AK系列等。可以预计,今后其发展和推广的速度会越来越快,与国外技术的差距会逐步缩小,而且国内产品以其适应性强和维护方便将逐渐占据主导地位。 变电站综合自动化的应用,在110kV及以下的电压等级变电站全面采用就地分散式综合自动化,就是在220kV高电压、500kV超高压的变电站,也是采用按等级分小室布置分散分布式综合自动化。经过几年的运行经历,对其设备的不足之处有了一定的认识: ●综合自动化的系统性要求极强,特别是结合了全站的操作防误系统, 要求变电站建设一期工程越齐越好,而这在高电压等级的变电站建 设中几乎是不可能的。 ●扩建工程的操作防误闭锁逻辑实际验证困难,特别是牵涉到母线类 的。 ●一次设备电动操作全部受控于监控系统。借鉴于上海南桥变综合自 动化设备功能紊乱的事故,监控系统的误动出口必须绝对禁止,对 IO设备的运行可靠性要求很高。

智能变电站继电保护及自动化系统

智能变电站继电保护及自动化系统 发表时间:2019-03-26T11:07:03.680Z 来源:《电力设备》2018年第28期作者:辛虎军 [导读] 摘要:随着社会的快速发展以及技术水平的提升,信息化、智能化技术得到了广泛的应用。 (南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)江苏南京 210000; 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京 210000) 摘要:随着社会的快速发展以及技术水平的提升,信息化、智能化技术得到了广泛的应用。对于变电站来说,随着智能化技术的应用已经从常规的变电站转变成为了智能变电站。而继电保护是智能变电站系统中最为重要的组成部分之一,对于确保整个电力系统安全运行起着非常关键的作用。相对于常规变电站来说,智能变电站在软硬件方面都有了很大的改变,所以继电保护方面也存在着很大的差异,需要通过更加自动化的措施来确保其正常运行。所以为了能够有效适应新技术在智能变电站中的应用,对于智能变电站继电保护和自动化技术进行研究具有非常现实的意义。 关键词:智能变电站;继电保护;自动化系统 1智能变电站继电保护的特点 智能变电站是基于光电信息、微电子集成和网络通信技术的智能化自动管理的变电站。变电站中的继电保护装置自动化主要是针对电力故障、线路设备等异常行为进行及时自动预警的一种系统装置。通过及时自动断电、故障分离和切除,有效对变电站进行保护。智能变电站继电保护系统构成主要有:电子式互感设备+合并单元+交换机+网络接口等。智能变电站继电保护装置使数据信息提供的来源变得更加广阔,同时灵活性不断提高,因此技术人员可以通过对继电保护的特点进行分析,实现智能变电站继电保护装置能力的最大化。智能变电站继电保护系统操作相比传统变电站,更加灵活,操作方便。 2智能变电站继电保护系统 2.1智能变电站继电保护系统结构 基于智能变电站不同的采样与跳闸方式,可以将其分为以下几种较为典型的系统结构:①直采直跳。这种模式主要是继电保护设备能够通过光纤直流的方式来实现跳闸与采样,但是大多存在于部分的电网支路中。②网采直跳。所谓网采直跳主要是有SC和GOOSE两者共同或者独立形成的组网。③直采网跳。智能变电站继电保护系统的设备可以进行直接式的采样,然后经由GOOSE的方式来实现网络跳闸。 ④网采网跳。这种模式是打破了传统的采样与跳闸方式,而是将两者目标皆由Goose以及SV来完成,实现网络自动化的控制。 2.2智能变电站继电保护的元件 智能变电站继电保护系统中的构成元件主要会涉及到交换机、电子互感器、合并单元等。①互感器方面,传统的模式是通过电磁互感器来实现,而现在则是使用电子互感器来进行替代。它具有测量准确、小巧轻便等特点,可以根据传感电源的差异将其分为无源型与有源型。②合并单元则是实现过程层的信息传输,以接收时间的方式来标记电子互感器传输的信息,并将其转移到继电保护设备中,这样不仅精简了过去复杂的接线工作,也达到了节约成本的目的,并最终实现数据信息的网络共享。另外,交换机主要是将其作为智能以太网络的运行节点,在链路层中实现数据帧的交换。在当前交换机设备以及相关技术逐步更新的背景下,信息传递的效率在逐步提高,使得相互通信的效率也在不断的更新,确保了智能电网运作的稳定性。 3智能变电站继电保护分析 从智能变电站继电保护的情况来看,站控层和过程层网络稳定程度以及所具有的实效性起着最为重要的作用,其中站控层网络主要对整定值以及文件实施传输,并且需要修改、录播以及召唤相应文件;过程层网络主要对采样值、开关运行情况、跳闸信号等信息进行传输。智能变电站在运行过程中,尤其是在进行继电保护采样值或者命令信号进行传输过程中,大都会通过以太网数据帧的方式进行,所以对于智能变电站继电保护来说最为重要的就是过程层网络。因此,一定要对其进行合理的规划和调度,从而保证智能变电站继电保护的正常运行。 过程层继电保护主要配置快速跳闸的主保护功能,例如线路纵联保护、变压器差动保护、母线差动保护等等,而将后备保护功能转移到变电站层的集中式保护装置当中。此种配置方式能够简化过程层的保护设计,对于主保护功能进行主要设置,而后备保护简化配置即可,这样就能够对硬件设计进行简化。同时,主保护的定值整定较为固定,并不会随着电力系统运行方式的转变而改变。但是受到保护独立方面的制约,在对继电保护功能和一次设备进行集成之后,如果需要同时进行线路保护以及母线保护,那么需要将硬件进行单独设置,可以设计成为独立的功能模件形式。 (1)线路保护。线路保护直接采样、直接跳断路器;通过GOOSE网络重新实现断路器失灵以及重合闸等方面的功能;对于线路间隔内保护测控装置来说,不但要和GOOSE网络实现信息的交换,同时也可通过点对点连接以及传输方式直接连接合并单元以及智能终端;对于保护测控装置和合并单元的连接以及数据传输来说,不需要利用GOOSE网络就能够实现直接的采样,同时保护测控装置和智能终端的连接也可以不同GOOSE网络就能够实现直接跳闸的功能;设置在线路以及母线之上的电子式互感器在得到电流电压信号之后,首先要接入到合并单元,完成数据的打包之后可以通过光纤传输到SV网络以及保护测控装置当中;可以通过GOOSE网络传输的方式将跨间隔信息接入到保护测控装置。 (2)变压器的保护。智能变压器保护装置的过程层主要采用的是分布式配置,可以实现差动保护的功能,而后备的保护可以采取集中式的安装方式。对于非电量保护来说,可以进行单独的安装,利用电缆等直接引入断路器跳闸,并且可以利用光缆将跳闸命令引入到采样和GOOSE的共同网络之上。 (3)母联(分段)的保护。分段保护的实施方案和线路保护的方案类似,但是具有更加简单的结构。将分段保护装置和合并单元以及智能终端进行连接就能够分别实现直接采样(不利用网络数据)以及直接跳闸的功能。另外,相应设备(例如合并单元、保护装置、智能终端等)都可以利用相对独立的GOOSE网络以及SV网络实现信号的跨间隔传输。 4智能变电站继电保护自动化分析 4.1接线技术注意事项 设备间的接线以及设备内部接线工作尤为重要,接线工作是继电保护自动化施行前必须做好的工作,决定着继电保护设施能否正常运作。在接线时必须保证接点的准确,使用方式科学合理,操作流程要符合相关行业规范。接线过多不利于智能变电站的运行,也不利于实

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