变电站综合自动化系统的理解及认识.doc

1、1变电站综合自动化系统的理解及认识【摘要】：本文讨论了变电站综合自动化有关的技术要求和基本的功能配置，结合我国变电站自动化的研究及应用现状，对其在工程应用中存在的问题进行了探讨，并提出相应的理解及认识。 【关键词】：变电站，综合自动化，功能，智能单元 中图分类号：V557+.2 文献标识码： A 文章编号： 【正文】： 近年来，随着电网运行水平的提高，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况，提高变电站的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制，操作，反事故措施等，即采用无人值班的管理模式，以提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行的可靠性。变电站自动化由“热门话题”

2、已转向了实用化阶段，电力行业各有关部门把变电站自动化作为一项新技术革新手段应用于电力系统运行中来，各大专业厂家亦把变电站自动化系统的开发作为重点开发项目，不断地完善和改进相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统，以满足电力系统中的要求。 1 变电站综合自动化系统应能实现的功能 1 微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能： 2）故障记录 ）存储多套定值 ）显示和当地修改定值 ）与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟

3、等命令。通信应采用标准规约。 12 事件记录和故障录波测距 事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。其 SOE 分辨率一般在 110ms 之间，以满足不同电压等级对 SOE 的要求。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 13 控制和操作闭锁 操作人员可通过 CRT 屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：

4、 ）电脑五防及闭锁系统 ）根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能。 ）操作出口应具有同时操作闭锁功能 ）操作出口应具有跳合闭锁功能 14 同期检测和同期合闸 3该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现，也可以由微机保护软件模块实现。 15 电压和无功的就地控制 无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。 2变电站综合自动化的结构及模式 2 目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构： ）分布式系统结构 按变电站被监控对象或系统功能分布的多台

5、计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这里所谈的分布是按变电站资源物理上的分布（未强调地理分布） ，强调的是从计算机的角度来研究分布问题的。 ）集中式系统结构 系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。 ）分层分布式结构 按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层式分布控制系统结构。 站级系统大致包括站控系统（SCS） 、站监视系统（SMS） 、站工程师4工作台（EWS）及同调度中心的通信系统（RTU） 。

6、 站控系统（SCS）：应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能，完成站内的运行管理及控制（包括就地及远方控制管理两种方式） ，例如事件记录、开关控制及 SCADA 的数据收集功能。 站监视系统（SMS）：应对站内所有运行设备进行监测，为站控系统提供运行状态及异常信息，即提供全面的运行信息功能，如扰动记录、站内设备运行状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等。 这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点： （1）可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将危险分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致

7、全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。 （2）可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。 （3）站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。 2 基本的模式 ） 基本配置： （） 集中处理集中布置：将集控式屏、台都集中布置在主控制室。（） 分布处理集中布置：将分布式单功能设备集中组屏仍集中布置在主控制室。 （） 分布处理分散布置：将分布式单功能设备布置在一次设备的5机柜内或采用就地就近组屏分散设置的方式。 ） 基本模式： 对于新建变电站的自动化系统的设计方式： 对于容量较大、设备进出线回路数较多、供电地位重要且投资较好的变电站，可采用分层分布式结构的双机备用系统，辅之相应

8、的保护、测量、控制及监测功能，并完成远方的功能。 对于容量较小，主接线简单，供电连续性要求不高的变电站，宜取消常规的配置及前置机，采用单机系统，完成保护、测量、控制等功能的管理，并完成远方的功能。 3 几个问题的认识及探讨 3变电站自动化的基本概念 变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。其具有以下特征： ）功能综合化：是按变电站自动化系统的运行要求，将二次系统的功能综合考虑，在整个的系统设计方案指导下，进行优化组合设计，以达到协调一致的继电保护及监控系统。 2）操作监视屏幕化：当变

9、电站有人值班时，人机联系在当地监控系统的后台机（或主机）上进行，当变电站无人值班时，人机联系功能在远方的调度中心或操作控制中心的主机或工作站上进行，不管那种方式，操作维护人员面对的都是屏幕，操作的工具都是键盘或鼠标。 3）运行管理智能化：体现在无人值班、人机对话及操作的屏幕化、6制表、打印、越限监视和系统信息管理、建立实时数据库和历史数据库、开关操作及防误操作闭锁等方面，能够减轻工作人员的劳动及人无法做到的工作。 32 实际工程设计的考虑 为了使实际工程工作可靠，维护方便，扩展灵活，易于用户操作和管理，在系统不同的层次，需解决不同的问题。 ）前置智能单元 前置智能单元是系统的基层，执行系统最基

10、本的功能，如保护、测量、控制等。我们希望这些基层模块尽量不受网络状态的影响，特别是继电保护装置，要求在无网络的状态下能完成保护的基本功能，因此在设计基层装置时，尽量采用自成一体的办法。 ）网络通信层 为了保证网络层的完好，应该注意对网络层的监视，这可以从后台和前置两个层次来实现，在硬件条件比较好的地方，可以采取两个独立通讯网络工作，或同时工作，或者互为备用。 ）后台监控 后台监控的操作、管理、维护是系统中用户最关心的问题，为了减少用户对厂家的依赖，在后台软件的设计中特别要注意人机界面的友善性，操作要方便、易学、易懂，功能的开放性，当系统中功能模块的增加和减少或具有不同通信协议规约的设备加入，后台监控系统应能方便的增加及删除，操作也简单明了，不至于遇到上述问题时要修改后台软件。 7