变电站综合自动化系统优化设计.doc

1、变电站综合自动化系统优化设计摘 要随着计算机技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术也得到高速发展。变电站综合自动化技术是利用计算机技术、现代通信技术，对变电站内的二次设备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。它的出现为变电站的小型化、智能化、扩大设备的监控范围、提高变电站安全可靠、优质和经济运行提供了现代化的手段和基础保证。它的运用取代了运行工作中的各种人工作业，从而提高了变电站的运行管理水平。 关键词自动化；优化设计；智能化 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0089

2、-01 第一章、绪论 变电站综合自动化技术是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术，对变电站内的二次设备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。 现有的变电站有三种形式：第一种是传统的变电站；第二种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站；第三种是全面微机化的综合自动化变电站。 第二章、变电站自动化系统设计概述 2.1 变电站综合自动化的体系结构 变电站综合自动化采

3、用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站综合自动化系统体系结构如图 1 所示。 “数据采集和控制” 、 “继电保护” 、 “直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。 “通信控制管理”是桥梁，联系变电站内部各部分之间、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”对整个综合自动化系统进行协调、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、合闸操作。 “通信控制管理”连接系统各部分，负责数据和命令传递，并对这一过程进行协调、管理和控制。 2.2 变电站综合

4、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、集中分布式和分散分布式三种。本次优化设计采用的是分布分散式结构。 该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元相互之间用光缆或特殊通信电缆连接，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，简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展。 2.3 变电站自动化系统设计所具有的功能 一、监控子系统的功能 监控子系统取代了常规的测量系统，取

5、代针式仪表；改变常规的操作机构和模拟盘，取代常规的告警、报警、中央信号、光字牌等；取代常规的运动装置等。监控子系统功能有： 1.数据采集 数据采集有两种。一种是变电站原始数据采集。原始数据直接来自一次设备。另一种是变电站自动化系统内部数据交换或采集。 2.数据库的建立与维护 监控子系统建立实时数据库，存储并更新来自 I/O 单元及通信接口的全部实时数据；建立历史数据库，存储并定期更新需要保存的历史数据和运行报表数据。 3.顺序事件记录及事故追忆 4.故障记录 5.操作控制功能 变电站运行人员可通过 CRT 屏幕对断路器、允许远方电动操作操作的隔离开关进行分、合操作等；为了防止计算机系统故障时无

6、法操作被控设备，在设计时还保留人工直接跳、合闸方式，即操作控制有手动和自动两种控制方式。 6.安全监视功能 监控系统在运行过程中，对采集的电流、电压、主变压器温度、频率等数据要不断进行超限监视，如发现超限，立刻发出告警，同时记录和显示越限时间和越限值，另外，还监视保护装置是否失电，自控装置是否正常等。 7.人机联系功能 （1）CRT 显示器、鼠标和键盘是人机联系的桥梁。 （2）CRT 显示画面，实时显示各种技术数据。 （3）输入数据，指输入电流互感器和电压互感器变比、保护定值和越限报警定值、自动控制装置的设定值、运行人员密码等。 8.打印功能 9.在线计算及制表功能 10.运行管理功能 运行管

7、理功能包括：运行操作指导、事故记录检索、在线设备管理、操作票开列、模拟操作、运行记录及交接班记录等。 二、微机保护系统功能 微机保护系统功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重要的功能，它包括变电站的主要设备和输电线路的全套保护。 各保护单元，除具备独立、完整的保护功能外，还具有事件记录、与系统对时、存储多种保护定值、就地人机接口、通信、故障自诊断等功能。 第三章、变电站自动化系统设计方案 3.1RCS9600 系统构成 RCS9600 综合自动化系统整体分三层，即变电站层、通信层、间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元、后台监控系统等组成，各单元之间通过现场总线及以太网进行通讯传递数据

8、。 3.2RCS9600 后台监控系统 一、硬件部分 系统结构采用双机配置，其中两个工作站用于变电站实时监控，相互备用。用户可随着变电站规模的扩大，逐步发展扩充原有系统。保护测控单元是硬件的主要部分其中包括：CPU 板、交流插件板、液晶显示面板、电源与开入板、出口继电器板、通信接口等， 二、软件部分 软件部分包括 WingdowsNT/2000 操作系统、数据库、画面编辑和应用软件等几个部分。 三.保护测控单元装置 RCS9600 系列保护测控单元主要有：电源自投保护测控单元、变压器保护测控单元、线路保护测控单元、公用信号测控单元、通信控制单元等组成，可以满足整个电网系统的各类保护需要。 第四

9、章、结束语 随着计算机技术、电子技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术将得到更快的发展。未来的变电站自动化系统也将更完善成熟，逐步实现变电站的小型化、智能化、无人职守化、提高变电站安全可靠、优质和经济运行；提高变电站的运行管理水平，更好的服务于社会经济建设。 参考文献 1 王远章、徐继民等， 变电站综合自动化现场技术与运行维护.第一版.北京.中国电力出版社、2004.9. 2 郑文波、阳宪惠等， 现场总线技术综述第一版.北京.机械与电子出版社.1997. 3 胡穗延.全矿井综合自动化控制系统 ，第一版、北京、清华大学出版社、1998. 4 祝龙记、王汝琳等， 变电站分布式智能控制系统.第一版.北京.工矿自动化.2003.