有关110kv变电站电气自动化应用探究.doc

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1、1有关 110kv 变电站电气自动化应用探究摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步,110kV变电站电气自动化控制技术也得到了快速的发展和进步,而且变电站的综合自动化控制系统已经基本上取代了原来的变电所二次系统,实现了无人值班的目标。本文将对 1l0kV变电站自动化技术进行分析,并在此技术上对其应用进行研究,以供参考探讨。 关键词:110kV 变电站;电气自动化;应用 中图分类号:TN830.1 文献标识码:文章编号: 引言 110kV 变电站不仅是电力配送的主要环节,而且还是电网建设的重要环节。随着科学技术的进步以及断路器操作技术成熟,电气自动化“无人值班”必然向着无人值班

2、、无电缆沟道以及无房屋建筑等方向发展。 1.变电站自动化技术 对于 110kV变电站电气自动化技术而言,目前国内主要采用的是站内监控,它主要是以远动数据采集及其控制作为基础,其电网调度控制与保护是相互独立的两个环节,这一特点更加符合国情的需要。110kV 变电站自动化技术主要表现在以下几个方面: 1.1 控制系统 110kv 变电站主要采用了当前最成熟的计算机控制系统,并按照“无人值班”的要求对系统进行设计,坚持的总体原则是:(1)监控系统采用2的是网路分布结构,其站控层网络主要采用的是单网配置 TCP/IP协议,间隔层主要采用的是现场总线或以太网,而网路则主要是以光纤或双绞线为媒介;(2)系

3、统的监控范围主要包括电压断路器、基地开关、隔离开关、主变中性点、无功补偿投切、主变分接头的调节、电源设备的占用、直流与 UPS系以及通信设备和通信电源、警报系统等;(3)监控系统的主要功能是对站内的相关设备进行实时的监控,并对相关数据统一采集和处理,其中电气信号主要以模拟量的采集来实现交流采样活动,报警信号主要采用的是硬接点方式实现测控元件的输入,此外该系统还具备可防误闭锁之功能,GPS 装置可保证站内的站控层和间隔层保护同步。该系统还具有和电力调度数据特殊网线相连接的智能接口;(4)监控系统的安全性能指标应当符合电力二次系统安全防护规定的要求,并且其上传的保护远动信息应当严格按照相关的规程具

4、体执行。 1.2 二次设备分布与 UPS系统 110kV 变电站自动化控制系统中的二次设备,主要采用了集中的布置模式,其中继电器与监控设备可以合并于一室,也可以隔开布置。110kV变电站二次设备的结构、外壳颜色和外形都采用了统一样式,同时还选择了合理的装置和监控设备及测控系统。监控系统站控层设备、变压器柜、110kV 系统测控柜以及相应的电能表柜和故障录波器等二次电气设备,都集中分布在主控制楼之中,且与继电装置同处一室。继电保护装置的放置室一般都有备用的屏位,且备用屏位将占继电器室的十分之一左右。一般而言,变电站内均设有交流不停电电源系统,也就是 UPS系统,其容量一般在 3kVA左右,它是

5、110kV变电站内监控系统、继电保护装置等3重要二次设备电源,不会出现停电问题。 2.变电站综合自动化的结构 变电站综合自动化的结构有两种:集中式和分布式。 2.1 集中式结构 集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其 I/O接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的,只是每台微型计算机承担的任务多些。 集中式的特点:能实时采集各种模拟量和开关量,完成对变电站的数据采集和实时监控;具有能耗低,占有

6、空间小等特点。但是前置管理机任务繁重、引线多,降低了整个系统的可靠性,若前置机故障,将失去当地及远方的所有信息及功能,所以一般采用双机并联运行。软件复杂,修改工作量大,系统调试繁琐。组态不灵活,对不同主接线或规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。 2.2 分布式结构 分布式结构是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成,一般按功能设计,采用主从 CPU系统工作方式,多 CPU提高了处理并行突发事件的能力,解决了运算处理的瓶颈问题。各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好的解4决了数据传输的瓶颈问题,提高了

7、系统的实时性分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其它模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。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。 (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,节约也简化了调试维护。 3. 110kV 变电站电气自动化应用 基于以上对 110kV变电站电气自动化技术的分析可知,正是由于自动化技术可以实现无人值守的目标,而且还能节约很大一部分社会资源,因此应用也比较广泛。 3.1 共网传输技术的应

8、用 从实践来看,电子式互感器主要采用的是将 IEC组网方式和间隔层实现通信,从而可以有效的分析共网传输模式对保护特性产生的影响,主要目的在于实现通信保护与同步技术的实用化功能。测控 I/O与保护操作箱二者合一的智能终端安装在就地开关端子箱中,同时还采用了GOOSSE通信技术来实现母差、线路以及主变压器保护跳闸功能;为了进一步简化该网络的结构配置,并实现组播流量的优化配置,过程层的交换机与二次设备,可支持动态组播协议高精度的冗余对时,适应于 110kV变电站自动化系统扩建和网络配置的改造。110kV 变电站保护、测控以及电度表等都可以通过 IEC网络进行采样,而电压的切换主要是由保护、测控以及电

9、度表来实现自动处理。其中,电度表所采集的电量信息主要5采用了 MMS协议来传送采集终端;网络通信中的同步技术与相关的设备具有一定兼容性、稳定性以及可靠性,这是 110kV变电站自动化控制技术得以成功应用的核心。 3.2 电子互感器的应用 实践中,虽然是 110kV变电站,但其电压保护等级通常都是按照220kV变电站的电压等级来配置的;在 110kV变电站电气化自动化系统中,为了有效的实现 110kV变电站电气化系统的双套保护方案,可将其电子互感器的远端模块与合并单元的设计成独立的双套采样回路设备,同时还要着重对电子式、纯光纤以及常规互感器配合对保护所产生的影响进行研究。从实践来看,110kV

10、变电站自动化控制系统的线路与桥电子式的互感器主要采用了罗氏原理,及电压与电流相互组合的互感器,从而可以有效的避免电压电流互感器出现同步问题。从 110kV变压器电气自动化应用实践来看,该系统中的主变套管电流互感器主要采用的是全光纤、互感器配置方案,同时还进行了电子式和纯光互感器的配合对母差保护试点。从 110kV变压器电气自动化应用实践来看,1l0kV 变电站电气自动化线路的光差保护主要依靠两个端口来实现,其中一端主要采用的是电子式的互感器,而另一端主要采用的是常规式的互感器,通过这两个端口的有效配合,可对 110kV变压器电气自动化控制线路的保护影响加强研究。 4.结语 随着电气自动化控制技术在 110kV变电站中的不断应用和推广,传统的 110kV变电站运作模式将逐渐失去优势,取而代之的是综合自动化6变电站。在 110kV变电站自动化系统建设和运行过程中,一定要坚持经济实用和安全可靠的总体原则,这是保证变电站电网运行经济、安全和可靠的关键,也是电网建设总体发展的趋势。 参考文献 1黄狄.浅谈 110kV变电站的电气自动化设计J.企业家天地(下旬刊),2010(09). 2盘格武.浅谈 110kV变电站的电气自动化设计J.科技与生活,2010(12). 3戴天龙.110kV 变电所继电保护自动化设计分析J.科技传播,2012(04).

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