论变电站综合自动化技术探讨

1、论变电站综合自动化技术讨论【论文关键词】变电站综合自动化构造形式开展趋势【论文摘要】计算机技术的开展，推动了电力系统计算机自动化技术的开展，变电站综合自动化技术也日趋完善。本文在深化分析我国变电站综合自动化构造形式及开展阶段的根底上，提出了其开展趋势，以期推动我国变电站综合自动化的开展。变电站综合自动化系统是一种以计算机为主、将变电站的一、二次设备包括测量、信号、控制、保护、自动、远动等经过功能组合形成的标准化、模块化、网络化的计算机监控系统。变电站综合自动化，是将变电站的二次设备经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机技术、自动化技术和通信技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自

2、动监视、测量、控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。一、变电站综合自动化的构造形式变电站综合自动化系统的构造形式主要有集中式、集中分布式和分散分布式。一集中式构造集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其i接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进展计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。集中式构造也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式构造的微机保护、微机监控和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当的任务多些。例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联络等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要

3、负责多回低压线路的保护等。二分布式构造该系统构造的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式形式一般按功能设计，采用主从pu系统工作方式，多pu系统进步了处理并行多发事件的才能，解决了pu运算处理的瓶颈问题。各功能模块通常是多个pu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地解决了数据传输的瓶颈问题，进步了系统的实时性。分布式构造方便系统扩展和维护，部分故障不影响其它模块正常运行。该形式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态构造，较多地使用于中、低压变电站。三分布分散层式构造分布分散式构造系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站

4、层站级测控单元和间隔层间隔单元。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进展设计。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。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，互相之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术开展的趋势，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，且具有很高的可靠性，比拟好的实现了部分故障不互相影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备制造厂家完成。二、我国变电站自动化开展阶段变电站二次部分传统按功能分为四大类产品：继电保

5、护、故障录波、当地监控和远动。按系统形式出现顺序可将变电站自动化开展分为三个阶段：第一阶段：面向功能设计的集中式rtu加常规保护形式80年代及以前，是以rtu为根底的远动装置及当地监控为代表。该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线的根底上增设rtu装置，功能主要为与远方调度通信实现“二遥或“四遥遥测、遥信、遥控、遥调；与继电保护及平安自动装置的联结通过硬接点接入或串行口通信较多。此类系统称为集中rtu形式，目前在一些老站改造中仍有少量使用，此阶段为自动化的初级阶段。第二阶段：面向功能设计的分布式测控装置加微机保护形式第二阶段始于90年代初期，单元式微机保护及按功能设计的分散式微机测控装置得

6、以广泛应用，保护与测控装置相对独立，通过通信管理单元可以将各自信息送到后台或调度端计算机。特点是继电保护包括平安自动装置按功能划分的测控装置独立运行，应用了现场总线和网络技术，通过数据通信进展信息交换。此系统电缆互联仍较多，扩展性功能不强。第三阶段：面向间隔、面向对象bjet-riented设计的分层分布式构造形式第三阶段始于90年代中期，随着计算机技术、网络及通信技术的飞速开展，采用按间隔为对象设计保护测控单元，采用分层分布式的系统构造，形成真正意义上的分层分布式自动化系统。目前国内外主流厂家均采用了此类构造形式。110kv以下电压等级变电站，保护测控装置要求一体化、110kv几以上电压等级

7、保护测控大多按间隔分别设计，对超高压变电站的规模比拟大的系统，为减少中间环节，防止通信瓶颈，要求装置直接上以太网与监控后台通信，甚至要求保护和监控网络独立组网，由于采用了先进的网络通信技术和面向对象设计，系统配置灵敏、扩展方便。三、变电站综合自动化开展趋势一保护监控一体化这种方式在35kv及以下的电压等级中已普遍采用，今后在110kv及以上的线路间隔和主变三侧中采用此方式也已是大势所趋。它的好处是功能按一次单元集中化，利于稳定的进展信息采集以及对设备状态进展控制，极大地进步了性能效率比。其目前的缺点也是显而易见的:此种装置的运行可靠性要求极高，否那么任何形式的检修维护都将迫使一次设备的停役。可

8、靠性、稳定性要求高，这也是目前110千伏及以上电压等级还采用保护和监控别离设置的原因之一。随着技术的开展，冗余性、在线维护性设计的出现，将使保护监控一体化成为必然。二人机操作界面接口统一化、运行操作无线化无人无建筑小室的变电站，变电运行人员假如在就地查看设备和控制操作，将通过一个手持式可视无线终端，边监视一次设备边进展操作控制，所有相关的量化数据将显示在可视无线终端上。三防误闭锁逻辑验证图形化、标准化、离线模拟化在220kv及以上的变电站中，随着自动化程度的进步，电动操作设备日益增多，其操作的防误闭锁逻辑将严密结合于监控系统之中，借助于监控系统的状态采集和控制链路得以实现。而一座变电站的建立都

9、是通过几次扩建才到达终期规模，这就给每次防误闭锁逻辑的实际操作验证带来难题，如何在不影响一次设备停役的情况下模拟出各种运行状态来验证其正反操作逻辑的正确性？图形化、标准化的防误闭逻辑验证模拟操作图正是为解决这一难题而作，其严谨性是建立在监控系统全站的实时数据库之上的，使防误闭锁逻辑验证的离线模拟化成为可能。四就地通讯网络协议标准化强大的通讯接口才能，主要通讯部件双备份冗余设计双pu、双电源等，采用光纤总线等等，使现代化的综合自动化变电站的各种智能设备通过网络组成一个统一的、互相协调工作的整体。五数据采集和一次设备一体化除了常规的电流电压、有功无功、开关状态等信息采集外，对一些设备的在线状态检测量化值，如主变的油位、开关的气体压力等等，都将严密结合一次设备的传感器，直接采集到监控系统的实时数据库中。高技术的智能化开关、光电式电流电压互感器的应用，必将给数据采集控制系统带来全新的形式。变电站综合自动化系统是近10多年开展起来的多专业综合技术，是变配电系统的一次革命。随着中国国民经济持续快速开展，社会对电力的需求与日俱增，各行各业对电力质量的要求越来越高，各种智能技术的普遍应用，使得变电站自动化管理和无人值守已是一种必然趋势和必然选择。对常规人工控制为主的传统变电站，施行以微机监控为主的综合自动化系统建立，是新时期创始我国电力系统优质、平安、经济运行和全面提升电