变电站自动控制系统最终

第1章变电站自动控制系统工艺分析1.1变电站自动控制系统总体分析由于我国经济的高速发展，某些市区生产和生活的供电要求越来越大，在大力建设火力发电厂的同时，相应的配套电力设施也应跟上。其变电站的建设属于设施中较重要的一类。也是决定用电质量和效率的因素之一。对地区经济的发展有直接的关系，也是反映地区经济发展水平的重要参数之一。我们这里所要新建的是一所110KV降压变电站。变电站的站址选择在市区内部，靠近负荷中心，有利于系统运行性能的提高，降低损耗，提高经济效益；此外，这些电力负荷位于变电站的北部和南部，避免了将变电站设在污染源的下风口，否则将会发生污闪事故和沿面放电，影响电力系统的运行性能；变电站东部没有重要的电力负荷，这为进出线提供了广阔的线路走廊，还有利于变电站的扩建；另外，变电站选址还考虑了变电站与附近设施的影响。因此，变电站选址不当，必将影响企业供电系统的主接线方式，送电线路的规格和布局，电网损失及投资的大小，还可能引起电力倒流，产生严重后果。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接对电力用户馈送电能。变电站在电力系统中之所以起着十分重要的作用，是因为其运行性能的好坏直接影响到系统的稳定性。电力用户的直接利益。变电站是联系发电厂和电力用户的重要纽带，是将电能从产品变成商品的中间环节。它担负着电能转换和电能重新分配的重要任务。对国家经济的发展有着极其重要的作用。1.2变电站自动控制系统工作原理变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为100V，电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，请注意：绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路；故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。在中国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。隔离开关（刀闸）的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器（GIS）。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投入运行。目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。第2章变电站自动控制系统设计2.1变电站自动控制系统仪表的选择玄如会日系统参里。1、 流过主变的三侧电、电压以及主变的三侧的有功功率、无功功率等：2、母线电压还有各输出、输入的电流电压，3、各输入、输出线路的电流、电压及有功功率、无功功率等。设备的运行状态。主变的温度（传统变电站是在中央集控屏，智能变电站和综合变电站是在监控主机上）,2、 在线监测装置，如各个断路器机构箱、智能组件柜的温度，主变的泄漏电流，铁损等等。3、避雷器的泄漏电流。这个是在现场避雷器设备上。4、有些仪表也就是电能表，统计一定时期的电能以及有功、无功功率的。2.2传感器的选型1、 根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。2、 灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。3、 频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有一定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差。2.3控制方案分析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。集中式结构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担的任务多些。例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。分布式结构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。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块（通常是多个CPU）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，提高了系统的实时性。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。分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站层（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。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互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发展的趋势，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，比较好的实现了部分故障不相互影响，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。第3章基于紫金桥的变电站自动控制系统程序设计紫金桥Realinfo的工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器重的工程作统一管理。双击桌面上的紫金桥Realinfo的快捷方式，启动工程管理器窗口，单击新建按钮，新建一个工程命名为“变电站自动控制系统”。如图3-1所示。图3-1工程管理器窗口3.1主监控界面（1） 新画面的建立使用工程管理器新建一个Realinfo工程后，进入Realinfo工程浏览器，单击工程浏览器左边“工程目录显示区”中“画面”项，右面“目录内容显示区”中显示“新建”图标，鼠标双击该图标，弹出“新画面”对话框，建立新画面。（2） 使用工具箱接下来要在此画面中绘制各种图素。绘制图素的主要工具放置在图形编辑工具箱内。当画面打开时，工具箱自动显示。（3） 使用图库管理器图库是指Realinfo中提供的已制作成型的图素组合。利用以上所介绍方法最后生成变电站自动控制系统如图3-2所示。

103—m5011103—m50110-=J1:133P：140102nF:Q:2081DKV母线1021Q：图3-2变电站自动控制系统主界面3.2趋势界面从工具箱中调用历史趋势曲线，对于这种历史趋势曲线，用户需要对曲线的各个操作按钮进行定义，即建立命令语言连接才能操作历史曲线。...J设置完成后“趋势曲线”画面如图3-3、3-4...J|biandian.F

—f[0.206]53.535%10%2013/07/18 2013/07/18 2013/07/18 2013/07/1818:46:39 18:49:09 18:51:39 18:54:09|巾分||||如分|||2小时」［咨・|||1天|起始:图3-3历史趋势曲线3.3报警界面运用报警和事件记录是监控软件必不可少的功能，“Realinf提供了强有力的支持简单的控制运行报警和事件记录方法。Realinfo的报警和事件主要包括变量报警事件、操作事件、用户登录事件和工作站事件。通过这此报警和事件，用户可以方便地登录和查看系统的报警、操作和各个工作站的运行情况。当报警和事件发生时，在报警窗口中会按照设置的过滤条件实时地显示出来。58.93位号 |说明类型级别确认日期1guochengbaojin^变化率低级没确认2013/07/1S2guochengbaojin^偏差报警低级没确认2013/07/1S3guochengbaojin^低报低级恢复2013/07/1S4guochengbaojin^1^1报低级恢复2013/07/1S5guochengbaojin^低低报低级恢复2013/07/1S6guochengbaojin^号1号1报低级恢复2013/07/1S7S910I J图3-5报警窗口第4章结论与体会从理论到实践，在整整两星期的日子里，学到很多很多东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢。我意识到我们所学的东西将来都是要付诸实践的，所以一切要从实际情况出发，理论联系实际，这样才能真正发挥我们所具备的能力。组态软件界面灵活，操作简单，容易设计。它的可灵活设计的界面增加了我们的兴趣，大家都很喜欢自己画出的图形，但是在很多细微的地方需要多多考虑，比如初始进入程序条件，以及每个图形文件的条件等。在此过程中，我们遇到了一些问题，但最终在大家的共同协作，思考之下解决了疑难问题。与此同时，在设计中也得到了任课老师的大力帮助，使得实验得以成功，这也是