35kv变电站综合自动化系统

35kv变电站综合自动化系统

20世纪90年代中后期，中国的自动变电站技术开始发展。随着现代通讯技术、电子技术和计算机技术的不断发展，综合自动化技术也日益成熟起来，它的合理、可靠和灵活的优点逐渐地显示出来，并逐渐在我国的电力系统中占据了主导地位，发挥着巨大的作用。下面主要介绍35kV变电站的综合自动化系统。1遥信辅助点为确保主设备可靠，35kV和10kV采用真空断路器，具备遥控条件，其位置能遥信等，一次接线力求简单，一般采用两台主变压器配置；隔离开关配备遥信辅助触点；每回35kV出线装有35kV单相电压互感器。二次设备完整，继电保护配置完备，继电保护和中央信号等具有遥信条件。直流系统选用可靠性高、维护工作量少的蓄电池，实现直流母线电压的遥测，同时装有绝缘监测装置，对蓄电池、硅整流充电装置运行状态进行监测。一、二次设备及建筑物满足安全生产(防火、防盗、防小动物、防水)的要求，并装有通风系统，满足防尘要求。2工艺监控与控制部分综合自动化远动系统以RTU为核心，是属于集中式、单CPU的自动化设备，具有完备的遥测、遥信、遥控、遥调等“四遥”功能及其他扩展功能，主要体现在以下方面:(1）数据采集、处理功能：可采集变电站的各种状态量、模拟量、数字量及开关量，将采集来的数据进行一系列处理以及校验，计算出未知参数，如功率因素、有功功率、无功功率、相电流值、母线电压等，能正确反映现场一、二次设备的实时运行状态，调度员和值班员可根据设备状态和遥测值判断系统是否运行正常；(2）安全监视与报警：系统包括有越限报警与异常状态报警，进行事件顺序记录、事故追忆等，采用报警行、音响提示、变色提示等方式，对母线电压、线路负荷、系统频率、直流电压越限以及35kV线路潮流方向情况等进行监视；(3）继电保护监控功能：包括向监控系统传送自检报告及事件报告等，能向监控系统传送保护实时状态，在保护动作后能及时发送跳闸时间、跳闸元件、相别、动作值和跳闸类别等信息；(4）控制操作功能：实现对35kV和10kV断路器能在远程进行分合控制；(5）系统具有自诊断功能：所有数据采集、控制、保护等主要单元模块故障能自诊断出故障部位，并具有失电保护、上电自检、自复位至原运行状态的功能，当数据采集出现非法错误时，能输出出错信息并报警且闭锁故障单元，将故障内容及发生时间记录在事件一览表中。3功能综合自动化系统变电站综合自动化就是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便地监视和控制变电站内各种设备的远行和操作。变电站综合自动化系统主要具有以下几方面的特征：(1）功能综合化。变电站综合自动化技术是建立在现代计算机技术、数据通信技术、数字信号处理等技术基础上发展起来的，它综合了变电站内除交直流电源以外的全部二次设备功能。它以微机保护和计算机监控系统为主体，加上变电站其他智能设备构成功能综合化的变电站自动化系统。(2）结构微机化。综合自动化系统的各子系统全部微机化，即大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷，完全摒弃了常规变电站中各种机电式、机械式、模拟式设备，大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。操作、监控完全微机化，通过人机对话系统对变电站实施监视和控制。(3）结构分布、分层化。综合自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU分别完成不同功能，由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。这样的综合系统往往有几十个甚至更多的CPU同时并行运行，以实现所有综合功能。(4）局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤技术在综合自动化系统中得到普遍应用。因此，系统具有较高的抗电磁干扰的能力，特别是调度自动化与变电站自动化的数据传输，能够实现高速传输，满足实时性，组态更灵活，易于扩展，可靠性大大提高，加强了调度与变电站的联系。(5）运行管理智能化。智能化的表现是多方面的，除了常规自动化功能外，如自动报警、报表生成、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等方面，还具有强大的在线自诊功能，并实时地将其送往集控中心，即以主动模式代替了常规变电站的被动模式。通过对事件和数据的综合计算、判别，在线生成和输出运行管理、调度等部门所需要的存档及统计记录文件、运行日志报表、月报表、年报表、事件顺序一览表、开关动作累计表和负荷率统计表等。4“四遥”功能在运行中发挥了显著的作用(1）为企业实现了减员增效。这五年中，我县新建和改造了9座35kV变电站，但运行人员的数量并没有明显的增加，反而在公司体制改革中进行了人员分流，减少了操作人员，节约了大量人员工资、奖金等，创造了一定的经济效益。(2）减少误操作事故的发生，有利于安全运行。对值班人员来说，在微机上直接进行操作，面对主接线图意图明确，无中间环节，无位置移动，很容易实现名称、编号之间不对应的闭锁和报警，加上完善的监护程序使监督到位，可避免发生误操作，减少人为误操作事故发生的机率。从这几年的变电运行安全事故统计看，实行综合自动化后变电站人为误操作事故率几乎为零，大大提高了变电站的安全运行。(3）“四遥”功能在运行中发挥积极作用。首先，强大的遥控功能给操作提供了极大的方便，尤其在电网处于缺电的情况下，调度的压、送负荷是一项繁重的工作，而在变电站进行操作时，每操作一个开关只要十几秒，可以方便快速地进行停送电。另外，在处理事故时，它能够在短时间内调整好变电站的运行方式，协助好调度事故处理速度，缩短停电时间，保证电网的安全运行。自我县实行了变电站综合自动化系统以来，电网电压合格率有了很大的提高，均在98%以上，供电可靠性和电能质量也得到了很大的提高。遥测和遥信技术实现了运行数据和信号的实时传送，且能及时准确上传给调度，使电网管理上了一个新台阶。(4）与老式变电站相比，综合自动化变电站大都采用分层分布式结构，布置采用分散与集中相结合的方式，保护下放到各保护单元，减少了控制室屏位，节约了占地面积和基建投资，节省了大量电缆。5遥信和漏报的识别(1）协调保护与监控系统的关系。为了确保综合自动化系统运行的可靠性和安全性，协调好各子系统的关系显得十分重要，变电站综合自动化系统必须重点加以保护、监控，并处理好各智能设备之间的关系，如数据传输规约、可靠性、实时性等。目前，我县9座35kV变电站中，各站的保护配置情况大致相同，但由于各站使用的保护装置生产的厂家不同，各厂家的保护术语也不同，来自不同变电站的保护信号就有了较大的差异，同时各站的数据传输规约与公司的调度自动化系统的规约又有不同，运行时间长后数据传输有问题时，各厂家有相互推委的情况，公司不得不召集厂家来共同处理，这势必影响调度和变电站的运行可靠性和工作效率，因而应要求自动化设备生产厂家采用规范的标准化规约。(2）遥信信号有误报和漏报。遥信信号直接反映电网运行方式及变电站相关设备的运行状态，它是变电站综合自动化系统中最基本、最重要的信息之一，特别要求可靠、实时。但在实际运行中误报、漏报现象较突出，厂家和继电保护技术人员需加以研究和解决。一般引起遥信误报和漏报的原因主要有两个：一是一次、二次设备在运行过程中造成的遥信误动或抖动，如断路器或隔离开关的辅助触点的机械传动部分出现间隙、触点移位或接触不良，引起遥信误动、振动或短时抖动等，二次回路中信号继电器因性能不稳或运行时间长而出现电颤、接触不良等，造成误动或抖动。二是由于遥信装置本身引起误动或抖动，如长线传输受到静电和工频干扰或线路接触不良而产生遥信误动和抖动甚至错误。(3）系统的实时性。综合自动化的常规运动RTU因采集和处理的数据量相对较少，通常只是一些常用的实时遥测数据和开关与隔离的遥信实时状态，实时性达到了有关标准规定的技术指标，并满足了电力调度需要。(4）事件顺序记录。事件顺序记录是提高处理电网事故应变能力和提供准确分析事故的重要手段。特别是在事故时，可以提高调度和值班人员处理事故的准确性，缩短处理事故的时间，实用性很强。目前普遍存在以下问题：(1)由于强电磁场干扰造成事件顺序记录的可靠性不太高，误动现象较频繁，从而影响了事件顺序记录的实用性。处理该问题的方法与遥信一样，一般在输入回路中加入滤波电容，在软件中加入软件滤波等。(2)事件顺序记录的时钟统一问题。目前各变电站自动化系统时钟及调度都不统一，许多系统是利用计算机内部的时钟，受计算机本身运行的影响，误差较大，很多信息无法正确判断时间，要求厂家研究系统的时钟统一性问题。(5）单元设备和集控设备的远动信号中断或死机。在综合自动化系统中，很多远动设备都采用集成电路插件或模块组成，运行时间一长，受外界环境如温度、灰尘等影响较大，设备经常会出现远动遥测板、遥信板死机，特别是在夏季高温天气表现得更为突出，致使“四遥”功能不能正常发挥作用。我们的检修人员不得不经常停机处理一下接口并加强通风散热措施，以减少远动信号死机。6各发展方向的趋势