对比传统变电站与变电站综合自动化系统的优缺点

标题：比照传统变电站与变电站综合自动化系统的优缺点姓名：邵天龙班级：电自072班：159贵州大学8567摘要：随着智能化电气设备的不断涌现，变电站已经进入了自动化开展的新阶段。本文主要对变电站综合自动化系统与传统变电站进行针对式比照，并进行了相关介绍，并对分布式系统进行简要介绍，最后给出实例说明综合自动化系统在我国变电站应用取得的效果。关键字：变电站；传统变电站；变电站综合自动化；分布式系统Abstract：Asintelligentelectricalequipmentareconstantlyemerging,thesubstationautomationhasenteredanewstageofdevelopment.Thispapermainlyofsubstationintegratedautomationsystemandthetraditionaltypeofcontrastforsubstationsisintroduced,andsomerelated,anddistributedsystembrieflydescribed,andfinallygivesexamplessubstationintegratedautomationsysteminChinaapplicationshavemadetheeffect.Keywords：Transformersubstation；Traditionaltransformersubstation；Substationautomation;Distributedsystem1概述：变电站综合自动化装置包括RTU(远动终端)、远动专用变送器、远动装置到通信设备配线架端子的网络线、远动终端输入和输出回路的专用电缆、远动路由器、远动交互机、远动终端专用的电源设备及其连接电缆、遥控屏、遥信屏、远动转接屏等。变电站综合自动化是指利用计算机及上述装置对变电站的开关、隔离刀闸、电容器、变压器等一次设备的自动监视、控制、测量和保护功能。它的主要作用是采集现场的实时数据，并进行相应的数据转换处理，然后经过通道送达电力调度中心，同时接受远方下达的遥控、遥调指令，使现场一次设备到达控制和调节的目的。随着现代技术的开展及无人值班变电站的推行，我国电网建设的重点将更多的放在变电站综合自动化技术、计算机和通信技术上。因为，此项技术的大力应用不仅能降低运维本钱，提高经济效益，而且能更好的保障变电站的平安、可靠运行，提高电能效劳质量。2正文内容：变电站是电力系统的一局部，其功能是变换电压等级、配送电能、无功电压调控，其监控功能为保护、计量、控制、信息传输，主要包括变压器、母线、线路开关设备、建筑物及电力系统平安和控制所需的设施。2.1传统变电站存在的问题〔参考文献1以及贵州大学电气工程学院配网自动化课件，熊炜〕①平安性、可靠性不能满足一些企业用电高可靠性的要求。传统的变电站大多采用常规的设备，它的二次设备结构复杂，可靠性不强，没有故障自诊断能力，只在方案停电或保护装置发生拒动和误动时才能发现问题。②供电质量缺乏科学的保证。传统变电站大多不具备调压手段。且缺乏科学的电能质量考核方法，不能满足企业考核的需求。③占地面积大，增加征地资金。传统变电站二次设备体积大、笨重，器件组屏数量多，因此，控制室和继电保护室占地面积大，不能满足企业开展和扩规的要求。④不具备实时监控的要求。变电站要做到优质、可靠、平安运行，必须掌握系统的运行工况，才能采取一系列的自动控制和调节手段。传统的变电站不具备远方通讯功能，缺乏自控手段和措施，因此不利于变电站的平安、稳定运行。⑤设备可靠性差，维护量大。常规的继电保护整定值必须定期停电校验．保护整定值整定工作量大．也无法实现远方参数或自动装置的整定值的修改。综合自动化的优点在于：提高平安稳定性；提高电压合格率；提高运行管理水平；缩小占地面积；提高设备可靠性，减小维护工作量。2.2综合自动化系统的概念变电站综合自动化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是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监测仪表，代替常规的控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护，克服常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。它是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用，它可采集到比拟齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断能力，方便地监视和控制变电站各种设备的运行和操作。变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构监控微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。2.3综合自动化系统的优越性①提高供电质量及电压合格率。由于变电站综合自动化系统中有电压、无功自动控制功能，可大大提高电压合格率，降低损耗，节约电能，保证电气设备的正常运行。②提高变电站的平安、可靠运行水平。变电站综合自动化系统具有保障自诊断功能，发现不正常现象及时报警。由于微机的应用，更突出了自动装置和四遥装置的有利特点．这使得变电站的一、二次设备的可靠性大大提高。③提高系统的运行、管理水平。变电站实现自动化后，监视、测量、记录、抄表等工作由计算机自动完成．提高了测量精度，防止了人为误差。实时工况、报警记录、各种运行趋势图等可供查询，大大提高了运行的管理水平。④减小占地面积。变电站综合自动化系统采取计算机和先进的通信技术，可实现资源和信息共享，同时大规模的集成电路结构紧凑、体积小、功能强，与传统变电站相比，其性能大大提高，控制室面积减少。⑤减少维护工作量，减少劳动强度，实现减人增效。由于综合自动化监控系统具备强大的数据采集及通讯功能，减少了人工抄表等一系列工作量，且能实现“四遥〞(遥控、遥信、遥调、遥测)、无人值守的状况，可以到达减员增效的目的。通过下表可以看出传统变电站与综合自动化系统针对性的优劣比照比照工程传统变电站综合自动化系统平安可靠性二次设备结构复杂，可靠性不强。不具备实时监控的要求。不能掌握系统的运行工况，不具备远方通讯功能，缺乏自控手段和措施，因此不利于变电站的平安、稳定运行。具有保障自诊断功能，发现不正常现象及时报警。一、二次设备的可靠性大大提高。监视、测量、记录、抄表等工作由计算机自动完成．提高了测量精度，防止了人为误差。实时工况、报警记录、各种运行趋势图等可供查询，提高了运行的平安可靠性。供电质量不具备调压手段。且缺乏科学的电能质量考核方法。有电压、无功自动控制功能，可大大提高电压合格率。建设资金占地面积大，增加征地资金。二次设备体积大、笨重，器件组屏数量多。占地面积小。采取计算机和先进的通信技术，可实现资源和信息共享，大规模的集成电路结构紧凑、体积小、功能强，性能提高，控制室面积减少。设备维护量维护量大。常规的继电保护整定值必须定期停电校验．保护整定值整定工作量大．也无法实现远方参数或自动装置的整定值的修改。维护工作量小，减少劳动强度，实现减人增效。由于综合自动化监控系统具备强大的数据采集及通讯功能，减少了人工抄表等一系列工作量，且能实现“四遥〞(遥控、遥信、遥调、遥测)、无人值守的状况，可以到达减员增效的目的。变电站自动化系统的结构2.4分布式系统的主要特点〔参考文献2,参考文献3〕①可靠性这种跨变电站界限的装置有效地提高对变电站现实情况的判断能力，提高变电站在复杂情况下供电恢复的能力，并且为变电站建设过程中复杂局面提供解决方案，在一定程度上提高可靠性。在功能组台和分配上，采取可下放的尽量下放的原那么，但凡可在本间隔就地完成的功能,如继电保护、备用自投以及电压控制等，均在相应间隔内设置了专用的独立装置，防止或减少了其他装置或通信的异常对功能运行的影响。即使通信崩溃．各间隔都仍能保证其重要功能执行，从而提高了可靠性。与此同时，装置的有关外部回路都实行了分类，防止相互之间的影响，提高整体的可靠性。②可扩充性通过运行实践得出，分散分布式综合自动化系统面向对象设计，实现单元化结构，具有较强的可扩展性。如新增一条线路，一般其功能同已有的元件，只需要增加一套设备即可．有关系统功能，均可通过主计算机上提供的辅助工具．方便地进行修改、扩充，从而使原有的投资充分发挥其效益。③经济性因为有变电站内电压无功控制，无功补偿控制；具有变电站网络通信功能，站内通信，上、下级站问通信，遥测、遥信、遥控、遥调、遥视等；缩小了变电站占地面积，降低了造价，减少了总投资；减少了维护量，到达了减人增效的目的。可通过对无锡供电局两座规模相当的110kV市区变电所综合自动化系统的技术经济比拟得到证明〔参考文献4〕(见下表)。假设控制电缆以l2元／m计算，那么采用综合自动化系统分散布置后，单电缆一项就节约投资近20万元。变电站改用分散分布式布置形式后的技术经济比拟工程名称110kv车站变电所110kv学前变电所规模110kv内桥接线，2台三圈变压器，35kv单母分段兼旁母，出线9回〔本期8回〕，10kv单母分段兼旁母，出线16回(本期12回,电容器2组)2回110kv线路—变压器组,2台三圈变压器,35kv单母分段,出线6回(本期4回),10kv单母分段,出线20回(本期16回),电容器2组布置形式改用前改用分散分布式后安装控制电缆连接较复杂双绞线连接简单控制电缆长度(m)245837940控制室面积(m²)12×13.572×9.2④便于建设、运行和维护根据有关变电所的施工情况，分布式系统每个间隔的各种功能都已经在制造厂内调试完毕，从而大大缩短了变电所的施工时间。从早期投运的综合自动化系统来看，监控系统与微机保护装置往往不属于同一厂家，微机保护的详细信息由通信管理机来取得，通过通信口与监控系统进行通信．实现与监控系统的信息共享，这就存在保护与监控系统的接口问题。实践中，生产保护的厂家自带的系统与其他厂家的监控系统进行互联时，总是不十分顺利，给施工调试和运行维护带来不便上述问题对分布式系统是不存在的。几个变电所共用一台便携式测试仪，实际操作中仅需将测试仪与装置的调试接口相连，通过简单的设置，便可在数分钟内完成功能测试和检查。2.5变电站综合自动化系统应用实例〔参考文献5〕以500kV南昌变电站为例500kV南昌变电站位于南昌市郊尤口镇，于2000年10月投入运行。该变电站是三峡外送工程的第一个500kV变电站，南昌变电站主变第一期工程上一台容量为750MVA变压器，远期为二台。南昌变电站500kV进出线最终规模为六回，一期工程为一回，220kV进出线最终规模为lO一12回。500kV进线侧装设一组120Mvar高压并联电抗器。南昌变电站220kV电压等级本期工程采用双母线带旁路母线接线。35kV电压等级采用单母线接线。南昌变电站是第一个采用国产设备的500kV变电站，并实现了保护和控制设备完全就地下放。它采用的是北京哈德威四方保护与控制设备生产的CSC2000变电站综合自动化系统。该综合自动化系统采用以一次设备为对象，按分散、分布布置的设计思想，问隔层设备完全分散至开关场的保护小室方式分为变电站层、问隔层二局部。这两层之间由通信网络联接。应用情况500kV南昌变的综合自动化系统自投运以来，运行根本正常，整个系统根本平安、稳定、可靠。2000年10月30日对端500kV湖北凤凰山变电站侧发生线路TA爆炸，南昌站一侧，CSL101A型保护装置正确动作，监控系统正确反响，故障录波数据完全上送，无一遗漏。通过了一次严重事故的考验。3.总结：上述只是针对变电站综合自动化系统的优点对传统变电站的一个比照，并阐述了分布式变电站的优点以及综合自动化系统在500KV南昌变中的应用，通过比拟我们发现传统变电站的许多缺点可以用变电站综合自动化系统来弥补，更是有分布式变电站的诸多好处，随着科技的开展，我们已从最初的对继电保护的“可靠、灵敏、选择、速动性〞要求增加到“遥测、遥信、遥控、遥调〞功能的要求，等到“遥视〞功能普及完善后，即可真正全部实现电力系统的自动化了。便能更好的保障变电站的平安、可靠运行，提高电能效劳质量。参考文献①