變電站基本知識(shí)導(dǎo)入

1、變電站基本知識(shí)導(dǎo)入 汽車最主要的功能是快速行馳，由發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪、輪胎等完成。但前提必須是安全、正確。方向盤、速度表、油表、是保證安全、正確所必需的設(shè)備。我們觀測(cè)這些設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，就可以隨時(shí)調(diào)整汽車的行駛路線、速度以到達(dá)目的地。同理，變電站是電力系統(tǒng)變電、輸電的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要功能是接受電能、變換電壓和分配電能，由導(dǎo)線、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、高壓絕緣子等完成。同樣，前提是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。因此，就需要依不同要求配置各類自動(dòng)控制裝置（RTU、保護(hù)等）與通信系統(tǒng)，組成信息與控制子系統(tǒng)。我們觀察這個(gè)子系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，就可以確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。而構(gòu)建該子系統(tǒng)，需要了解變電站

2、運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是什么這些數(shù)據(jù)如何收集通過(guò)什么方式、什么路徑送到什么地方給哪些相關(guān)人員觀測(cè)一、變電站的設(shè)備構(gòu)成1、一次設(shè)備變電站主要設(shè)備示意圖1變壓器；2導(dǎo)線；3絕緣子；4互感器；5避雷器；6隔離開(kāi)關(guān)；7斷路器2、二次設(shè)備變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測(cè)量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電壓無(wú)功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測(cè)裝置等二、變電站的主要工作 變電站的管理工作有很多內(nèi)容，非常重要的是：安全管理、運(yùn)行管理、設(shè)備管理。工作任務(wù)是：使用和維護(hù)電力設(shè)備，使之保證長(zhǎng)期連續(xù)對(duì)外供電監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行情況，作好各項(xiàng)監(jiān)控記錄，以便將來(lái)作為技術(shù)或故障分析的原始

3、資料有些變電站還具有監(jiān)控線路運(yùn)行狀況的功能通俗地講就是：監(jiān)視變電站各運(yùn)行設(shè)備（變壓器；2導(dǎo)線；3絕緣子；4互感器；5避雷器；6隔離開(kāi)關(guān)；7斷路器）的工作情況，保證變電站的功能最大發(fā)揮。帶來(lái)的問(wèn)題就是：如何監(jiān)視？也就是說(shuō)，我們監(jiān)視什么數(shù)據(jù)？這些數(shù)據(jù)從哪來(lái)？通過(guò)什么方式監(jiān)視？三、變電站的數(shù)據(jù)1、按數(shù)據(jù)類別： 模擬量 各母線電壓，主變各側(cè)及每路進(jìn)出線的電流，有功、無(wú)功功率；主變溫度；所用變壓器、分段回路電流等。 狀態(tài)量 斷路器、刀閘的位置狀態(tài)，事故跳閘總信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作的事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)，故障告警信號(hào)等。 數(shù)字量 系統(tǒng)頻率，各饋線，主變各側(cè)的有功、無(wú)功電度脈沖及累計(jì)值。2、按設(shè)備類別 1）主變壓器：

4、模擬量、信號(hào)量； 高壓側(cè)：有功功率、無(wú)功功率、三相電流、有功、無(wú)功電量，斷路器狀態(tài)量，隔離開(kāi)關(guān)和接地刀狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、整定值。 低壓側(cè)：有功功率、無(wú)功無(wú)率、三相電流、有功、無(wú)功電量，斷路器狀態(tài)量，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、整定值。 主變溫度、油壓。 2）開(kāi)關(guān)量高壓側(cè)：斷路器控制，保護(hù)定值修改低壓側(cè)：斷路器控制，保護(hù)定值修改有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓（有載調(diào)壓控制：升壓、降壓、急停、，分接頭檔位顯示） 3）出線 模擬量：三相電流（10kV出線的A、C相）、有功功率、無(wú)功功率和有功無(wú)功電量 信號(hào)量：斷路器狀態(tài)、隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、接地刀狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、保護(hù)定值量、機(jī)構(gòu)動(dòng)作信號(hào)量、彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能信

5、號(hào) 開(kāi)關(guān)量：斷路器控制、保護(hù)定值修改 4）10kV電容出線 模擬量：A、B、C相電流、有功功率、無(wú)功功率和有功無(wú)功電量 信號(hào)量：斷路器狀態(tài)、隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、接地刀狀態(tài)量、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、保護(hù)定值量、機(jī)構(gòu)動(dòng)作信號(hào)量、彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能信號(hào) 開(kāi)關(guān)量：斷路器控制、保護(hù)定值修改 5）兩側(cè)母線電壓 模擬量、信號(hào)量：UA、UB、UC、HZ、C0S 35kV電壓互感器：電壓互感器刀閘位置、計(jì)量回路消失信號(hào) 10kV電壓互感器：電壓互感器刀閘位置、計(jì)量回路消失信號(hào) 6）其他遙信量 全所事故總信號(hào) 控制回路斷線總信號(hào) 綜合自動(dòng)化設(shè)備遙控電源消失信號(hào) 綜合自動(dòng)化設(shè)備通信故障信號(hào) 7）直流系統(tǒng)模擬量 控制母線電壓、電流 蓄

6、電池組電壓充電電流充電裝置輸出電壓直流電源故障信號(hào)：充電裝置異常信號(hào)蓄電池組熔斷器熔斷信號(hào)直流母線電壓異常信號(hào)直流系統(tǒng)絕緣降低信號(hào)遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂菩盘?hào)等3、按變電站功能模塊分類 儀器儀表及測(cè)量控制數(shù)據(jù)：繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)：當(dāng)?shù)乇O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)：四、數(shù)據(jù)的采集 對(duì)于我們從事系統(tǒng)集成行業(yè)來(lái)說(shuō),個(gè)人覺(jué)得,數(shù)據(jù)分類還是按照“變電站功能模塊分類”為好。因?yàn)樽冸娬径萎a(chǎn)品設(shè)備的應(yīng)用也是按照“功能模塊”實(shí)施的，如：RTU、保護(hù)和自動(dòng)控制、電表、等。1、RTU（Remote Terminal Unit）相關(guān)數(shù)據(jù) 電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠(yuǎn)動(dòng)裝置，簡(jiǎn)稱RTU，是調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、無(wú)人值

7、守變電站、配電自動(dòng)化和過(guò)程控制自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。 RTU的職能是采集所在發(fā)電廠或變電站表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量，執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)節(jié)命令。 目前RTU終端具有 “五遙”功能，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，遙視?？梢哉f(shuō)，一個(gè)RTU解決一個(gè)變電站所有表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量。2、繼電保護(hù)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù) 對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害

8、，所以沿稱繼電保護(hù)。 可以看出，一個(gè)元件、一條線路對(duì)應(yīng)一個(gè)保護(hù)產(chǎn)品，如：110kV線路保護(hù)、35kV線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、等。3、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控相關(guān)數(shù)據(jù) 除了RTU、繼電保護(hù)產(chǎn)品所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)外，變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控除了上述所需數(shù)據(jù)外，還有就是變電站視頻信息等。涵蓋遙視、門禁、消防、環(huán)境和動(dòng)力監(jiān)測(cè)。上述RTU數(shù)據(jù)、繼電保護(hù)數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控等變電站內(nèi)所有的電氣量和非電氣量的數(shù)據(jù)，都是由各相關(guān)類設(shè)備采集的，如：我們所知的RTU產(chǎn)品、保護(hù)產(chǎn)品、測(cè)量控制產(chǎn)品、電度表等。五、數(shù)據(jù)的傳輸 我們不可能在每個(gè)變壓器、每個(gè)開(kāi)關(guān)、每個(gè)斷路器旁邊時(shí)時(shí)有人來(lái)監(jiān)視這些設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，尤其是計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)發(fā)展到今天。上述RT

9、U、微機(jī)保護(hù)、智能電表等產(chǎn)品，就是利用計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)，將我們需要監(jiān)視變壓器、開(kāi)關(guān)、斷路器等運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)阶冸娬镜倪\(yùn)行人員、管理人員處，達(dá)到監(jiān)視的目的，完成工作任務(wù)。 由于計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)發(fā)展迅猛，前期RTU、微機(jī)保護(hù)等較先進(jìn)的通信方式（串行通信RS232）已落后于如今的網(wǎng)絡(luò)通信方式。再者，變電站的設(shè)備更新投資數(shù)額巨大，讓所有變電站全部更新為網(wǎng)絡(luò)通信方式是不切實(shí)際的。故：變電站運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸就存在兩種方式：總線方式和網(wǎng)絡(luò)方式。1、現(xiàn)場(chǎng)總線方式 它把單個(gè)分散的測(cè)量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線使自

10、控系統(tǒng)與設(shè)備具有了通信能力，把它們連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加入到信息網(wǎng)絡(luò)的行列。它作為智能設(shè)備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)比系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。這是項(xiàng)以智能傳感器、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)。 東方電子主要為FDKBUS總線，而南瑞為FNET總線，四方則是LANWORK總線。也有使用CANBUS總線的。2、網(wǎng)絡(luò)方式（局域網(wǎng)信息傳輸）網(wǎng)絡(luò)大家都清楚，就不多說(shuō)了，記住重要的是：在該系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)既能獨(dú)立工作，又能交換數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。六、數(shù)據(jù)的監(jiān)視 監(jiān)視數(shù)據(jù)的目的就是（只針對(duì)變電站，各調(diào)度層面后續(xù)）：安全監(jiān)控和運(yùn)行分析、斷路器的遙控操作、電力電容器的投切、負(fù)荷控制功能、向上一級(jí)調(diào)度傳送必要的實(shí)時(shí)信息等。七、小結(jié) 概括來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段變電站的管理化是在變電站應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)或自動(dòng)化裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。其實(shí)現(xiàn)路線是