變電站綜合自動化系統(tǒng)概論

變電站綜合自動化系統(tǒng)概論第一節(jié)變電站綜合自動化的基本概念及特點一、常規(guī)變電站狀況電力系統(tǒng)的環(huán)節(jié)：發(fā)、輸、配、用變電站的基本作用：變換電壓等級、匯集電流、分配電流、控制電能流向、調整電壓常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)構成： 繼電保護 保護屏 就地監(jiān)控 控制屏 遠動裝置 中央信號屏 錄波裝置 錄波屏常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)的缺點：(1)安全性、可靠性不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求。(2)二次系統(tǒng)的硬件設備類別雜，彼此相關性小，設備之間互不兼容。(3)設備使用大量電線電纜，安裝調試工作量大。(4)維護工作量大，設備可靠性差，不利于提高運行管理水平和自動化水平。

二、變電站綜合自動化的基本概念

變電站綜合自動化是將變電站的二次設備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等)經過功能的組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。

變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護屏，改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。變電站實現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性(1)裝置具有自診斷功能，在線的運行可靠性提高。(2)提高供電質量，提高電壓合格率。(3)易于發(fā)現(xiàn)隱患，處理事故快，提高變電站的安全、可靠運行水平。(3)提高變電站運行管理的自動化水平。(4)縮小變電站占地面積，降低造價，減少總投資。(5)減少維護工作量，減少值班員勞動，實現(xiàn)減人增效。(6)為變電站實現(xiàn)無人值班提供了可靠的技術條件。四、特點：（1）功能綜合化。（2）結構分布、分層、分散化。（3）操作監(jiān)視屏幕化.。（4）通信局域網絡化、光纖化。（5）運行管理智能化（6）測量顯示數(shù)字化第二節(jié)變電站綜合自動化的內容、主要功能一、變電站綜合自動化系統(tǒng)的內容電氣量的采集，電氣設備(如斷路器等)的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調節(jié)。具體：由繼電保護和故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢復正常操作。高壓電器設備本身的監(jiān)視信息(如斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等)。將變電站所采集的信息傳送給調度中心外，還要送給運行方式科和檢修中心，以便為電氣設備的監(jiān)視和制定檢修計劃提供原始數(shù)據(jù)。

總之，變電站綜合自動化的內容應包括：隨時在線監(jiān)視電網的運行參數(shù)、設備運行狀況、自檢、自診斷設備本身的異常運行，發(fā)現(xiàn)異常立即自動報警，并使相應的閉鎖出口動作，以防止事故擴大。電網出現(xiàn)事故時，快速采樣、判斷、決策，迅速隔離和消除故障，將故障限制在最小范圍。完成變電站運行參數(shù)在線計算、存儲、統(tǒng)計、分析報表、遠傳和保證電能質量的自動和遙控調整。二、變電站綜合自動化的基本功能

2.1.監(jiān)控子系統(tǒng)的功能（測量監(jiān)視控制功能）2.2.微機保護子系統(tǒng)的功能（繼電保護功能）2.3.自動控制智能裝置的功能2.4.遠動及數(shù)據(jù)通信功能2.5.自診斷、自恢復和自動切換功能2.1監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(一)數(shù)據(jù)采集 (1)模擬量的采集 1）交流模擬量：U、I、P、Q、COS、 2）直流模擬量：溫度T、DC220、DC5V (2)開關量的采集 (3)電能計量 1）電能脈沖計量法2）軟件計算方法(二)事件順序記錄SOE(SequenceofEvents)包括斷路器跳合閘記錄、保護動作順序記錄(三)故障記錄、故障錄波和測距 (1)故障錄波與測距 微機保護裝置兼作故障記錄和測距 采用專用的微機故障錄波器 (2)故障記錄記錄繼電保護動作前后與故障有關的電流量和母線電壓

(四)操作控制功能操作人員都可通過CRT屏幕對斷路器和隔離開關進行分、合操作，對變壓器分接開關位置進行調節(jié)控制，對電容器進行投、切控制，應保留人工直接跳、合閘手段，斷路器操作應有閉鎖功能(五)安全監(jiān)視功能 越限監(jiān)視 監(jiān)視保護裝置是否失電 自控裝置工作是否正常等

(六)人機聯(lián)系功能 (1)人機聯(lián)系橋梁：CRT顯示器、鼠標和鍵盤。 (2)CRT顯示畫面的內容： 1)顯示采集和計算的實時運行參數(shù) 2)顯示實時主接線圖3)事件順序記錄(SOE) 4)越限報警5)值班記錄 6)歷史趨勢 7)保護定值和自控裝置的設定值 (3)輸入數(shù)據(jù)：變比、定值、密碼等(七)打印功能 ①定時打印報表和運行日志； ②開關操作記錄打??； ③事件順序記錄打?。?④越限打印； ⑤召喚打??； ⑥抄屏打印； ⑦事故追憶打印。

(八)數(shù)據(jù)處理與記錄功能 ①主變和輸電線路有功和無功功率每天的最大值和最小值以及相應的時間； ②母線電壓每天定時記錄的最高值和最低值以及相應的時間； ③計算受配電電能平衡率；④統(tǒng)計斷路器動作次數(shù)； ⑤斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計數(shù)； ⑥控制操作和修改定值記錄。(九)諧波分析與監(jiān)視 (1)諧波源分析 (2)諧波檢測與抑制2.2繼電保護子系統(tǒng)的功能 ①高壓輸電線路的主保護和后備保護； ②主變壓器的主保護和后備保護； ③無功補償電容器組的保護； ④母線保護； ⑤配電線路的保護； ⑥不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線。2.3自動控制裝置的功能 （1）電壓、無功綜合控制 （2）低頻減負荷控制 （3）備用電源自投控制 （4）小電流接地選線控制2.4遠動及數(shù)據(jù)通信功能 （1）系統(tǒng)內部的現(xiàn)場級間的通信 （2）自動化系統(tǒng)與上級調度的通信2.5自診斷、自恢復和自動切換功能（1）自動診斷監(jiān)控系統(tǒng)的硬件、軟件故障；（2）監(jiān)控系統(tǒng)中設有自恢復功能，因故障停機時，能自動產生恢復信號，實現(xiàn)軟硬件的自恢復；（3）雙機系統(tǒng)中，當一臺故障，所有工作能自動切換到另一臺主機。

第三節(jié)變電站綜合自動化系統(tǒng)的結構形式和配置

（1）其結構形式有集中式、分層分布式、分散與集中結合式，完全分散式等；（2）從安裝物理位置上來劃分有集中組屏、分層組屏和分散在一次設備間隔設備上安裝等形式。 一、集中式綜合自動化系統(tǒng)

集中式結構的綜合自動化系統(tǒng)，指采用不同檔次的計算機，擴展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等信息，集中進行計算與處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和一些自動控制等功能.

集中式結構最大的缺點是：1)每臺計算機的功能較集中，如果一臺計算機出故障，影響面大2)軟件復雜，修改工作量大，系統(tǒng)調試麻煩。3)組態(tài)不靈活，影響了批量生產，不利于推廣。4)集中式保護與長期以來采用一對一的常規(guī)保護相比，不直觀，不符合運行和維護人員的習慣，調試和維護不方便，程序設計麻煩，只適合于保護算法比較簡單的情況。二、分層(級)分布式系統(tǒng)集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)

（一）分層分布式結構的概念所謂分層式結構，是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個級分層布置。間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和繼電保護部分。站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護管理，擔負著上傳下達的重要任務。管理層由一臺或多臺微機組成，這種微機操作簡單方便，界面漢化，使運行值班人員極益掌握。（二）中、小型變電站的分層分布式集中組屏結構（三）大型變電站的分層分布式集中組屏結構

（四）分層分布式集中組屏綜合自動化系統(tǒng)結構特點(1)功能盡量下放，可靠性高，任一設備故障時，只影響局部；(2)多CPU工作方式，減輕主控機的負擔；(3)繼電保護相對獨立；(4)數(shù)據(jù)信息的存儲，為無人化建立了可靠的自動化監(jiān)控系統(tǒng)；(5)具有與系統(tǒng)控制中心通訊功能。主要缺點是安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資。三、分散分布式系統(tǒng)與集中相結合的綜合自動化系統(tǒng)結構

分層分散式結構的變電站綜合自動化系統(tǒng)突出的優(yōu)點如下：(1)簡化變電站二次部分配置，縮小控制室的面積。(2)減少了施工和設備安裝工程量。(3)簡化了變電站