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变电站综合自动化技术探讨

发布作者: 信息来源: 发布日期: 2019-05-29 10:04 浏览次数:

变电站综合自动化结构模式的发展趋势

计算机技术的发展促进了电力系统计算机自动化技术的发展,变电站综合自动化技术也越来越完善。在深入分析中国变电站综合自动化结构模型和发展阶段的基础上,提出了发展趋势,以促进我国变电站综合自动化的发展。

变电站综合自动化系统是一种计算机化,标准化,模块化的联网计算机,它通过功能组合将变电站的一级和二级设备(包括测量,信号,控制,保护,自动,远程等)相结合。监控系统。变电站综合自动化是对变电站二次设备进行重组和优化,采用先进的计算机技术,自动化技术和通信技术,实现对整个变电站主要设备和输配电线路的自动监测。控制和计算机保护,以及调度通信等综合自动化功能。

一,变电站综合自动化的结构模式

变电站综合自动化系统的结构模式主要集中,集中,分布。

变电站综合自动化技术探讨

(1)集中结构

集中式通常使用功能强大的计算机,扩展其I/O接口,收集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,完成微机监控,微机保护和自动控制等功能。集中式结构并不意味着所有功能(如保护和监控)仅由一台计算机执行。大多数集中式结构中的微机保护,计算机监控和调度通信功能也由不同的微机执行,但每台微机承担更多的任务。例如,监控机器负责数据采集,数据处理,断路器操作,人机接触等许多任务;对于微机保护的计算,一台微机可能负责保护多条低压线路。

(2)分布式结构

系统结构的最大特点是变电站自动化系统的功能分布在多台计算机上完成。分布式模式一般是根据功能设计的,采用主从CPU系统的工作模式,多CPU系统提高了并行多事件的处理能力,解决了CPU计算过程中的瓶颈问题。网络模块或串行方法用于实现功能模块(通常是多个CPU)之间的数据通信。优先级网络系统用于解决数据传输的瓶颈问题,提高系统的实时性。分布式结构有利于系统扩展和维护,本地故障不会影响其他模块的正常运行。该模式可以形成两种系统配置结构:集中组屏幕或分层组屏幕,用于中低压变电站。

(3)分布式和分散(层)结构

分布式分散式结构系统在逻辑上将变电站自动化系统分为两层,即变电站级(站级测量和控制单元)和间隔级(间隔单元)。它也可以分为三层,即变电站层,通信层和间隔层。该系统的主要特点是根据变电站的组件和断路器间距设计。变电站中断路器间隔所需的数据采集,保护和控制的所有功能由一个或多个智能测量和控制单元集中。测量和控制单元可以直接放置在断路器柜上或安装在断路器间隔附近,并通过光缆或专用通信电缆相互连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术的发展趋势,大大减少了连接电缆,减少了电缆传输信息的电磁干扰,具有很高的可靠性。最好认识到一些故障不会相互影响并且很方便。维护和扩展,可以在设备制造商处进行大量的现场工作。

二,中国变电站自动化发展阶段

变电站的次要部分分为继电保护,故障记录,本地监控和远程控制四大类。变电站自动化开发可根据系统模式的顺序分为三个阶段

第一阶段是集中式rtu加常规保护模式,用于功能设计。

在20世纪80年代及以前,它以rtu为基础的远程控制设备和本地监控。这种系统实际上是在传统的继电保护和二次接线的基础上增加了rtu器件。该功能主要是实现“两遥”或“四遥”(遥测,远程信号,遥控,遥控)。 );与继电保护和安全自动装置的连接更多是通过硬接触访问或串口通信。这种系统称为集中式rtu模式,仍用于少量旧站改造。这个阶段是自动化的主要阶段。

第二阶段是功能设计和微机保护模式的分布式测量和控制装置。

第二阶段始于20世纪90年代初。集成微机保护和功能设计的分散式微机测控装置得到了广泛的应用。保护和测量和控制设备相对独立。通信管理单元能够将相应的信息发送到后台或调度计算机。其特点是根据继电保护功能划分的监控装置(包括安全自动装置)独立运行,采用现场总线和网络技术通过数据通信交换信息。该系统具有更多的电缆互连和更小的可扩展性。

第三阶段的分层分布式结构模型用于区间,面向对象的设计

第三阶段始于20世纪90年代中期。随着计算机技术,网络和通信技术的快速发展,按照区间设计了保护控制单元,采用分层分布式系统结构形成分层分布式领域。自动化系统。目前,国内外主流厂商都采用了这种结构模型。 110kv以下电压等级变电站,集成保护监控装置,110kv多电压等级保护测控大多按间隔设计,为大型超高压变电站系统,减少中间环节,避免通信瓶颈,寻求设备直接以太网和监控后台通信,甚至保护和监控网络独立网络,由于采用先进的网络通信技术和面向对象的设计,系统配置灵活,易于扩展。三是变电站综合自动化的发展趋势

(1)保护和监测整合

该方法已广泛用于35kv及以下的电压水平。在110kv及以上的线路间隔和主变压器的三个侧面采用这种方法也是大势所趋。它的优点是功能集中在一个单元中,便于稳定的信息采集和设备状态控制,大大提高了性能效率。目前的缺点也很明显。:此类设备的可靠性非常高,否则任何形式的维护都将迫使主设备关闭。可靠性和稳定性高,这是电流保护等级为110 kV及以上的原因之一。随着技术的发展,冗余和在线维护设计的出现将使保护和监控的整合不可避免。

(2)统一的人机界面界面,无线操作和操作

如果没有没有建筑物的变电站,如果变电站操作员检查设备并在现场控制操作,它将通过手持可视无线终端控制设备的操作。将显示所有相关的定量数据。在无线终端上。

变电站综合自动化技术探讨

(3)防伪锁逻辑验证图形,归一化,离线模拟

在220kv及以上变电站,随着自动化水平的提高,电动操作设备的数量不断增加,其操作的防漏逻辑将紧密集成到监控系统中,这可以通过监控系统的状态采集和控制环节。 。通过几次扩展来实现变电站的建设,以达到最终规模,这给每个防伪锁定逻辑的实际操作验证带来了困难。如何在不影响设备停机的情况下模拟各种操作?声明验证其正向和反向操作逻辑的正确性?图形化和标准化的防误封逻辑验证仿真操作图就是解决这个问题。其严谨性建立在监控系统全站的实时数据库上,实现了防误码逻辑验证的离线仿真。成为可能。

(4)本地通信网络协议标准化

强大的通信接口能力,主要通信组件(双CPU,双电源等)的双备份冗余设计,使用光纤总线等,使现代集成自动化变电站的各种智能设备形成统一协调的工作网络。总体。

(5)数据收集和主要设备集成

除了传统的电流和电压,有功和无功,开关状态和其他信息采集外,在线状态检测量化了一些设备的数值,如主变压器的油位,开关的气压等。 。,将与主要设备的传感器紧密结合。直接收集到监控系统的实时数据库中。高科技智能开关和光电电压互感器的应用必将为数据采集与控制系统带来新的模型。

变电站综合自动化系统是近十年来发展起来的一种多专业集成技术,是配电系统的一次革命。随着中国国民经济的持续快速发展,社会对电力的需求日益增加。各行各业的权力质量越来越高。各种智能技术的普遍应用使变电站自动化管理和无人值守操作成为必需。趋势和不可避免的选择。对于传统的手动控制变电站,基于微机监控的综合自动化系统的实施,是新时代中国电力系统实现高质量,安全,经济运行,全面提升电力自动化的重大举措,巩固和加强电能。中国能源结构的主导和战略地位具有非常紧迫性和深远意义。引用

[1]张惠刚。变电站综合自动化原理与系统[m]。北京中国电力出版社,2004。

[2]蒋志伟。变电站自动化新技术[m]。北京中国电力出版社,2006。

[3]林伟,吕继明。变电站综合自动化技术的发展[J]。 Volkswagen Power,2004,(4)。


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