變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1系統(tǒng)的組成及應(yīng)用綜合自動(dòng)變電站是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)二次變電站（包括控制、信號(hào)、測量、保護(hù)、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)程設(shè)備等）的系統(tǒng)。當(dāng)前的通信技術(shù)已經(jīng)通過了功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便對獨(dú)立于行動(dòng)的場所進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控、測量、控制和協(xié)調(diào)。它的出現(xiàn)在為變電所的小型化、智能化,擴(kuò)大監(jiān)控范圍及變電所的安全可靠,優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保護(hù)。它的運(yùn)用將為變電所無人值班提供強(qiáng)有力的現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控支持。在其基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)高水平的無人值班變電所管理。微機(jī)保護(hù)裝置為現(xiàn)實(shí)變電所綜合自動(dòng)化裝在開關(guān)柜上保護(hù)監(jiān)控裝置,可滿足10KV及以下電壓等級饋出線等設(shè)備的保護(hù)和監(jiān)控需要。裝置可根據(jù)用戶要求靈活配置,以達(dá)到最佳性能價(jià)格比。它至少影響到下面三個(gè)1.1指標(biāo)(1)變電所無人值班;(2)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化:(3)供電可靠性1.2次主變柜二次接線圖采用傳統(tǒng)保護(hù)配電房概況:工程總用電量2*630KVA,高壓10KV一路供電,高壓系統(tǒng)采用6臺(tái)高壓柜。分別是隔離柜、進(jìn)線總柜、計(jì)量柜、母線設(shè)備柜、主變柜。附主變柜二次接線圖采用微機(jī)保護(hù)配電房概況:工程總用電量2850KVA,分成兩臺(tái)800KVA與一臺(tái)1250KVA,另備用一臺(tái)出線開關(guān),高壓10KV一路供電,高壓系統(tǒng)采用8臺(tái)高壓柜。分別是進(jìn)線總柜、計(jì)量柜、母線設(shè)備柜、主變柜、直流屏。以上兩種不同的保護(hù)方式還在我們的設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用。附主變柜二次接線圖不過隨著社會(huì)的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,主要已經(jīng)采用后者。從二次原理圖中我們不難分辨其中的區(qū)別:在二次回路中增加一個(gè)SPAJ140C的綜合保護(hù)裝置取代了原來用繼電器保護(hù)的電流回路。SPAJ140C微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)概述:1,實(shí)用化設(shè)計(jì)具用完整的保護(hù)功能和就地監(jiān)視功能,根據(jù)用戶需要,可選配通訊功能,以實(shí)現(xiàn)簡單實(shí)用的綜合監(jiān)控功能。2,可靠性設(shè)計(jì),(1)采用高性能,高可靠性的芯片,元件,繼電器確保了裝置高,低溫環(huán)境下的可靠性。(2)抗干擾性能。(3)按繼電保護(hù)可靠性要求設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng),提高系統(tǒng)整體可靠性,以真正現(xiàn)實(shí)變電站無人值班。(1)開關(guān)遙信采用及位置采集,避免了開關(guān)操作遙信熱運(yùn)動(dòng)問題。3,可選配的通信功能。4,透明化的軟件設(shè)計(jì),5,操作回路自適應(yīng)功能。附SPAJ140C原理圖。3綜合自動(dòng)故障記錄性能的特點(diǎn)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能及信息量3.1主要功能和信息3.1.1其他過負(fù)荷保護(hù)a.微機(jī)保護(hù)通信功能。b.線路保護(hù)。在被保護(hù)線路內(nèi)部故障時(shí),應(yīng)能快速開線路斷路器,切除故障。10KV可采用兩相或三相式電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù),以及零序過電流保護(hù)。對于可能經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的線路,還應(yīng)設(shè)有過負(fù)荷保護(hù)。c.母線保護(hù)。該保護(hù)就能自動(dòng)識(shí)別并跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行方式變化,在各種復(fù)雜故障上均能正確快速動(dòng)作,低壓閉遮光鎖方式可投可信停。d.變壓器保護(hù)。主保護(hù)宜采用比例制動(dòng)特性的縱差保護(hù),具有可靠的涌流制動(dòng)功能。后備保護(hù)可用用帶方向或不帶方向的過電流保護(hù)。裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)帶延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)于動(dòng)作于跳閘。3.1.2自動(dòng)控制(1)接地相及報(bào)警小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí),接地保護(hù)應(yīng)能正確選出接地線路(或母線)及接地相,并予報(bào)警。對于不接地系統(tǒng),可采用零序功率方向,零序電流大小和方向等零序分量判據(jù);對于經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)還應(yīng)考慮其化有效判據(jù)(如五次諧波判據(jù)等)進(jìn)行綜合判斷。(2)備份電源的自動(dòng)啟動(dòng)當(dāng)工作電源因故障不能供電時(shí),自動(dòng)裝置應(yīng)能迅速將備用電源自動(dòng)投入使用或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上去。3.1.3數(shù)據(jù)收集變電所的數(shù)據(jù)采集量有狀態(tài)量,模擬量及脈沖量,數(shù)字量。(1)電源中斷信號(hào)a.斷路器及反映運(yùn)行方式的隔離開關(guān)狀態(tài);c.通信系統(tǒng)電源中斷信號(hào);d.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS交流電源消失信號(hào);f.其它狀態(tài)量,如變是所直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置的直流接地報(bào)警信號(hào)等;(2)控制板放線n值測量a.各級各段母線電壓,小電流接地系統(tǒng)應(yīng)測三個(gè)相電壓(對小電阻接地母線,則只需增測一個(gè)相電壓)。b.直流母線電壓。d.母聯(lián)分段,分支斷路器電流e.消弧線圈中性點(diǎn)位移電壓及殘余電流。a.通過監(jiān)控系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)通信直接采集的各種保護(hù)信號(hào),如保護(hù)裝置發(fā)送的測量值及定值,故障動(dòng)作信息,自診斷信息,跳閘報(bào)告,波形等。b.通過與電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)通信采集的電能量。3.1.4控制板分段(1)控制與操作閉鎖;a.所有的控制操作均能就地和遠(yuǎn)方控制,就地和遠(yuǎn)方切換相互閉鎖,自動(dòng)和手動(dòng)相互閉鎖。b.操作管理權(quán)限按分層(級)原則管理。e.直流母線電壓控制。f.繼電保護(hù)投入或退出,保護(hù)定值切換等。g.現(xiàn)場操作防誤閉鎖,其閉鎖應(yīng)滿足“五防”要求。(3)事件順序記錄,事故追憶和故障錄波。3.1.5機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)本功能應(yīng)能滿足各級調(diào)度(控制)中心,電網(wǎng)規(guī)劃,變電所運(yùn)行管理,自動(dòng)化及繼電保護(hù)等各專業(yè),部門的要求。主要內(nèi)容有:a.生數(shù)據(jù)處理。b.數(shù)據(jù)合理性校驗(yàn)。d.微機(jī)五防操作閉鎖系統(tǒng)的信息處理。f.事件順序記錄,事故追憶信息,故障錄波記錄和信息的分類處理。g.根據(jù)實(shí)側(cè)脈沖數(shù)計(jì)算電量值并累計(jì)。h.分合斷路器時(shí),直流母線電壓電流變化記錄。(1)人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)的技術(shù)要求和功能a.技術(shù)要求:打印、顯示、在線應(yīng)用、人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)可比照調(diào)度中心對主站系統(tǒng)的要求執(zhí)行。b.功能。人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)功能主要從顯示屏幕和打印機(jī)上體現(xiàn)出來,操作工具一般是鍵盤和鼠標(biāo)器。(2)遠(yuǎn)動(dòng)RTU功能(3)監(jiān)控系統(tǒng)自診斷及自恢復(fù)3.2自動(dòng)化系統(tǒng)“四遙”控制為了保護(hù)調(diào)度(控制)中心對無人值班變電所有效而可靠地控制,變電所自動(dòng)化系統(tǒng)中下列“四遙”量是必不可少的。它們即適合無變電所改造為無人值班變電所,也適合新建無人值班變電所,但建設(shè)中可根據(jù)情況增配其他量。3.2.1遠(yuǎn)程測量a.各級各段母線電壓,小電流接地系統(tǒng)應(yīng)測三個(gè)相電壓。b.直流母線電壓d.母聯(lián)分段,分支斷路器電流;3.2.2故障本構(gòu)模型a.所有斷路器位置信號(hào)b.反映運(yùn)行方式的隔離開關(guān)位置信號(hào);d.母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)e.主變壓器保護(hù)動(dòng)作信號(hào)f.10KV系統(tǒng)接地信號(hào)g.直流系統(tǒng)異常信號(hào)h.斷路器控制回路斷線總信號(hào)i.斷路器操作機(jī)構(gòu)故障總信號(hào)j.繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置電源中斷總信號(hào)k.變壓器冷卻系統(tǒng)故障信號(hào)l.變壓器油溫過高信號(hào)m.繼電保護(hù),故障錄波裝置故障總信號(hào)n.監(jiān)控系統(tǒng)或遙控制操作電源消失信號(hào)等3.3控制a.變電所全部斷路器b.高頻自發(fā)信起動(dòng)等3.4遠(yuǎn)程控制主變壓器有載分接開關(guān)。4主變壓器系統(tǒng)故障信號(hào)總之,微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置的選擇應(yīng)根據(jù)變電所的容量與所接電網(wǎng)的形式等因素,結(jié)合各種保護(hù)方式的特點(diǎn)綜合考慮,既要滿足電網(wǎng)可靠性的要求,也要兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)格。b.主變壓器系統(tǒng)故障信號(hào)e.