電力系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展

電力系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展

1、技術(shù)的安全可靠性綜合自動能源系統(tǒng)是自動化技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)和計算機技術(shù)等共同發(fā)展的結(jié)果。宏觀世界是不同專業(yè)的綜合技術(shù)，相互連接和整合。運用中必須保證系統(tǒng)的安全可靠性,否則將會造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會影響。如何提高自動化系統(tǒng)的安全、可靠性,主要從下面幾方面給予保證。1、1賴通信網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護配置按設(shè)計規(guī)程配置,要求面向控制對象獨立設(shè)置,所有間隔智能單元功能相對獨立,互不牽連。凡可以就地完成的功能決不依賴通信網(wǎng)。(1)本系統(tǒng)繼電保護按被保護的電力設(shè)備(間隔)分別獨立設(shè)置,直接由相關(guān)的TA及TV輸入電氣量,動作后由接點輸出,直接操作相應的斷路器跳閘線圈;其它一些重要的控制設(shè)備,例如備用電源自動投入裝置,通過設(shè)置專用的裝置,放在相應間隔上。(2)保護裝置設(shè)置有通信接口,接入站內(nèi)通信網(wǎng)以便在保護動作后向變電站層微機設(shè)備提供報告等,但保護功能完全不依賴通信網(wǎng)。1、2“四距離”配置原則“四遙”量的配置以《35~110kV無人值班變電站設(shè)計規(guī)程》為依據(jù),特別做好下面幾方面的工作,以提高遙信信號的準確性、合理性。1、2、1完善開關(guān)狀態(tài)信號的接法把從開關(guān)合位繼電器改為直接從開關(guān)輔助接點引接開關(guān)狀態(tài)遙信信號,使開關(guān)狀態(tài)信號不受繼電器狀態(tài)的影響,提高了遙信信號的準確、可靠性。1、2、2遙信誤動、擊穿在無人值班變電站中,保護動作信號較多,因信號繼電器性能不穩(wěn)定、觸點接觸不良或表面氧化,遙信誤動或抖動的機會增多。因此對一些特別重要的和容易誤動的遙信信號,采用雙位置遙信方式,有效地抑制遙信誤動和抖動;同時為了更好反映變電站各種電氣設(shè)備的實際運行狀態(tài),對全站斷路器及反映運行方式的隔離開關(guān)和主變中性點接地開關(guān)采用雙位置遙信方式,提高遙信信號準確性。1、2、3信息采集方式變壓器有載調(diào)壓是變電站的重要環(huán)節(jié),為了確保調(diào)壓的安全正確性,實時了解檔位信息,必須設(shè)置主變檔位遙信信號。檔位信息的采集可通過直接采集檔位遙信和采用檔位變送器采集遙測量兩種方法,采集檔位遙信的方法,每一抽頭將對應1個遙信量,每1臺主變將占用17個遙信量。在西門變電站將采用檔位變送器采集遙測量的方法采集檔位信息,將每臺變壓器的抽頭位置通過轉(zhuǎn)換,以0~5V的模擬量輸出,通過電壓級差來判斷檔位。每臺變壓器只占用1個遙測量,大大減少了遙信量。1、3主站接地選線及自動投放系統(tǒng)10kV部分采用“四合一”(集保護、控制、測量、通信為一體)裝置,110kV線路及主變間隔配置專用的測控單元,實現(xiàn)保護和測量嚴格分開。小電流接地選線由10kV開關(guān)柜上的智能單元、開口三角電壓監(jiān)測點和主站構(gòu)成。各智能單元實時計算當前的3U0,3I0向量,當系統(tǒng)接地導致3U0升高時,母線開口三角電壓監(jiān)測點向主站報選線接地信號,主站則在接到接地信號后調(diào)各裝置內(nèi)的3U0,3I0向量,進行比較從而實現(xiàn)接地選線功能,節(jié)省了常規(guī)的小電流接地選線裝置。備自投功能采用專用的備用電源自動投入裝置,通過該裝置實現(xiàn)10kV母線分段開關(guān)自動投入,提高供電的可靠性和連續(xù)性。雖然主變和110kV線路保護裝置具有簡單的故障錄波功能,但由于其硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計方面的原因,仍達不到專用故障錄波的指標和功能要求,故專門設(shè)置1臺專用的故障錄波裝置,直接掛在錄波專用錄波網(wǎng)上,實現(xiàn)錄波功能。電壓無功自動調(diào)節(jié)(VQC)功能采用在監(jiān)控系統(tǒng)主站增設(shè)1個主站插件,配置專用的自動電壓無功控制軟件,實現(xiàn)自動有載調(diào)壓和電容器投切功能,簡化了二次接線。2、現(xiàn)場總線技術(shù)在變電站自動化發(fā)展的初期,絕大部分采用串行口通信方式,串口通信的固有局限性產(chǎn)生了以下一系列無法克,服的問題(1)信息處理的及時性,尤其是故障情況下,保護信息量比較大,分別送到監(jiān)控系統(tǒng)并處理完畢顯示延時過長,影響了事故處理和分析;(2)由于以遠程終端(RTU)為核心,一旦RTU出現(xiàn)故障得不到及時恢復將會影響站內(nèi)設(shè)備的安,全運行,使風險過于集中;另一方面,由于RTU集中組屏,需要敷設(shè)大量二次電纜;(3)由于信息傳送速度不理想,影響到監(jiān)控系統(tǒng)的部分功能的發(fā)揮。為了從根本上克服串行通信的缺點,在西門變電站的綜合自動化系統(tǒng)中,采用了CSMA/CD協(xié)議的現(xiàn)場總線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種全數(shù)字化、高性能、兩線制、多支路的通信技術(shù)是一種開放的系統(tǒng),其通信協(xié)議公開,各不同廠家的設(shè)備之間可以進行互連并實現(xiàn)信息交換。在通信媒介上可支持雙絞線、光纜、電力線等,具有較高的抗干擾能力,其對環(huán)境的適應性較強。CSMA/CD協(xié)議是一種競爭方式,各節(jié)點在發(fā)送信息之前先偵聽總線空閑與否,再考慮信息發(fā)送;當網(wǎng)上正在傳送1幀信息時,有2個節(jié)點都在等待發(fā)信,那么在該幀信息傳輸完畢時,這2個等待的節(jié)點將以隨機的方式經(jīng)過不同時間延時之后再進行信息的發(fā)送,在這段延時期間,各接點仍在偵聽,發(fā)現(xiàn)有人發(fā)信就重新等待,從而可以有效減少沖撞機會;此外它還設(shè)置優(yōu)先級,使重要信息等待時間短,搶先發(fā)信。同時一旦發(fā)現(xiàn)傳輸線上不僅有自己發(fā)的信息,還有別的信息,就停止發(fā)送,經(jīng)過一段隨機的時間后再競爭?，F(xiàn)場總線是近幾年迅速發(fā)展起來的一種全新互連通信網(wǎng)絡(luò)。它包含兩方面內(nèi)容“現(xiàn)場”是指工作:環(huán)境中設(shè)備級之間的聯(lián)系“總線”是指通信聯(lián)系必,須遵循統(tǒng)一的技術(shù)標準,以實現(xiàn)各設(shè)備之間的互連、互操作等。在網(wǎng)絡(luò)中,各節(jié)點平等,任何一點發(fā)送的數(shù)字信息到公共通信總線上,目的點均可收到,同時也為其它所有節(jié)點接收,它不存在信息通道阻塞問題,可靠性高。2、1遠方管理接口當實現(xiàn)有人值班時,變電站以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為中心,實現(xiàn)對全站的一次設(shè)備監(jiān)視、測量、控制、管理、記錄和報警等功能,是運行人員與計算機監(jiān)控系統(tǒng)的接口。需要時,可與遠方控制中心及其它系統(tǒng)通信,達到信息共享。當實現(xiàn)無人值班時,通過便攜式PC機進站工作人員可以獲得全站信息,并進行各種控制操作。2、2監(jiān)控網(wǎng)和錄波網(wǎng)的通信工程師站將從網(wǎng)絡(luò)上接收的錄波信息存盤,進行錄波數(shù)據(jù)的波形顯示和分析計算;同監(jiān)控網(wǎng)和錄波網(wǎng)上任一元件通信。同時工程師站通過Modem接至公用電話網(wǎng),繼保工作人員還可以在任何有電話的地方同網(wǎng)上任一元件通信,也可以從就地PC機的磁盤中調(diào)取錄波記錄。3、變中性點地刀控制方式具有遙控和就地控制兩種方式。所有10kV以上電壓等級斷路器和主變中性點地刀均可實現(xiàn)遙控操作和在站內(nèi)監(jiān)控主站上鍵盤操作,考慮到極端情況下全站計算機網(wǎng)絡(luò)全面癱瘓,無法在監(jiān)控主站或調(diào)度端進行控制操作,因而在保護屏或開關(guān)柜上均設(shè)置了跳合閘操作方式選擇開關(guān)和控制按鈕,實現(xiàn)就地操作功能。4、現(xiàn)場總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等通信系統(tǒng)技術(shù)的應用和復合化趨勢變電站綜合自動化系統(tǒng)運行一直非常穩(wěn)定,保護動作反映準確可靠,經(jīng)過較長時間的運行考驗,具有良好的安全性能,為無人值班變電站的實現(xiàn)積累了經(jīng)驗。隨著無人值班變電站的不斷推廣,變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性將不