湖北省崇陽(yáng)縣青山水電公司437500 郭華

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

湖北省崇陽(yáng)縣青山水電公司437500 郭華

變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)至關(guān)重要,它關(guān)系到電網(wǎng)調(diào)度中的自動(dòng)化,也事關(guān)變電站一、二次設(shè)備的技術(shù)效能。文章具體分析變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中的一些關(guān)鍵技術(shù)。

變電站自動(dòng)化技術(shù)

近些年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,對(duì)電力的需求日益增加。為了滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,電力系統(tǒng)也面臨著快速發(fā)展的壓力。國(guó)家開(kāi)始建設(shè)智能電網(wǎng)以保證電力供應(yīng),而變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)在這過(guò)程中至關(guān)重要。

一、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的不同類(lèi)型及其特點(diǎn)和效益

(1)什么是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種全新概念的智能化成套裝置,它是調(diào)度自動(dòng)化的站端設(shè)備RTU與變電站的微機(jī)保護(hù)裝置發(fā)展到一定程度以后相互結(jié)合的產(chǎn)物,是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它從變電站整體出發(fā),將斷路器、變壓器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備的保護(hù)、監(jiān)控、測(cè)量、信號(hào)、遠(yuǎn)動(dòng)、通信、直流和五防功能集于一體,以實(shí)現(xiàn)資源共享,避免功能重復(fù),達(dá)到變電站更加可靠運(yùn)行和方便管理的自動(dòng)化模塊裝置,并按照預(yù)定的程序和要求對(duì)變電站進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控、測(cè)量、協(xié)調(diào)的一種綜合自動(dòng)化系統(tǒng),它是自動(dòng)化技術(shù)在變電站應(yīng)用的一種方法。

(2)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分類(lèi)及其特點(diǎn)。目前從國(guó)內(nèi)、外變電站綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言,大致存在以下幾種結(jié)構(gòu):第一,分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備,將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu),較多地使用于中、低壓變電站。第二,集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I/O接口,集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息,集中進(jìn)行計(jì)算和處理,分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能,后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。第三,分層分布式結(jié)構(gòu)。按變電站的控制層次和對(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)——變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)和就地單元控制級(jí)——間隔層(間隔單元)的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層,即變電站層、通信層和間隔層。

二、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外均是向全分散式系統(tǒng)發(fā)展,并與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信新技術(shù)緊密相連,變電站自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)在以下方面。

(1)面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。目前的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中,面向?qū)ο蠹夹g(shù)已成為一個(gè)十分流行的趨勢(shì),即不單純考慮某一個(gè)量,而是為某一設(shè)備配備完備的保護(hù)和監(jiān)控功能裝置,以完成特定的功能,從而保證系統(tǒng)的分布式開(kāi)放性。從技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)看,將來(lái)的測(cè)控設(shè)備還將和一次設(shè)備完全融合,實(shí)現(xiàn)所謂的智能一次設(shè)備,每個(gè)對(duì)象均會(huì)有保護(hù)、監(jiān)控、計(jì)費(fèi)、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫(kù),面向自動(dòng)化的僅是一對(duì)通信雙絞線,該雙絞線以網(wǎng)絡(luò)方式與計(jì)算機(jī)相連。原先的自動(dòng)化系統(tǒng)基本只能集中配屏,由于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想的深入以及一次設(shè)備的整體化設(shè)計(jì),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將由集中式向部分分散式或全分散式發(fā)展,變電站內(nèi)不再有規(guī)模龐大的測(cè)控屏以及大量連接信號(hào)源和測(cè)控屏之間的銅芯電纜,全部測(cè)控裝置下放在就地,實(shí)現(xiàn)所有功能,而在控制室,取而代之的是一個(gè)計(jì)算機(jī)顯示器甚至僅為一臺(tái)臨時(shí)監(jiān)視、操作使用的便攜機(jī)。完全分散式的實(shí)現(xiàn)依托于如今飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),特別是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。這一技術(shù)的使用已使得自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的多,性能上也大大優(yōu)于以往的系統(tǒng)。

(2)通信技術(shù)。典型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可分為三個(gè)層次。第一層為分布式的綜合設(shè)備,它們把模擬量、開(kāi)關(guān)量數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能,上送測(cè)量和保護(hù)信息,按收控制命令和定值參數(shù),是系統(tǒng)與一次設(shè)備的接口:第二層次為站內(nèi)通信網(wǎng),它的任務(wù)是搜集各綜合設(shè)備的上傳信息,下達(dá)控制命令及定值參數(shù)等,是信息流動(dòng)的動(dòng)脈:第二層次是變電站層的監(jiān)控及通信系統(tǒng),它的任務(wù)是下與站內(nèi)通信網(wǎng)相連,使全站數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù),并根據(jù)需要向上送往調(diào)度中心及控制中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方通信功能,同時(shí),通過(guò)人機(jī)界面、數(shù)據(jù)處理能力,實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)控功能,是系統(tǒng)與運(yùn)行人員的接口。其中通信層在這里起著舉足輕重的作用更使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生了根本的變化,這些變化集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先是引入現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)不僅具有高速傳輸特征,并且具備“多路偵聽(tīng),自動(dòng)上送”的功能,解決了多CPU系統(tǒng)的信息傳輸及突發(fā)事件的優(yōu)先傳輸問(wèn)題。變電站自動(dòng)化己大規(guī)模推廣并已有大量變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。作為“樞紐工程”的通信系統(tǒng),必須采用雙網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。在通信媒介方面,光纖是較為理想的通信媒介,但由于價(jià)格及施工方便等方面的因素。雙絞線仍將被普遍采用。

(3)測(cè)控技術(shù)。早期的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)僅是實(shí)現(xiàn)基本“四遙”,功能對(duì)基本的變電管理,而將來(lái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將賦予一些新的功能。如今的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)控技術(shù)已基本成熟,并且已使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將變電站之內(nèi)的許多智能裝置進(jìn)行互聯(lián)及實(shí)現(xiàn)信息共享。但系統(tǒng)之內(nèi)的許多資源遠(yuǎn)沒(méi)有充分利用(如:用于測(cè)控的CPU速率都很高,還遠(yuǎn)未發(fā)揮其作用:共享的資源十分豐富,卻僅作一些統(tǒng)計(jì)之用)。因此,充分利用資源將是今后努力的方向,如在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)功控制、小電流接地判別、防誤操作、事故應(yīng)急處理方案、多臺(tái)主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案優(yōu)化、線路同期、設(shè)備壽命管理、錄波等功能。另外,隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化的開(kāi)展,變電站自動(dòng)化亦將輔以一些配電自動(dòng)化的功能要求。

電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體,綜合利用整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息,對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平,降低運(yùn)行維護(hù)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,向用戶提供高質(zhì)量的電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。

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