浅谈变电站自动化系统的新发展

来源 :电气世界 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxbear0
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘 要】 在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,采用了智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备,变电站自动化技术即将进入数字化新阶段。文章论述了数字化变电站自动化系统的特征、结构及功能划分等。
  【关键词】 变电站 自动化 数字化 智能化
  
  变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可靠性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。
  
  1 数字化变电站自动化系统的特点
  
  1.1 智能化的一次设备
  一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
  
  1.2 网络化的二次设备
  变电站内常规的二次设备,如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口,通过网络真正实现数据共享、资源共享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
  
  1.3 自动化的运行管理系统
  变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告,即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
  
  2 数字化变电站自动化系统的结构
  
  在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现,变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中,保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/0单元,如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之,智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/0部分,而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化,完整地安装在开关柜上,实现了变电站机电一体化设计。
  数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次,根据IEC6l85A通信协议草案定义,这三个层次分别称为“过程层”、 “间隔层”、“站控层”。
  
  2.1 过程层
  过程层是一次设备与二次设备的结合面,或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。
  过程层的主要功能分3类:
  (1) 电力运行的实时电气量检测
  与传统的功能一样,主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测,其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代;采集传统模拟量被直接采集数字量所取代,这样做的优点是抗干扰性能强,绝缘和抗饱和特性好,开关装置实现了小型化、紧凑化。
  (2) 运行设备的状态参数在线检测与统计
  变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
  (3) 操作控制的执行与驱动
  操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制,电容、电抗器投切控制,断路器、刀闸合分控制,直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的,即按上层控制指令而动作,比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令、对断路器的遥控开合命令等。在执行控制命令时具有智能性,能判别命令的真伪及其合理性,还能对即将进行的动作精度进行控制,能使断路器定相合闸,选相分闸,在选定的相角下实现断路器的关合和开断,要求操作时间限制在规定的参数内。又例如对真空开关的同步操作要求能做到开关触头在零电压时关合,在零电流时分断等。
  
  2.2 间隔层
  间隔层设备的主要功能是:(1)汇总本间隔过程层实时数据信息;(2)实施对一次设备保护控制功能;(3)实施本间隔操作闭锁功能;(4)实施操作同期及其他控制功能;(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;(6)承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时,上下网络接口具备双口全双工方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
  
  2.3 站控层
  站控层的主要任务是:(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;(5)具有(或备有)站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警,甚至图像,声音等多媒体功能;(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能;(7)具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
  
  3 数字化变电站自动化系统中的网络选型
  
  网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉,它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的,使得同步采样、A/D转换,运算、输出控制命令整个流程快速、简捷,而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的,如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题,其最基本的条件是网络的适应性,关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
  如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。目前以太网(ethernet)异军
其他文献
很久没有介绍过网页游戏了,但这款游戏有些特殊,最初这款游戏还没有出来的时候很多玩家都认为这是一款客户端游戏,包括我,事实上游戏制作方的技术也已经达到制作客户端游戏的水平。迪斯尼不仅制作了这款容量小的网页游戏,还制作了现实版的汽车在迪斯尼内展示,或许对于迪斯尼来说,游戏并不重要,重要的是游戏形象带来的衍生价值。  游戏的整体界面中设立了油表、速度表等常规按钮,而每一位游戏者都是一辆会说话、能思考的汽
期刊
[摘要]跌落式熔断器是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关,它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点,被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。它安装在10kV配电线路分支线上,可缩小停电范围,因其有一个明显的断开点。具备了隔离开关的功能,给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境,增加了检修人员的安全感。文中介绍了跌落式熔断器的缺陷,
期刊
主变在变电站中处于心脏地位,在电网中有极其重要的作用。因此,主变的管理应较为规范,按照《电力变压器检修导则》规定,大修周期一般在投入运行后的5年内和以后每间隔10年大修一次,其中一项很重要的检修项目就是“有载分接开关的检修”。在主变分接开关检修时,可能因分接开关损坏而需要更换,可能由于设备更新换代而找不到同型号同厂家的设备,而难以找到合适的安装位置或是其它原因而导致主变乱档现象发生。乱档后一旦处理
期刊
[摘要]根据我国县级电网现状,分析县级城市配网自动化系统的3种典型方案,具体介绍黑龙江省安达配电网自动化系统方案的确立及其工程实施。  [关键词]县级电网;配网自动化系统;方案;实施    1、引言    近年来县级电网中居民生活和工业用电量增长较快,用电结构渐趋合理,农村通电率、人均用电量等指标有较大提高。但是,与城市电网相比,县级电网仍存在着以下问题:  (1)电网结构薄弱;  (2)电能质量
期刊
[摘要]调度自动化SCADA系统采集全网各节点运行电压,电流,有功功率,无功功率,各设备运行状态等实时数据,监控中心通过调度自动化系统监视整个电网的运行状态,保证电网经济稳定运行。如何提高监视的质量,使电网的重要信息及时得以发现,是一个新的研究课题。  [关键词]电力网;调度自动化;数据监视;质量    随着计算机技术、通信技术的迅猛发展,依赖于计算机、网络通信的电网调度自动化系统的可靠性也得到了
期刊
2010年6月21日,新疆与西北电网联网核心工程750kV哈密一安西输电线路工程752基铁塔全部组立完毕,标志着新疆联网工程建设迈入新阶段。  750kV哈密一安西输电线路工程起于750kV新疆哈密变电站,止于750kV甘肃安西变电站,是连接西北电网和新疆电网的首条输电线路,全线采用750kV同塔双回线路架设,线路长度2×349,397km,铁塔752基。  工程施工条件极为恶劣,建设单位克服了重
期刊
[摘要]加快农村电网建设和改造,已成为农电企业当前的一项重要任务。文中根据遂溪农村电网的现状,针对当前电气设备技术水平和农村电网发展趋势,通过对农村10kV及以下农网改造的微观分析与计算,提出农网改造后效益评估的一般方法,从而反映了近几年来我县农网改造所带来的良好效益。  [关键词]农村电网;技术改造;效益评估    1、我县农网现状    我县农网覆盖20个乡镇,供电范围423km2,10kV配
期刊
[摘要]对电容补偿回路带负荷拉闸或跳闸导致电容器控制回路烧保险现象进行了理论分析,指出其故障根源是由于过渡过程而导致过流所致。  [关键词]电容器;接触器;线圈;过渡过程    注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
期刊
[摘要]随着电网发展,电缆供电增多,用电负荷增大,配变台数也增多。电网对地电容电流也随之增大,这势必对系统设备安全造成威胁。通过采用电网中性点经调容式补偿消弧装置接地,能较好地减少接地电容电流的危害。  [关键词]消弧线圈;自动跟踪;接地补偿    何谓小电流接地系统,系指中性点不接地或经消弧线圈接地的系统。当电网某一相发生单相接地时,由于不构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小很多,故称之为
期刊
两会过后话能源。  能源,不但是中国人大和政协委员在两会讨论的热点也是百姓关注的焦点。因为它既是内政问题也是外交问题;既是关系到国计民生的核心问题,又是涉及到国家对外的重大战略问题。  能源问题的安全性和稳定性是构成一个国家整体战略安全,竞争发展的主要因素,因而更加凸显它的重要性。能源是国民经济发展的命脉,也是百姓生产生活的血液。在经济全球化的推动下,能源市场也实现了全球化,进而出现世界范围内能源
期刊