文档介绍：第七章变电站综合自动化系统
第一节变电站综合自动化系统概述
因此,变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。
只有通过变电站自动化系统才能向电力系统的调度中心提供完整和可靠的信息,调度中心才能了解和掌握电力系统实时的运行状态。同时,调度中心对电力系统要下发各种远方控制命令,这些命令只有通过变电站的自动化装置才能最终完成。也可以说没有一个完整、先进、可靠的基础自动化就不可能实现一个高水平的电网调度自动化。
变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置)等经过功能的组合和优化设计。
微机保护代替常规的继电保护屏,改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能,可方便的监视和控制变电站内各种设备的运行,取代了常规的测量和监视仪表、常规控制屏、中央信号系统和远动屏。
变电站综合自动化系统具有功能自动化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。
它的应用为变电所无人值班提供了强有力的现场数据采集和监控支持。
其主要功能为:①对变电所所管辖的配电网实行监视和自动操作,如通过投切配电网中的联络开关和分段开关,切除故障或者调整功率分布。②在系统频率下降时,切除负荷,或在电压变动时自动投切电容器或者调节变压器的分接头,调节系统的电压和无功,提高供电质量。③通过对负荷的直接控制来调节负荷曲线和保持电能的供需平衡。
传统变电站自动化系统和变电站综合自动化系统的优越性体现:
1、传统的变电站大多数采用常规设备。尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远动装置等,采用了电磁式或是晶体管形式,因此结构复杂、可靠性不高,本身没有故障自检功能,因此不能满足现代电力系统高可靠性的要求。
2、调节电压。电能质量逐渐的引起人们的关注,但是传统的变电站,大多数都不具备调节电压的手段,至于谐波污染造成的危害,还没有引起足够重视,更没有采取足够的措施,且缺乏科学的电能质量考核办法,不能满足目前发展的电力市场需求。
3、占地面积。传统的变电站和和二次设备大多采用电磁式和晶体管式,体积大、笨重,因此主控制室、继电保护室占地面积大,增大了征地投资。实现变电站综合自动化就会减少占地面积,对国家目前和长远利益是很有意义的。
4、“四遥”信息。传统的变电站不能满足向调度中心及时提供运行参数的要求,于是就不能适应电力系统快速计算和实时控制的要求。综合自动化系统能够和上级的调度中心实现信息共享,可以将现场的“四遥”信息及时准确地传递到调度中心。因此,可以提高电力系统的运行和管理水平。
第二节变电站综合自动化系统的基本功能
变电站综合自动化系统是多专业性的综合技术,它以微型计算机为基础,实现了电站传统的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技术改造。,分析了变电站自动化需完成的功能大概有63种,归纳起来可以分为以下几个功能组:①控制、监视功能;②自动控制功能;③测量表计功能;④继电保护功能;⑥与继电保护有关功能;⑥接口功能;⑦系统功能。
结合这五个不同的功能组,我们将系统自动化的基本功能体现在下面的五个子系统中。
一、监控子功能
变电站的监控子功能可以分为以下两个部分。
上位机的监视和控制功能以及下位机的监视和控制功能。下位机的监控功能主要包括电能量、母线电压和电流U、I和开关量的采集、故障录波等功能。上位机主要包含有人机界面和人机对话的功能,通信联络功能。
(一)数据采集
变电站的数据包括:模拟量、开关量和电能量
(1)模拟量的采集。变电站需采集的模拟量有:各段母线的电压、线路电压、电流有功功率、无功功率,主变压器电流、有功功率和无功功率,电容器的电流、无功功率,馈线电流、电压、功率以及频率、相位、功率因数等。此外,模拟量还有主变压器的油温,直流电源电压、站用变压器电压等。
(2)开关量的采集。变电站的开关量有:断路器的状态、隔离开关状态、有载调压变压器分接头的位置、同期检测状态。继电保护动作信号、运行告警信号等这些信号都以开关量的形式,通过光电隔离电路输入到计算机。对于断路器的状态,我们通常采用中断输入方式和快速扫描方式,以保证对断路器变位的采样分辨率能在5ms之内。对于给定开关状态和分接头位置等开关信号,可以用定期查询的方式读取。
(3)电能计量。电能计量即指对电能量(包括有功电能和无功电能)的采集。对电能的采集可以采用不同的方式。一种就是根据数据采集系统采集的各种不同的数据通过软件的方法进行不同的计算,得出有功电能和无功电能。这种方法不需要进行硬件的投资,但是作为实际的电能计费的方式,还