关键词:变电站;综合自动化技术;应用
变电站的综合自动化技术的应用使得我国的电力系统在提高用电实时调控,应对潮流用电高峰与电网的经济高效运行方面已经发挥了不可替代的作用,由于变电站存在着一定的危险性,因此,综合自动化技术的无人值守功能也在确保变电站值班人员人身安全方面发挥了重要的作用。
1.概述
我国目前电力系统的变电站已经绝大多数应用了综合自动化技术,综合自动化技术是一种基于自动化技术的基础之上,以计算机技术为支撑,以信息号控制、分析、处理技术为手段,以通信技术与现代电力电子技术为平台的一种电力系统的高度集成的自动化技术。电力系统的综合自动化技术涵盖了我国目前变电站内的几乎所有可控设备,包括各种测量仪器仪表、信号检测控制装置、继电保护系统、自动操控装置以及远动系统等,并且对这些装置与系统进行了完善的功能组合与高集成度的优化设计,使得变电站的输配电过程可以实现全程的自动监视、测量、控制、保护、调度、通信。而这些环节的自动化的实现,对于我国电力事业以及国家电网的安全、稳定运行是具有着非凡的意义的。在所有的变电站的综合自动化系统之中,计算机是一切自动化的核心,计算机可以完全满足电力系统对于二次系统的发展所提出的更高的速度与更高的准确性的要求,而且计算机系统在应对大机组、超高压、大电网的变电站也能够保持其快速实时的反应速度与较高的精准性。最为重要的就是计算机的极速运算是任何其他设备所无法取代的。这些都为变电站的自动化、最优化、经济化运行提供提供了必要的保障。自从我国自20世纪90年代逐步采用综合自动化系统以来,由于数字电路的较小的体积以及较高的反应速度与极快的运算能力,使得综合自动化系统自其应用一开始就显示出了其无与伦比的优越性。而且,更为重要的是综合自动化系统可以在现有的综合自动化基础之上按照变电站的实际情况与新的需求发展研究新的算法与应用,这就等于扩充了系统的新的功能,当然,其目的只有一个,那就是保证国家电网的高效、稳定、经济运行。在综合自动化系统中计算机的自动化测控、自动化保护以及计算机的远动操控是综合自动化系统中的自动化的根基,在这个根基基础之上的模拟量的采集、脉冲量的采集、开关状态的采集以及其他信号的采集与数字化转换就显得顺理成章、水到渠成了。
2.综合自动化技术在电变站的应用
2.1综合自动化技术的设计原则及其特点
由于综合自动化技术的应用主要在变电站,因此,首先必须对变电站做一简单的概述。做为一个最小功能的变电站至少应有一回进线,一回进线即可满足变电的基本需要,但是在实际的运作过程中一则为了保证变电站的可靠性,二则为了保证用电负荷的充裕性,因此,我国的标准的变电站目前绝大多数会采用两回进线的配置,当然了,较大的变电站还有可能采用更多回的进线。本文即以标准的两回进线的变电站做为研究对象。进线:11kV进线回数:两回双绕组有载调压变压器(110kV/10kV):两台GIS成套组合电气(110kV母线采用单母分段):一套10KV母线单母分段带全厂负荷:三段出线:36回挂入系统:10kVⅡ段发电机所有的变电站的综合自动化系统的设计目标首先都必须把可靠性放在第一位来考量,本案中研究所使用的综合自动化系统也不例外,在可靠性得以保证的前提之下,各集散控制系统部分采用的是三分式的系统控制架构,即分层、分散、分布式的架构,以确保整个变电站的监视、测量、控制、保护、通信、远程系统模块之间能够在最优化的条件下最快速地响应自动化系统的自动调控。
2.2系统结构
变电站自动化系统分为站级控制层和间隔级控制层,网络按双网配置。间隔级控制层设备配置双以太网接口。将采集和处理后的数据信号,经双绞线传输到站级控制层,各间隔级单元相互独立,不相互影响。站级网络采用基于TCP/IP协议的自适应10/100M双以太网结构(A、B网)。
3微机监控系统的功能介绍
3.1实时数据采集及处理功能
遥测:变电站运行的各种实时数据,如母线电压、线路电流、主变温度、功率、频率等;遥信:开关、刀闸位置、分接头位置、各种设备状态、瓦斯、气压信号等。通过间隔层I/O单元进行实时数据的采集和处理。
3.2限值监视和报警处理功能
多种限值、多种报警级别、多种告警方式(声响、语音)、告警闭锁和解除,遥信变位次数统计、变位告警。
3.3事件顺序记录和事故追忆功能
开关和保护信号的动作顺序以ms级进行记录。SOE分辨率为2ms。能够在CRT上显示动作顺序,顺序事件进行存档,存档保存时间可由用户确定。
3.4控制功能
能通过主控室操作员站的键盘、鼠标输入操作命令,对变电站的控制对象进行操作。包括开关及刀闸的分合、变压器分接头调节、PT并列信号复归等。
3.5管理功能
工程师可以进行修改、检索、显示、打印设备工况报告;对各种运行记录及设备的资料进行档案管理。
3.6在线统计计算功能
具有统计计算和报表统计功能、用户自定义报表工具。根据采样的CT、PT实时数据能够计算:进行线路、主变压器统计。
3.7画面显示和打印功能
在CRT上显示主接线图、直流系统图、站用电系统图、监控系统运行工况图、系统网络结构图、开关量状态表、各种实时测量值表、历史事件及某些重要数据表、主要设备参数表、继电保护定值表、有功、无功、电流、电压、频率、主变分接头、电压棒图。
3.8系统的自诊断和自恢复功能
微机监控系统能够在线诊断系统的软件、硬件运行情况,一旦发现异常能够发出报警信号。在微机监控系统诊断到软件运行出格时,能自动发出报警信号,并能自动恢复正常运行。
3.9维护功能
工程师通过工作站对该系统进行诊断、管理、维护、扩充等工作,能够用交互方式在线对数据库中的各个数据项进行修改和增删。
3.10GPS同步对时功能
在变电站内采用一套标准同步钟本体,在主控室集中组屏,天线安装在主控室屋顶。
与GPS的对时接口,GPS的对时精度为1ms,其与系统内各装置的对时采用硬对时。
4.存在问题
变电站自动化系统使用中显出其优越性的同时,也有以下几个缺点:其一,微机保护装置插件容易损坏,比较典型的是通讯监控主插件通讯模块坏导致通讯连接不上,或装置与网关之间经常出现通讯中断。其二,该系统所配置报表曲线系统的采集周期过短,最低5分钟/次,在查阅历史数据时不能给运行人员提供准确可靠的数据[6]。
5.结论
本文论述了变电站综合自动化系统的概况,接着论述了变电站自动化系统的应用、系统功能介绍、技术参数情况,对存在的问题进行了探讨。变电站综合自动化是一个系统工程,要实现其全部功能,还有许多技术问题需要攻关解决,作者相信在不太远的将来变电站综合自动化系统,将会更加完善地展现在电力系统中。
参考文献
[1]凯翔.变电站综合自动化系统改造的实践应用分析[J].机械管理开发,2016,(10):18-19.
[2]刘晓菲.论变电站综合自动化系统的改造与应用[J].民营科技,2014,(03):15-17.