变电站自动化系统

变电站自动化系统

变电站自动化系统

【摘要】变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术实现对全变电站的主要设备和输、配、电线路的自动监视、测量功能。

【关键词】变电站、自动化、系统、综合性 变电站是介于生产电能的发电厂与消耗电能的电力用户之间的中间环节包括升压变电站（发电厂内部的升压站）、枢纽变电站和降压变电站等几种类型。

变电站的组成：变电站一般由主变压器、母线、补偿电容器、互感器、避雷器、断路器和隔离开关设备等一次电气设备和为了保证变电站中的一次电气设备以及它所连接的电力系统的安全、稳定、可靠、经济地运行对相应的一次设备进行监视、保护和控制的二次设备。

变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术实现对全变电站的主要设备和输、配、电线路的自动监视、测量功能。变电站综合自动化可以采集到比较齐全的数据和信息利用计算机变电站内的各种设备的运行和操作。变电站综合自动化技术是自动化技术、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。

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变电站自动化系统的结构形式 其结构形式可以分为集中式、分层分布式、分散与集中相结合和全分散式等四种。

变电站自动化系统的设计原则和要求 1. 运行的可靠性（包括安全性和可信赖性）； 2. 信息共享； 3. 充分体现综合性； 4. 技术的先进性；（通信） 5. 结构上的灵活性； 6. 通信的可靠性 7. 运行模式的适应性；（监控操作、手动） 8. 抗干扰能力 9. 标准化和开放性 变电站自动化系统的配置 系统的三种配置方式 （1）数据完全共享型

继电保护所需的输入信息和测量信息完全共享即取自同一个电流互感器和同一个电压互感器的信号。优点：一个单元既完成保护功能又测量功能；缺点：测量的精度得不到保证（保护TA与测量TA的差别）。

（2）数据处理型

保护和测量的数据采集分别由不同的模拟量输入通道担负各自取自保护TA和测量TA的信号。（共用CPU、CPU但一个机箱） （3）保护测量完全型 变电站综合自动化系统的基本功能：在综合自动化系统中由于综合或协调工作的需要网络技术、分布式技术、通信协议标准、数据共享等是研究综合自动化系统的关键问题。

基本功能体现在： (1) 监控子系统 监控子系统应取代常规的测量系统取代指针式仪表；改变常规的操作机构和模拟盘取代常规的告警、报警、信号、光气字牌；取代常规的远动装置等。其功能应包括以下几部分内容：数据量采集(包括模拟量、开关量和电能量的采集)；事件顺序记录SOL；故障记录、故障录波和故障测距；操作控制功能；

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安全监视功能；人机联系功能；打印功能；数据处理与记录功能；谐波分析与监视功能等。

(2) 微机保护子系统 微机保护是综合自动化系统的关键环节。微机保护包括全变电站主要设备到揄电线路的全套保护具体有：高压输电线路的主保护和后备保护；主变压器的主保护和后备保护；无功补偿电容器组的保护；母线保护；配电线路的保护；不完全接地系统的单相接地选线 。

(3) 电压、无功综合控制子系统 。在配电网中实现电压合格和无功基本就地平衡是非常重要的控制目标。在运行中能实时控制电压 / 无功的基本手段是有载调压变压器的分接头调档和无功补偿电容器组的投切。

(4) 低频减负荷及备用电源自投控制子系统 低频减负荷是一种 “ 古老 ” 的自动装置。当电力系统有功严重不足使系统频率急剧下降时为保持系统稳定而采取的一种 “ 丢车保帅 ” 手段。

(5) 通信子系统 通信功能包括站内现场级间的通信和变电站自动化系统与上级调度的通信两部分。

变电站综合自动化系统的特点： （1) 功能综合化 变电站综合自动化系统是个技术密集、多种专业技术相互交叉、相互配合的系统是在计算机硬件和软件技术、数据通信技术迅速发展的基础上发展起来的。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。微机监控子系统综合了原来的仪表屏、操作屏、模拟屏和变送器柜、远动

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装置、信号系统等功能；微机保护子系统代替了电磁式或晶体管式的保护装置；根据用户的需要还可综合故障录波、故障测距和小电流接地选线等子系统的功能。

(2) 分级分布式多 CPU的系统结构

各功能模块采用分布式结构通过网络、总线将它们联接起来构成一个分级分布式的综合自动化系统。一个综合自动化系统可以有十几个甚至几十个微处理器 (CPU) 同时并行工作实现各种功能。

(3) 测量显示数字化 长期以来变电站的测量仪器都是采用指针式仪表其准确度低、读数不方便。采用微机监控系统后常规指针式仪表全被CRT显示器上的数字显示所代替直观、明了。原来的人工抄表记录也完全由打印机打印、报表所代替。这不仅减轻了值班员的劳动还提高了测量精度和管理的科学性。

变电站综合自动化的效益：1、提高供电质量提高电压合格率。

2、提高变电站的安全、可靠运行水平。

3、提高电力系统的运行、管理水平。

4、缩小变电站占地面积。

5、减少维护工作量减少值班员劳动实现减人增效。

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变电站综合自动化系统的现状及发展 变电站综合自动化在一些新建变电站的运行中表明其技术先进、结构简单、功能齐全、安全可靠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能性降低了变电站建设的总造价。

小结： 通过以上分析可以看到变电所综合自动化系统对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用它将能大大加强电网一次、二次系统的效能和可靠性对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。随着技术的进步和硬件软件环境的改善它的优越性必将进一步体现出来。

参考文献 【1】信息化与信息安全课堂资料 张翼 【2】变电站综合化技术 路文梅

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