【正文】 19 變電站的數據模擬量、開關量和電能量 .................................................................. 20 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 III 安全監(jiān)視功能 ........................................................................................................... 21 第四章 以新建平煤八礦 35KV變電站為研究對象 ................................................................. 22 概述 ................................................................................................................................. 22 設計原則和系統(tǒng)技術參數 ............................................................................................... 22 系統(tǒng)性能指標 ........................................................................................................... 23 通信指 標 ................................................................................................................... 24 裝置技術指標 ........................................................................................................... 24 硬件平臺 ................................................................................................................... 26 系統(tǒng)實施方案 .................................................................................................................. 27 小結 ................................................................................................................................. 28 第五章 綜合自動化系統(tǒng)在實際應用中存在的問題 ................................................................. 29 第六章 總結展望 ...................................................................................................................... 31 變電站綜合自動化系統(tǒng)在實際應用中存在的共性問題 .................................................. 31 變電站綜合自動化系統(tǒng)的展望 ........................................................................................ 31 致 謝 ................................................................................................................................... 32 參考文獻 ................................................................................................................................... 33 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 1 頁 第一章 變電站綜合自動化系統(tǒng)概況 隨著國民經濟的持續(xù)發(fā)展，電力用戶對供電質量的要求愈來愈高，加強電網建設和改造成為電力系統(tǒng)新的工作重點，而依靠科技的進步，采用先進的技術和現代化的管理手段是電網建設和改造的出發(fā)點，實現電網自動化則是重要手段。變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，它的運行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經濟運行。要提高變電站運行的可靠性及經濟性，一個最基本的方法就是要 提高變電站運行管理的自動化水平，實現變電站綜合自動化。 變電站綜合自動化是指變電站二次系統(tǒng)通過利用計算機技術、現代控制技術、網絡通信技術和圖形顯示技術，實現將常規(guī)變電站的控制、測量、信號、保護、計量、安全自動裝置、遠動等功能整合于一體的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這項技術涉及多個技術領域，是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。 依據大電網會議 工作組的分析，變電站自動化系統(tǒng)較為嚴格的定義為心 ： （ 1） 遠動功能（四遙功能） ； （ 2） 自動控制功能（如有載調壓變壓器分接頭和并聯(lián)補償電容 器的綜合控制（ voc）。電力系統(tǒng)低頻減載、靜止無功補償器控制、配網系統(tǒng)故障分段隔離／非故障段恢復供電與網絡重組等） ； (3) 測量表計功能（如三相智能式電子電費計量表等） ； (4) 繼電保護功能 ； (5) 與繼電保護有關的功能（如故障錄波、故障測距、小電流接地選線等）： (6) 接口功能（如與微機五防、繼電保護、電能計量、全球定位系統(tǒng)（ GPS）等 IED 的接口） ； (7) 系統(tǒng)功能（與主站通信，當地 SCADA 等）。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 2 頁 所有能實現這些功能的設備，目前統(tǒng)稱為智能式電子儀表（ IED）。變電站自動化的目的，就是實現 這些 IED的信息共享，由此可減少變電站使用的電纜數量和造價，提高變電站的運行和安全可靠性，并減少維護工作量和提高維護水平。 隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的廣泛應用，變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術水平也在不斷提高。變電站自動化技術和變電站自動化系統(tǒng)的內涵還在不斷的豐富之中。 國內外變電站綜合自動化的發(fā)展及應用狀況 國際上對于變電站綜合自動化的研究，已經進行了多年，并取得了令人矚目的進展。早在七十年代末，日本就研制出了世界上第一套綜合數字式保護和控制系統(tǒng) SDCSI。此后，美國、英 國、法國、德國等一些發(fā)達國家也相繼在此領域內取得不同程度的進展。在八十年代初，美國一家電力公司研制了 IMPAC 模塊化保護和控制系統(tǒng)。 PRI 聯(lián)合研制出了SPC 美國西屋公司和 ES 變電站保護和控制綜合自動化系統(tǒng)。到 1984 年，瑞士的 BBC 公司首次推出了他們的變電站綜合自動化系統(tǒng)。 1985 年，德國的西門子公司又推出了他們研制的第一套變電站綜合自動化系統(tǒng) LSA678。變電站綜合自動化目前在國外已得到了較普遍的應用。例如美國、德國、法國、意大利等國家，在他們所屬的某些電力公司里，大多數的變電站都實現了綜合自動化及無人值 班方式。 我國的變電站自動化技術起步于 50年代。 1954年，我國從前蘇聯(lián)引進了 RTU技術，東北安裝了 16 套遙測／遙信裝置。此后，國內開始了系列遠動產品的研制工作。到七十年代初，便先后研制出了電氣集中控制裝置和集保護、控制及信號為一體的 ” 四合一 ” 裝置。在八十年代中期，國內許多高等院校及科研單位也在這方面做了大量的工作，推出一些不同類型、功能各異的自動化系統(tǒng)，為國內的變電站自動化技術的發(fā)展起到了卓有成效的推動作用。我國經歷了以下幾個發(fā)展階段： (1) 傳統(tǒng)的變電站運行方式 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 3 頁 20 世紀 80 年代早期，傳統(tǒng)的變電站自動 化系統(tǒng)是由許多安裝在控制室內的單項自動化裝置組成，主要包括各種繼電保護裝置、自動重合閘、故障錄波裝置、變送器和遠動裝置、模擬盤和各類儀表，還需大量電纜將現場分合閘線圈以及位置信號觸點一一對應地聯(lián)到上述各種自動化裝置。除保護動作信號、電能表脈沖信號送至遠動裝置外，各種保護、自動裝置和儀表基本獨立工作，微機保護和遠動裝置之間無計算機通信。保護定值的整定、故障錄波和故障數據的收集，基本由現場人工進行。需要一個大控制室來放置各種自動裝置和儀表，占地面積大，需要大量電纜管線，施工、安裝和調試工作量大，遠動裝置的本地功 能和測量儀表功能重復，各種自動裝置和儀表種類、數量較多，工耗、備品備件及運行維護量大。變電站二次設備均按傳統(tǒng)方式布置：控制屏實現站內監(jiān)控，保護屏實現電力設備保護，遠動設備實現實時數據采集。它們各司其職、互不相聯(lián)。 (2)遠動 RTU 方式 20 世紀 80 年代中、后期，隨著微處理器和通信技術的發(fā)展，利用微型機構成的遠動裝置［簡稱 RTU］的功能和性能有很大提高。該方式在原常規(guī)有人值班變電站的基礎上在 RTU中增加了遙控、遙調功能，站內仍保留傳統(tǒng)的控制屏、指示儀表、光字牌等設備。所有信號由 RTU集中采集，遙控、遙調指令通 過 RTU裝置硬接點輸出，由控制電纜引入控制回路，與數字保護不能交換信息，保護動作信號仍需通過繼電器接點采集。采用這種方式使二次設備增加，二次回路更復雜。 (3) 綜合自動化方式 1）集中式自動化系統(tǒng) 20 世紀 90 年代數字保護技術（即是微機保護）的廣泛應用，使變電站自動化取得實質性的進展。 20 世紀 90 年代初研制出的變電站自動化系統(tǒng)是在變電站控制室內設置計算機系統(tǒng)作為變電站自動化的心臟，另設置一數據采集和控制部件用以采集數據和發(fā)出控制命令。微機保護柜除保護部件外，每個柜有一個管理單元，其串行口和變電站自動化系統(tǒng) 的數據采集和控制部件相連，傳送保護裝置的各種信息和參數，整定和顯示保護定值，投／停保護裝置。此類集中式變電站自動化系統(tǒng)結構緊湊、體積小、造價低，尤其適合 35KV 或規(guī)模較小的變電站。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 4 頁 2）分散式自動化系統(tǒng) 由于集中式結構存在軟件復雜，系統(tǒng)調試麻煩、精度低，維護工作量大，易受干擾，擴容靈活性差等不足；隨著計算機技術、網絡技術及通信技術的飛躍發(fā)展，同時結合變電站的實際情況，各類分散式變電站自動化系統(tǒng)紛紛研制成功和投入運行。分散式系統(tǒng)的特點是各現場輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關柜或高壓一次設備附近，現場單元部 件可以是保護和監(jiān)控功能的二合一裝置，用以處理各開關單元的繼電保護和監(jiān)控功能，也可以是現場的微機保護和監(jiān)控部件分別保持其獨立單元部件進行通信聯(lián)系。通信方式大多數通過rs232／ rs485 通信接口相連。但近年來推出的分散式變電站自動化系統(tǒng)更多地采用了網絡技術，如現場總線及以太網等。至于變電站自動化的功能，如遙測、遙信、采集及處理，遙控命令執(zhí)行和繼電保護功能等均由現場單元部件獨立完成，并將這些信息通過網絡送至后臺主計算機，而變電站自動化的綜合功能均由后臺主計算機系統(tǒng)承擔。分散式面向對象的變電站綜合自動化系統(tǒng)由于大 大縮小了主控室的面積，可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，降低總投資，目前已成為發(fā)展趨勢。 縱觀我國七、八十年代的變電站自動化發(fā)展狀況，可以看到，初期的變電站自動化，只是在常規(guī)二次設備配置的基礎上增加了計算機管理功能。如 CRT 屏幕監(jiān)視、數值計算、自動巡檢打印及自動報表等。所增加的這些計算機功能并不能取代常規(guī)的操作監(jiān)視設備，因而這種自動化方式只能稱作計算機輔助管理。八十年代以后，由于微機技術的發(fā)展，使變電站自動化技術得到了進一步的提高，但是此時的自動化管理仍未涉及到繼電保護、故障錄波等功能。只是在原有基礎上增加了