【正文】 構(gòu)上相對獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù) 。 通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。 現(xiàn)場總線： WorldFip、 CanBus、 LonWork 等 。 八礦降壓站 用到的綜合自動化系統(tǒng) 的 站控層網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。該種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡 單 、數(shù)據(jù)傳送速度較快。有的用于傳輸中的控制，有的是通信雙方的地址，有的是通信要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，還有些是為檢測差錯而附加上的監(jiān)督碼元。 智能設(shè)備互連規(guī)約： MODBUS 規(guī)約、保護(hù)規(guī)約、遠(yuǎn)動規(guī)約、企業(yè)自定義規(guī)約 變電站內(nèi)的信息 采集 傳輸內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集是變電站自動化系統(tǒng)得以執(zhí)行其他功能的基礎(chǔ)。如斷路器的分合，隔離手車的位置、地刀的分合位置等。 模擬量采集有交流和直流采樣兩種形式。下面介紹兩種測量的方法。 概述 RCS9000 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于綜合自動化變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)視、管理和控制或用于集控中心對無人值班變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。 系統(tǒng)性能指標(biāo) 1）模擬量測量綜合誤差：≤ ％ 2）電網(wǎng)頻率測量誤差：≤ 3）站內(nèi)事件順序記錄分辨率（ SOE）：≤ 2ms 4）遙測信息響應(yīng)時(shí)間（從 I／ O 輸入端至遠(yuǎn)動通信裝置出口）≤ 3S 5）遙信變化響應(yīng)時(shí)間（從 I／ O 輸入端至遠(yuǎn)動通信裝置出口）≤ 2S 6）控制命令從生成到輸出的時(shí)間：≤ 1S 7）畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新模擬量周期：≤ 3S 8）畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 更新開關(guān)量周期：≤ 2S 9）控制操作正確率：＝ 100％ 10）遙控動作成功率：≥ ％ 11）事故時(shí)遙信年正確動作率：≥ ％ 12）系統(tǒng)可用率：≥ ％ 13）系統(tǒng)平均故障間隔時(shí)間（ MTBF）：≥ 20200H,BF≥ 50000H） （其中 I／ O 單元模件 MT 14）間隔級測控單元平均無故障間隔時(shí)間：≥ 40000H 15）各工作站的 CPU 平均負(fù)荷率： 0H≤ 30％ 正常時(shí)（任意 3H 內(nèi)）：電力系統(tǒng)故障（ 10s 內(nèi)）：≤ 50％ 第 24 頁 16）監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平均負(fù)荷率： 正常時(shí)（任意 30min 內(nèi)）：≤ 30％ 0≤ 50％ 電力系統(tǒng)故障（ 1s 內(nèi)）： 17）模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率： 16 位 18）ＧＰＳ對時(shí)精度：≤ 1ms 19）非電氣量變送器輸出： 420mA 或 05V，可調(diào) 20）歷史曲線采樣間隔：≥ 1 年 21）歷史曲線日報(bào)、月報(bào)儲存時(shí)間： 22）事故追憶：事故前后共追憶 1200 點(diǎn) 23）系統(tǒng)支持靈活的組網(wǎng)，支持多通信機(jī)模式，輸入輸出的容量僅受硬件資源的限制，測點(diǎn)數(shù)不限。 5％ 頻率定值誤差：≤177。 10KV出線保護(hù)測控單元、電容保護(hù)測控單元分散安裝在開關(guān)柜 ）通信層硬件平臺： 32位 。 本章通過分析變電站綜合自動化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的共性問題，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。但是光學(xué)電流傳感器是～門融纖維光學(xué)、微電子學(xué)、電氣工程、精密 第 30 頁 機(jī)械和計(jì)算機(jī)等學(xué)科于一體的高新技術(shù)，這就注定它是一項(xiàng)技術(shù)難度大、協(xié)作配套廣的知識密集型產(chǎn)業(yè)。如果綜合自動化系統(tǒng)能夠做到將完善的故障錄波及接地選線功能與保護(hù)測控裝置功能合一，則不需要再購置專門的故障錄波和接地選線裝置，同時(shí)省去了這部分的二次電纜。 3）從微機(jī)保護(hù)算法、軟硬件構(gòu)成及功能實(shí)現(xiàn)方面對微機(jī)保護(hù)測控單元進(jìn)行了詳細(xì)研究。 第 33 頁 致 謝 本文是在導(dǎo)師、河南省平頂山市工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 XXX 教授的悉心指導(dǎo)下，結(jié)合自己的工作實(shí)踐完成的。變電站的綜自設(shè)計(jì)還缺乏相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，變電站自動化應(yīng)用受生產(chǎn)廠家影響巨大。 第 32 頁 總結(jié) 展望 變電站綜合自動化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的共性問題 1）研究了變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能要求，從控制系統(tǒng)、保護(hù)系 統(tǒng)以及運(yùn)行支持系統(tǒng)方面提出具體要求。同樣，目前多數(shù)變電站綜合自動化系統(tǒng)沒有完善的接地選線功能，同樣不能取消專用的接地選線裝置。 2）電磁式電流互感器 目前繼電保護(hù)用的電磁式電流互感器在故障發(fā)生時(shí)，由 于很大的直流分量，造成互感器飽和，以致傳送到保護(hù)單元時(shí)信號嚴(yán)重失真，所以要更精確的分析故障信號就需要在故障時(shí)線性度更好的電流傳感器。 小結(jié) 平煤八礦 35kv 變電站目前已經(jīng)投運(yùn)，經(jīng)過實(shí)踐表明，系統(tǒng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并在快速性、安全性、可靠性三方面取得了良好效果。 角度上邊界誤差：≤ 5。 2V 交流電壓回路： UN＝ ，每相不大于 交流電流回路： IN＝ 5A，每相不大于 1VA 交流電流回路： IN＝ 1A，每相不大于 ＝ ，每相不大于 直流電源回路：正常工作時(shí)，不大于 15W 保護(hù)動作時(shí)，不大于 25W 保護(hù)回路過載能力： 交流電壓回路： 倍額定電壓，連續(xù)工作交流電流回路： 2 倍額定電流，連續(xù)工作 10S0 倍額定電源，允許 140 倍額定電流，允許 1S 直流電源回路： 80~115％額定電壓，連 續(xù)工作裝置經(jīng)受上述的過載電流／電壓后，絕緣性能不下降。 3）簡化變電站自 動化設(shè)備及有關(guān)二次設(shè)備的硬件配置，避免重復(fù)，實(shí)現(xiàn)資源共享。 第 22 頁 第四章 以新建平煤八礦 35KV 變電站為研究對象 以南瑞 RCS9000 系統(tǒng)為例，簡介監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。 (3)電能量的采集。變電站需采集的模擬量有：各段母線電壓、線路電壓、電流、有功功率、無功功率，主變壓器電流、有功功率和無功功率，電容器的電流、無功功率、饋出線的電流、電壓、功率以及頻率、相位、功率因數(shù)等。 (2)開關(guān)量：指控制繼電器的接通或者斷開所對應(yīng)的值，即“１”和“０”。 ： 103 規(guī)約、 61850 規(guī)約、 LFP 規(guī)約。數(shù)據(jù)通信中，計(jì)算機(jī)間傳輸?shù)氖且唤M二進(jìn)制 “0” 、 “1” 代碼串。根據(jù)其設(shè)備不 同 ，采用的網(wǎng)絡(luò)方式也不盡相同。在該系統(tǒng)中，各計(jì)算機(jī) 既能獨(dú)立工作，又能交換數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成有：通訊介質(zhì)、通訊接口、通訊控制器、通訊規(guī)約 等， 如圖31 所示 。通過監(jiān)視和管理，隨時(shí)了解各設(shè)備、單元通信狀態(tài)以及通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，對異常情況及時(shí)報(bào)警，甚至采取必要措施，如通道切換，以維持系統(tǒng)正常的通信。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的ＩＥＤ設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 的，如專門的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮?；②利用了現(xiàn)場總線的技術(shù)優(yōu)勢， 第 14 頁 省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或１臺 IED 設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 第 13 頁 圖 21 集中式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。這樣，原來控制、保護(hù)等功能將不再需要專用的硬件裝置和專用的輸入、輸出通道，而是由合理的軟件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。 110ｋＶ樞紐以上站要求系統(tǒng)具有 GPS 對時(shí)功能，能夠?qū)ψ冸娬緦釉O(shè)備和間隔層ＩＥ１）設(shè)備（包括全電子電能表等）實(shí)現(xiàn) GPS 對時(shí)， 并具有時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳 輸校正措施。 輸入或修改數(shù)據(jù)，包括遠(yuǎn)方操作的密碼、操作人員的代碼及密碼、保護(hù)定值 第 11 頁 的設(shè)置和修改、報(bào)警值設(shè)置和修改、遠(yuǎn)方／當(dāng)?shù)夭僮鞯脑O(shè)置、控制閉鎖與允許等。 （ 7）數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)記錄 系統(tǒng)將采集來的狀態(tài)量、數(shù)字量和脈沖量按規(guī)定的要求進(jìn)行處理，送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機(jī)和上級調(diào)度中心。只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)進(jìn)行操作控制。此功能應(yīng)具有遠(yuǎn)方、當(dāng)?shù)亻]鎖，操作權(quán)限閉鎖措施。目前各種電量參數(shù)在綜合自動化系統(tǒng)中均采用交流采樣，直接采集由電流互感器與電壓互感器提供的交流參數(shù)，常規(guī)變送器加Ａ／Ｄ變換方式只用于對非電量參數(shù)如變壓器油溫、主控室溫的采集。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)異?；蚴ヂ?lián)系時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)能夠獨(dú)立地完成它的使命，做電力系統(tǒng)的守護(hù)神。①控制系統(tǒng)：運(yùn)行人員監(jiān)視與控制、自動控制、電力系統(tǒng)緊急控制與當(dāng)?shù)睾髠淇刂?、故障錄波與事件記錄、測量與計(jì)量、自動數(shù)據(jù)分析；②保護(hù)系統(tǒng)：變壓器保護(hù)、線路保護(hù)及自動重合閘、母線保護(hù)、電容器保護(hù)；③運(yùn)行支持系統(tǒng)：設(shè)備維修支持、設(shè)備非正常狀態(tài)的恢復(fù)支持、電力系統(tǒng)故障恢復(fù)支持、自動故障恢復(fù)?？偟陌l(fā)展趨勢可從以下幾個不同角度來描述： 本文研究的主要內(nèi)容 本論文將在總結(jié)本人從事變電站設(shè)計(jì)工作五年來的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題完成如下工作： 1． 首先介紹變電站綜合自動化的定義，對變電站綜合自動化在國內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。如 CRT 屏幕監(jiān)視、數(shù)值計(jì)算、自動巡檢打印及自動報(bào)表等。此類集中式變電站自動化 第 4 頁 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、造價(jià)低，尤其適合 35KV 或規(guī)模較小的變電站。它們各司其職、互不相聯(lián)。此后，國內(nèi)開始了系列遠(yuǎn)動產(chǎn)品的研制工作。在八十年代初，美國一家電力公司研制了 IMPAC 模塊化保護(hù)和控制系統(tǒng)。電力系統(tǒng)低頻減載、靜止無功補(bǔ)償器控制、配網(wǎng)系統(tǒng)故障分段隔離／非故障段恢復(fù)供電與網(wǎng)絡(luò)重組等） ； (3)測量表計(jì)功能（如三相智能式電子電費(fèi)計(jì)量表等） ； (4)繼電保護(hù)功能 ； (5)與繼電保護(hù)有關(guān)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(jī)五防、繼電保護(hù)、電能計(jì)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(dāng)?shù)?SCADA 等）。 信息就地處理的自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)是能對電力系統(tǒng)的情況作出快速的反應(yīng)，如高壓輸電線上發(fā)生短路故障時(shí)，要求繼電保護(hù)要在 20ms 左右動作，以便快速切除故障，而同步發(fā)電機(jī)的勵磁自動控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，可以保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無功出力的分配，在故障時(shí)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，有功功率自動調(diào)節(jié)裝置，能跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷的隨機(jī)波動，保證電能的 頻率質(zhì)量，按頻率自動減負(fù)荷裝置能在系統(tǒng)事故情況，電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的有功缺額時(shí)，快速的切除一些較為次要的負(fù)荷，以免造成系統(tǒng)的頻率崩潰，以上這些信息就地處理裝置，其重要的優(yōu)點(diǎn)是能對系統(tǒng)中的情況作出快速的反應(yīng)，尤其在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，其作用更為明顯，但由于其獲得的信息有局限性，因而不能從全局的角度來處理問題，例如通過自動頻率調(diào)節(jié)，雖然可以跟蹤負(fù)荷的變化，但總還存在與額定頻率的偏差，更不能實(shí)現(xiàn)出力的經(jīng)濟(jì)分配。 關(guān)鍵詞：變電所，防爆型，礦用變壓器，采區(qū)供電，保護(hù)裝置 II 目 錄 摘 要 ................................................................. I 目 錄 .....................................................