【正文】 構(gòu)上相對獨立，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 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計用于綜合自動化變電站的計算機(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間：≤ 1S 7）畫面實時數(shù)據(jù)更新模擬量周期：≤ 3S 8）畫面實時數(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間：≥ 40000H 15）各工作站的 CPU 平均負(fù)荷率： 0H≤ 30％ 正常時（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（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、月報儲存時間： 22）事故追憶：事故前后共追憶 1200 點 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)械和計算機(jī)等學(xué)科于一體的高新技術(shù)，這就注定它是一項技術(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)合自己的工作實踐完成的。變電站的綜自設(shè)計還缺乏相關(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，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)過實踐表明，系統(tǒng)性能達(dá)到設(shè)計要求，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，不大于 15W 保護(hù)動作時，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，各計算機(jī) 既能獨立工作，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)，對異常情況及時報警，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 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，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實施。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)計來實現(xiàn)。 110ｋＶ樞紐以上站要求系統(tǒng)具有 GPS 對時功能，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）實現(xiàn) GPS 對時， 并具有時鐘同步網(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，保護(hù)系統(tǒng)能夠獨立地完成它的使命，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)計工作五年來的經(jīng)驗基礎(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)值計算、自動巡檢打印及自動報表等。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)測量表計功能（如三相智能式電子電費(fèi)計量表等） ； (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，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，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，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，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 .....................................................