【文章內(nèi)容簡介】 遠方 診斷測量控制保護1號開關(guān)柜測量控制保護N號開關(guān)柜測量控制保護2號開關(guān)柜 …… 完全分散式變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）節(jié)約控制室面積。（3）節(jié)約二次電纜。（4）綜合性強。3 變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變電站綜合自動化系統(tǒng)應該從變電站的整體情況出發(fā)，同意考慮保護、監(jiān)測、控制、遠動、VQC和五防功能，其結(jié)構(gòu)框圖如下：遠方調(diào)度中心監(jiān)控站站內(nèi)監(jiān)控主機變站層保護管理機數(shù)采控制機間隔層低頻減負荷裝置備用電源自投主變保護單元電容保護單元線路保護單元電壓無功控制柜開關(guān)量輸出單元中斷輸入極開關(guān)量輸入單元電能計量單元A/D采樣單元 設 TV TA 隔離開關(guān)位置 斷路器狀態(tài) TA TV TA TV TA TV TA TV TA TV備層 綜合自動化系統(tǒng)框圖在變電站自動化系統(tǒng)的管理上，采取分層管理的模式，即各保護功能單元由保護管理機直接管理。一臺保護管理機可以管理多個單元模塊，它們間可以采用雙絞線用RS485接口連接，也可以通過現(xiàn)場總線連接。而模擬量和開關(guān)量的輸入/輸出單元，由數(shù)采控制機負責管理。正常運行時，保護管理機監(jiān)視各保護單元的工作情況，如果某一保護動作信息或保護單元本身工作不正常，立即報告監(jiān)控機，再送往調(diào)度中心。調(diào)度中心或監(jiān)控機也可通過保護管理機下達修改保護定值等命令。數(shù)采控制機則將各數(shù)采單元所采集的數(shù)據(jù)和開關(guān)狀態(tài)送監(jiān)控機，并由監(jiān)控機送往調(diào)度中心。數(shù)采控制機接受由調(diào)度中心或監(jiān)控機下達的命令?？傊?，保護管理機和數(shù)采控制機可明顯地減輕控制機的負擔，協(xié)助控制機承擔對單元層的管理。 系統(tǒng)各部分功能變電站綜合自動化系統(tǒng)是應用較為成熟的、先進的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，按間隔配置測控單元。將保護功能和測控功能按對象進行設計，集保護/測控功能于一體，保護、測控既相互獨立，又相互融合，保護、測控借助于計算機網(wǎng)絡與變電站層計算機監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，減少大量二次接線，增加功能，節(jié)省了投資，提高了系統(tǒng)可靠性。即變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)分為三層：間隔層、單元層、監(jiān)控管理層，其中單元層和管理層均屬于站控層。系統(tǒng)各層之間是相互獨立，主站層故障時，通過前端通信層控制間隔層，監(jiān)控管理層和前端通信主站層全部故障時不會影響間隔層繼電保護系統(tǒng)的政策運行。 間隔層單元功能 在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，主要根據(jù)一次設備間隔來劃分間隔層的裝置。在低壓系統(tǒng)中，間隔層單元采用的是集測控保護于一體的微機型測控保護裝置；而在高壓系統(tǒng)中，保護和測控功能是獨立設置，即分別采用測控監(jiān)視單元與保護單元對系統(tǒng)進行監(jiān)控與保護。 1） 模擬量采集與輸出在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，間隔層單元采集的模擬量主要為交流電壓、交流電流、有功功率以及無功功率等，一般通過間隔或元件的電流互感器、電壓互感器的二次回路采樣，以實現(xiàn)對間隔或元件的交流模擬量的測量。個別直流模擬量或溫度量，一般通過傳感器或變送器變?yōu)闃藴市盘柣騻魉徒o間隔層單元，或選擇獨立的直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置。 2）狀態(tài)量采集 變電站中的狀態(tài)量信息主要包括傳統(tǒng)概念的遙信信息和自動化系統(tǒng)設備運行狀態(tài)信息等。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，不僅要采集表征電網(wǎng)當前拓撲的開關(guān)位置等遙信信息，還要將反映測量、保護、監(jiān)控等系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息進行采集、監(jiān)視。間隔層中斷路器、隔離開團和接地開關(guān)等一次設備的位置狀態(tài)信號，在高壓系統(tǒng)中一般采用雙位置信號方式輸入，在低壓系統(tǒng)中，除了斷路器的位置信號外，隔離開關(guān)和接地開關(guān)位置信號可以用單位置觸點來采集。所謂雙位置信號方式，是指利用間隔層裝置中的兩個狀態(tài)輸入點來采集一次設備的輔助接點的狀態(tài)。雙位置信號方式較為單位置信號方式可以大大提高狀態(tài)信號的正確性，防止錯誤判斷的發(fā)生。即用2位比特而不是1位比特來表征一個開關(guān)的開合狀態(tài)，這時00，01,10,11的4種組合中只有2種正確的位置狀態(tài)，而其余2種是不確定狀態(tài)，不用0，1兩種狀態(tài)表示開合增加了碼元的抗干擾性，從而提高了狀態(tài)信號傳輸處理過程中的可靠性。此外，在間隔層中海有斷路器手車位置、電機儲能、高壓開關(guān)的異常告警信號、變壓器瓦斯告警信號、保護狀態(tài)和自動裝置的動作信號、交直流屏的告警信號等一般都是單位置信號。3）保護控制功能在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，間隔層的設備要獨立實現(xiàn)對被控對象的保護功能，在系統(tǒng)發(fā)生故障時能迅速起動并發(fā)出正確的控制命令。如切斷斷路器等。同時，間隔層在控制方面，還要實現(xiàn)對斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭調(diào)節(jié)、消弧線圈接頭調(diào)節(jié)及保護復歸、保護壓板投退等的控制。其中對于斷路器、變壓器接頭調(diào)節(jié)等是用雙命令控制，而對于保護復歸、保護投退、接地試跳等是通過單命令控制實現(xiàn)。雙命令控制對象，是指被控對象一個完整控制過程(合閘、分閘過程)需要兩個命令才能實現(xiàn)。而單命令控制則是指被控對象的控制過程只要一個命令就能完成。4）通信功能在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，間隔層單元要為實現(xiàn)與主控單元的通信設立與主控單元通信的接口，為了調(diào)試工作的方便進行設立用于參數(shù)上裝、下裝和信息讀取的調(diào)試接口，為了系統(tǒng)時鐘一致而設立對時接口，外此還有與其他間隔層單元通信的通信接口等。這些接口一般是設在間隔單元的前面板或后面板上，分為一般有工業(yè)以太網(wǎng)接口、RS232／485／422串行接口、現(xiàn)場總線接口等。在本系統(tǒng)中，間隔層與主控單元之間的連接方式是總線型，因此通信采用WorldFIP總線接口。而且為了提高控制系統(tǒng)可靠性，主控單元采用雙機冗余結(jié)構(gòu)。5）防誤聯(lián)鎖功能為了提高變電站運行的安全可靠性，要求間隔層單元具有防誤聯(lián)鎖功能。這種防誤聯(lián)鎖功能主要表現(xiàn)在兩個方面：一是本間隔內(nèi)各元件之間的防誤聯(lián)鎖功能，二是間隔之間的防誤聯(lián)鎖功能。對于間隔層裝置來講，主要是通過其中的可編程邏輯控制功能來實現(xiàn)防誤聯(lián)鎖功能。根據(jù)間隔中一次元件的防誤聯(lián)鎖條件，間隔層單元一方面通過獲取本間隔的斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等信號，實現(xiàn)本間隔自身隔離開關(guān)、接地開關(guān)、斷路器各元件之間的防誤聯(lián)鎖要求，另一方面通過網(wǎng)絡得到所需的其他間隔的防誤聯(lián)鎖信息，利用本間隔中間隔單元的可編程邏輯控制功能來實現(xiàn)間隔之間防誤聯(lián)鎖的要求。6）人機界面功能為了方便調(diào)試和實現(xiàn)參數(shù)顯示、查詢、修改在間隔層單元的前面板上還應用有LCD顯示屏和按鍵。用于實現(xiàn)對間隔單的運行參數(shù)，如電流、電壓、功率等進行顯示，對通信參數(shù)如裝置地址、通信規(guī)約、波特率等進行設置，對間隔內(nèi)元件參數(shù)和繼電保護整定值進行顯示和修改，對遙信狀態(tài)進行顯示和查詢，對異?，F(xiàn)象進行顯示報警等功能。（1）人機聯(lián)系的橋梁，包括CRT顯示器、鼠標和鍵盤。變電站采用微機監(jiān)控系統(tǒng)后，無論是有人值班還是無人值班，最大的特點之一是操作人員或調(diào)度人員只要面對CRT顯示器的屏幕通過鼠標或鍵盤，就可以對全站的運行情況和運行參數(shù)一目了然，可對全站的斷路器和隔離開關(guān)等進行分、合操作，徹底改變了傳統(tǒng)的依靠指針式儀表和依靠模擬屏或操作屏等手段的監(jiān)視、操作方式。（2）CRT屏幕顯示的內(nèi)容。作為變電站人機聯(lián)系的主要橋梁和手段的CRT顯示器，不僅可以取代常規(guī)的儀器、儀表，而且可以實現(xiàn)許多常規(guī)儀表無法完成的功能。它可以顯示的內(nèi)容，歸納起來有以下幾個方面：①顯示采集和計算的實時運行參數(shù)。②顯示實時主接線圖。③順序記錄顯示。④值班歷史記錄。⑤保護定值和自控裝置的設定值顯示。⑥故障記錄，設備運行狀況顯示等。（3）輸入數(shù)據(jù)。變電站投入運行后，隨著運行方式的變化，保護定值、越限值等需要修改，甚至由于負荷的增長，需要更換原有的設備，例如更換TA變化。因此在人機聯(lián)系中，必須有輸入數(shù)據(jù)、調(diào)整運行參數(shù)的功能。 變電站層單元功能變電站層的有關(guān)自動化設備一般安裝于控制室，而間隔層的設備最好安裝于靠近現(xiàn)場設備，以減少控制電纜長度。變電層主要用于完成變電站內(nèi)的間隔層的各種測控單元或測控保護單元以及各種職能電子裝置與站控層的后臺系統(tǒng)之間的信息交換，起著通信控制器的作用。1）實現(xiàn)和管理與間隔層的各種測控、保護和智能電子裝置之間的通信。2）實現(xiàn)和管理與變電站自動化系統(tǒng)中的后臺系統(tǒng)和遠方調(diào)度控制中心之間的通信。3）通過GPS實現(xiàn)對時功能，統(tǒng)一系統(tǒng)時間。4）實現(xiàn)對系統(tǒng)中各裝置和設備的痛惜狀態(tài)的監(jiān)測。變電站層通過控制設備實現(xiàn)運行監(jiān)視空能，所謂運行監(jiān)視，主要是指對變電站的運行工況和設備狀態(tài)進行自動監(jiān)視，即對變電站各種狀態(tài)量變位情況的監(jiān)視和各種模擬量的數(shù)值監(jiān)視。通過狀態(tài)量變位監(jiān)視，可監(jiān)視變電站各種斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭的位置和動作情況、繼電保護和自動裝置的動作情況以及它們的動作順序等。模擬量的監(jiān)視分為正常的測量和超過限定值的報警、事故模擬量變化的追憶等。當變電站有非正常狀態(tài)發(fā)生和設備異常時 監(jiān)控系統(tǒng)能及時在當?shù)鼗蜻h方發(fā)出事故音響或語音報警，并在 CRT 顯示器上自動推出報警畫面，為運行人員提供分析處理事故的信息，同時可將事故信息進行打印記錄和存儲。越限報警的各個參數(shù)，有一個允許運行時間限額，為此除越限報警外還應向上級調(diào)度（控制）人員提供當前極限遠行時間，即允許運行時間減去越限運行的累計時間。異常狀態(tài)報警的是：非正常操作時，斷路器變位信號、保護故障動作信號、監(jiān)控和保護設備異常狀態(tài)信號以及數(shù)據(jù)采集的狀態(tài)量中其他報警和異常信號。報警方式主要有：自動推出畫面、報警、音響提示（語音或可變頻率音響）、閃光報警 信息操作提示，如控制操作超時等。 變電站電壓無功控制的基本原理 變電站電壓無功控制是保證電壓質(zhì)量和無功平衡、提高供電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟性的重要措施之一。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和超高壓遠距離輸電系統(tǒng)的發(fā)展，一方面系統(tǒng)消耗的無功功率日益增多。另一方面無功補償容量相對不足，導致一些配電網(wǎng)低谷時電壓過高，而在高峰時期電壓水平過低的狀況，嚴重威脅著電網(wǎng)安全運行和用戶 的正常生產(chǎn)生活。從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功