【文章內(nèi)容簡介】 。開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì),采用國內(nèi)、國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)通信電纜規(guī)約和接口方式，可以和國內(nèi)外廠家設(shè)備進(jìn)行互連和通信。系統(tǒng)擴(kuò)展方便，可依據(jù)變電站建設(shè)需要隨意配置。全漢化WindowsXP系統(tǒng)軟件，用戶可依要求對(duì)畫面進(jìn)行修改和制表等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用流行通用型數(shù)據(jù)庫。性能可靠，維護(hù)方便 高可靠性 易操作性 易擴(kuò)展性 易維護(hù)性 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展前景隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力工業(yè)作為很重要的國家戰(zhàn)略企業(yè)，十分重視電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，這是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢。對(duì)電力技術(shù)的發(fā)展來說，具有重要的意義，也是電力工業(yè)發(fā)展的顯著標(biāo)志。雖然變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在80年代后才被開發(fā)應(yīng)用。但由于在技術(shù)性能上的潛在能力，必將被廣泛的應(yīng)用于祖國各個(gè)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中。應(yīng)用前景十分的巨大。 小結(jié)本章先是介紹了什么是電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化，以及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究內(nèi)容和發(fā)展過程。下來介紹了國內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性和巨大的前景應(yīng)用。第二章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)原理分析 變電站的分類有如下幾種： 按照變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用可劃分 (1)系統(tǒng)樞紐變電站。 樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，它的電壓是系統(tǒng)最高輸電電壓，目前電壓等級(jí)有220kv、330kV(僅西北電網(wǎng))和500kv，樞紐變電站連成環(huán)網(wǎng)，全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，因此對(duì)樞紐變電站的可靠性要求較高。 樞紐變電站主變壓器容量大，供電范圍廣。 (2)地區(qū)一次變電站。 地區(qū)一次變電站位于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點(diǎn)，是與輸電主網(wǎng)相連的地區(qū)受電端變電站，任務(wù)是直接從主網(wǎng)受電，向本供電區(qū)域供電。全站停電后，可引起地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)區(qū)域供電。電壓等級(jí)一般采用220kv或330kv。 地區(qū)一次變電站主變壓器容量較大，出線回路數(shù)較多，對(duì)供電的可靠性要求也比較高。 (3)地區(qū)二次變電站。 地區(qū)二次變電站由地區(qū)一次變電站受電，直接向本地區(qū)負(fù)荷供電，供電范圍小，主變壓器容量與臺(tái)數(shù)根據(jù)電力負(fù)荷而定。 全站停電后，只有本地區(qū)中斷供電。 (4)終端變電站。 終端變電站在輸電線路終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，全站停電后，只是終端用戶停電。 2．按照變電站安裝位置劃分 (1)室外變電站。 室外變電站除控制、直流電源等設(shè)備放在室內(nèi)外，變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等主要設(shè)備均布置在室外。這種變電站建筑面積小，建設(shè)費(fèi)用低，電壓較高的變電站一般采用室外布置。 (2)室內(nèi)變電站。 室內(nèi)變電站的主要設(shè)備均放在室內(nèi)，減少了總占地面積，但建筑費(fèi)用較高，適宜市區(qū)居民密集地區(qū)，或位于海岸、鹽湖、化工廠及其他空氣污穢等級(jí)較高的地區(qū)。 (3)地下變電站。 在人口和工業(yè)高度集中的大城市，由于城市用電量大，建筑物密集，將變電站設(shè)置在城市大建筑物、道路、公園的地下，可以減少占地，尤其隨著城市電網(wǎng)改造的發(fā)展，位于城區(qū)的變電站乃至大型樞紐變電站將更多的采取地下變電站。這種變電站多數(shù)為無人值班變電站。 (4)箱式變電站。 箱式變電站又稱預(yù)裝式變電站，是將變壓器、高壓開關(guān)、低壓電器設(shè)備及其相互的連接和輔助設(shè)備緊湊組合，按主接線和元器件不同，以一定方式集中布置在一個(gè)或幾個(gè)密閉的箱殼內(nèi)。箱式變電站是由工廠設(shè)計(jì)和制造的，結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于居民小區(qū)和公園等場所。 箱式變電站一般容量不大，電壓等級(jí)一般為3kv~35kv，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和要求的提高，電壓范圍不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已經(jīng)制造出了132kv的箱式變電站。 箱式變電站按照裝設(shè)位置的不同又可分為戶外和戶內(nèi)兩種類型。 (5)移動(dòng)變電站。 將變電設(shè)備安裝在車輛上，以供臨時(shí)或短期用電場所的需要。 3．按照值班方式劃分 (1)有人值班變電站。 大容量、重要的變電站大都采用有人值班變電站。 (2)無人值班變電站。 無人值班變電站的測量監(jiān)視與控制操作都由調(diào)度中心進(jìn)行遙測遙控，變電站內(nèi)不設(shè)值班人員。 (1)升壓變電站。 升壓變電站是把低電壓變?yōu)楦唠妷旱淖冸娬?，例如在發(fā)電廠需要將發(fā)電機(jī)出口電壓升高至系統(tǒng)電壓，就是升壓變電站。 (2)降壓變電站。 與升壓變電站相反，是把高電壓變?yōu)榈碗妷旱淖冸娬荆陔娏ο到y(tǒng)中，大多數(shù)的變電站是降壓變電站。 40萬千瓦是功率，不是電壓，變電站綜合自動(dòng)化功能由電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和變電站建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益要求所決定。變電站在電網(wǎng)中的地位和作用不同，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)有不同的功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理計(jì)算機(jī)通過通信電纜與安裝在現(xiàn)場的所有微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元進(jìn)行信息交換。管理計(jì)算機(jī)可以向下發(fā)送遙控操作命令與有關(guān)參數(shù)修改，隨時(shí)接受微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元傳上來的遙測、遙信與事故信息。管理計(jì)算機(jī)就可通過對(duì)信息的處理，進(jìn)行存盤保存，通過記錄打印與畫面顯示，還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，通過遙信可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理事故，減少事故停電時(shí)間，通過遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，從而為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理提供了必須的條件。 監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)取代常規(guī)的測量系統(tǒng)，取代指針式儀表；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報(bào)警、中央信號(hào)、光字牌等；取代常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置等等。監(jiān)控子系統(tǒng)功能有： 1數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集有兩種。一種是變電站原始數(shù)據(jù)采集。原始數(shù)據(jù)直接來自一次設(shè)備，如：電壓互感器、電流互感器的電壓和電流信號(hào)、變壓器溫度以及斷路器輔助觸點(diǎn)、一次設(shè)備狀態(tài)信號(hào)。變電站的原始數(shù)據(jù)包括模擬量和開關(guān)量。另一種是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。典型的如：電能量數(shù)據(jù)、直流母線電壓信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等。變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開關(guān)量和電能量。 (1)模擬量的采集。各段母線電壓、母聯(lián)及分段斷路器的電流、線路及饋線電壓、 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，電容器和并聯(lián)電抗器電 流、直流系統(tǒng)電壓、站用電電壓、電流、無功功率以及頻率、相位、功率因數(shù)等。另外，還有少數(shù)非電量，如變壓器溫度保護(hù)、氣體保護(hù)等。模擬量的采集有交流和直流兩種形式。交流采樣是將電壓、電流信號(hào)不經(jīng)過變送器，直接接人數(shù)據(jù)采集單元。直流采樣是將外部信號(hào)，如交流電壓、電流，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成適合數(shù)據(jù)采集單元處理的直流電壓信號(hào)后，再接人數(shù)據(jù)采集單元。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，直流采樣主要用于變壓器溫度、氣體壓力等非電量數(shù)據(jù)的采集。 (2)開關(guān)量的采集。斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)的狀態(tài)，有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置，同期檢測狀態(tài)、繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、運(yùn)行告警信號(hào)等，這些信號(hào)都以開關(guān)量的形式，通過光隔離電路輸入至計(jì)算機(jī)。 (3)電能計(jì)量。電能計(jì)量指對(duì)電能(包括有功和無功電能)的采集，并能實(shí)現(xiàn)分時(shí)累加、電能平衡等功能。數(shù)據(jù)采集及處理是變電站綜合自動(dòng)化得以執(zhí)行其他功能的基礎(chǔ)。 2..數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù) 監(jiān)控子系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)并不斷更新來自I／O單元及通信接口的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；建立歷史數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行報(bào)表數(shù)據(jù)。 3．順序事件記錄及事故追憶 順序事件記錄包括：斷路器跳合閘記錄，保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作順序記錄，斷路 器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭等操作順序記錄，模擬輸入信號(hào)超出正常范圍等。事故追憶功能。事故追憶范圍為事故前1min到事故后2min的所有相關(guān)模擬量值，采樣周期與實(shí)時(shí)系統(tǒng)采樣同期一致。 4．故障記錄、錄波和測距功能變電站的故障錄波和測距采用兩種方法，一是由微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和測距，再將記錄和測距的結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)及打印輸出或直接送調(diào)度主站；另一種方法是采用專用的微機(jī)故障錄波器，并且故障錄波器應(yīng)具有串行通信功能，可以與監(jiān)控系統(tǒng)通信。對(duì)35kv及以下的配電線路，很少設(shè)置專門的故障錄波器，為了分析故障的方便，可設(shè)置簡單故障記錄功能。對(duì)于大量中、低壓變電站，沒有配置專門的故障錄波裝置。而對(duì)10kv出線數(shù)量大、故障率高的，在監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置了故障記錄功能，這對(duì)正確判斷保護(hù)的動(dòng)作情況及正確分析和處理事故是非常必要的。 5．操作控制功能。無論是無人還是少人值班的變電站，運(yùn)行人員都可通過CRT屏幕對(duì)斷路器、允許遠(yuǎn)方電動(dòng)操作的隔離開關(guān)和接地開關(guān)進(jìn)行分、合操作；對(duì)變壓器及站用變壓器分接頭位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行投、切控制，同時(shí)，要能接受遙控操作命令，進(jìn)行遠(yuǎn)方操作；為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保留人工直接跳、合閘方式。操作控制有手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種控制方式。手動(dòng)控制包括調(diào)度通信中心控制、站內(nèi)主控制室控制和就地控制，并具備調(diào)度通信中心／站內(nèi)主控室、站內(nèi)主控制室／就地手動(dòng)的控制切換功能；自動(dòng)控制包括順序控制和調(diào)節(jié)控制。 。監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對(duì)采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等量要不斷進(jìn)行越限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自控裝置是否正常等。 (1)CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤是人機(jī)聯(lián)系橋梁。變電站采用微機(jī)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(diǎn)之一是操作人員或調(diào)度員只要面對(duì)CRT顯示器的屏幕，通過操作鼠標(biāo)或鍵盤，就可以對(duì)全站的運(yùn)行工況、運(yùn)行參數(shù)一目了然，可對(duì)全站斷路器和隔離開關(guān)等進(jìn)行分、合操作，徹底改變了傳統(tǒng)的依靠指針式儀表和模擬屏或操作屏等進(jìn)行操作。 (2)CRT顯示畫面。作為變電站人機(jī)聯(lián)系的主要橋梁手段的CRT顯示器，不僅可以取代常規(guī)的儀器、儀表，而且可實(shí)現(xiàn)許多常規(guī)儀表無法完成的功能。其可顯示采樣和計(jì)算的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)(U、I、P、Q、cos~v、有功電能、無功電能及主變壓器溫度、系統(tǒng)頻率，等)、實(shí)時(shí)主接線圖、事件順序記錄、越限報(bào)警、值班記錄、歷史趨勢、保護(hù)定值自控裝置的設(shè)定值、故障記錄和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。 (3)輸入數(shù)據(jù)。指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護(hù)定值和越限報(bào)警定值、測控裝置的設(shè)定值、運(yùn)行人員密碼等。 8．打印功能。定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行日志；斷路器、隔離開關(guān)操作記錄；事件順序記錄；越限；召喚；抄屏；事故追憶等。 9，數(shù)據(jù)處理與記錄功能。在監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理和記錄也是很重要的環(huán)節(jié)。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。此外，為了滿足繼電保護(hù)專業(yè)人員和變電站管理的需要，必須進(jìn)行一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，主要有：記錄母線電壓日最高值和最低值以及相應(yīng)的時(shí) 間；主變壓器及各條線路的功率、功率因數(shù)及電能的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)；計(jì)算配電電能的平衡率；統(tǒng)計(jì)斷路器、避雷器、重合閘的動(dòng)作次數(shù)；統(tǒng)計(jì)斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計(jì)數(shù)；記錄控制操作和定值的修改；事件順序記錄及事故追憶等。 。電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)是其諧波要限制在國標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)。隨著非線性元件和設(shè)備的廣泛使用，使電力系統(tǒng)的諧波成分明顯增加，并且其影響程度越來越嚴(yán)重，目前，諧波“污染”已成為電力系統(tǒng)的公害之一。因此，在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，必須重視對(duì)諧波含量的分析和監(jiān)視。對(duì)諧波“污染”嚴(yán)重的變電站，要采取適當(dāng)?shù)囊种拼胧?，降低諧波含量。 11報(bào)警處。報(bào)警處理內(nèi)容包括：設(shè)備狀態(tài)異常、故障；測量值越限及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟／硬件、通信接口及網(wǎng)絡(luò)故障等。 12．畫面生成及顯示。畫面顯示的信息包括：日歷時(shí)間、經(jīng)編號(hào)的測點(diǎn)、表示該點(diǎn)的文字或圖形、該點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)、經(jīng)運(yùn)算或組合后的各種參數(shù)等。由畫面顯示的內(nèi)容包括：全站生產(chǎn)運(yùn)行要的電氣接線圖、設(shè)備配置圖、運(yùn)行工況圖、電壓棒形圖、實(shí)時(shí)參數(shù)曲線圖、各種信息報(bào)告、操作票、工作票及各種運(yùn)行報(bào)表等。 13．在線計(jì)算及制表功能 (1)對(duì)變電站運(yùn)行的各種常規(guī)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算，如：日、月、年中的最大值、最小值及其出現(xiàn)的時(shí)間、電壓合格率、變壓器負(fù)荷率、全站負(fù)荷及電能平衡率等。 (2)對(duì)變電站主要設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算，如：斷路器正常操作及事故跳閘次數(shù)、變壓器分接頭調(diào)節(jié)的檔次、次數(shù)、停運(yùn)時(shí)間等。 (3)利用以上數(shù)據(jù)生成不同格式的生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表。并按要求方式打印輸出。