1、變電站自動化系統(tǒng)的特點
完整的變電站自動化系統(tǒng)除在各控制保護(hù)單元保留緊急手動操作跳、合閘的手段外,其余的全部控制、監(jiān)視、測量和報警功能均可通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)來完成。變電站無需另設(shè)遠(yuǎn)動設(shè)備,監(jiān)控系統(tǒng)*遙信、遙測、遙控、遙調(diào)的功能以及無人值班之需要。從系統(tǒng)設(shè)計的角度來看有以下特點:
(1)分布式設(shè)計。系統(tǒng)采用模塊化、分布式開放結(jié)構(gòu),各控制保護(hù)功能均分布在開關(guān)柜或盡量靠近開關(guān)的控制保護(hù)柜上的控制保護(hù)單元,所有的控制、保護(hù)、測量、報警等信號均在就地單元內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機,各就地單元相互獨立,不相互影響。
(2)集中式設(shè)計。系統(tǒng)采用模塊化、集中式立柜結(jié)構(gòu),各控制保護(hù)功能均集中在的采集、控制保護(hù)柜,所有的控制、保護(hù)、測量、報警等信號均在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計算機。
(3)簡單可靠。由于用多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的繼電器,可大大簡化二次接線。分布式設(shè)計在開關(guān)柜與主控室之間接線;而集中式設(shè)計的接線也于開關(guān)柜與主控室之間,其特點是開關(guān)柜內(nèi)接線簡單,其余接線在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)部完成。
(4)可擴展性。系統(tǒng)設(shè)計可考慮用戶今后變電站規(guī)模及功能擴充的需要。
(5)兼容性好。系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化之軟硬件組成,并配有標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口以及就地的I/O接口,用戶可按照自己的需要靈活配置,系統(tǒng)軟件也能容易適應(yīng)計算機技術(shù)的急速發(fā)展。
2、變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計原則
(1)變電站自動化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度自動化的一個子系統(tǒng),應(yīng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動化的總體設(shè)計,其配置、功能包括設(shè)備的布置應(yīng)滿足電網(wǎng)安全、、經(jīng)濟運行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。
(2)分散式系統(tǒng)的功能配置宜采用下放的原則,凡可以在間隔層就完成的功能如保護(hù)、備用電源自投、電壓控制等,無須通過網(wǎng)絡(luò)和上位機去完成。220kV樞紐站及220kV電壓等級以上的變電站,其網(wǎng)絡(luò)層和站級層宜采用雙重化、冗余配置,以提高系統(tǒng)可靠性。
(3)按我國的實際情況,目前變電站還不大可能*無人值守,即使是無人值守,也有一個現(xiàn)場維護(hù)、調(diào)試和應(yīng)急處理的問題,因此設(shè)計時應(yīng)考慮遠(yuǎn)方與就地控制操作并存的模式。同樣,保護(hù)單元亦應(yīng)具有遠(yuǎn)方、就地投切和在線修改整定值的功能,以遠(yuǎn)方為主,就地為鋪,并應(yīng)從設(shè)計、制造上保證同一時間只允許其中一種控制方式有效。
(4)站內(nèi)自動化及無人值班站的接入系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)從技術(shù)上保證站內(nèi)自動化系統(tǒng)的硬件接口滿足標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)的支撐軟件符合ISO開放系統(tǒng)規(guī)定,系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)、通信規(guī)約及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義、格式、編程、地址等與相應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)保持一致,以適應(yīng)電力工業(yè)信息化的發(fā)展要求。
(5)要積極而慎重地推行保護(hù)、測量、控制一體化設(shè)計,確保保護(hù)功能的相對獨立性和動作可靠性。分布式系統(tǒng)的SOE分辨率通過保護(hù)單元來實現(xiàn)。保護(hù)、測量、控制原則上可合用電壓互感器(TV),對電量計費、功率總加等有精度要求的量可接量測電流互感器(TA),供監(jiān)測用的量可合用保護(hù)TA。
(6)變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先采用交流采樣技術(shù),減輕TA,TV的負(fù)載,提高測量精度。同時可取消光字牌屏和中央信號屏,簡化控制屏,由計算機承擔(dān)信號監(jiān)視功能,使任一信息做到一次采集、多次使用,提高信息的實時性、可靠性,節(jié)約占地空間,減少屏柜,二次電纜和設(shè)計、安裝、維護(hù)工作量。
(7)目前無論國內(nèi)還是國外的分散式變電站自動化系統(tǒng)各部件之間的聯(lián)系大部分采用串行口通信方式(RS232C,RS422,RS485總線等),其通信速率和資源共享程度均受到限制,故建議采用局域網(wǎng)(LAN)通信方式,尤其是平等(peer to peer)網(wǎng)絡(luò),如總線型網(wǎng)(介質(zhì)共享型),即網(wǎng)上每個節(jié)點都可與網(wǎng)上其他節(jié)點直接通信,例CSC-2000型采用的Lon Works網(wǎng),DISA-2,DISA-3型采用的CANnet(control area network)網(wǎng)等。
(8)變電站內(nèi)存在強大的電磁場干擾。從抗電磁干擾角度考慮,在選擇通信介質(zhì)時可優(yōu)先采用光纖通信方式,這一點對分散式變電站自動化系統(tǒng)尤為適用。例LSA678,DISA-2,DISA-3型等均采用了光纖通信方式。但鑒于光纖安裝、維護(hù)復(fù)雜及費用相對較高,因此配電站宜以電纜為通信介質(zhì)。
3、變電站自動化的發(fā)展方向
(1)饋線自動化。變電站自動化的發(fā)展,使供電可靠性有了很大的提高,但是要進(jìn)一步縮短故障停電時間,很大一部分取決于饋線自動化的發(fā)展。饋線自動化必須在饋電線路上裝設(shè)電動開關(guān),配置饋線終端設(shè)備FTU,對一些分支線路,還應(yīng)裝設(shè)故障指示器,并利用通信系統(tǒng),向系統(tǒng)提供饋線運行數(shù)據(jù)和狀態(tài),執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)的饋線開關(guān)遙控操作命令非線性負(fù)載。電動機直接起動,不平衡負(fù)載,焊接設(shè)備以及家用電器設(shè)備增多,降低了電壓質(zhì)量。電壓質(zhì)量對現(xiàn)代電子設(shè)備及計算機系統(tǒng)影響極大。為此,提出系統(tǒng)應(yīng)對電壓進(jìn)行連續(xù)測量和質(zhì)量分析,噪聲越限告警,同時要根據(jù)實際需要選擇不同的無功補償方式。
(2)集成化、智能化和綜合化。變電站自動化系統(tǒng)作為一個龐大、復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程,包含眾多的設(shè)備和子系統(tǒng),個功能、子系統(tǒng)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián),其本身及其所用技術(shù)又處于不斷發(fā)展之中,對任一家制造商而言,根本不可能包攬一切。在饋線自動化方面顯著降低了建設(shè)、運行和維護(hù)的綜合成本,為提高供電可靠性,創(chuàng)造了有力的條件。故障定位和自動恢復(fù)送電可以明顯地縮短停電時間。有效的解決這一問題,必須以數(shù)字式繼電保護(hù)、饋線自動化和DMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)。對于故障定位,國外有人提出使用三種技術(shù)綜合處理:故障距離計算法、線路故障指示器法以及不同線路區(qū)間故障概率統(tǒng)計法,這些信息結(jié)合在一起進(jìn)行模糊邏輯處理。
4、結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機已滲透到了世界每個角落。電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機控制時代,變電站自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng),已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
