變電站自動化的功能設(shè)計原則

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摘要：變電站自動化是電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢與要求。介紹了變電站綜合自動化的一般結(jié)構(gòu)類型，具體討論了自動化系統(tǒng)的功能要求和二次設(shè)備的設(shè)計原則。

　　關(guān)鍵詞：變電站；自動化；設(shè)計；功能要求

　　1、引言?

　　隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，系統(tǒng)的運行方式越來越復(fù)雜，對自動化水平的要求越來越高，從而促進(jìn)了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。微機保護(hù)、故障錄波器、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、計算機調(diào)度自動化等都已成功運用到電力系統(tǒng)中。與自動化程度相適應(yīng)，對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的要求也隨之提高。目前傳統(tǒng)的電工式繼電保護(hù)測試裝置已很難對繼電保護(hù)裝置的各方面特性進(jìn)行全面測試，不再適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。為避免重復(fù)投資，提高信息資源共享的水平，須對變電站自動化系統(tǒng)的信息采集、處理、傳輸加以規(guī)范，對站內(nèi)功能配置予以綜合考慮。目前變電站自動化系統(tǒng)一般采用以SCADA為基礎(chǔ)的站端計算機網(wǎng)絡(luò)，通過綜合設(shè)計，減少了二次設(shè)備的重復(fù)配置，減少了二次回路，減少了電流互感器及電壓互感器的負(fù)荷，從而簡化了二次回路設(shè)計，并保證了數(shù)據(jù)的一致性，在可靠性的基礎(chǔ)上盡可能做到了軟硬資源的共享，提高了變電站的運行及管理水平，達(dá)到變電站減人增效，提高安全運行水平的目的。?

　　2、變電站綜合自動化的功能

　　2.1繼電保護(hù)功能

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)要具備常規(guī)變電站系統(tǒng)保護(hù)及元件保護(hù)設(shè)備的全部功能，而且要獨立于監(jiān)控系統(tǒng)，即當(dāng)該系統(tǒng)網(wǎng)各軟、硬件發(fā)生故障退出運行時，繼電保護(hù)單元仍然正常運行。微機保護(hù)除了所具有的繼電保護(hù)功能外，還需具有其它功能。

　　（1）模擬量的顯示功能。系統(tǒng)應(yīng)能顯示電流、電壓、有功、無功、電度等模擬量參數(shù)，當(dāng)通信網(wǎng)退出運行時仍能滿足運行監(jiān)視。?

　　（2）故障記錄功能。系統(tǒng)應(yīng)能顯示故障時間、電流、電壓大小、開關(guān)變位、保護(hù)動作狀態(tài)等。

　?。?）能儲存多套定值，并能當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ岛惋@示定值。?

　?。?）與監(jiān)控系統(tǒng)通信，能接收監(jiān)控系統(tǒng)命令，選擇并修改定值，發(fā)送故障信息、保護(hù)動作情況、當(dāng)時整定值及自診斷信號等。

　　除當(dāng)?shù)赝猓€需能實現(xiàn)遠(yuǎn)方查詢和整定保護(hù)定值，此功能還具有遠(yuǎn)方/就地閉鎖，操作權(quán)限閉鎖等措施。?

　?。?）系統(tǒng)內(nèi)各插件具有自診斷功能。?

　　2.2信息采集功能

　　分布式自動化系統(tǒng)的變電站，信息由間隔層I/O單元采集。常規(guī)四遙功能的變電站，信息由RTU采集。電能量的采集宜用單獨的電能量采集裝置。系統(tǒng)對安全運行中必要的信息進(jìn)行采集，主要包括以下幾個方面。

　　2.2.1遙測量?

　?。?）主變壓器：各側(cè)的有功功率、無功功率、電流，主變壓器上層油溫等模擬量，模擬量均采用交流采樣，以提高精度。主變壓器有載分接開關(guān)位置（當(dāng)用遙測方式處理時）。?

　?。?）線路：有功功率、無功功率、電流。?

　?。?）母線分段斷路器相電流。?

　?。?）母線：母線電壓、零序電壓。?

　?。?）電容器：無功功率、電流。?

　　（6）消弧線圈零序電流。?

　?。?）直流系統(tǒng)：浮充電壓、蓄電池端電壓、控制母線電壓、充電電流。?

　?。?）所用變：電壓。?

　?。?）系統(tǒng)頻率，功率因數(shù)，環(huán)境溫度等。?

　　2.2.2遙信量?

　?。?）斷路器閘刀位置信號。?

　?。?）斷路器遠(yuǎn)方/就地切換信號。?

　?。?）斷路器異常閉鎖信號。?

　?。?）保護(hù)動作、預(yù)告信號，保護(hù)裝置故障信號。?

　?。?）主變壓器有載分接開關(guān)位置（當(dāng)用遙信方式處理時），油位異常信號，冷卻系統(tǒng)動作信號。?

　?。?）自動裝置（功能）投切、動作、故障信號，如：電壓無功綜合控制、低周減載、備用電源裝置等。

　?。?）直流系統(tǒng)故障信號。?

　　（8）所用變故障信號。?

　　（9）其它有全站事故總信號、預(yù)告總信號；各段母線接地總信號；各條出線小電流接地信號；重合閘動作信號；遠(yuǎn)動終端下行通道故障信號；消防及安全防范裝置動作信號等。?

　　根據(jù)設(shè)備特點及確保安全運行需要，可增加相應(yīng)的特殊信號或?qū)σ恍┻b信量進(jìn)行合并。?

　　2.2.3遙控量?

　?。?）斷路器分、合。?

　?。?）主變壓器有載分接開關(guān)位置調(diào)整。?

　?。?）主變壓器中性點接地閘刀分、合。?

　　（4）保護(hù)及安全自動裝置信號的遠(yuǎn)方復(fù)歸。?

　?。?）有條件的變電站高壓側(cè)備用電源遠(yuǎn)方投停。?

　?。?）有條件的變電站電壓無功綜控的遠(yuǎn)方投停。?

　?。?）有條件的變電站直流充電裝置的遠(yuǎn)方投停。?

　　2.2.4電能量?

　　（1）主變壓器各側(cè)有功電能量、無功電能量及其分時電能量。?

　?。?）各饋電線有功電能量、無功電能量。?

　?。?）用戶專用線有功電能量、無功電能量及其分時電能量和最大需量。?

　?。?）所用變有功電能量。?

　　2.3設(shè)備控制及閉鎖功能?

　?。?）對斷路器和刀閘進(jìn)行開合控制。?

　?。?）投、切電容器組及調(diào)節(jié)變壓器分接頭。?

　　（3）保護(hù)設(shè)備的檢查及整定值的設(shè)定。?

　　（4）輔助設(shè)備的退出和投入（如空調(diào)、照明、消防等）。?

　　以上控制功能可以由運行人員通過CRT屏幕進(jìn)行操作。在設(shè)計上保留了手動操作手段，并具有遠(yuǎn)方/就地閉鎖開關(guān)，保證在微機通信系統(tǒng)失效時仍能夠運行和操作，包括可手動準(zhǔn)同期和捕捉同期操作。