變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在發(fā)電廠的應(yīng)用工學(xué)論文
摘要:本文首先就變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)的功能做了介紹,然后簡(jiǎn)單闡述了系統(tǒng)的組成和軟件系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng);系統(tǒng)結(jié)構(gòu);軟件系統(tǒng)
一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)介紹
變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、模塊化軟件技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的,是一種集控制、保護(hù)、測(cè)量及遠(yuǎn)動(dòng)等功能為一體的微機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要是由多個(gè)微機(jī)保護(hù)單元,通訊網(wǎng)絡(luò),后臺(tái)管理機(jī),打印機(jī)組成,接線非常簡(jiǎn)單,可方便解決傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性,適應(yīng)了現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展和能源管理的要求。主要有以下特點(diǎn):
(1) 功能綜合化:微機(jī)保護(hù)單元具有完善的保護(hù)、測(cè)量、控制功能,自動(dòng)化系統(tǒng)就是利用了保護(hù)單元的這些功能,將根據(jù)保護(hù)需要配置的獨(dú)立的保護(hù)單元,通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)形式,用一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。
(2) 結(jié)構(gòu)微機(jī)化:系統(tǒng)的主要元件實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化,所有功能都是通過(guò)微機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了將微機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)方控制等環(huán)節(jié)同時(shí)并列運(yùn)行,各類(lèi)運(yùn)行參數(shù)、歷史記錄等均可以通過(guò)打印機(jī)打出。還可以根據(jù)需要,實(shí)現(xiàn)于以太網(wǎng)的連接,實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)上傳到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。
(3) 操作監(jiān)視屏幕化:系統(tǒng)將所有的監(jiān)視和操作功能,均通過(guò)一臺(tái)后臺(tái)管理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。操作人員面對(duì)彩色顯示器進(jìn)行變電站運(yùn)行方式和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全方位監(jiān)視。
(4) 運(yùn)行管理智能化:由于微機(jī)保護(hù)單元具有實(shí)時(shí)在線自診斷功能,這樣不僅在保護(hù)單元的面板上顯示故障類(lèi)型,而且可以通過(guò)系統(tǒng)將自診斷結(jié)果送后臺(tái)管理機(jī),使得運(yùn)行人員可以隨時(shí)掌握保護(hù)單元的運(yùn)行狀態(tài)。
二、系統(tǒng)組成
在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,通常把繼電保護(hù)、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能綜合在一起的裝置稱(chēng)為保護(hù)單元,而把測(cè)量和控制功能綜合在一起的裝置稱(chēng)為控制或I/0單元,兩者通稱(chēng)為間隔級(jí)單元。各種類(lèi)型的間隔級(jí)單元搜集到的狀態(tài)量和測(cè)量值,通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)閉鎖。它主要由以下幾部分構(gòu)成:微機(jī)保護(hù)單元主要完成信號(hào)的測(cè)量、傳遞、保護(hù)的計(jì)算和執(zhí)行、接受上位機(jī)的指令并執(zhí)行,通訊網(wǎng)絡(luò)主要完成信號(hào)的傳遞,后臺(tái)管理機(jī)主要完成對(duì)保護(hù)單元上傳來(lái)的.信號(hào)進(jìn)行分析處理及顯示、提供人機(jī)對(duì)話窗口、接受操作人員的指令、向上位管理機(jī)傳遞及時(shí)信息,為管理人員提供決策信息。
以興隆電廠RCS-9700變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為例,從整體上系統(tǒng)分為三層:站控層、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層。
站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理的保護(hù)管理,擔(dān)負(fù)著上傳下達(dá)的重要任務(wù),對(duì)下它可以管理各種間隔單元裝置,包括微機(jī)監(jiān)控、保護(hù)、自動(dòng)裝置等,收集各種數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令,起到數(shù)據(jù)集中作用,還可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線完成對(duì)保護(hù)單元的自適應(yīng)調(diào)整:對(duì)上則通過(guò)設(shè)立開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的站級(jí)網(wǎng)絡(luò)接口,與管理層建立聯(lián)系。將數(shù)據(jù)傳送給管理后臺(tái)機(jī)或調(diào)度端,起到數(shù)據(jù)處理作用。
網(wǎng)絡(luò)層支持單網(wǎng)或雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),支持100M 高速工業(yè)級(jí)以太網(wǎng),有效地保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性;通信協(xié)議采用DL/T667-1999(IEC60870-5-103)規(guī)約。
間隔層按一次設(shè)備組織,一般按斷路器的間隔劃分,具有測(cè)量、控制和繼電保護(hù)部分。測(cè)量、控制部分負(fù)責(zé)單元的測(cè)量、監(jiān)視、斷路器的操作控制和聯(lián)鎖及事件順序記錄等:保護(hù)部分負(fù)責(zé)該單元線路或變壓器或電容器的保護(hù)、各種錄波等。因此,間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成,這些獨(dú)立的單元裝置直接通過(guò)總線接到站控層。
三、軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)主要包括三大部分:數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控軟件、管理軟件和網(wǎng)絡(luò)通訊軟件。所有采集點(diǎn)的采集任務(wù)、事故判斷、控制輸出集中在工控機(jī)中監(jiān)控軟件部分,而后臺(tái)的管理任務(wù)包括處理故障判斷、采集數(shù)據(jù)和故障事故信息的顯示、入庫(kù)、操作員手動(dòng)控制、參數(shù)設(shè)置、管理等集中在管理機(jī)中的管理軟件部分。工控機(jī)和管理機(jī)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線或串行電纜聯(lián)接的。工控機(jī)定時(shí)向管理機(jī)傳送采集的數(shù)據(jù),報(bào)告故障情況。管理機(jī)向工控機(jī)傳送手動(dòng)控制命令、設(shè)置參數(shù)等。另外,管理機(jī)設(shè)有對(duì)外通訊接口。
1、 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)軟件
數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)軟件的基本功能包括:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)視、數(shù)據(jù)處理、告警處理、控制操作、運(yùn)行記錄、人機(jī)聯(lián)系、制表打印、設(shè)備診斷和數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)等。實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器、刀閘位置、分接頭位置、各種設(shè)備狀態(tài)、瓦斯、氣壓信號(hào)、母線電壓、線路電流、主變溫度、功率、頻率、等遙測(cè)、遙信信號(hào)的采集和監(jiān)控。
2、管理軟件
管理機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊,接收從工控機(jī)傳來(lái)的信息,經(jīng)過(guò)分類(lèi)、變換后通過(guò)Windows消息激活相應(yīng)的對(duì)象來(lái)處理。管理軟件主要分九大部分:主調(diào)度模塊、狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示模塊、操作模塊、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊、用戶管理模塊、報(bào)表模塊、故障判斷和處理模塊、信息變換和處理模塊以及通信模塊。
3、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件
網(wǎng)絡(luò)通訊在變電站自動(dòng)化中占有非常重要的地位。其內(nèi)容包括就地開(kāi)關(guān)的采集控制單元與變電站監(jiān)控管理層之間的通信,變電站監(jiān)控管理與遠(yuǎn)方調(diào)度中心之間的通信。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的中央通訊主單元位于變電站的中央控制室外,各輸入輸出及保護(hù)的間隔層單元分別安裝在中低壓開(kāi)關(guān)柜上或位于高壓一次設(shè)備附近的控制室內(nèi),每個(gè)間隔層單元僅需一對(duì)通信線直至中央控制室。
四、結(jié)束語(yǔ)
該系統(tǒng)已于2008年5月在興隆電廠安裝、調(diào)試,于2008年10月投入運(yùn)行。投入運(yùn)行以來(lái)因設(shè)備原因造成了幾起事故,各保護(hù)裝置動(dòng)作準(zhǔn)確,反應(yīng)靈敏,給技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)分析、判斷帶來(lái)很大幫助,供電可靠性得到了較大的提高,贏得了生產(chǎn)單位的好評(píng),為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
【1】 金午橋,洪憲平,變電站自動(dòng)化新技術(shù)的應(yīng)用研究.電網(wǎng)技術(shù),2000年5月,24 (5)
【2】 黃益莊.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù).中國(guó)電力出版社,2000:7-13
【3】 趙祖康,徐石明,變電站自動(dòng)化技術(shù)綜述,電力自動(dòng)化設(shè)備,2000年2月,20 (1)
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