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變電站自動(dòng)化系統在發(fā)電廠(chǎng)的應用工學(xué)論文
摘要:本文首先就變電站綜合自動(dòng)化系統應用技術(shù)、特點(diǎn)和實(shí)現的功能做了介紹,然后簡(jiǎn)單闡述了系統的組成和軟件系統。
關(guān)鍵詞:變電站綜合自動(dòng)化系統;系統結構;軟件系統
一、變電站自動(dòng)化系統介紹
變電站綜合自動(dòng)化控制系統是建立在計算機硬件技術(shù)、數據通訊技術(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、測量及遠動(dòng)等功能為一體的微機控制系統。系統主要是由多個(gè)微機保護單元,通訊網(wǎng)絡(luò ),后臺管理機,打印機組成,接線(xiàn)非常簡(jiǎn)單,可方便解決傳統的變電站二次系統存在的問(wèn)題,提高了電力系統的供電可靠性,適應了現代生產(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:微機保護單元具有完善的保護、測量、控制功能,自動(dòng)化系統就是利用了保護單元的這些功能,將根據保護需要配置的獨立的保護單元,通過(guò)一定的結構形式,用一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)。
(2) 結構微機化:系統的主要元件實(shí)現了微機化,所有功能都是通過(guò)微機來(lái)實(shí)現,實(shí)現了將微機保護、數據采集、數據傳輸、遠方控制等環(huán)節同時(shí)并列運行,各類(lèi)運行參數、歷史記錄等均可以通過(guò)打印機打出。還可以根據需要,實(shí)現于以太網(wǎng)的連接,實(shí)時(shí)的將數據上傳到調度自動(dòng)化系統。
(3) 操作監視屏幕化:系統將所有的監視和操作功能,均通過(guò)一臺后臺管理機來(lái)實(shí)現。操作人員面對彩色顯示器進(jìn)行變電站運行方式和運行參數進(jìn)行全方位監視。
(4) 運行管理智能化:由于微機保護單元具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)自診斷功能,這樣不僅在保護單元的面板上顯示故障類(lèi)型,而且可以通過(guò)系統將自診斷結果送后臺管理機,使得運行人員可以隨時(shí)掌握保護單元的運行狀態(tài)。
二、系統組成
在變電站綜合自動(dòng)化系統中,通常把繼電保護、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測距等功能綜合在一起的裝置稱(chēng)為保護單元,而把測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)為間隔級單元。各種類(lèi)型的間隔級單元搜集到的狀態(tài)量和測量值,通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現各種保護閉鎖。它主要由以下幾部分構成:微機保護單元主要完成信號的測量、傳遞、保護的計算和執行、接受上位機的指令并執行,通訊網(wǎng)絡(luò )主要完成信號的傳遞,后臺管理機主要完成對保護單元上傳來(lái)的信號進(jìn)行分析處理及顯示、提供人機對話(huà)窗口、接受操作人員的指令、向上位管理機傳遞及時(shí)信息,為管理人員提供決策信息。
以興隆電廠(chǎng)RCS-9700變電站綜合自動(dòng)化系統為例,從整體上系統分為三層:站控層、網(wǎng)絡(luò )層、間隔層。
站控層的主要功能就是作為數據集中處理的保護管理,擔負著(zhù)上傳下達的重要任務(wù),對下它可以管理各種間隔單元裝置,包括微機監控、保護、自動(dòng)裝置等,收集各種數據并發(fā)出控制命令,起到數據集中作用,還可以通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)完成對保護單元的自適應調整:對上則通過(guò)設立開(kāi)放式結構的站級網(wǎng)絡(luò )接口,與管理層建立聯(lián)系。將數據傳送給管理后臺機或調度端,起到數據處理作用。
網(wǎng)絡(luò )層支持單網(wǎng)或雙網(wǎng)結構,支持100M 高速工業(yè)級以太網(wǎng),有效地保證了網(wǎng)絡(luò )傳輸的實(shí)時(shí)性和可靠性;通信協(xié)議采用DL/T667-1999(IEC60870-5-103)規約。
間隔層按一次設備組織,一般按斷路器的間隔劃分,具有測量、控制和繼電保護部分。測量、控制部分負責單元的測量、監視、斷路器的操作控制和聯(lián)鎖及事件順序記錄等:保護部分負責該單元線(xiàn)路或變壓器或電容器的保護、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,這些獨立的單元裝置直接通過(guò)總線(xiàn)接到站控層。
三、軟件系統
軟件系統主要包括三大部分:數據采集和監控軟件、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中監控軟件部分,而后臺的管理任務(wù)包括處理故障判斷、采集數據和故障事故信息的顯示、入庫、操作員手動(dòng)控制、參數設置、管理等集中在管理機中的管理軟件部分。工控機和管理機是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)或串行電纜聯(lián)接的。工控機定時(shí)向管理機傳送采集的數據,報告故障情況。管理機向工控機傳送手動(dòng)控制命令、設置參數等。另外,管理機設有對外通訊接口。
1、 數據采集和監控(SCADA)系統軟件
數據采集和監控系統軟件的基本功能包括:實(shí)時(shí)數據采集、安全監視、數據處理、告警處理、控制操作、運行記錄、人機聯(lián)系、制表打印、設備診斷和數據庫維護等。實(shí)現對斷路器、刀閘位置、分接頭位置、各種設備狀態(tài)、瓦斯、氣壓信號、母線(xiàn)電壓、線(xiàn)路電流、主變溫度、功率、頻率、等遙測、遙信信號的采集和監控。
2、管理軟件
管理機通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通訊,接收從工控機傳來(lái)的信息,經(jīng)過(guò)分類(lèi)、變換后通過(guò)Windows消息激活相應的對象來(lái)處理。管理軟件主要分九大部分:主調度模塊、狀態(tài)數據顯示模塊、操作模塊、系統參數設置模塊、用戶(hù)管理模塊、報表模塊、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。其內容包括就地開(kāi)關(guān)的采集控制單元與變電站監控管理層之間的通信,變電站監控管理與遠方調度中心之間的通信。變電站自動(dòng)化系統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備附近的控制室內,每個(gè)間隔層單元僅需一對通信線(xiàn)直至中央控制室。
四、結束語(yǔ)
該系統已于2008年5月在興隆電廠(chǎng)安裝、調試,于2008年10月投入運行。投入運行以來(lái)因設備原因造成了幾起事故,各保護裝置動(dòng)作準確,反應靈敏,給技術(shù)人員的現場(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(yíng)得了生產(chǎn)單位的好評,為變電站安全、穩定、經(jīng)濟運行提供了堅實(shí)的基礎。
參考文獻
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