變電站綜合自動化系統(tǒng)(精)

1、2010NO.12 China New Technologies and Products中國新技術(shù)新產(chǎn)品工業(yè)技術(shù)變電站綜合自動化系統(tǒng)徐云水（昭通供電局,云南昭通657000變電站自動化系統(tǒng)的定義變電站自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計。利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)。實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的門動測量、監(jiān)控和微機保護以及與調(diào)度控制中心通信等綜合性的自動化功能。變電站實現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性提高供電質(zhì)量。提高電壓合格率由于在變電站綜合自動化系統(tǒng)中包括電壓、無功自動控制功能。故對于具備

2、有載調(diào)壓變壓器和無功補償電容器的變電站可以大大提高電壓合格率,保證電力系統(tǒng)主要設(shè)備和各種電器設(shè)備的安全,使無功潮流合理,降低網(wǎng)損。節(jié)約電能損耗。提高變電站的安全、可靠運行水平變電站綜合自動化系統(tǒng)中的各子系統(tǒng),絕大多數(shù)都是由微機組成它們多數(shù)具有故障診斷功能。且微機保護裝置和微機型自動裝置具有故障自診斷功能。這是當今綜合自動化系統(tǒng)比常規(guī)的自動裝置或四遙裝置的突出特點。使采用綜合自動化系統(tǒng)的變電站一、二次設(shè)備的可靠性大大提高。提高電力系統(tǒng)的運行、管理水平變電站實現(xiàn)自動化后,監(jiān)視、測量、記錄、抄表等工作都由計算機來完成。既提高了測量的精度。又避免了人為干預。大大提高運行管理水平。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3、按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備。將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計,采用主從CPU系統(tǒng)工作方式。多CPU 系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力,解決了CPU 運算處理的瓶頸問題。各功能模塊（通常是多個CPU 之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題。提高了系統(tǒng)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu),較多地使用于中、低壓變電站。分布式

4、變電站綜合自動化系統(tǒng)自問世以來。顯示出強大的生命力。目前。還存在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題。集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O 接口,集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息,集中進行計算和處理,分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能,后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式,這種結(jié)構(gòu)有以下不足:前置管理機任務(wù)繁重、引線多。降低了整個系統(tǒng)的可靠性,若前置機故障。將失去當?shù)丶斑h方的所有信息及功能。軟件復雜,修改工作量大,系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。組態(tài)不靈活對不同主接線或規(guī)模不

5、同的變電站墩、硬件都必須另行設(shè)計,工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。分層分布式結(jié)構(gòu)按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級 變電站層（站級測控單元和就地單元控制級 間隔層（間隔單元的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層,即變電站層、通信層和間隔層。這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點:可靠性提高,任一部分設(shè)備故障只影響局部,即將 危險 分散,當站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障,只影響到監(jiān)控部分,而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行;段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導致全站的通信中斷。比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。可擴展性和開放性較高。利于工程的設(shè)計及應(yīng)用。站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少,節(jié)約投

6、資也簡化了調(diào)試維護。系統(tǒng)實現(xiàn)的功能微機保護微機保護是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護 ,包括線路保護,變壓器保護,母線保護 ,電容器保護及備自投,低頻減載等安全自動裝置。各類保護應(yīng)具有下列功能:故障記錄;存儲多套定值 ;顯示和當?shù)匦薷亩ㄖ?與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息,動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值,校對時鐘等命令。通信應(yīng)采用標準規(guī)約。數(shù)據(jù)采集及處理功能包括狀態(tài)數(shù)據(jù),模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù):狀態(tài)量采集。狀態(tài)量包括:斷路器狀態(tài)。隔離開關(guān)狀態(tài),變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)。也可

7、通過通信方式獲得。模擬量采集。常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括:各段母線電壓、線路,電壓和有功、無功功率值。事件記錄和故障錄波測距事件記錄應(yīng)包含保護動作序列記錄開關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用2 種方式實現(xiàn) :集中式配置專用故障錄波器,并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。分散型,即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算。再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。控制和操作功能操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器。隔離開關(guān),變壓器分接頭。電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備。在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。系統(tǒng)的自診斷功能系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能并把數(shù)據(jù)送往后臺機

8、和遠方調(diào)度中心。對裝置本身實時自檢功能。方便維護與維修可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查。能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷。并給出提示,指出故障位置。數(shù)據(jù)處理和記錄歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。它包括上一級調(diào)度中心,變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)。主要有:斷路器動作次數(shù);斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù) ;輸電線路的有功、無功,變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大,最小值及其時間 ;獨立負荷有功、無功,每天的峰谷值及其時間;控制操作及修改整定值的記錄。根據(jù)需要該功能可在變電站當?shù)厝繉崿F(xiàn)也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。人機聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能系統(tǒng)內(nèi)各插

9、件應(yīng)具有自診斷功能。自診斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調(diào)度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。本功能在常規(guī)遠動四遙 的基礎(chǔ)上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等,其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對時,統(tǒng)一時鐘的功能和當?shù)剡\行維護功能。變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著科學技術(shù)的不斷進步,變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)該具有廣闊的發(fā)展前景,發(fā)展趨勢有如下幾個方面:變電站自動化系統(tǒng)向高集成度、數(shù)字化方向發(fā)展變電站自動化系統(tǒng)中面向?qū)ο笤O(shè)計的設(shè)備將更加高度集成化。如保護、控制、測量、故障錄波及事件記錄以及運行支持系統(tǒng)的數(shù)量處理等功能將被模塊化設(shè)計在一個統(tǒng)一的數(shù)

10、字裝置內(nèi) ,間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔層同站級問的通信采用光纖總線實現(xiàn),取消傳統(tǒng)硬線連接。高集成化可以降低成本。減少故障率,有利于實現(xiàn)統(tǒng)一的運行管理。隨著變電站一次設(shè)備的智能化 ,如智能開關(guān)設(shè)備、光電式電壓和電流互感器和各內(nèi)智能電子裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用,變電站自動化將進入數(shù)字化階段。在變電站內(nèi)原來位于保護、測控裝置中I/O 單元、 A/D 單元如 AD 交換開關(guān)量去隔離輸入和控制回路等將被分離出來下放到智能化的次設(shè)備中去。保護、測控和自動裝置的功能將在統(tǒng)一的I/O 及模擬量數(shù)據(jù)信息平臺上進行重新分工和組合。有利于改進和優(yōu)摘要:電力系統(tǒng)是由發(fā)、變、輸、配、用電等設(shè)備和相應(yīng)的輔助系統(tǒng),按規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟

11、要求組成的,將一次能源轉(zhuǎn)換為電能并輸送和分配到客戶的一個系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化的主要內(nèi)容包括控制中心、電廠自動化、變電站自動化、配電自動化以及需方管理系統(tǒng)和電能交易系統(tǒng)。變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。擔負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù),對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用。關(guān)鍵詞:變電站;優(yōu)越性 ;發(fā)展趨勢;系統(tǒng)結(jié)構(gòu);綜合自動化135-中國新技術(shù)新產(chǎn)品2010NO.12China New Technologies and Products在線化學分析儀表在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用杜曉?。ù髴c油田熱電廠熱工分廠,黑龍江大慶163000概況近幾年,我廠在配備分析儀表上投入了大量的資金和人力

12、。我廠采用的在線分析儀表主要有硅表、鈉表、磷表、導電率儀、PH儀等。其中硅、磷、鈉表主要測量飽和蒸汽、主蒸汽、凝結(jié)水、冷卻水中硅酸根、磷酸根、鈉離子的含量。為了管理和控制設(shè)備運行,分析和統(tǒng)計各種指標,在發(fā)電廠化學等設(shè)備上都安裝了許多化學分析儀表、通過對水汽等參數(shù)準確可靠的測量,可使運行人員及時地了解熱力設(shè)備的運行工況,使自動調(diào)節(jié)設(shè)備及時地獲得信號。運行人員在自動調(diào)節(jié)設(shè)備根據(jù)測量提供的信號發(fā)出指令時,設(shè)備進行必要的（手動或自動操作,從而使生產(chǎn)按預定的最安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的工況運行。經(jīng)過一段時間的努力,目前在線分析儀表己處于良好的運行狀況且準確率已經(jīng)達到一定水平。使運行人員手工化驗強度有了很大的降

13、低。使用效果在線儀表監(jiān)測已成為我廠日常水汽品質(zhì)監(jiān)督的主要手段。在線儀表改造后,水汽品質(zhì)監(jiān)督以在線儀表監(jiān)測為主,輔以少量的人工分析。精確控制爐水水質(zhì)。爐水水質(zhì)對水冷壁管的腐蝕、結(jié)垢程度有嚴重影響。便于凝汽器查漏。CRT切換到顯示凝結(jié)水導電度曲線的畫面,可容易地判斷凝汽器泄漏時進行隔離操作的效果,曲線下行,則隔離有效,與人工分析相比,在線儀表更準確、及時、直觀。增加了對在線儀表進行水汽品質(zhì)監(jiān)測的信心。3 在線儀表的管理由于儀表的種類繁多,要先建立好儀表的定期校驗記錄及管理工作,根據(jù)不同型號 ,不同應(yīng)用應(yīng)分別建立相應(yīng)的校驗記錄。在線儀表投用后,運行人員要定期檢查與維護,調(diào)整好水汽樣品的溫度和流量,當

14、儀表顯示數(shù)據(jù)發(fā)生一定幅度變化時,則人工分析該水汽樣品是否有品質(zhì)變化,判斷在線儀表有否發(fā)生故障。當確認在線儀表故障時則及時處理,檢修管理中備品是重要一環(huán)。做好資料管理工作,化學儀表的資料包括產(chǎn)品使用說明書、產(chǎn)品維護標準、檢修規(guī)程等。在操作過程中應(yīng)嚴格遵守檢修規(guī)程中的內(nèi)容。在線儀表配置。根據(jù)運行經(jīng)驗,認為在線儀表的配置還可以作“優(yōu)化組合”。日常維護與故障處理電導率儀表電極維護有粘著力較強的沉積物時,用 20g/l 濃度的稀鹽酸溶液清洗,再用除鹽水徹底沖洗干凈。電導池應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況,每3-12個月定期清洗、校驗一次（也可隨主機大、小修日程安排。pH計電極的維護測量電極的敏感膜（即球泡應(yīng)清潔無污垢 ,

15、內(nèi)充液中應(yīng)無氣泡。若電極敏感膜污染,則可在電極活化液中泡洗,取出用除鹽水沖洗干凈,然后浸入除鹽水中活化待用。新電極應(yīng)浸泡在除鹽水中活化24h 后方可使用。參比電極內(nèi)充液應(yīng)無氣泡,滲透性能良好 （可用干凈濾紙輕輕按一下電極陶瓷孔,濾紙稍有潮濕為佳。目前使用固體參比電極較多 ,則應(yīng)檢查其完整無裂紋、干凈無污垢。在線硅酸根分析儀表的維護停機重新投運時應(yīng)先清洗流路和管路,清晰比色皿,重新標定后才可投入運行。重新配置顯色劑。在線蒸汽鈉度儀的維護經(jīng)常檢查水樣,應(yīng)保證流量在70120ml/min 的范圍內(nèi) ;檢查電極是否污染,若受到污染應(yīng)及時處理;檢查參比電極補充液是否缺少 ; 保持電纜接頭清潔,不能受潮或

16、進水。在線磷酸根分析儀表的維護確保試劑充足不過期,定期進行校驗并作好記錄,每周檢查面板顯示是否異常,水流是否充足,所有通道是否暢通。總結(jié)要保持在線儀表連續(xù)準確運行,還需工作人員長期不懈的努力,不斷積累經(jīng)驗,豐富知識,提高儀表管理維護及維修技能。參考文獻1電廠化學儀表計量管理存在問題及改進措施 J.中國計量4/1/(4.2 提高化學儀表準確性的研究J.2006 年中國電機工程學會年會12/1.摘要:我廠正在從人工分析發(fā)展向?qū)崟r顯示的過程中,通過近一段時間的應(yīng)用我們發(fā)現(xiàn)分析儀表在電廠化學水處理過程中起著不可或缺的重要作用,它為發(fā)電機組 的健康運行提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。文章分析了化學分析儀表在發(fā)電廠的

17、運行和使用效果,并提出相關(guān)的日常維護和故障處理措施。關(guān)鍵詞 :化學分析儀表;發(fā)電廠;維護管理化現(xiàn)有的保護和控制功能。變電站自動化系統(tǒng)向標準化方向發(fā)展技術(shù)的進步和行業(yè)規(guī)范標準的約束,變電站自動化系統(tǒng)將逐步向產(chǎn)品標準化方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在:產(chǎn)品基本功能設(shè)計和要求的標準化及產(chǎn)品的對外接口和通訊協(xié)議的標準化,變電站內(nèi)不同廠家的設(shè)備可以做到互換互連即插即用,增加了用戶選擇變電站內(nèi)各類設(shè)備和更換設(shè)備的自由度,同時還滿足不標準化設(shè)計的廠商將被逐步淘汰,使變電站自動化專業(yè)逐步走向良性的發(fā)展。電能質(zhì)量和管理由于電力市場機制的形成和規(guī)范,用電方對作為商品的電能質(zhì)量的要求在逐步提高。為了規(guī)范供用電雙方對電能質(zhì)量的共

18、識。國家有關(guān)部門對電能質(zhì)量相繼頒布了 5 個相關(guān)的國家標準。其中對電網(wǎng)頻率允許偏差。供電電壓允許偏差和三相不平衡度三個指標的監(jiān)測現(xiàn)已在變電站自動化系統(tǒng)中實現(xiàn),但對于諧波和電壓閃變這兩項指標的監(jiān)測還需要附加設(shè)備來完成。通過電能質(zhì)量監(jiān)視裝置測量電網(wǎng)中所有的電能質(zhì)量參數(shù)。研究電網(wǎng)質(zhì)量,提供在線分析技術(shù)便于電網(wǎng)電能質(zhì)量指標的集中管理監(jiān)督電能質(zhì)量污染源。為改善電網(wǎng)總體電能質(zhì)量指標創(chuàng)造條件。電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷具體包括電容型設(shè)備的監(jiān)測和診斷。電容型設(shè)備包括 : 電力電容器、耦合電容器、電容型套管、電容型電流互感器和電壓互感器等設(shè)備。監(jiān)測電容型設(shè)備的電流值的變化率 I/I,絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù) tg 及電容量的變化率 C/C?？梢耘袛嚯娙菪驮O(shè)備是否存在絕緣問題。變壓器的監(jiān)測與診斷電力變壓器主要是充油式絕緣（也有干式或SF6絕緣。對于充油式變壓器的絕緣