電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化

淺談電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化講解：吳舟祥認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化1、概述：電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指對(duì)電能的生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、自動(dòng)化調(diào)度和自動(dòng)化管理。2、組成：電力系統(tǒng)=電力一次系統(tǒng)+電力二次系統(tǒng)

電力一次系統(tǒng)：能生產(chǎn)、輸出、分配和消費(fèi)所需要的發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、電力線路、母線和用電設(shè)備等互相連接而成的系統(tǒng)。

電力二次系統(tǒng)：由對(duì)電工一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)和調(diào)度所需要的自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)和通信設(shè)備等組成的輔助系統(tǒng)。

認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化3、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的重要性：保證電能的質(zhì)量

現(xiàn)如今供電范圍擴(kuò)大，使得電力系統(tǒng)的容量增大，而電力系統(tǒng)的波動(dòng)會(huì)引起供電頻率的變化，，因此電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化能綜合調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而保證供電的質(zhì)量。

保證安全可靠運(yùn)行

如今電力系統(tǒng)已經(jīng)形成一張蜘蛛網(wǎng)盤結(jié)構(gòu)，面對(duì)個(gè)別環(huán)節(jié)故障對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生額故障，可以自行臨時(shí)調(diào)節(jié)，并及時(shí)發(fā)生警告，從而好人為及時(shí)消除。然而多個(gè)環(huán)節(jié)同時(shí)發(fā)生故障的概率相對(duì)較低，因此提高了供電的可靠性。

保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

由于各個(gè)地區(qū)的電力系統(tǒng)的供電成本不同，在資源豐富地區(qū)建設(shè)相應(yīng)發(fā)電廠，其可使得供電成本降低，然后通過電力系統(tǒng)的輸電線路的互相調(diào)節(jié)，使得經(jīng)濟(jì)效益得到最大利益化。系統(tǒng)總線構(gòu)成

——水電站為例

系統(tǒng)總線構(gòu)成

——水電站為例總線定義：總線（Bus）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束，按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。

水電站系統(tǒng)構(gòu)成：上位機(jī)系統(tǒng)+下位機(jī)系統(tǒng)+通訊系統(tǒng)

組成部分：機(jī)組LCU屏、機(jī)組測(cè)溫自動(dòng)屏、機(jī)組保護(hù)屏、機(jī)組勵(lì)磁控制屏、調(diào)速器控制柜和中控室屏柜中控室屏柜：交、直流屏柜和主變、線路、廠用保護(hù)屏Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

機(jī)組LCU屏分析：完成原始數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸輸出邏輯控制當(dāng)上位機(jī)故障或退出運(yùn)行后能單獨(dú)運(yùn)行完成手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的有功和無功情況

Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

機(jī)組測(cè)溫自動(dòng)屏分析：完成機(jī)組溫度采集，比如：定子、上、下導(dǎo)瓦、水導(dǎo)和推力當(dāng)上位機(jī)發(fā)生故障或者退出運(yùn)行時(shí)，能手動(dòng)操作控制機(jī)組剎車回路Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

機(jī)組保護(hù)屏：確保機(jī)組正常運(yùn)行，若有故障發(fā)生，能及時(shí)報(bào)警以及動(dòng)作；提供機(jī)組的主保護(hù)、后備保護(hù)或者轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)；數(shù)據(jù)的測(cè)量和采集，并傳送至上位機(jī)

自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)條件：

U發(fā)—U網(wǎng)≤±5%U額F發(fā)—F網(wǎng)≤±0.25HZ電網(wǎng)相序和發(fā)電機(jī)相序要一致Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

機(jī)組勵(lì)磁控制系統(tǒng)：由勵(lì)磁控制柜，提供勵(lì)磁電流以及并網(wǎng)后對(duì)機(jī)組無功功率的調(diào)節(jié)。Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

調(diào)速器控制系統(tǒng)：控制機(jī)組的導(dǎo)葉開度從而影響機(jī)組轉(zhuǎn)速頻率，穩(wěn)定機(jī)組頻率和并網(wǎng)后對(duì)機(jī)組有功功率的調(diào)節(jié)等等。Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分中控室A交、直流控制屏B主變保護(hù)屏C線路保護(hù)屏D廠用保護(hù)屏E上位機(jī)控制1、交、直流控制屏：兩路進(jìn)線電源，確保電源供給穩(wěn)定性。提供廠用電氣設(shè)備的交、直流用電。2、主變保護(hù)屏：檢測(cè)和保護(hù)變壓器的安全性和數(shù)據(jù)采集，其中有主保護(hù)、高、低側(cè)后備保護(hù)，以及主變溫度的采集；Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

3、線路保護(hù)：檢測(cè)和保護(hù)輸出線路的安全性和穩(wěn)定性，確保電能能正常輸出，其有主保護(hù)、Xkv后備保護(hù)。4、上位機(jī)控制系統(tǒng)后臺(tái)宏觀調(diào)控下位機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)下位機(jī)的位置及動(dòng)作情況，保護(hù)和檢測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。Part1下位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

上位機(jī)系統(tǒng)：所包含內(nèi)容：主控模塊、畫面組態(tài)、通訊模塊、數(shù)據(jù)塊管理模塊、歷史系統(tǒng)查詢模塊、報(bào)表模塊、系統(tǒng)故障診斷、告警記錄和輸出模塊、語音報(bào)警模塊和人機(jī)接口模塊。Part1上位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

上位機(jī)系統(tǒng)：功能：1、能直觀查看整個(gè)電站的運(yùn)行情況（安全監(jiān)視功能和操作控制功能）：機(jī)組運(yùn)行安全性，其數(shù)據(jù)變動(dòng)性和比如每個(gè)關(guān)節(jié)的斷路器和隔離刀閘的狀態(tài)等等2、能實(shí)行一鍵自動(dòng)開停機(jī)，后臺(tái)全全操縱3、自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)電站每個(gè)月的電能產(chǎn)生和使用情況4、打印功能。數(shù)據(jù)處理和記憶功能Part1上位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

上位機(jī)系統(tǒng)：功能：

5、對(duì)電氣系統(tǒng)發(fā)生的故障能作出詳細(xì)的記錄和分析6、所有電器系統(tǒng)集中后可送廠級(jí)信息管理系統(tǒng)，并可轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)，以滿足無人看守的功能。Part1上位機(jī)構(gòu)成部分

——電力二次部分

全場(chǎng)通過RS485、RS232或以太網(wǎng)等等通訊方式，電站運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理，統(tǒng)統(tǒng)傳遞到上位機(jī)，由上位機(jī)控制和采集、編譯以及整理。Part1通訊系統(tǒng)

——電力二次部分

通訊大致內(nèi)容：1、微機(jī)保護(hù)裝置的控制、監(jiān)視和測(cè)量之間的數(shù)據(jù)交換以及各保護(hù)單元的動(dòng)作情況；2、不同設(shè)備的之間的操作信號(hào)，比如：斷路器，隔離刀閘的分、合閘操作信號(hào)和位置狀態(tài)等等其它的運(yùn)行狀態(tài)以及保護(hù)信息；Part1通訊系統(tǒng)

——電力二次部分LCU屏在站內(nèi)共有兩大類：機(jī)組LCU控制和公用LCU控制常用PLC：西門子系列，GE系列，歐姆龍等等（可供選擇）PLC控制部分PLC在水電站的功能作用：整個(gè)現(xiàn)地控制級(jí)完成全站設(shè)備的繼電保護(hù)和水機(jī)保護(hù)，電氣量（模擬量、開關(guān)量、脈沖量等）及非電氣量（水位、壓力、溫度、轉(zhuǎn)速等）的采集處理，斷路器及部份隔離開關(guān)的分、合閘控制，水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)程序控制，全站公用設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視、控制等功能。公用LCU屏：則是對(duì)線路、主變以及廠用等單元的信號(hào)采集和控制。機(jī)組LCU屏：

其中PLC將會(huì)給主閥控制系統(tǒng)、技術(shù)供水控制系統(tǒng)、調(diào)速器控制系統(tǒng)、勵(lì)磁控制系統(tǒng)以及同期控制系統(tǒng)下達(dá)工作命令，使機(jī)組能夠正常開停機(jī)。PLC控制部分機(jī)組保護(hù)和公用保護(hù)

微機(jī)保護(hù)主保護(hù)機(jī)組保護(hù)差動(dòng)保護(hù)比例差動(dòng)后被保護(hù)三段過流保護(hù)過電壓保護(hù)低電壓保護(hù)低頻保護(hù)過負(fù)荷警告等等主保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)機(jī)組保護(hù)：

差動(dòng)速斷保護(hù)實(shí)質(zhì)上為反應(yīng)差動(dòng)電流的過電流繼電器，用以保證在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)快速動(dòng)作于跳閘。任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷整定值Isdzd時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作于出口繼電器。保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為：后背保護(hù)：過電流保護(hù)機(jī)組保護(hù)：

限時(shí)過流保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為：變壓器保護(hù)公用保護(hù)差動(dòng)保護(hù)比例差動(dòng)低后背保護(hù)高后背保護(hù)線路保護(hù)三段過流保護(hù)過電壓保護(hù)低電壓保護(hù)過負(fù)荷警告等等主保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)公用保護(hù)：

差動(dòng)速斷保護(hù)實(shí)質(zhì)上為反應(yīng)差動(dòng)電流的過電流繼電器，用以保證在變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)快速動(dòng)作于跳閘。保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為：Id>Isdzd*高壓側(cè)額定電流式中Id為差動(dòng)電流，Isdzd為差動(dòng)速斷電流定值（定值中設(shè)置為高壓側(cè)額定電流倍數(shù)）。三相差流中任一相滿足Id>Isdzd*高壓側(cè)額定電流，保護(hù)即繼電器出口動(dòng)作。低后背保護(hù)變壓器保護(hù)：

保護(hù)有：限時(shí)速斷，過流、過負(fù)荷告警、限時(shí)速斷、檢同期、檢無壓合閘、過負(fù)荷警告；限時(shí)速斷，過流：本裝置設(shè)二段復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過流保護(hù)，各段過流定值及時(shí)間定值可獨(dú)立整定?？赏ㄟ^保護(hù)投退選擇低電壓或負(fù)序電壓?jiǎn)?dòng)過流保護(hù)。另外，當(dāng)PT斷線信號(hào)和PT失壓信號(hào)出現(xiàn)時(shí)自動(dòng)退出低電壓或負(fù)序電壓的閉鎖。高后背保護(hù)變壓器保護(hù)：保護(hù)有：限時(shí)速斷，過流、過負(fù)荷告警、限時(shí)速斷、檢同期、檢無壓合閘、過負(fù)荷警告；二段非電量保護(hù)（重瓦斯、溫度保護(hù)）限時(shí)速斷，過流：本裝置設(shè)