變電站綜合自動化技術

變電站綜合自動化技術江西省電力公司超高壓分公司500kV南昌變電站2005年9月主講：鄒信勤前言通過對變電站綜合自動化技術的學習，掌握變電站綜合自動化系統(tǒng)的基礎知識、操作監(jiān)控、運行維護、事故異常處理等內(nèi)容。對學習變電站綜合自動化技術給出建議。本課程并不針對某種型號的變電站綜合自動化系統(tǒng)進行講解，講解的內(nèi)容為最基礎的、通用于各類型的變電站綜合自動化系統(tǒng)的知識。一、基礎知識1.變電站綜合自動化變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現(xiàn)對變電站二次設備（包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）的功能進行重新組合，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設備間互相交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化實質(zhì)是自動化、計算機、信息處理、通信、電力、電子技術的綜合。實現(xiàn)設備間信息交換、共享，完成變電站的監(jiān)、測、控。取代了常規(guī)站的指示儀表、中央信號、控制屏等設備。2.綜合自動化變電站與常規(guī)變電站的對比比較項目常規(guī)變電站綜合自動化變電站繼電保護及自動裝置大多電磁型、小規(guī)模集成電路型、晶體管型微機型或大規(guī)模集成電路型二次信息傳輸設備大量電纜，傳輸模擬信號，強電傳輸（信息量小、靈活性差、可靠性低、功耗大）網(wǎng)線、光纖，傳輸數(shù)字信號，弱電傳輸處理核心人（受值班人員的技術水平等條件影響正確性、可靠性）計算機（按規(guī)定程序執(zhí)行）指示儀表模擬式（表計指針式，誤差大）數(shù)字指示（監(jiān)控系統(tǒng)上）信號系統(tǒng)燈光（光字牌）、音響（電笛、電鈴），為一對一信息。告警信息、報文、音響（電笛、電鈴）、語音，信息共享，一對多信息。其他占地面積大，控制室設備復雜。占地面積小，控制室設備簡單。分立元件構成的自動裝置階段：

20世紀70年代；分立元件：自動重合閘、低周低壓自動減載負荷、備自投等設備；特點：相互獨立、缺乏智能、可靠性不高。以微處理器（MPU）為核心的智能化階段：

20世紀80年代；MPU替代原來的晶體管組成的分立元件；特點：測量準確度提高，可靠性上升，有功能擴展能力，基本上仍維持原有功能邏輯，獨立運行不互相通信；如南京銀山YS-88錄波器。綜合站發(fā)展階段：

80年代中期已開始；電氣集中控制裝置和集保護、控制、信號為一體的裝置組成計算機監(jiān)控系統(tǒng)。3.綜合自動化的發(fā)展歷史綜合自動化的發(fā)展的代表產(chǎn)品投運時間變電站產(chǎn)品型號產(chǎn)品廠家說明80年代中期吉林通化220kV梅河變電站南自院國內(nèi)首個綜合自動化變電站1998年浙江金華500kV雙龍變電站RCS-9000南瑞500kV首個UNIX平臺綜自站2000年10月江西南昌500kV南昌變電站CSC2000北京四方500kV首個Win平臺綜自站4.國內(nèi)變電站綜合自動化系統(tǒng)型號生產(chǎn)廠家監(jiān)控機操作系統(tǒng)CSC2000北京四方WindowsBSJ-2200南瑞科技UNIXRCS-9000南瑞UNIXRCS-9600（RCS-9700）南瑞繼保UNIX/WindowsPS6000國電南自WindowsPowerComm2000上?；莅睻NIXCBZ-8000許繼自動化Windows/Linux監(jiān)控機使用的操作系統(tǒng)的特點Windows操作系統(tǒng)：界面圖形化、多用戶、多任務、網(wǎng)絡支持良好、出色的多媒體功能、硬件支持良好、眾多的應用程序。UNIX操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡和系統(tǒng)管理、高安全性、可連接性、數(shù)據(jù)安全性可管理性。Linux操作系統(tǒng)：完全免費、完全兼容POSIX1.0標準、多用戶、多任務、良好的界面、豐富的網(wǎng)絡功能、可靠的安全、穩(wěn)定性能、多進程、多線程、實時性較好、支持多種平臺。

5.變電站綜合自動化的體系結構電量和非電量檢測開關量信號采集操作控制線路保護主變壓器和電抗器保護母線保護直流電源系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與控制電氣計量自動裝置繼電保護輔助設施系統(tǒng)通信控制系統(tǒng)變電站主計算機系統(tǒng)調(diào)度控制中心6.變電站綜合自動化的結構模式集中式結構：計算機功能集中，軟件復雜，組態(tài)不靈活，只適用于算法比較簡單的情況。分布式結構：將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成，方便系統(tǒng)擴展的維護，局部故障不影響其他模塊。分布分散（層）式結構：將變電站自動化系統(tǒng)劃分為兩層（或多層），是按照變電站的元件、斷路器間隔進行設計的，具有很高的可靠性，實現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護和擴展。分布分層式結構兩層式分布分層結構，為變電站層（站級測控單元）和間隔層。三層式分布分層結構，為變電站層、通信層和間隔層。7.四遙量遙信：采用無源接點方式,即某一路遙信量的輸入應是一對繼電器的觸點或是閉合或是斷開。通過遙信端子板將繼電器觸點的閉合或斷開轉(zhuǎn)換成為低電平或高電平信號送入RTU

的YX

模塊。遙信功能通常用于測量下列信號,開關的位置信號、變壓器內(nèi)部故障綜合信號、保護裝置的動作信號、通信設備運行狀況信號、調(diào)壓變壓器抽頭位置信號。自動調(diào)節(jié)裝置的運行狀態(tài)信號和其它可提供繼電器方式輸出的信號;事故總信號及裝置主電源停電信號等。

遙測：遙測往往又分為重要遙測、次要遙測、一般遙測和總加遙測等。遙測功能常用于變壓器的有功和無功采集;線路的有功功率采集;母線電壓和線路電流采集;溫度、壓力、流量(流速)

等采集;周波頻率采集和其它模擬信號采集。

遙控：采用無源接點方式,要求其正確動作率不小于99.99

%.

所謂遙控的正確動作率是指其不誤動的概率,一般拒動不認為是不正確,遙控功能常用于斷路器的合、分和電容器以及其它可以采用繼電器控制的場合。

遙脈：通過使用脈沖信號向系統(tǒng)發(fā)送信息為遙脈,常用在綜合自動化系統(tǒng)的電能計量中。另：有些綜合自化系統(tǒng)采用了遙調(diào)的概念。遙調(diào)常用于有載調(diào)壓變壓器抽頭的升、降調(diào)節(jié)和其它可采用一組繼電器控制具有分級升降功能的場合。遙調(diào)屬于遙控的一種。

8.數(shù)據(jù)采集分類：原始數(shù)據(jù)采集；綜合自動化內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集，如電能量等。采集的模擬量有：UIcosΦPQT9.變電站綜合自動化系統(tǒng)中“人—機”聯(lián)系各開關量原始狀態(tài)的設定；各模擬量限值和死區(qū)的設定；繼電保護和自動裝置整定值表的修改；監(jiān)控畫面的修改；各種表格的修改；操作票的編輯；各種表格、畫面、參數(shù)的召喚調(diào)出、顯示、打印或拷貝；報警的確認和解除?！叭恕獧C”聯(lián)系是通過操作計算機的鍵盤和鼠標實現(xiàn)的。二、操作監(jiān)控1.操作監(jiān)控的概念變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)的操作監(jiān)控，是指以微機監(jiān)控系統(tǒng)為主、人工為輔的方式，在變電站內(nèi)進行倒閘操作、繼電保護及自動裝置壓板的投退、調(diào)整主變壓器分接開關位置、其他特殊操作等工作時，對操作過程中的各類信息進行監(jiān)視、控制，以達到保證各種變電設備及操作人員在操作過程中的安全的目的。2.

操作監(jiān)控的內(nèi)容

倒閘操作監(jiān)控；投、退繼電保護及自動裝置的功能壓板時的監(jiān)控；對主變壓器進行有載調(diào)壓時的監(jiān)控；五防系統(tǒng)操作時的監(jiān)控；其他操作時的監(jiān)視、控制。3.

通過CRT、LCD可實現(xiàn)的操作分合斷路器；分合隔離開關；投、退繼電保護及自動裝置的連接片；變壓器有載調(diào)壓；投退無功補償設備（如35kV并聯(lián)電抗器、電容器組等）4.

監(jiān)控機上進行操作的一般要求記錄操作開始時間；操作人、監(jiān)護人在監(jiān)控機前做好準備工作；操作時應監(jiān)護、復誦；監(jiān)護人操作人分別輸入操作密碼；每操作一項應在操作票中劃“√”；操作結束記錄時間。5.五防機倒閘操作票開票流程開始選取操作任務選取開票方式圖形操作\手工開票初始化，N=1操作邏輯關系判斷記錄第N步操作操作是否結束N=N+1出錯信息生成操作票打印輸出操作票結束不符合邏輯符合邏輯否是6.

在監(jiān)控機上進行倒閘操作開始操作時，由監(jiān)護人記錄操作開始時間。操作人手握鼠標坐在操作監(jiān)控機前，監(jiān)護人持票站立于操作人的右后側，思想集中，正視監(jiān)控畫面。進行操作監(jiān)護、唱票復誦：根據(jù)倒閘操作票的操作步驟，監(jiān)護人發(fā)布操作命令，操作人按照原令重復一遍（用鼠標指向要操作的設備圖標進行核對），核對無誤后監(jiān)護人發(fā)出“對，執(zhí)行”的操作命令，操作人用鼠標單擊該設備圖標，在操作密碼確認對話框上，操作人、監(jiān)護人分別輸入操作密碼。微機在檢驗操作人、監(jiān)護人操作密碼正確后，將彈出遙控操作設備確認對話框，此時操作人應輸入該設備的調(diào)度編號，并選擇要對該設備進行的操作是分還是合，最后按“確認”按鈕將遠方遙控操作命令發(fā)出。操作一項完了，應在監(jiān)控系統(tǒng)上認真檢查操作質(zhì)量和正確性，待現(xiàn)場人員檢查完畢后由監(jiān)護人在倒閘操作票上打“√”。為了明確下一步操作內(nèi)容，監(jiān)護人要向操作人提醒下一步操作項目。操作終了后，監(jiān)護人應記錄操作終了時間。7.監(jiān)控機上發(fā)出遠方遙控命令開始點擊要遙控的設備輸入設備調(diào)度編號任務確定操作口令校驗發(fā)出遙控操作命令執(zhí)行任務嗎？結束校驗設備編號口令正確口令錯誤是否編號與設備不符編號與設備相符虛線框內(nèi)流程僅在對斷路器、隔離開關操作時執(zhí)行8.遙控一次設備的執(zhí)行情況開始監(jiān)控機CSI200C五防校驗是否遠動主站間隔層CSI200C操作五防機五防機五防校驗間隔層CSI200C接通機構箱正電源操作失敗是否操作機構動作遙控的設備變位間隔層CSI200C監(jiān)控機遠動主站保存位置信息結束9.

在監(jiān)控機上進行有載調(diào)壓操作檢查調(diào)壓允許壓板是否確已投入。主變壓器有載調(diào)壓系統(tǒng)由“升”、“降”、“?！比齻€操作命令按鈕組成：“升”可調(diào)高系統(tǒng)電壓，“降”可調(diào)低系統(tǒng)電壓，“?！睘橹袛嗾{(diào)壓操作。在進行有載調(diào)壓操作時，應監(jiān)視各母線電壓變化情況及分接開關位置變化情況，確保調(diào)壓操作的順利進行?！巴！卑粹o只是在進行調(diào)壓操作而發(fā)現(xiàn)調(diào)壓裝置有故障時，作為調(diào)壓裝置的緊急停機用。在進行有載調(diào)壓操作時，應同時對各相、各側電壓值進行監(jiān)視。進行有載調(diào)壓操作時，每調(diào)節(jié)一個分接頭后，至少應間隔60秒后才能再次調(diào)節(jié)下一個分接頭，且每天調(diào)節(jié)次數(shù)（分接頭數(shù)）不能超10次。有載調(diào)壓完畢后應到現(xiàn)場核對主變壓器分接頭的實際位置。三、運行維護1.建立綜合自動化系統(tǒng)管理制度投入、退出綜合自動化系統(tǒng)或設備，必須根據(jù)相應調(diào)度機構當值調(diào)度員的命令執(zhí)行。應根據(jù)運行、維護、檢修范圍制定相應的管理制度。變電站應根據(jù)有關標準和規(guī)定的要求，編寫現(xiàn)場綜合自動化系統(tǒng)運行和操作規(guī)程。對綜合自動化系統(tǒng)應按照變電站的管理要求建立運行分析制度，定期進行運行分析，全面分析系統(tǒng)運行情況，并編入系統(tǒng)運行月報中。對綜合自動化系統(tǒng)或其設備的缺陷應按設備缺陷的上報流程上報，并及時處理。2.

日常監(jiān)控變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)的日常監(jiān)控，是指以微機監(jiān)控系統(tǒng)為主、人工為輔的方式，對變電站內(nèi)的日常信息進行監(jiān)視、控制，以達到掌握本變電站一次主設備、站用電及直流系統(tǒng)、二次繼電保護及自動裝置以及其他站內(nèi)設備的運行狀態(tài)，保證變電站的正常運行的目的。

3.

日常管理維護定期校對四遙量；綜合自動化系統(tǒng)年度試驗；一、二次設備變更應及時修改監(jiān)控程序；交接班時應進行檢查；主機故障，必須保證至少有一臺監(jiān)控機運行；綜合自動化系統(tǒng)設備缺陷應及時上報、處理。4.

日常監(jiān)控的內(nèi)容監(jiān)視本站一次主接線情況及一次設備的運行情況；檢查本站所做的安全措施情況；監(jiān)視主變壓器、高抗及低抗的油溫、負荷情況；監(jiān)視主變壓器分接開關運行位置；監(jiān)視保護及自動裝置運行情況；監(jiān)視各段母線電壓；監(jiān)視各線路電流、有功功率及無功功率；監(jiān)視本站各線路潮流流向；查看日報表中各整點時段的參數(shù)（包括母線電壓