变电站自动化设备 变电站自动化系统

2019-07-05 00:02:58 来源：朵拉利品网

1, 变电站自动化系统

主要是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的检测和监视仪表、控制屏、中央信号系统、远动屏等。用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。像这种变电站自动化系统上海聚仁电力可提供整套解决方案（包括图纸设计、技术支持、售后服务等）。
变电站自动化系统主要特点：
■功能综合化
按变电所自动化系统的运行要求，将二次系统设备及功能进行综合考虑、优化组合设计，以达到继电保护及监控系统的协调一致。
■系统构成的数字化及模块化
保护、控制、测量装置的数字化（即采用微机实现，并具有数字化通信能力），有利于把各功能模块通过通信网络连接起来，也便于接口功能模块的扩充及信息的共享。另外，系统构成的模块化，有利于实现系统结构的分层化和分布化，适应工程的集中式、分布分散式、分布式集中组屏的需要。
■运行管理智能化
可实现无人值班，能实现自动报警、自动报表、对运行状态的自动调节、事故判别与记录等自动化功能，能实现对事故的分析和恢复操作以及自动化系统本身故障的自诊断、自闭锁和自恢复等功能。
■操作监视屏幕化
无论变电所是否有人值班，操作人员均可在变电所或在调度室内，面对 CRT 屏幕或显示器对变电所的实时运行情况进行全方位的监视，对所有的开关设备进行控制。
变电站自动化系统发展趋势
■保护监控一体化
这种方式在35kV及以下的电压等级中已普遍采用，今后在35KV及以上的线路间隔和主变三侧中采用此方式也已是大势所趋它的好处是功能按一次单元集中化，利于稳定的进行信息采集以及对设备状态进行控制，极大地提高了性能效率比。其目前的缺点也是显而易见的：此种装置的运行可靠性要求极高，否则任何形式的检修维护都将迫使一次设备的停役。可靠性、稳定性要求高，这也是目前35KV及以上电压等级还采用保护和监控分离设置的原因之一。随着技术的发展，冗余性、在线维护性设计的出现，将使保护监控一体化成为必然。
■人机操作界面接口统一化、运行操作无线化
无人无建筑小室的变电站，变电运行人员如果在就地查看设备和控制操作，将通过一个手持式可视无线终端，边监视一次设备边进行操作控制，所有相关的量化数据将显示在可视无线终端上。

3, 变电站综合自动化系统

从上图可以看出这种变电站综合自动化系统是上海聚仁电力研发的，该系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量。
变电站综合自动化系统的基本特点：
■功能实现综合化：变电站综合自动化技术是在微机技术、数据通信技术、自动化技术基础上发展起来。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。
■系统构成模块化：保护、控制、测量装置的数字化（采用微机实现，并具有数字化通信能力）利于把各功能模块通过通信网络连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息的共享。另外，模块化的构成，方便变电站实现综合自动化系统模块的组态，以适应工程的集中式、分部分散式和分布式结构集中式组屏等方式。
■结构分布、分层、分散化：综合自动化系统是一个分布式系统，其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统可能有多个CPU分别完成不同的功能，由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。
■操作监视屏幕化：变电站实现综合自动化后，不论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内，就是在主控站内，就是在主控站或调度室内，面对彩色屏幕显示器，对变电站的设备和输电线路进行全方位的监视和操作。
■通信局域网络化、光缆化：计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。
■运行管理智能化：智能化不仅表现在常规自动化功能上，还表现在能够在线自诊断，并将诊断结果送往远方主控端。
■测量显示数字化：采用微机监控系统，常规指针式仪表被CRT显示器代替。人工抄写记录由打印机代替。
变电站综合自动化系统实现的两个原则：
■第一条原则：中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的。
■第二条原则：对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性。

4, 有关变电所综合自动化的知识

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
功能的综合是其区别于常规变电站的最大特点，它以计算机技术为基础， 以数据通讯为手段，以信息共享为目标.
综合自动化实现的两个原则：
一是中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的；
二是对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性。
变电站综合自动化建设的发展历程：
全国第一套微机保护装置----1984华北电力大学
全国第一套分布式综合自动化系统----1994大庆
全国第一套就地安装保护装置----1995 CSL200A
全国第一套220kV综合自动化变电站----1996珠海南屏
全国第一套全下放式220kV综合自动化变电站----1999丹东
全国第一套全国产500kV综合自动化变电站----1999南昌
全国第一套将专家系统应用到变电站综合自动化系统中--2000
国内第一家引进现场总线LonWorks （四方公司引进，四方公司由华北电力大学教授，工程院院士杨奇逊老师创办） **注：（摘自老师课堂课件）**
随着IEC61850标准的诞生，变电站综合自动化系统又迎来了新一轮的发展机遇

5, 智能变电站自动化系统

由上海聚仁电力提供解决方案，该系统是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。在此基础上实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。
智能变电站自动化系统优势
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
智能变电站自动化系统主要功能特点
系统包含多专业的综合性技术，它以微机为基础来实现对变电站传统的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技术改造，实现对电网运行管理的变革。变电站从一次设备、二次设备、继电保护、自动装置、载波通讯等与现代的计算机硬、软件系统和微波通信以及GIS组合电器等相结合，使变电站走向综合自动化和小型化。变电站综合自动化系统的基本功能主要体现在以下六个方面：
■监控子系统功能：数据采集、事件顺序记录、故障测距和录波、控制功能、安全监视和人机联系功能。
■微机保护子系统功能：通讯与测控方面的故障应不影响保护正常工作。微机保护还要求保护的CPU及电源均保持独立。
■自动控制子系统功能：备用电源自动投入装置、故障录波装置等与微机保护子系统应具备各自的独立性。
■远动和通信功能：变电站与各间隔之间的通信功能；综合自动化系统与上级调度之间的通信功能，即监控系统与调度之间通信，故障录波与测距的远方传输功能。
■变电站系统综合功能：通过信息共享实现变电站VQC（电压无功控制）功能、小电流接地选线功能、自动减载功能、主变压器经济运行控制功能。
■在线自诊断功能：具有自诊断到各设备的插件级和通信网络的功能。
系统结构
在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现，变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元，如A/D变换、光隔离器件、控制回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之，智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分；而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。
智能化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC61850通信协议定义，这三个层次分别称为"过程层"、"间隔层"、"站控层"。所谓“过程层”就是由数字化变电站技术引进的合并单元和智能终端组成。

相关概念

自动化

自动化（Automation）是指研制系统代替人或辅助人去完成人类生产、生活和管理活动中的特定任务，减少和减轻，人的体力和脑力劳动，提高工作效率、效益和效果。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

系统

　　体系，汉语词语，泛指一定范围内或同类的事物按照一定的秩序和内部联系组合而成的整体，是不同系统组成的系统。自然界的体系遵循自然的法则，而人类社会的体系则要复杂得多。影响这个体系的因素除人性的自然发展之外，还有人类社会对自身认识的发展。

变电所

变电所(substation)，顾名思义，就是改变电压的场所与地方。是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。在国家标准GB 50053-94《10kv及以下变电所设计规范》里面规定的术语定义是“10千伏及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”，符合这个的就是变电所。变电所的构造会因为：“电压等级、户内户外、地上地下、变压器容量”等因素的不同，而体现出构造设备的不同和接线方式的不同。

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