變電站自動化系統(tǒng)在發(fā)電廠的應用

　　一、變電站自動化系統(tǒng)介紹
　　
　　變電站綜合自動化控制系統(tǒng)是建立在 計算 機硬件技術、數(shù)據(jù)通訊技術、模塊化軟件技術上 發(fā)展 起來的,是一種集控制、保護、測量及遠動等功能為一體的微機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要是由多個微機保護單元,通訊 網(wǎng)絡 ,后臺管理機,打印機組成,接線非常簡單,可方便解決傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)存在的問題,提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性,適應了 現(xiàn)代 生產(chǎn)發(fā)展和能源管理的要求。主要有以下特點:　

　　(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,自動化系統(tǒng)就是利用了保護單元的這些功能,將根據(jù)保護需要配置的獨立的保護單元,通過一定的結構形式,用一個通訊網(wǎng)絡連接起來。

　　(2) 結構微機化:系統(tǒng)的主要元件實現(xiàn)了微機化,所有功能都是通過微機來實現(xiàn),實現(xiàn)了將微機保護、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、遠方控制等環(huán)節(jié)同時并列運行,各類運行參數(shù)、 歷史 記錄等均可以通過打印機打出。還可以根據(jù)需要,實現(xiàn)于以太網(wǎng)的連接,實時的將數(shù)據(jù)上傳到調度自動化系統(tǒng)。

　　(3) 操作監(jiān)視屏幕化:系統(tǒng)將所有的監(jiān)視和操作功能,均通過一臺后臺管理機來實現(xiàn)。操作人員面對彩色顯示器進行變電站運行方式和運行參數(shù)進行全方位監(jiān)視。

　　(4) 運行管理智能化:由于微機保護單元具有實時在線自診斷功能,這樣不僅在保護單元的面板上顯示故障類型,而且可以通過系統(tǒng)將自診斷結果送后臺管理機,使得運行人員可以隨時掌握保護單元的運行狀態(tài)。
　　
　　二、系統(tǒng)組成
　　
　　在變電站綜合自動化系統(tǒng)中,通常把繼電保護、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能綜合在一起的裝置稱為保護單元,而把測量和控制功能綜合在一起的裝置稱為控制或I/0單元,兩者通稱為間隔級單元。各種類型的間隔級單元搜集到的狀態(tài)量和測量值,通過軟件來實現(xiàn)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(zhí)行、接受上位機的指令并執(zhí)行,通訊網(wǎng)絡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的信號進行分析處理及顯示、提供人機對話窗口、接受操作人員的指令、向上位管理機傳遞及時信息,為管理人員提供決策信息。

　　以興隆電廠RCS-9700變電站綜合自動化系統(tǒng)為例,從整體上系統(tǒng)分為三層:站控層、網(wǎng)絡層、間隔層。

　　站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理的保護管理,擔負著上傳下達的重要任務,對下它可以管理各種間隔單元裝置,包括微機監(jiān)控、保護、自動裝置等,收集各種數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令,起到數(shù)據(jù)集中作用,還可以通過現(xiàn)場總線完成對保護單元的自適應調整:對上則通過設立開放式結構的站級網(wǎng)絡接口,與管理層建立聯(lián)系。將數(shù)據(jù)傳送給管理后臺機或調度端,起到數(shù)據(jù)處理作用。

　　網(wǎng)絡層支持單網(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)絡傳輸?shù)膶崟r性和可靠性;通信協(xié)議采用DL/T667-1999(IEC60870-5-103)規(guī)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(jiān)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總線接到站控層。 

[$page]　　三、軟件系統(tǒng)
　　
　　軟件系統(tǒng)主要包括三大部分:數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控軟件、管理軟件和 網(wǎng)絡 通訊軟件。所有采集點的采集任務、事故判斷、控制輸出集中在工控機中監(jiān)控軟件部分,而后臺的管理任務包括處理故障判斷、采集數(shù)據(jù)和故障事故信息的顯示、入庫、操作員手動控制、參數(shù)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網(wǎng)絡總線或串行電纜聯(lián)接的。工控機定時向管理機傳送采集的數(shù)據(jù),報告故障情況。管理機向工控機傳送手動控制命令、設置參數(shù)等。另外,管理機設有對外通訊接口。 　

　　1、 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)軟件

　　數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)軟件的基本功能包括:實時數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)視、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫維護等。實現(xiàn)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、母線電壓、線路電流、主變溫度、功率、頻率、等遙測、遙信信號的采集和監(jiān)控。

　　2、管理軟件

　　管理機通過網(wǎng)絡通訊,接收從工控機傳來的信息,經(jīng)過分類、變換后通過Windows消息激活相應的對象來處理。管理軟件主要分九大部分:主調度模塊、狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示模塊、操作模塊、系統(tǒng)參數(shù)設置模塊、用戶管理模塊、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)絡通訊軟件

　　網(wǎng)絡通訊在變電站自動化中占有非常重要的地位。其內(nèi)容包括就地開關的采集控制單元與變電站監(jiān)控管理層之間的通信,變電站監(jiān)控管理與遠方調度中心之間的通信。變電站自動化系統(tǒng)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關柜上或位于高壓一次設備附近的控制室內(nèi),每個間隔層單元僅需一對通信線直至中央控制室。
　　
　　四、結束語
　　
　　該系統(tǒng)已于2008年5月在興隆電廠安裝、調試,于2008年10月投入運行。投入運行以來因設備原因造成了幾起事故,各保護裝置動作準確,反應靈敏,給技術人員的現(xiàn)場分析、判斷帶來很大幫助,供電可靠性得到了較大的提高,贏得了生產(chǎn)單位的好評,為變電站安