變電站自動化的功能設計原則

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摘要：變電站自動化是電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢與要求。介紹了變電站綜合自動化的一般結構類型，具體討論了自動化系統(tǒng)的功能要求和二次設備的設計原則。

　　關鍵詞：變電站；自動化；設計；功能要求

　　1、引言?

　　隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，系統(tǒng)的運行方式越來越復雜，對自動化水平的要求越來越高，從而促進了電力系統(tǒng)自動化技術的不斷發(fā)展。微機保護、故障錄波器、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、計算機調度自動化等都已成功運用到電力系統(tǒng)中。與自動化程度相適應，對電力系統(tǒng)繼電保護裝置的要求也隨之提高。目前傳統(tǒng)的電工式繼電保護測試裝置已很難對繼電保護裝置的各方面特性進行全面測試，不再適應技術發(fā)展的需要。為避免重復投資，提高信息資源共享的水平，須對變電站自動化系統(tǒng)的信息采集、處理、傳輸加以規(guī)范，對站內功能配置予以綜合考慮。目前變電站自動化系統(tǒng)一般采用以SCADA為基礎的站端計算機網(wǎng)絡，通過綜合設計，減少了二次設備的重復配置，減少了二次回路，減少了電流互感器及電壓互感器的負荷，從而簡化了二次回路設計，并保證了數(shù)據(jù)的一致性，在可靠性的基礎上盡可能做到了軟硬資源的共享，提高了變電站的運行及管理水平，達到變電站減人增效，提高安全運行水平的目的。?

　　2、變電站綜合自動化的功能

　　2.1繼電保護功能

　　變電站綜合自動化系統(tǒng)要具備常規(guī)變電站系統(tǒng)保護及元件保護設備的全部功能，而且要獨立于監(jiān)控系統(tǒng)，即當該系統(tǒng)網(wǎng)各軟、硬件發(fā)生故障退出運行時，繼電保護單元仍然正常運行。微機保護除了所具有的繼電保護功能外，還需具有其它功能。

　　（1）模擬量的顯示功能。系統(tǒng)應能顯示電流、電壓、有功、無功、電度等模擬量參數(shù)，當通信網(wǎng)退出運行時仍能滿足運行監(jiān)視。?

　　（2）故障記錄功能。系統(tǒng)應能顯示故障時間、電流、電壓大小、開關變位、保護動作狀態(tài)等。

　?。?）能儲存多套定值，并能當?shù)匦薷亩ㄖ岛惋@示定值。?

　?。?）與監(jiān)控系統(tǒng)通信，能接收監(jiān)控系統(tǒng)命令，選擇并修改定值，發(fā)送故障信息、保護動作情況、當時整定值及自診斷信號等。

　　除當?shù)赝?，還需能實現(xiàn)遠方查詢和整定保護定值，此功能還具有遠方/就地閉鎖，操作權限閉鎖等措施。?

　　（5）系統(tǒng)內各插件具有自診斷功能。?

　　2.2信息采集功能

　　分布式自動化系統(tǒng)的變電站，信息由間隔層I/O單元采集。常規(guī)四遙功能的變電站，信息由RTU采集。電能量的采集宜用單獨的電能量采集裝置。系統(tǒng)對安全運行中必要的信息進行采集，主要包括以下幾個方面。

　　2.2.1遙測量?

　?。?）主變壓器：各側的有功功率、無功功率、電流，主變壓器上層油溫等模擬量，模擬量均采用交流采樣，以提高精度。主變壓器有載分接開關位置（當用遙測方式處理時）。?

　?。?）線路：有功功率、無功功率、電流。?

　　（3）母線分段斷路器相電流。?

　　（4）母線：母線電壓、零序電壓。?

　?。?）電容器：無功功率、電流。?

　?。?）消弧線圈零序電流。?

　　（7）直流系統(tǒng)：浮充電壓、蓄電池端電壓、控制母線電壓、充電電流。?

　?。?）所用變：電壓。?

　?。?）系統(tǒng)頻率，功率因數(shù)，環(huán)境溫度等。?

　　2.2.2遙信量?

　?。?）斷路器閘刀位置信號。?

　?。?）斷路器遠方/就地切換信號。?

　?。?）斷路器異常閉鎖信號。?

　?。?）保護動作、預告信號，保護裝置故障信號。?

　?。?）主變壓器有載分接開關位置（當用遙信方式處理時），油位異常信號，冷卻系統(tǒng)動作信號。?

　?。?）自動裝置（功能）投切、動作、故障信號，如：電壓無功綜合控制、低周減載、備用電源裝置等。

　?。?）直流系統(tǒng)故障信號。?

　?。?）所用變故障信號。?

　?。?）其它有全站事故總信號、預告總信號；各段母線接地總信號；各條出線小電流接地信號；重合閘動作信號；遠動終端下行通道故障信號；消防及安全防范裝置動作信號等。?

　　根據(jù)設備特點及確保安全運行需要，可增加相應的特殊信號或對一些遙信量進行合并。?

　　2.2.3遙控量?

　?。?）斷路器分、合。?

　?。?）主變壓器有載分接開關位置調整。?

　　（3）主變壓器中性點接地閘刀分、合。?

　　（4）保護及安全自動裝置信號的遠方復歸。?

　?。?）有條件的變電站高壓側備用電源遠方投停。?

　?。?）有條件的變電站電壓無功綜控的遠方投停。?

　?。?）有條件的變電站直流充電裝置的遠方投停。?

　　2.2.4電能量?

　　（1）主變壓器各側有功電能量、無功電能量及其分時電能量。?

　?。?）各饋電線有功電能量、無功電能量。?

　?。?）用戶專用線有功電能量、無功電能量及其分時電能量和最大需量。?

　?。?）所用變有功電能量。?

　　2.3設備控制及閉鎖功能?

　?。?）對斷路器和刀閘進行開合控制。?

　?。?）投、切電容器組及調節(jié)變壓器分接頭。?

　　（3）保護設備的檢查及整定值的設定。?

　?。?）輔助設備的退出和投入（如空調、照明、消防等）。?

　　以上控制功能可以由運行人員通過CRT屏幕進行操作。在設計上保留了手動操作手段，并具有遠方/就地閉鎖開關，保證在微機通信系統(tǒng)失效時仍能夠運行和操作，包括可手動準同期和捕捉同期操作。