企业、法国阿尔斯通企业、德国西门子公司、AEG企业以及西屋企业等,均有相应的变电站综台自动化产品。其中,西门子早在1985年便于德国的汉诺威运作首套变电站自动化系统LSA678,迄今为止,约有近百套相同种类的系统,并广泛地运用在德国本地与欧洲等多个国家中各类用电级别的变电站中运作,并获得了不菲的成绩。1995年,该企业也到中国投资运营,迄今也建成几十余座110kV的城市变电站,并也已经成功得运作变电站综合自动化系统。
综上所述,国外研究变电站综合自动化起始于上个世纪的70年代末,80年代则已经比较成熟地投入运作之中,同时就技术规范与准则的确定领域,也替中国80年代引入并研究变电站综合自动技术提供了珍贵的借鉴价值与经验。
1.5论文内容与构架
本论文的内容主要包括以下的5个方面:
(1)阐述变电站综合自动化的定义及内涵,对变电站综合自动化在国内外的发展及应用情况进行简单介绍。
(2)提出变电站综合自动化系统的功能要求,对各组成部分的功能进行分析研究。对变电站综合自化系统常用组网结构和各自特点进行分析研究。 (3)研究微机保护测控一体化装置采用的微机保护算法和软硬件构成及功能实现。
(4)以110kV城南变电站综合自动化改造及应用为研究对象,采用南瑞NS2000的系列产品,对该站的综合自动化系统进行分析研究。
(5)分析研究变电站综合自动化系统在实际应用中存在的共性问题,并提出改进意见。
本论文的构架如下:
第一章,绪论。本章主要对论文的研究背景、研究意义、研究目的、国内外研究现状等加以介绍,最后简介本论文的内容及其构架。
第二章,变电站综合自动化的基础理论。首先,本章对变电站综合自动化的定义加以界定;其次,本章分析变电站综合自动化的几个主要的特征;再次,本章分析变电站综合自动化的结构;接着,本章阐述变电站综合自动化的若干关键功能;最后,本章探讨变电站综合自动化的保护设置。
第三章,NS2000综合自动化系统在110 kV变电站中的实现与应用。首先,
本章对NS2000综合自动化系统加以概述;其次,本章分析保护测控装置情况;再次,本章分析的是微机监控信息的搜集与处置;然后,本章从多个方面分析系统的硬件设计;接着,本章对系统的软件展开设计;最后,本章分析系统的应用。 第四章,NS2000综合自动化系统在110 kV变电站中的优化。本章依次进行如下的优化设计及其分析:调度机的改进、强化后台机运作的平稳性、完善监控界面、加强报警功能、改进统计与报表体系、优化SOE功能等。
第五章,结论。即对全文内容做一个简单的总结。
1.6论文的创新点
从当前的发展走向来看,变电站综合自动化技术日益朝向标准化、高集成化与数字化等。在集成电路与计算机网络技术发达的背景下,不同类型的大型规模集成电路则会深入运用在继电保护与测控设备上,上述新型技术的运用会确保保护与测控装置所对应的电路板变得更为小型化与集成化。而高集成化则能够让设备、通信数据的储存与处理性能更为成熟完善,减少成本开支,降低故障率,从而推动完成电力系统运作的统一化管理。可见,变电站自动化系统会逐渐地过渡至产品的标准化趋势,即体现在:产品的主要功能设计及其要求、产品的对外接口与通讯协议都在逐步地标准化,变电站中各个厂家的装置能够达到相连的目的,插上就可以使用,递增了用户挑选变电站中不同装置及其更新装置的自由度,而与标准化设置需求并不吻合的商家则会被日益地淘汰,从而确保变电站智能化专业日益趋于良性化的发展趋势。上述也正是本论文的创新点,即设计并研究变电站的综合自动化技术及其运用情况,挖掘出现现实运用时所暴露出的共同症结,从而提出针对性的改进方案,从而针对性地就综合自动化系统的深入发展提出创意性的意见与建议。
2变电站综合自动化的基础理论
2.1变电站综合自动化的定义
变电站综合自动化融合了数项的专业性综合技术,借助于领先的现代电子技术、信息处理技术、计算机网络技术与通信技术等,完成变电站二次设备(涵盖监控、信号、智能化设备继电保护、检测、故障录波与远动设备等)相关功能的重组、优化与设计,从而有效地监控、检测、调整整座变电站所有装置的具体运作状况,构建起综合化的自动化体系结构。
变电站综合自动化本身具备运作管理自动化、检测显示数字化、功能综合化与结构分层化以及设备监控与操作微机化等多元特点。它的问世成为了变电站自动化、小型化与拓宽监控领域的保证,同时也确保变电站处于安全、经济、横稳、可靠与优质等状态。它的广泛应用代替了以往运作时不同类型的人工作业模式,进而强化了变电站的运作与管理情况。它让变电站减少了运作与维护的费用,强化经济实效性,替用户能够使用高质量的电能。
此外,变电站综合自动化让电网调度智能化,即从原先必须经过厂站的自动化设备与系统过渡至调度智能化系统,同时提供更为准确的数据内容,调度控制中心基于此更为全面地获取电力系统的同步运行情况与厂站装置的运作情况,进而提出具有实质性的决策方案。相类似地,要完成调度控制中心的远程掌控操作,必须经过变电站智能化设备才可以完成才能相关的操作指令目标。因而,稳定的、完整的与技术领先的变电站综合自动化,是确保实现电网调度处于高水平与智能化的前提。
总而言之,变电站综合自动化的流程能够归结成如下:
第一时期:基于功能设置的集中式RTU以及常规性的保护装置(上个世纪的80年代);
第二时期:基于功能设置分布式的测控设备以及微机保护设备(上个世纪的90 年代);
第三时期:基于间隔化、对象设置的分层布局式的结构方式(上个世纪的90 年代末),此为目前使用最为广泛的范式。当下,变电站综合自动化技术过渡至数字化的新阶段。
2.2变电站综合自动化的特征
2.2.1 功能的综合化
变电站综合自动化系统本身凸显出技术密集性以及数类专业技能相交叠与配合的体系。其前提条件是计算机硬件与软件技术以及数据通信技术等。它有机地综合了全部变电站中除却一次设备和交流与直流电源之外的所有二次性设备。微机监控分体系综合了原先的操作屏、仪表屏、模拟屏,而远动装置、中央信号系统、变送器柜等功能微机保护分体系取代了电磁式或是晶体管式的保护设备,同时还能够基于用户所需,微机保护分体系与监控分体系相结合,融合了小电流接地、故障录波以及故障测距等属于分系统的多种功能。
2.2.2 分级化的分布式以及微机化的体现构造
综合自动化体现在不同分系统与各功能板块的构成主要是多种相异的配备单片机或是微型计算机,采用的构造为分布式,在网络与总线的作用下,把控制、微机保护与数据搜集等不同的分体现加以联接,组建为分级化的分布式体系。综合自动化系统主要包括至少十几个微处理器,从而确保它们能够同时并行运作,完成各项功能。
2.2.3 检测呈现数字化
长期迄今,变电站在检测方面所采用的仪器主要是指针式仪表,但存在着精确度低以及读数不够便利等缺点。借助于微机监控体系后,基本上改变了以往的检测方式,常规指针式仪表基本上均被显示器所呈现的数字显示所取代,从而变得更为直观与明晰。至于以往的人工抄表记基本上被报表与打印机取代。从而削减了值班员的劳动量,并加强了检测的精度与科学性。
2.2.4 操作与监控的屏幕化
在新型的变电站综合自动化系统下,有人或无人值班情况下,操作人员并不属于变电站,即位于主控站或是调度室中。彩色屏幕显示器则能够全面地监控并操作变电站的相关设备及其输电线路。一般规格不小的模拟屏被屏幕的同步主接线画面所代替之后,以往断路器所安置或是控制屏处的跳闸与合闸等操作被相应取代,同时采用的是屏幕鼠标或是键盘等方式进行操作而不再使用传统的光字牌
报警信号方式,通过新型的屏幕画面闪烁与文字来传递提示或是语言的报警模式,也就是采用计算机显示器工具监控整个变电站的同步运作状况与实时操控不同的开关设备。
2.2.5 运作管理的智能化
这也是变电站综合自动化系统的一个最为突出的特征。智能化指的是不单单可以完成诸项智能化的功能,包括电压与无功智能化协调,非彻底性接地体系单相接地智能化选线,智能化地对事故进行判断与记录,记录事件秩序,制作表格并进行打印,智能化报警等,同时,还指的是可以进行智能化的故障分析及其恢复操控,同时还可以完成智能化系统自身所存在的故障分析,包括自判断、自封闭与自恢复等项目功能。它非常有利于加强变电站的运行管理与确保其处于安全的运作状态中,也是以往二次体系难以完成的。一般二次设备主要采用的是对一次设备进行监视,自身所存在的故障必须借助于维护人员展开检测的工作,因其自身并不存在着自判断的功能。
可见,变电站综合自动化能够全方位地加强变电站的技术水准与运作管理水平,确保它可以更好地适合现代化的大规模电力体系运作的所需。
2.3变电站综合自动化的结构
变电站综合自动化主要有以下的4类结构:
2.3.1集中式结构
集中式变电站综合自动化结构主要是基于功能需求配备对应的继电保护设备与远动设备,同时将其安置于变电站综合自动化系统的中央控制室中。电气化设备、变压器与各种进出线等在具体运作适主要通过的是cT、PT以及开关辅助触点等,通过电缆设备传递至变电站综合自动化系统的中央控制室所对应的保护设备与远动设备中,通过最初的处置后传递到UI/O通信控制器展开数据格式的变更(规约改换),同时把将变电站全部的信号与操控信息进行检测、保护等处置,和当地的后台机与远方调度中心展开信息的交换。它的特征在于对变电站内全部的信息展开统一化的集中性处理,构建起完整的系统,使其和传统的变电站运作方式相吻合。此类模式事实上是当下微机保护和微机远动体系的集成。其不足在