南瑞NS2000变电站综合自动化系统应用研究(4)

2019-04-21 19:07

于组屏数量繁多,占地的面积不少,同时需敷设的电缆数量多,无论是投资还是工程量都不少,因此,它的运用日益减少。

2.3.2分布式结构

在单片机技术以及网络技术尤其是总线技术日益完善的背景下,运用在变电站综合自动化的分布式结构也应运而生。此结构基于回路展开设计,每个开关柜或是其他一次性的设备就地安置微机保护单元以及单回路的数采/监控单元,因此,开关与其他一次性的设备和单回路的数采/监控单元以及微机保护单元均处于相同的柜中,从而省却不必要的电缆联接数量,也加强了抵抗外界影响的功能。微机保护单元、单回路的数采/监控单元和I/0通信控制器内部通过网络电缆或是光缆加以联系,只是当做传递数据信息的媒介。此结构的优点除却省却电缆与加强的抵抗外界干扰的功能之外,不必额外地设计继电保护与远动装置屏等设备,从而在很大程度上减少了一次性的设备,同时也省却了一部分的占地面积。因此,此结构的变电站综合自动化系统从其诞生迄今,凸显出可观的发展生命力。国外SIEMENS企业所生产的LSA678(继电保护7S/7u系列以及监控单元6MB系列),ABB企业所生产的SCSl00、以及SCS200(包括SPAC系列与RE系列),GE企业的DFP—100以及SEG企业所生产的CSN均为此类变电站综合自动化结构的设备,我国也有很多的商家制造相同类型的装置和系统。

2.3.3分布集中式结构

此结构主要是把整座变电站中的一次性设备与二次性设备主要包括3层:(1)设备层。此层主要指的是变电站中的断路器、辅助接点、电流电压互感器、变压器以及隔离开关等一次性的设备。变电站综合自动化系统大多数处在l层与2层处。(2)单元层。大多数基于断路器进行间隔式的区别,主要有检测、控制器件或是继电保护器件等。此层的构成主要包括各类相异的单元设备,它们一般处于独立的状态,这种类型的单元设备主要是通过局域网或是串行总线和变电站层加以连接;同时也许设置数采管理机或是保护管理机,依次管理的是检测、监视并维护单元,再集中性地通过数采管理机、保护管理机等设备,从而和变电站层进行通信。此层本质为两级化的系统构造。(3)变电站层。此层涵盖了全站监控主机以及远动式通信机设备。此层设置现场总线或是局域网,从而实现不

同主机内部、监控主机以及单元层等不同内部的信息交换。

2.3.4集中式和分布式相结合的结构

在通信技术与单片机技术不断发展、成熟的背景下,尤其是现场总线与局部网络技术得到推广使用后,整体的发展为基于每个电网组件(包括电容器、出线与变压器等)展开控制、检测与维护等多种功能融为一体的工作流程,并将其设置于相同的机箱内。有关高压线路保护设备与变压器保护设备则能应用集中性的组屏安置于主控室中。此类构造模式主要处在集中式结构和分布式结构间,有着多元化的形式。当下,国内一般使用频率较高的正是此类结构。因为它集中了集中式结构与分散式结构的所有优点,从而有助于设置系统、安置、维护与管理,大体而言,该结构主要具有如下的特征:(1)即使性的安装,省却控制电缆的数量,经由现场总线和保护交换机等工具展开信息的交换过程。(2)无论是高压线路保护还是变压器保护,使用的是都是集中组屏式的构造,从而确保屏安置于控制室或是保护室中,相类似地,经由现场总线和保护管理机进行通信,从而确保关键的保护设备处在良好的工作状态中,有益于可靠性。(3)其余智能化的设备中,无功综合控制设备、备用电源自投设备等主要也是使用了集中组屏式的构造,安置于控制室或是保护室内。(4)计算电能。借助于电能管理机搜集不同脉冲电表所显示的脉冲量,从而计算出相应的电能量,再传递至监控主机,然后传送至控制中心处;或是使用智能型电能计量表(附有串行通信接口),经由串行总线,从电能管理机处把搜集获得的不同电能量传递至监控机处,接着传递至控制中心处。由于中低压变电站的一次性设备并不分散化,因而该类型的结构形式更适合中低压规格的变电站。从整体的发展趋势来看,分散式也是大势所趋。

2.4变电站综合自动化的功能

2.4.1监控测试

变电站综合自动化系统经由搜集、处置、显示与打印有关变电站中的数据,从而让相关的运作人员获取变电站的具体运行情况,同时采用了针对性的对策。具体又包括如下的3个类型: (1)模拟量

变电站综合自动化系统须对各类的模拟量加以监控测试,主要涵盖了主变一

次性、二次性以及各类线路中的电流等,不同段的母线与关键线路所对应的电压;母线零序电压、变压器分接头方位、不同线路的零序电流以及主变温度与室温等。 (2)开关量

变电站综合自动化系统中须对各类开关量进行监视测试,诸如微机的运作运行情况、电保护动作信息以及开关机构运行情况等,涵盖刀闸、继变压器运作情况、开关量输进的模式、多种开关类型、变压器分接头、交直流电源运作情况、有接点输进以及微机串行口输进等。至于开关等比较关键的监控测试对象主要应用的是状态相互不同的双接点输进,目的在于强化它的可靠性。 (3)脉冲量

变电站综合自动化系统须对各类脉冲量进行监控测试,涵盖主变一次性与二次性的有功电度量与无功电度量、电容器的无功电度量、线路以及所用电的有功电度量等采样模式。

2.4.2变电站综合自动化系统的监视控制

变电站综合自动化系统可以提供便捷可信赖的入机对话,运作工作者借助于键盘与显示器等来对变压器分接头、开关与刀闸等进行操作。此系统还能够基于电网的运作时间情况智能化地控制变压器分接头与开关。全部操控的可靠性能够体现在软硬件的设计中,且均与双重化的原则相吻合。

操作模式:人工操作的开关主要包括3类方式:保护柜操作、键盘操作与把手操作等。一般借助于键盘加以操作。在非正常的状况下,能够经由模拟屏进行保护柜操作或是把手操作。其中,保护柜操作能够经由保护机键盘或是柜上的按钮加以完成。在执行遥控时,若调度端所发出的遥控开关或是遥调变压器分接头的命令后,此系统即可以稳定地进行执行任务。

变电站综合自动化系统的关键监测内容包括以下的几点:

①对跳闸进行统计:即对开关的跳闸次数进行统计。主要有人工跳闸次数与事故跳次数2类。

②接地选相:至于中性点无法接地的系统,若电网产生单相接地事故时,借助于零序电压及其电流的递增量与降低相电即能够推断接地线路与相别情况,也能够基于功率方向法等其余的方法加以判断。为了确保可靠性,须数次进行采样之后再加以界定。界定之后,用户的主机报警,同时显示并加以打印。运作工作

者基于相关的提示,采用人工检测排除法跳开开关智能化重合,检验主机推断的结果。

③无功电压智能化控制:基于电网无功、电压演算与推断,从而确定投切电容器,还是调节变压器分接头位雹,从而满足无功与电压的所需。在电网、变压器与电容器产生故障时不允许误动。在检修电容器之际,不可以进行控制。

2.4.3变电站综合自动化系统的远传

变电站处于正常运作或是出现故障以及出现报警等情况时,远传机会同步地向上级调度传递至相关的信息,从而让调度工作者及时地获取此站的运作状况。远传规约主要包括3类:特殊性规约、CDT规约以及Polling规约等。

2.5变电站综合自动化的保护设置

2.5.1变电站综合自动化系统的保护

微机保护不单单具有良好的可靠性与灵敏性,同时使用起来也比较地便捷。它的核心特征有以下的几点:①通过键盘与八段显示器(LED)来显示出采样值(开关情况、电流与电压等)以及整定值,同时能够对整定值加以修改;②拥有事故的追忆性能。可以记录下事故发生前后路线电流与母线电压等数值情况;③拥有同步自检性能,可以实时地检测保护柜(含有主机)的多种组件。

变电站的保护主要有以下的几种,可根据实际情况加以选用:①保护路线:保护的具体对象有定时限过电流、零序电压与电流、反时限过流、电流速断保护、距离、低周减载、方向性电流、方向、高频以及双回线方向横差等。②保护变压器:对象有带二次谐波制动的比例差动、过流(包括低压启动、复合电压启动)、零序、低压侧备电源自投、差电流速断、本体(重瓦斯、轻瓦斯、有载重瓦斯、有载轻瓦斯等)、过负荷以及高压侧备用电源自投等。③保护电容器:对象有过流、相间过电压、零序过电压、电流速断、反时限过流以及相间低电压等。④保护母线:对象有电流比相式母线与完全电流差动母线等。

3NS2000综合自动化系统在110 kV变电站中的实现与应用

3.1NS2000综合自动化系统概述

变电站综合自动化系统一般可分变电层、间隔层、设备层3级。变电层主要有监控主机以及远动通信机等;间隔层基于断路器间隔进行归类,包括检测、控制组件以及继电保护等成分;设备层主要有变电站中的断路器、变压器、隔离开关与相关的辅助触点等,同时也包括CT等一次性设备。

NS2000综合自动化系统在110kV城南变电站所涉及到的以太网、服务器与通信控制器等核心组件与设备,都采用的是主备冗余的设备,从而在很大程度上强化整个系统的稳固性。它所采用的是多主机分散式的结构,依从的是开放系统的准则,采用的的分层分布式结构,具有较好的人机界面和开放性,涵盖多类的通信接口,可以实现资源的最大化共同分享,确保供电系统处于安全的运作状态中。

NS2000系统结构基于纵向角度划分主要有如下的3个部分:站控层、通讯单元和间隔层。

(1)站控层主要是为电气设备监控、检测、控制与管理的轴心,使用的是双太网进行构建,网络传送协议使用的TCP/IP,整个设备在设置时相对比较集中化,支持分层式分布结构,通过一些拥有确定功能的服务器或工作站加以组建,被视作系统的监控中心。此110kV城南变电站包括SCADA服务器,并以此当做主机实现变电站综合自动化系统的高压变电站的主要途径,同时实现包括搜集数据、处理、屏显与监控等功能,且把各类信息经由归类、存储、管理等方式之后,尽量地满足相关的权限与逻辑要求,同时针对有关的设备加以监控。若某个SCADA的服务器出现事故后,系统会智能化地加以切换,且时间不超过30s。所有单一性的硬件设施出现事故以及切换过程中均不会导致同步数据与SCADA性能的故障,主备机亦能够采用手工的方式加以切换。

(2)通信单元在全部系统中处于核心的地位,实现站控层与间隔层内部间的信息交换,并接入用户当下各类智能化的设备,从而完成转换式接入通信规约,该变电站的通信单元经由RS485现场总线型或是CAN网络技术,分散化于不同开关柜的保护测控设备通信中,通过南瑞NSC301通信管理机与BX5024S网络交换


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