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一种新型变电站综合自动化方案中山

2022-08-05

一种新型变电站综合自动化方案

一种新型变电站综合自动化方案 2011年12月04日 来源: 摘要:文章阐述了采用交流220V操作电源的综合自动化技术。在对电气原理认真分析的基础上,介绍了该系统的几个主要特点及系统的四遥(遥测、遥信、遥控、遥调)功能,是一种可行的新型变电站综合自动化方案。关键词:变电站 综合自动化 保护 配置0 引言随着西部大开发战略的实施和推进,电力系统加大了对农村供电系统的投入力度,在农村新规划的地域修建变电站、对老的变电站也进行不同程度的改造,以提高农村用电的质量。2000年陕西省农电招标工程中,我们中标八所变电站的二次保护全部工程。对这八所变电站的保护配置,均采用了交流220V操作电源的综合自动化技术,同时利用现有成套综合自动化监控装置,成功实现了变电站的综合自动化运行。1 电气原理分析1.1 电源部分变电站的操作电源是供给继电保护、自动装置、信号装置和断路器操作所需的电源。操作电源传统上采用220V直流电。常用的直流操作电源是蓄电池组直流供电系统,虽然它是独立的直流电源,可是,在变电所全部停电的情况下,能够可靠工作,而且还能提供事故照明,在大型变电所中也得到一定的应用。但是,蓄电池组的投资大、维护费用高、运行复杂、体积庞大,在农网综合自动化控制系统中,应用直流供电系统受到较大程度的限制,因此,对供电系统进行技术改造势在必行。改造变电站综合自动化控制系统,我们采用交流220V的操作电源,取代直流220V操作电源,使得变电站省去一套直流供电设备,为变电站节约20多万元,故此系统在农网改造中既经济又实用。变电站只须配用一套UPS电源,就可为保护、测量、控制及监控系统提供工作电源,在变电所全部停电的情况下,UPS还能维持30分钟的电池供电,而且也能提供事故照明,变电站的运行可靠性大大提高。1.2 控制回路部分变电所内对断路器的分闸、合闸控制,是通过断路器的控制回路来实现的。为了实现对断路器的分、合闸操作,必须具备能执行分、合闸的执行机构,即断路器的操作机构;还必须具备能发出分、合闸命令的控制机构,即控制开关。控制机构与执行机构之间的电气联接电路叫做控制回路。直流操作电源的控制回路如图1所示。

图1具有防跳装置的断路器控制回路

从图1中可以看出,直流操作控制回路的最大特点是母线电压全是直流220V,并在控制回路加有防跳闭锁继电器,防止一旦控制把手KK的5和8触点接通时间过长,造成5和8触点或重合闸触点闭合后断不开,而断路器在合闸瞬间,线路上又存在短路故障,此时继电保护立即动作跳闸,跳闸后由于KK的5和8触点还未分开,于是可能使断路器出现多次“跳-合”,这种现象是不允许的。交流操作电源的控制回路如图2所示。与直流操作电源的断路器控制回路相比较,控制回路中的跳、合闸信号回路是由保护装置的内部24V电源分别接装置内部跳、合位继电器的常开接点,再串联指示灯构成。图2中所标的外部电源+24V是保护屏单独所配的一块直流电源,功率40W,可以满足整个变电站的信号回路的功率要求;控制母线的电压是经UPS逆变的交流220V电压,在实际的调试过程中动作可靠。

1.3 音响单元部分每一保护单元的信号,通过本单元RS-422接口传送至上位机,上位机再将信号传送到保护音响单元,发出音响报警。2系统的主要特点2.1 系统的技术特点a.数据更新速度快(重要数据更新周期小于2s)。b.一般数据更新周期不大于5s,次要数据周期小于10s。c.事故时,遥信变位传送时间小于2s。d.遥信、遥调命令传送时间小于1s。e.画面调用实时响应时间小于3s。f.画面实时数据刷新周期小于5s。g.遥信处理准确率不小于99.9%。h.遥信、遥调准确率不小于99.9%。i.系统可用率不小于99.9%。j.平均无故障时间MTBF>1000h。2.2 信息组织原则方面的特点综合自动化系统具有先进、可行的通讯端口,具有很强的远传功能,与集控站,调度中心的通讯准确、及时。其主要体现在以下几点:a.能与微波光纤扩频等通讯方式接口。b.系统与县级调监控系统的通讯适应多种通讯规约,以部颁CDT为主,同时可方便替代扩充异步polling、DN3.0等其它通讯规约。c.提供了监控系统与主变有载调压机构、电子式多功能电表的通信接口。d.保护控制屏面板上装有带机械程序锁的控制把手,用以实现闭锁功能。e.此系统提供了与微机闭锁软件的通信接口,两者共用一操作平台。2.3 自动化系统的功能特点a.系统具有良好的人机界面,所有窗口和操作都汉字化。对变电站的运行状况能准确的实时监视;对综合自动化系统的运行状况也能监视;对所有电力单元的实际状况,都能在上位机上同步监视;能准确及时地进行事件记录,进行各种图表的汇总、分类、输送或上报,并具有绘图打印功能。b.系统具有自检功能,所有软、硬件都能得到检查(包括通讯端口),单个单元的故障不会引起装置的误动,不会影响其它单元的运行,并能根据故障性质自动判别是否需要闭锁有关功能或设备,同时发出故障报警信号。c.系统软件具有良好的可修改性,能很容易地增减或改变软件功能及方便升级,其修改操作也有口令闭锁。d.系统能实现全站的所有信息的自动采集,存贮处理和传送。e.系统的测量、计算、传输精度等满足有关的要求。f.整个系统具有四遥功能:直接进行交流采样,把信息上报到调度中心,并能接收调度中心或县调的信息和命令。g.保护的定值可进行在线或离线修改,可进行远方和就地调整。修改定值需要有口令闭锁。h.设置强电一对一的“分”、“合”控制功能,并实现远方、就地操作互为闭锁,以便微机控制或通讯系统出现故障时,仍可操作和运行。2.4 监控系统的特点我们开发的 NAS—811综合自动化系统,其监控系统具有数据采集、处理、传送、故障报警、故障录波、故障分析、故障显示、事件记录、事故追忆、图表打印、召唤打印、操作演示等功能;彩色CRT具有多种多幅显示、各种窗口操作、软件汉化等。采用16位工控机,配置1台PIII550MHz/64M/15G主机,1台17寸彩色CRT,键盘、鼠标各一套, 1台打印机及1台UPS电源,监控机具有多媒体功能,配置具有备用的通讯接口。a.实现了对全站所有的运行情况进行全面的监视和记录,具体包括:系统主接线图,设备状态图,负荷曲线、电压曲线、电压棒图,运行参数表,定值表,模拟量越限、开关变位告警,保护动作告警,历史参数(模拟量、电度量、事件顺序记录、开关事故跳闸、保护动作时间、保护定值修改时间、调节次数等)的召唤打印。b.自动报表打印功能如下所列:运行参数的定时及召唤打印,电度报表的定时打印,电压合格率的统计报告表,负荷监控,平、峰、谷电度的统计报告表,事件记录的实时及召唤打印,设备管理文挡的召唤打印,主接线图、负荷曲线、电压曲线等的打印,保护定值及软压板位置的打印,主变分接头调节动作时间及动作次数的召唤打印,各保护及开关动作时间、动作次数的召唤打印。c.实现了对断路器的监控。其位置状态有灯光监视,在CRT上能显示位置状态,当控制电路有故障、交流回路断线时,能及时发信。d.装置及设备的就地控制选择、远方控制选择在监控系统中也能实施,保护定值的在线修改过程设有完善的加密措施。e.实现了主变分接头的档位及实际状态在CRT上同步显示。f.实现了站用电系统的接线图及设备的实际状态在CRT上同步显示。g.实现了各电力设备实时状态的模拟显示,并能以模拟图进行相应操作。3远动信号部分远动部分采用交流方式,实现了遥测、遥信、遥控、遥调及电度量的远传,保护定值的远方监控及修改,接受执行遥调、遥控等功能。3.1 遥测量遥测量有:主变低压侧有功功率、无功功率、电流、电压、功率因数、主变油温;10kV线路电流、有功功率、无功功率;10kV电容器回路三相电流、无功功率;35kV、10kV母线三相电压、线电压、3UO(线电压可切换);站用变线电压、负荷电流。3.2 遥信量上位机可采集的信号:保护自动装置各种功能信号,35kV/10kV断路器以及各级电压隔离开关的分、合信号(包括所用变低压控制开关状态),主变超温及过负荷信号,主变本体轻瓦斯和重瓦斯信号,检测UPS交流失电信号,检测10kV出线回路、电容器回路及35kV开关控制回路断线信号,PT二次回路断线信号,主变档位检测信号,35kV、10kV接地检测信号;10kV电容器回路失压、过压、速断、过流、零压信号,35kV SF6断路器压力及报警、闭锁信号等。3.3 电能遥测量对主变低压侧、10kV出线及电容器回路、站用变、电能量进行遥控测量;对有水力发电的馈线能进行正反向有、无功电能的遥控测量。3.4 遥控量对主变高、低压侧断路器、10kV出线断路器、10kV电容器断路器在上位机上可进行遥控合闸和跳闸,能以遥控方式实现主变有载调压分接头的调节。以遥控方式实现保护信号的总复归及定值变更。4结束语通过对变电站不同方面的分析论证,说明这种新的NAS—811变电站综合自动化系统,具备了变电站综合自动化控制的一般要求。陕西省白水县35kV综合自动化变电站,就是这种综合自动化控制技术的成功应用。此变电站自2000年投运至今,整个系统工作可靠、性能稳定,有利于在农网改造工程中推广使用。(end)

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