2019年 11月 28日 星期四

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自动化
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      变电站机合化和无人值班是如今电网调节机闭化领域的热门课题,其发展势头正风靡云涌。国外有一种观点以为,人迎刃而解受境况、心理、性格、毛病等诸多成分劝化,所以本身就是一个不准确因素。凿凿有不少事件是由酬金误职掌惹起的,从这个角度看,无人值班确实可以先进运行可靠性。比方郑州地调早正在1959年就出手采纳遥控武艺,30众年来从未爆发误操纵;又如深圳供电局完工变电站无人值班后,误操处事故率下降了60%。

      变电站机合化是在较量机本事和聚集通信技能的根蒂上发扬起来的。国外正在八十年代已有发放式变电站自动化系统问世,以西门子(SIEMENS)公司为例,该公司第1套全分散式变电站机关化条理LSA678早正在1985年就在德邦汉诺威到场运行,至1993年初已有300众套系统正在德国及欧洲的各种电压品级的变电站运转。大家国的变电站自动化职业起步较晚,概略从九十年头动手,初始阶段首要研制和临盆集中式的变电站自动化条理,例DISA-1型[1],BJ-1型[2],iES-60型,XWJK-1000A型,FD-97等。九十年月中期动手研造散发式变电站自动化条理,如DISA-2型,DISA-3型[3,4],BJ-F3,CSC-2000型[5],DCAP3200型,FDK型等,与国外先进水准比较,概略有十年的差异。法国电力与美国联手构筑太阳能发电厂...,好多高校、科研单元、造作厂家以及谋划想象、基修和运转部分在研习和借鉴国表进步技巧的同时,正集结本邦的实际状况合股死力接连交战尤其符合本国国情的变电站自动化系统[3,4,6~12]。可以揣摸,此后其进展和实行的快率会越来越快,与邦外的差距会逐步缩小。

      为了加速我们们邦变电站机合化身手转机步代,创制更大的成就,有必要论述和斟酌变电站自动化的设计纲要、作事形式和进展政策,以期完竣共鸣。

      a.变电站自动化条理作为电网调度机关化的一个子条理,应屈从电网调动机关化的全部联想,其设备、收获牢笼建设的陈设应满足电网安全、优质、经济运转以及动静分层传输、资源共享的摘要。

      b.散发式系统的功能修设宜接受下放的纲目,凡可以在隔绝层就完成的劳绩如偏护、备用电根源投、电压控制等,毋庸始末辘集和上位机去完结。220kV合头站及220kV电压品级以上的变电站,其汇集层和站级层宜接收双沉化、冗余摆设,以进取系统可靠性。

      c.按你们们国的实际气象,方今变电站还不大恐惧全体无人值守,尽管是无人值守,也有一个现场维护、调试和救急办理的问题,因此联想时应考虑远方与就地控制操纵并存的模式。同样,袒护单元亦应拥有远方、就地投切和在线改削整定值的功劳,以海外为主,马上为铺,并应从假想、制作上保障同权且间只愿意个中一种控制伎俩有用。

      d.站内机关化及无人值班站的接入系统想象应从技巧上包管站内机关化系统的硬件接口顺心国际标准。系统的庇护软件符合ISO盛开系统规定,系统的各种数据、通讯规约及搜集赞助的定义、办法、编程、所在等与应该的电网调剂自动化条理护持相通,以适应电力资产音讯化的发展要求。

      e.要积极而慎重地实施庇护、测量、控制全部化着想,保障袒护成就的相对伶仃性和动作可靠性。散布式系统的SOE分离率始末偏护单位来完工。袒护、测量、控造摘要上可适用电压互感器(TV),对电量计费、功率总加等有精度条款的量可接量测电流互感器(TA),供监测用的量可适用回护TA。

      f.变电站自动化系统设计中应优先接纳调换采样本事,减轻TA,TV的负载,进取测量精度。同时可铲除光字牌屏和中间旗帜屏,简化控制屏,由争论机承受旗子监督收效,使任一信歇完成一次收集、一再诈骗,提高动静的及时性、可靠性,节流占地空间,削减屏柜,二次电缆和想象、布置、维护做事量。

      g.当今非论国内依然国外的分散式变电站机合化系统各部件之间的相干大片面选用串行口通信格式(RS232C,RS422,RS485总线等),其通信速率和资源共享水准均遭受限造,故创议选取局域网(LAN)通讯手腕,特别是一致(peertopeer)聚集,如总线型网(介质共享型),即网上每个节点都可与网上其他们节点直接通讯,例CSC-2000型采纳的LonWorks网,DISA-2,DISA-3型接收的CANnet(controlareanetwork)网等[3-5]。

      h.变电站内存在强硬的电磁场叨光。从抗电磁滋扰角度琢磨,在弃取通讯介质时可优先接受光纤通信手段,这一点对散逸式变电站机合化条理尤为适用。例LSA678,DISA-2,DISA-3型等均采用了光纤通信本事。但鉴于光纤部署、william hill助手复杂及用度相对较高,是以配电站宜以电缆为通讯介质。

      变电站按电压品级可分为特高压、超高压、高压及中低压四种类型。特高压变电站:1000kV,750kV;超高压变电站:550kV,330kV;高压变电站:220kV,110kV,35kV;中低压变电站(又称配电站):10kV及以下电压等第。

      变电站按正在电网中的地位可分为环节站、收场站和中转站三种类型。关头站:在电网中无论是网架组织照旧负荷程度都处于举足轻重的地位;结果站:唯有高压进线,位于电网的线讲高压进线,位于线途中心。

      变电站按控制手段可分为集控站(又称驻地站)和受控站(又称子站)。前者受调治中心控造,并对其规模子站负有调理驾御职业;后者与最后站形似,但有畏惧处于环形电网之中,受集控站控造。

      变电站控运行形式分袂为有人值班:这是当前最常见的运转形式;无人值班:没有固定的运行值班职员,仅保存部门卵翼人员,负责站内的康宁捍卫劳动及事宜非常情状的危急办理;无人值守:确实原理上的无人站,在少少起色的西方国度,如美国、加拿大等较常睹。

      这种形式即是此刻国内诈骗最通俗的远方末端装置(RTU)加上圈套地监控(看管)条理(又称当地成就),再配上变送器、遥信转接、遥控推行、UPS等屏柜(睹图1)。当接纳交流采样RTU时,可省去变送器屏柜。站内偏护安装的讯歇可经过遥信输入回谈(即硬件不二法门)加入RTU,亦可经验串行口按商定的规约通信(即软件不二法门)加入RTU。此形式顺应于35kV~500kV的各种电压品级见仁见智范围的变电站。按照用户见仁见智层次的前提,其当地功劳的装备可为1台PC机,也然而一个完备的双前置、双主机、双事情站的监控条理。如华东电网某主力电厂即接收RD-800条理和GR-90型RTU完工了220kV升压站的网控条理自动化。该模式保存了RTU的效果和二次回路联想。

      采取RS-485星形结构,构成分布式的RTU。其特质是不增添屏柜职位,无需改观原有二次回道,适用于老站改造。这类产品有GR-90,TG5-700和MWY-C3A等漫衍式RTU等(见图2)。

      这种形式在而今国内新建变电站中操纵最多,并已到手了较成熟的运转体会。大局限厂家的产品均属此类,其中应用较多的有DISA-3型、BJ-1型、iES、XWJK-1000A等。该形式与传统形式比较,最大的辞别正在于将RTU的遥控、信号、测量、电能计费、通信等收效分别组屏,而由1个或2个总控单位资历串行通信口(RS232,RS422,RS485)与各功劳单元(屏柜)以及微机袒护、阻碍录波、上位机等通讯(睹图3)。其特色是将控制、庇护两大见效行为一个总共来探究,二次回说设计大简化。

      该形式关键特征是以一次主配置如开关、变压器、母线等为铺排单位,将控制、I/O、关锁、包庇等单位分散,马上安设在一次主设备(屏柜)上。站控单元(在主控室内)资历串行口(光纤通信)与各一次摆设屏柜(正在现场)连接,并与上位机和远方调剂中央通讯。周详实践又分为两种模式:袒护相对独处,控制和测量合一,如SIEMENS等公司的产物;回护、william hill控制和测量合一,如ABB,GE,MERLINGERIN等公司的产品。

      SIEMENS的LSA678条理是接纳偏护相对孤立模式的样板,正在全寰宇已少见百套的运转经验,近几年来正在国内亦已有不少使用实例(譬喻苏州新加坡产业园区、广西柳州供电局等)。邦内厂家连年来亦先后推出全散发式系统,如DISA-2,BJ-F3,CSC-2000,DCAP3200等(见图4),此模式较适应于条款节减占地面积和二次电缆的场合,譬喻城市(市区)变电站。

      此形式综关了集录取与分散式的特质,采取了披发式的系统组织,而控制和回护仍会集配屏。平淡将集结配屏安放在分散的修设幼间内。摆设幼间正在一次摆设相近,服从变电站的电压品级和周围可设数个幼间,就近拾掇,威廉希尔集团变电站节约电缆。此模式可用于各式电压等级的变电站,更加适用于500kV及大型220kV站。此类产品有DISA-3,FDK,iES-70等(见图5)。

      在变电站机关化条理的精细施行历程中,由于受现有专业分工和办理体制的劝化而有不同的履行不二法门:一种思法站内监控以远动(RTU)为数据征采和控制的基础,应该的设备也于是电网调整自动成为底子,保护相对孤立;另一种则宗旨站内监控以庇护(微机袒护)为数据搜求和控造的基本,将回护与控造、丈量集合在一块,国内已有这一类产品,如CSC-2000等。后者正正在改为一种开展趋势和共识,所以遐想、创制、运行、理部门要打破正规范畴,逐渐完竣全部化。这一点110kV及以下的变电站尤为须要。

      诚然,从本国如今的运转体制、职员装备、正规分工来看,前者确实占有较大上风。因为非论从策划想象、科研制作、安设调试、运转帮助等各方面,控制与庇护都是互相独立的两个见仁见智专业,所以前者更符合大家邦国情。尔后者因不便供给较懂得的事件理会和操持的界面而姑且还正确被运行个人接受。但从开展趋势、技艺闭理性及裁汰筑设反复设备、简化帮助事务量等方面探究,后者另有其卓绝性。

      从消息流的角度看,偏护(牢笼打击录波等)和控制、测量的音信源都是来自现场TA,TV二次测输出,不过条款见仁见智而已。回护紧要收集一次摆设的毛病非常情形音讯,要求TA,TV测量范畴较宽,平常按10倍额定值讨论,但丈量精度条件较低,偏差在3%以上。而控制和丈量浸要收罗运行景况新闻,条款TA,TV测量范围较窄,凡是正在测量额定值附近震荡,对测量精度势必的条款,测量偏差前提在1%以内。

      总控(CPU)单位直接接收来自上位机(当地)或远方的控造输出使令,经须要的校核后可直接作为至回护回路,省去了遥控输出、遥控实施等枢纽,简化了配置,前进了准确性。

      从无人值班角度看,不单条目简化一次主接线和主修设,同时也前提简化二次回路和装备,于是保护和控制,丈量的一体化有利简化摆设和淘汰普及助助作事量,对110kV及以下,加倍是10kV配电站,除外电量计费、功率总加等有测量精度要求而须接量测TA,TV外,其全部人量测仅作看守运行工况之用,通盘可与掩护TA,TV适用。此外,正在局域网(LAN)上种种信休可以共享,控制、测量等均不必装备分头的数据征采硬件。

      变电站自动化系统和无人值班运转模式的执行,正在很大水平上取决于设备的可靠性。这里指的配置不光是自动化设备,更首要的是电气主配置。坚守变电站机合化系统的特色,筑议主管局部拟订出有合装备制作、接口的外率标准化。自动化配置创制厂商应与电气主装备修制厂商增强协作,需要技巧关一的产品,以利便设想、运转片面选型。

      对数目较多的10kV配电站,因为接线方便,对庇护相对条款较低,为简化摆设俭省投资,倡议由RTU来完结线途保护及双母线切换(备自投)等袒护奏效。为此需在RTU软件中扩大袒护运转讯断成效,如备用电根源投功效,可经历对相应母线段失压和合系开合情状暗记的逻辑决断来杀青。

      以来变电站机合化的运转模式将从无人值班,有人值守逐步向无人值守过渡。因而遥视抗御技艺(防火、防盗、防渍、防水汽暴露及海外看管等)将应运而生,并得到速捷发展。

      跟着争论机和汇集通信本事的起色,站内RTU/LTU或庇护监控单元将直接上钩,始末汇聚与后盾(上位机)及职责站通信。排除传统的前置处理机环节,从而彻底勾除通讯“瓶颈”现象。

      a.对超高压变电站以及220kV,110kV柜纽站或集控站来说,宜领受有人值班的自动化形式,仍宜以电网调理机合成为根底,包庇相对孤立。而对110kV配电站宜采取无人值班模式,在筹划想象时可研究以内机合成为底子,即掩护与控制、测量一体化的计划,本地成果可简化乃至破除,代之以面板上的人机对话窗口结果。

      b.全散逸式变电站机合化条理是一个新课题,需要筹办遐想、一次筑设、二次建设和自动化筑设的制作厂家以及基修、安顿、运转部门靠近配合,统筹调节。因为邦产一次摆设的制作工艺、材料、机关以及掩护、控制、丈量单元下放后的防震、防骚扰、行使状况等均存正在问题,应给予充足看浸,并主动妥善地发扬践诺职责。

      c.想象制作上应保障完善一次设备的防误控制想法、包庇确当地和海外投切(软压板)、修削整定值、复归机合安装以及本地和海外控制担任一次装备的材干,并包庇海外与本地控制,正在同暂且间只允诺个中一种形式有效。

      d.对全发放式的变电站自动化系统,宜领受LAN设施,特别是平等麇集,如总线型(介质共享)网,网上每一个节点都能与任一其全部人节点直接通信,从而从底子上勾除了主从伎俩中的瓶颈田地。配以多主式CANnet网或LonWorks网及强纠错、高抗噪声、载波监听众路访问/触犯的CSMA/CD方法,可给紧要音讯加权,保障首要信息的实时性,进步通讯成就。

      e.跟着变电站机合化工夫的进步和无人值班站运行形式的进一步推行,掩护和自动化的正规性也正在互相分泌,聚集也逐渐亲密,本来的专业分工将会突破,从而引起科研、假想、创制、安排和运行部门的正规配置、职员配备上的重新调整拼凑,以适应偏护、控制、测量全部化的变电站自动化模式。

      f.修议对大中专院校共存正规扶植做相应安排,以有利提拔既老练继电包庇又操纵电网调剂机合化技能的专业美貌。在科研联想、制作和铺排运转整理部分亦应胁制专业分工精密、枯窘统筹考虑的局部性。

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