摘要:本文首先就變電站綜合自動化系統應用技術、特點和實現的功能做了介紹,然後簡單闡述了系統的組成和軟體系統。
關鍵詞:變電站綜合自動化系統;系統結構;軟體系統
一、變電站自動化系統介紹
變電站綜合自動化控制系統是建立在計算機硬體技術、資料通訊技術、模組化軟體技術上發展起來的,是一種集控制、保護、測量及遠動等功能為一體的微機控制系統。系統主要是由多個微機保護單元,通訊網路,後臺管理機,印表機組成,接線非常簡單,可方便解決傳統的變電站二次系統存在的問題,提高了電力系統的供電可靠性,適應了現代生產發展和能源管理的要求。主要有以下特點:
(1) 功能綜合化:微機保護單元具有完善的保護、測量、控制功能,自動化系統就是利用了保護單元的這些功能,將根據保護需要配置的獨立的保護單元,通過一定的結構形式,用一個通訊網路連線起來。
(2) 結構微機化:系統的主要元件實現了微機化,所有功能都是通過微機來實現,實現了將微機保護、資料採集、資料傳輸、遠方控制等環節同時並列執行,各類執行引數、歷史記錄等均可以通過印表機打出。還可以根據需要,實現於乙太網的連線,實時的將資料上傳到排程自動化系統。
(3) 操作監視螢幕化:系統將所有的監視和操作功能,均通過一臺後臺管理機來實現。操作人員面對彩色顯示器進行變電站執行方式和執行引數進行全方位監視。
(4) 執行管理智慧化:由於微機保護單元具有實時線上自診斷功能,這樣不僅在保護單元的面板上顯示故障型別,而且可以通過系統將自診斷結果送後臺管理機,使得執行人員可以隨時掌握保護單元的執行狀態。
二、系統組成
在變電站綜合自動化系統中,通常把繼電保護、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能綜合在一起的裝置稱為保護單元,而把測量和控制功能綜合在一起的裝置稱為控制或I/0單元,兩者通稱為間隔級單元。各種型別的間隔級單元蒐集到的狀態量和測量值,通過軟體來實現各種保護閉鎖。它主要由以下幾部分構成:微機保護單元主要完成訊號的測量、傳遞、保護的計算和執行、接受上位機的指令並執行,通訊網路主要完成訊號的傳遞,後臺管理機主要完成對保護單元上傳來的.訊號進行分析處理及顯示、提供人機對話視窗、接受操作人員的指令、向上位管理機傳遞及時資訊,為管理人員提供決策資訊。
以興隆電廠RCS-9700變電站綜合自動化系統為例,從整體上系統分為三層:站控層、網路層、間隔層。
站控層的主要功能就是作為資料集中處理的保護管理,擔負著上傳下達的重要任務,對下它可以管理各種間隔單元裝置,包括微機監控、保護、自動裝置等,收集各種資料併發出控制命令,起到資料集中作用,還可以通過現場匯流排完成對保護單元的自適應調整:對上則通過設立開放式結構的站級網路介面,與管理層建立聯絡。將資料傳送給管理後臺機或排程端,起到資料處理作用。
網路層支援單網或雙網結構,支援100M 高速工業級乙太網,有效地保證了網路傳輸的實時性和可靠性;通訊協議採用DL/T667-1999(IEC60870-5-103)規約。
間隔層按一次裝置組織,一般按斷路器的間隔劃分,具有測量、控制和繼電保護部分。測量、控制部分負責單元的測量、監視、斷路器的操作控制和聯鎖及事件順序記錄等:保護部分負責該單元線路或變壓器或電容器的保護、各種錄波等。因此,間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成,這些獨立的單元裝置直接通過匯流排接到站控層。
三、軟體系統
軟體系統主要包括三大部分:資料採集和監控軟體、管理軟體和網路通訊軟體。所有采集點的採集任務、事故判斷、控制輸出集中在工控機中監控軟體部分,而後臺的管理任務包括處理故障判斷、採集資料和故障事故資訊的顯示、入庫、操作員手動控制、引數設定、管理等集中在管理機中的管理軟體部分。工控機和管理機是通過網路匯流排或序列電纜聯接的。工控機定時向管理機傳送採集的資料,報告故障情況。管理機向工控機傳送手動控制命令、設定引數等。另外,管理機設有對外通訊介面。
1、 資料採集和監控(SCADA)系統軟體
資料採集和監控系統軟體的基本功能包括:實時資料採集、安全監視、資料處理、告警處理、控制操作、執行記錄、人機聯絡、製表列印、裝置診斷和資料庫維護等。實現對斷路器、刀閘位置、分接頭位置、各種裝置狀態、瓦斯、氣壓訊號、母線電壓、線路電流、主變溫度、功率、頻率、等遙測、遙信訊號的採集和監控。
2、管理軟體
管理機通過網路通訊,接收從工控機傳來的資訊,經過分類、變換後通過Windows訊息啟用相應的物件來處理。管理軟體主要分九大部分:主排程模組、狀態資料顯示模組、操作模組、系統引數設定模組、使用者管理模組、報表模組、故障判斷和處理模組、資訊變換和處理模組以及通訊模組。
3、網路通訊軟體
網路通訊在變電站自動化中佔有非常重要的地位。其內容包括就地開關的採集控制單元與變電站監控管理層之間的通訊,變電站監控管理與遠方排程中心之間的通訊。變電站自動化系統的中央通訊主單元位於變電站的中央控制室外,各輸入輸出及保護的間隔層單元分別安裝在中低壓開關櫃上或位於高壓一次裝置附近的控制室內,每個間隔層單元僅需一對通訊線直至中央控制室。
四、結束語
該系統已於2008年5月在興隆電廠安裝、除錯,於2008年10月投入執行。投入執行以來因裝置原因造成了幾起事故,各保護裝置動作準確,反應靈敏,給技術人員的現場分析、判斷帶來很大幫助,供電可靠性得到了較大的提高,贏得了生產單位的好評,為變電站安全、穩定、經濟執行提供了堅實的基礎。
參考文獻
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