对变电站自动化系统及其智能化发展体系的探讨
对变电站自动化系统及其智能化发展体系的探讨
【摘要】智能化变电站自动化是一个系统工程，要实现全部智能化变电站自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，智能化的变电站自动化系统是有一个蓬勃的发展期。本文分析了变电站综合自动化技术的主要特点，介绍了变电站系统的演变历程，结合当前兴起的智能变电站技术，阐述了iec61850对变电站综合自动化技术的推动作用。
【关键词】变电站综合自动化；智能变电站；体系结构
中图分类号： tm411 文献标识码： a 文章编号：
随着2009年9月《智能变电站技术导则》通过评审，变电站智能化将成为变电站建设的必然趋势。智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，变电站中所有信息的采集、传输和处理全部数字化。
1、变电站综合自动化系统主要特点
变电站综合自动化系统与一般自动化的区别关键在于自动化系
统是否作为一个整体执行保护、监测和控制功能，主要特点体现在：全面代替常规二次设备，在微机保护的软硬件设置方面既与监控系统独立，又相互间协调，具有串行接口或现场总线接口以便为监控系统提供保护动作信息或保护定值等信息。系统功能和配置应满足无人值班的总体要求，利用先进并可靠的通信网络和规约，保证各子系统具有独立的故障自诊断和自恢复功能。系统的可扩展性和适
220kV智能变电站继电保护及自动化分析 吴宗俞
220kV智能变电站继电保护及自动化分析吴宗俞 发表时间：2018-06-27T09:41:38.153Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：吴宗俞吕日龙 [导读] 摘要：智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备，能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。 内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局内蒙古自治区巴彦淖尔市 015000 摘要：智能变电站是集先进、可靠、集成和环保于一体的智能设备，能实现信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化的要求。从智能变电站继电保护相关介绍入手，重点阐述分析220kV智能变电站继电保护及自动化。220kV智能变电站继电保护高效、有效，在满足供电需求的同时，逐步完善电力系统。 关键词：220kV智能变电站；继电保护；自动化 1、220kV智能变电站的继电保护及自动化系统设计实例 变电站是国家电网建设的一个重要组成部分，如今我国的智能变电站建设工作已经得到了快速地发展。在变电站的建设过程中，想要实现系统的稳定运行，提升系统建设效率，就需要制定一个继电保护和自动化系统的设计方案。文章以某市的智能变电站为例，对智能变电站的系统设计方案进行探讨。 1.1工程基本情况概述 L市计划建设一个智能变电站，既有220kV变电站的情况是有3台主变，每台主变的容量为180MVA；其中220kV出线4回、66kV出线10回。L市打算进行智能变电站的建设，变电站建成之后有4台主变，并且它们每台的容量要达到240MVA；并且要求220kV出线8回、66kV出线26回。 1.2智能变电站继电保护及自动化系统设计方案分析 进行设计方案确定之前，要求工作人员明确该智能变电站的设计原则，在实际的工作中需要坚持标准一致、安全第一、技术过硬等原则。在工作开展中需要按照设计方案开展工作，并且要注重各类先进技术的使用，保障智能变电站的智能化程度。 L市智能变电站在设计中首先明确的就是变电站的总体结构。该220kV的智能变电站主要分为三个结构层次：①过程层。这一部分的结构主要负责三个工作，分别是设备的运行状态监测、电器运行实时监测以及控制操作的驱动和执行。这是智能变电站设备实现自动化运行的基础和前提；②间隔层。该机构的设计运行后的功能主要是对于各类数据进行收集，并且对系统的运行数据进行收集和控制。实际上，这一结构的就是承上启下，接受各类系统信息，然后进行设备的指挥操作；③变电层。变电层的工作任务就是将整体变电站的信息进行总汇之后，将其发送到电网指挥中心。同时变电层还可以接收各类指令，完成人们给系统下达的工作。这个系统主要应用的是电子信息技术、电气自动化技术、以及网络通信技术等。 2、220kV智能变电站的继电保护 2.1要求 例举220kV智能变电站中，继电保护的基本要求，如： 2.1.1可靠性 继电保护的范围内，准确、可靠的检测220kV智能变电站的运行，辅助规划出故障的范围及故障点。 2.1.2灵敏性 继电保护检测220kV智能变电站的故障时，要具备足够的灵敏度，围绕故障特征，给与及时的保护反馈，预防220kV智能变电站失控。 2.1.3检测性 220kV智能变电站的继电保护，其检测性的特征，目的是可以合理的判断系统故障，缩小故障影响的范围，以便准确的切除故障。 2.2原理 220kV智能变电站继电保护的运行原理方面，表现出综合性的特征，继电保护全面检测智能变电站的运行，通过点流量、电压以及功率等特征，判断智能变电站的故障信息，及时提示报警信息，识别相关的故障。例如：220kV智能变电站运行期间，继电保护分析智能变电站的点流量，进而执行相关的跳闸保护，也就是反时限保护，智能变电站的电流量增大，跳闸的速度越快，除此以外，继电保护还可以实行定时间保护，检测超出规范标准的电流量，特定的时间中，有跳闸动作，220kV智能变电站继电保护，在温度、瓦斯方面的保护，汇总为非电量保护。变电站继电保护原理中，设置了比较固定的可靠性系统，其为继电保护的经验值，按照系数计算，决定继电保护的动作值。 2.3职能 220kV智能变电站中的继电保护，负责故障维护，变电站正常运行期间，继电保护没有任何动作，如有故障问题，继电保护及时、快速的动作，反馈智能变电站系统、元件等的故障信息，表现为跳闸的状态，提示管理人员对智能变电站进行检修。继电保护的断路器迅速断开，防止220kV智能变电站的电气元件损坏，避免影响其它的元件应用。 2.4分类 例举220kV智能变电站继电保护的分类，如： 2.4.1变压器保护 继电保护检测变压器的接线、接地灯，利用电流、电压以及负荷检测，完成保护工作，进而解决了变压器的风险问题。 2.4.2电容器保护 此项结构容易发生内部故障，导致连线短路，继电保护在电容器组内，通过过电压检测，实行保护工作。 2.4.3电动机保护 运行时容易有低电压、过负荷的故障，同步电动机的继电保护中，运用非同步冲击电流等方法进行保护。 2.4.4线路保护 继电保护根据220kV智能变电站的电压等级、接地方式以及运输过程，展开接地类型的故障维护。
变电站综合自动化系统
该系统是一种结合变电站自动化最新技术和发展方向，采用先进的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术，研发出的新一代高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的变电站自动化系统。 系统适用于220kV及以下各种电压等级的升压或降压变电站，通过系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站自动化系统以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标，提供了测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、小电流接地选线、电压无功自动补偿、五防、故障分析及其他自动化功能，在提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能等方面发挥了重要作用。 变电站综合自动化系统由站控层、通信层和间隔层组成。 1.站控层：包括操作员工作站、工程师工作站、五防工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统，站控层设备采用100M工业以太网连接，根据厂站规模和用户需求可以增加工作站或减少部分工作站。 2.通信层：主要由光纤网线双绞线等通信介质、以太网交换机、通信管理机等设备组成，根据不同的厂站规模和用户需求，可自由选择RS485工业总线、星型以太网、双以太网、
光纤环网等不同的组网模式，系统开放性好，组网灵活。 3.间隔层：以一次设备为对象，采用单元式配置，根据厂站规模和用户需求，可选择采用保护测控一体化设备，或者选择采用保护和测控相互独立的设备。各单元独立性强，系统组态灵活，具有高可靠性、高扩展性。装置维护简单方便。 变电站综合自动化系统拥有如下优点： 1、完整的变电站自动化系统解决方案，以高性能的子系统构造优异的变电站自动化系统; 2、系统扩展方便、功能灵活，满足变电站设备的增加及系统功能增加的需求; 3、面向变电站的整体设计，将保护、测量、控制、通讯融为一体，全方位思维，大大减少了用户现场的调试量; 4、采用先进的现场总线通信方式，标准的IEC60870-5-103通讯规约，大大提高了通讯速率及系统的可靠性; 5、间隔层可集中组屏也可按站内一次设备分布式布置，直接安装于开关柜上，既相对独立，又节省投资; 6、间隔层采用32位DSP技术，使产品的稳定性和运算速度得到保证; 7、继电保护功能独立，完全不依赖于通讯网，仅通过通信层交换信息; 8、友好的人机界面，全汉化菜单操作，使用户操作更简单。
数字化变电站自动化系统分析
数字化变电站自动化系统分析 摘要：随着电网的不断发展和电力市场改革的深入，人们对电网安全经济运行和供电质量的要求越来越高。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，数字化、信息化以及信息模型化的要求越来越迫切。因此，数字化变电站将成为变电站自动化的发展方向。本文就数字化变电站自动化系统相关问题进行了探讨。 关键词：数字化；自动化；系统 数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础。将物理设备虚拟化，对数字化信息进行标准化。实现信息共享和互操作，满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类即智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构上可分为3个层次：“过程层”、“间隔层”、“站控层”，各层次内部及层次之间采用高速网络通信。符合1EC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一侧设备、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统，是其最主要的技术特征。 1数字化变电站自动化系统的特点 1.1智能化的一次设备 通常一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换不言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。 1.2 网络化的二次设备 变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I∕O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。 1.3 自动化的运行管理系统 变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
智能变电站与传统变电站的区别与联系
智能变电站与传统变电站的区别与联系 智能变电站与传统变电站的区别与联系主要有两点： 1：根据国家电网智能电网建设的整体部署,十二五期间,国家电网将推广智能变电站建设,各网省公司积极开展智能变电站的研究及试点工程。安徽省110kV桓谭变是国家电网公司智能电网建设第二批试点工程,采用了基于IEC61850标准的变电站自动化系统。首次采用全光纤电流互感器,光PT挂网运行。本文针对110kV桓谭变继电保护的新特点探讨了智能化变电站和传统变电站继电保护的异同。2智能变电站相比于传统变电站的几个关键技术 2.1智能化变电站各保护装置采用了统一的通信规范,即IEC61850通信规范IEC61850 是新一代的变电站自动化系统的国际标准,它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比,它不仅仅是一个单纯的通信规约,而是数字化变电站自动化系统的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口,增强了设备之间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC6 数字化变电站按照一次设备智能化、二次设备网络化的设计思路参照IEC61850的标准将变电站分为过程层、间隔层和站控层3个部分，其中过程层由模拟量收集终端合并单元和实现开关输入输出的智能单元构成；间隔层主要由保护装置和测控装置组成；站控层主要包括监控，远动和故障信息子系统构成。 首先，智能变电站的过程层由传统的一次设备和智能组建柜组成，智能组建柜中有合并单元和智能操作箱两个装置。变电站常规互感器的数据合并单元采取就地安装的原则，通过交流就地采样电缆传送模拟信号，并将采样数据处理后通过 IEC61850-9-1、 IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的协议借助光纤通道发送到网络交换机供需要该模拟量的保护或者测控装置共享数据。智能操作箱解决了传统一次设备和数字化网络的接口问题，作为数字化变电站一次开关设备操作的智能终端，将传统一次设备和保护测控等装置通过光纤网络连接，完成对断路器、刀闸的分合操作，智能操作箱接收保护和测控装置通过GOOSE 网下发的断路器或刀闸的分、合及闭锁命令，然后转换成相应的继电器硬接点输出。 其次，在传统变电站二次系统中保护装置所需的模拟量信息和设备运行状态等信息需要通过电缆传送，动作逻辑需要在多个装置之间传递启动和闭锁信号，在各间隔层设备之间，间隔层和过程层设备之间需用大量的电缆连接，使传统方式下各个保护装置之间存在较多硬开入连线，导致二次回路接线比较复杂，容易出错、可靠性不高；而吴山变电站采用支持变电站通信标准IEC61850中GOOSE 输入和输出功能的保护和测控装置。间隔层装置之间通过以太网联系各间隔层设备，通过网络共享电流电压量和开关量信息，借助虚端子完成保护的动作逻辑和相关间隔之间的闭锁功能，其中电流电压量和开关量的传输分别采用IEC61850规约中的单播采样值SMV服务和面向通用对象的变电站事件GOOSE服务完成。这就是为什么在保护屏上没有任何二次接线的缘故。为保证保护装置和开关之间的可靠性，吴山变电站的主变采用两套南瑞的保护，每套保护使用单独的光纤与智能操作箱联系，与传统的双重保护配置不同的是，吴山站只是共用一个操作箱。 最后，站控层网络采用网线连接，间隔层与站控层之间按照制造报文规范 MMS(Manufacturing Message Specification)通过网络进行数据交互，完成对变电站的
智能变电站辅助系统综合监控平台介绍
智能变电站辅助系统综合 监控平台介绍 Prepared on 24 November 2020
智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 （一）、系统架构 （二）、系统网络拓扑
交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或 RS232/485接口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。 （三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所 和基站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无 线检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体
变电站综合自动化概述(精)
变电站综合自动化概述 摘要 :本文简要介绍了变电站的组成、工作原理及作用,变电站综合自动化系统的结构模式和基本功能,进一步叙述了变电站综合自动化系统的特点以及存在的问题,提出了变电站综合自动化基本概念,并变电站自动化的发展前景进行分析。 关键词 :变电站变电站综合自动化系统 1. 概述 电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。 变电站综合自动化系统是利用计算机系统、网络、数据库现代通讯技术等将变电站的二次设备(包括控制、测量、保护、自动装置等 ,经过功能组合和优化设计,对变电站实行自动监控,测量和协调来提高变电站的运行效率和稳定性。他完全取代了常规的监控仪表,中央信息系统,变送器及常规远动装置。不仅提高了变电站的可控性,而且由于采用了无人值班的管理模式,更有效地提升了劳动生产率,减少了人为误操作的可能,最大程度提高了变电站的可靠性和经济性。 2. 变电站 变电站 (Substation改变电压的场所。是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点。 2.1 变电站组成 变电站主要是有设备及安装工程、建筑工程(土建、其他项目工程等。设备及安装工程包括两部分 :既一次部分(设备、二次部分(设备。
变电站是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站的设备有变压器、开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设备。 2.2 变电站工作原理 变压器是变电站的主要设备, 分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。 电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为 l00V , 电流互感器二次电流为 5A 或 1A 。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路 , 请注意 :绝不能让其开路, 否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路;故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在我国, 220kV 以 上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。 隔离开关的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关, 送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力, 一般与高压熔断丝配合用于 10kV 及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。 2.3 变电站作用
变电站综合自动化系统设计方案
变电站综合自动化系统设计方案 1.1.2 研究现状 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 如今变电站综合自动化已成为热门话题，研究单位和产品也越来越多，国内具有代表性的公司和产品有：北京四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统，南京南瑞集团公司的BSJ2200计算机监控系统，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统，国电南自PS 6000系列综合自动化系统、武汉国测GCSIA变电站综合自动化系统、许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统。国外具有代表性的公司和产品有：瑞典ABB的MicroSCADA自动化系统等。现在的变电站自动化系统将站内间隔层设备（包括微机继电保护及自动装置、测控、直流系统等）以互联的方式与主机实现数据交换与处理，从而构成一种服务于电网安全与监测控制，全分散、全数字化和可操作的自动控制系统。 本系统站控层用的软件工具是瑞典ABB公司开发的用于变电站自动化系统的MicroSCADA和COM500，COM500作为前置机，它是整个系统数据采集的核心，MicroSCADA用于后台监控；间隔层测控装置用的主要是芬兰ABB公司生产的是REF54_系列和瑞典ABB公司生产的REC561等自动化产品，远动装置用的是浙江创维自动化工程有限公司自主研发CWCOM200。
智能变电站技术(详细版)[详细]
智能化变电站技术
内容提要
? 智能化变电站概述 ? 如何实现智能化变电站 ? 关键问题分析 ? 智能化变电站技术规范 ? 国内典型工程案例分析
智能化变电站概述-定义
? 《智能变电站技术导则》给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设
备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共 享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、 控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需 要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析 决策、协同互动等高级功能的变电站。
? 智能变电站派生于智能电网
智能化变电站概述-变电站 内部分层
IEC61850将变电站分为三层
远方控制中心 技术服务
7
变电站层
功能A
16
功能B
9 16
8
3
继电保护
控制
间隔层
控制
3
继电保护
45
45
过程层接口
过程层
传感器
操作机构
高压设备
智能化变电站概述-需要区分的概念
? 变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等
? 间隔层 保护、测控等
? 过程层 智能操作箱子（或称智能单元） 合并单元 一次设备智能组件等。
智能化变电站概述-需要区分的概念
? IEC61850变电站
特征： 1）两层结构（变电站层、间隔层，没有过程层）； 2）一次设备非智能化，间隔层通过电缆与传统互感器和开关连
接； 3）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连
互通，取消了保护管理机； 4）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与
变电站层监控等相连。
市场特征： 该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段，所占比例会越来 越大，以后会成为变电站标配。 例如：华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。
试析变电站电气自动化控制系统分析及其应用
试析变电站电气自动化控制系统分析及其应用 发表时间：2018-05-14T17:07:32.250Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：姚健[导读] 摘要：变电站的自动化是目前电网调度自动化的一个主要的应用。 （中国能源建设集团广东火电工程有限公司广东省广州市 510730）摘要：变电站的自动化是目前电网调度自动化的一个主要的应用。随着计算机技术的提高，设备的集成化、网络化和数字化程度的提高，将传统的电力信号电缆替换为计算机电缆或光缆，就可基本实现变电站的自动化。电气自动化技术在变电站自动化方面的应用，使得计算机能够实时管理和记录变电站的运行数据，并将这些数据显示在屏幕上供调度人员参考，又可利用这种自动化技术实现监视和操控， 使得电网调度的自动化程度显著提高。 关键词：变电站；电气自动化；控制系统；应用电气工程是保证工业生产正常运行的基础保障。变电站电气自动化是将信息技术、传感器技术、自动化技术等与变电站的基础设施相结合的纽带，以此保证变电站安全、可靠运行。为了能为自动化运行创造有力的条件，需要变电站电气自动化有一个完整的电气系统作为保障。为了节省很人力资源，提高变电站的整体运行质量，需要加强电气自动化技术在变电站中的深入运用。为提高电力系统运行的准确性，并能够及时对系统故障进行处理，保证系统的安全、高效运行，主要采用电气自动化技术。 一、电气系统自动化概述 对于电气系统的自动化技术而言，其是基于计算机技术、高新技术以及运动控制技术等发展而来的技术，该技术在电力生产过程中，不仅具有自我检测以及自动调节的功能，同时还能保护定期系统和其元件，并实现网络信息的自动传输和自动控制等目的。正是因为电气自动化技术具备这些功能和作用，为电气工程中电气自动化的实现提供了可靠的保障，从根本上确保电力生产能够稳定顺利的运行。 电气自动化技术的特点：技术涵盖面广。随着我国电气工程在人们生活中扮演着重要的角色，电气自动化在其中发挥着重要的作用。对于电气自动化技术而言，其内容不仅繁琐复杂，涉及的技术面也是极广的。而电气自动化技术主要是以电子信息技术以及网络技术作为基础的，因此决定电气自动化供电质量的除了相关的硬件设备外，电气自动化系统的软件也是影响电气自动化质量的重要因素，因此在设计电气自动化系统时，应当根据具体的使用范围来进行技术方案的设计；依赖电子技术性强。在电气自动化系统中，电子计算机技术是电气自动技术的重要基础。电子技术在电气自动化系统中的应用主要集中在两个方面，一是在信号采集系统中对信号进行控制；二是控制自动化系统中传感器的信号，这些都离不开电子计算机技术。 二、变电站电气自动化控制系统的主要控制方式 2.1远程监控 远程监控技术是指利用网络的作用对整个工程中的所有设备进行远距离的操控，可以对变电站自动化控制的物质基础进行控制。远程监控技术在电气工程中使用有很多的优点：可以节省经费、节约材料等，例如可以很好的节约人力的费用、设备安装的费用；可以打破空间的限制，可以通过远程监控对整个设备的运行状况进行实时的了解，为了能准确的对变电的不足及时对变电计划进行调整，以保证设备的正常运行，作业人员可以通过分析远程监控上传输的数据进行。且当设备出现问题的时候也可以尽早知道及时的维修。然而远程监控也有不足的地方，远程监控技术对于通讯的信号以及设施的要求都很高，我国电气工程中通讯设备和通讯信号存在一些不完善的地方，造成了远程监控技术不能在通讯信号较弱的大规模电场中的电气自动化系统中运用。 2.2集中控制 在我国当前的电力行业之中，变电站是其中最为主要的变电装置，输送的电压值大小都是由变电站来统一完成的。因此在对变电站进行控制的时候，采取集中控制的方式能够为自动化控制的实施带来极大的便利，让设备和设备之间的协调变得更加的容易，从而为我国变电站自动化控制奠定基础。 2.3现场监控 电气自动化监控的重要内容是对变电站生成进行现场监控。由于现场监控可以全面的查看电气自动化的生成情况，并能够及时发现生成过程中的问题、及时采取有效的补救措施，规范了整体的生产作业程序，促进了变电站电气自动化的优化改进。 2.4线路监控 主要依据不同的线路的共同作用实现了电气自动化控制，线路是把所有变电设备连接起来的载体关键载体。每条线路的连接方式跟线路的作用有关很大的关系，需要工作人员在自动化设计时充分考虑线路的连接方式。如:隔离刀闸的操作闭锁不能选择硬接线这容易引起误操作。 三、变电站电气自动化控制系统在工作中的主要应用 3.1事故处理中的应用 为了对各类事故进行追忆和记录，可以采用电气自动化技术，电气自动化技术能够对事故进行正确判断并作出及时的处理。同时，在系统发生故障时，自动化系统能够及时的记录和系统故障有关的开关量、动作量等信息，以便工作人员能及时对事故进行正确的分析和处理。 3.2电气管理方面的应用 在电气管理方面的应用，通过运用电气自动化技术，在电气管理中采用编程调试方法，有效的采集和分析处理了变电站中流量电流、电压、公路等数据信息，有效确保了电气管理与控制的稳定性和精确性。电气自动化技术在电气管理中应用，不但促进了电气管理中新技术的更新和发展，而且在实践应用中有效的避免了变电站人工操作过程中出现失误的问题，充分展现出电气自动化控制对于变电站的重要性。 3.3在电网调度的应用 在电网调度应用中，电气自动化技术在电力调度一体化中的应用，使变电站终端、发电厂及其下属调度中心有效衔接起来，保证各工序之间的自动运行实现。在电网调度自动化电气控制中的应用，可实现对电力系统运行状态的实时监测，并对监测数据的分析正确的预测也有利于电气工程整体持续、安全、稳定的变电站自动化控制操作可以更高效地运行。 3.4在变电站自身自动化分析上的应用
变电站综合自动化系统的组成和主要功能
变电站综合自动化系统的组成和主要功能； 系统概述； 本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统，其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备，该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上，根据国内外新的发展趋势，以提高电网的安全经济运行为宗旨，以方便现场安装调试、无人值守为目的，向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。 其设备从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复备置等弊病，及减少投资，又有利于变电站运行管理和维护。 YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图；
该系统在我国首次集微机保护和远动为一体，并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上，系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。其可把各个单元分散安装在一次设备上，或集中组屏按装。相比两者具有明显的优点；可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减少控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性 YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。如线路单元，就是面向开关柜设计的，它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器单元也像线路单元一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设计，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。第一是主保护单元，它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器的测控单元，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围，作为系统的一个单元整体规划设计。 YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装，所有单元均通过一梗三芯通讯电缆同后台总控单元实现实时数据交换。
智能化变电站的概念及架构
智能化变电站的概念及架构前言 在中国，国家电网公司的定义是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。通过电力流、业务流、信息流的一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求涉及到电网发、输、配、售、用的各个环节。常用称谓是坚强智能电网，统一性、坚强网架、智能化的高度融合。
目录 一、智能化变电站的概念 (3) 二、智能化变电站的功能特征 (3) 三、智能化变电站与数字化变电站的区别 (5) 四、智能化变电站架构 (6) 1、数字化变电站的集成化 (6) 2、智能化变电站综合集成化智能装置及其功能结构 (7) 3、综合集成的智能化变电站的架构 (9) 五、智能化变电站的关键技术 (10) L、智能化变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。 (11) 2、智能化一、二次设备智能化集成技术研究。 (11) 3、智能化变电站全景信息采集及统一建模技术研究。 (11) 4、智能化变电站系统和设备系统模型的自动重构技术研究。 (12) 5、基于电力电子的智能化柔性电力设备的研发及其应用技术的研究。 (12) 6、间歇性分布式电源接入技术的研究。 (13) 7、智能化变电站广域协同控制保护技术研究。 (13) 六、五防系统在智能化变电站中应用分析 (13) 1、智能化变电站对五防的要求 (14) 2、智能化变电站中一体化五防的特点 (14) 3、网络化五防 (15) 1）、智能化变电站间隔层五防的GOOSE机制分析 (15) 2）、实现间隔层五防的方式 (15) 3）、实现间隔层五防GOOSE机制的优点 (16) 4)、智能化变电站间隔层五防影响 (16)
施耐德变电站综合自动化监控管理系统方案
变电站综合自动化监控管理系统方案 2010年8月
目录 1、施耐德ION-Enterprise系统简介 (4) 1.1 施耐德ION-Enterprise系统概述 (4) 1.2 施耐德ION-Enterprise系统总体技术和性能指标 (5) 1.2.1执行国家或部颁标准 (5) 1.2.2 工作环境 (6) 1.2.3工作电源条件 (7) 1.2.4电磁兼容性 (7) 1.2.5抗干扰性能满足 (8) 1.2.6系统主要性能指标 (8) 1.4 施耐德ION-Enterprise系统网络拓扑结构图 (10) 2、施耐德ION-Enterprise软件系统 (11) 2.1施耐德ION-Enterprise系统特点 (11) 2.2 施耐德ION-Enterprise系统层次 (12) 2.2.1间隔层 (12) 2.2.2通讯层 (12) 2.2.3监控中心层 (13) 2.3 施耐德ION-Enterprise系统HMI界面信息 (13) 2.3.1 低压配电设备监控界面 (13) 2.3.2系统数据库查询界面 (14) 2.3.3打印记录功能 (15) 2.3.4读取各种参数界面 (16) 2.4 施耐德ION-Enterprise系统功能 (17) 2.4.1数据采集及处理功能 (17) 2.4.2控制功能 (18) 2.4.3显示、查询及打印功能： (18) 2.4.4计算、统计、分析功能 (20) 2.4.5自动报警功能 (20) 2.4.6主接线图及报表的制作、编辑功能 (21) 2.4.7在线维护功能 (21) 2.4.8自检功能 (22) 2.5 施耐德ION-Enterprise系统接口和应用软件 (22) 2.5.1智能设备接口软件 (22) 2.5.2功能完善的应用软件 (22) 2.6 施耐德ION-Enterprise系统扩展功能 (23) 2.6.1网络扩展功能 (23) 2.6.2多种通讯接口 (23) 2.6.3企业信息管理系统（MIS）接口 (23) 3、施耐德ION-Enterprise系统硬件系统 (25) 3.1 施耐德ION-Enterprise系统监控主机配置 (25) 3.2 施耐德ION-Enterprise系统通讯设备 (25) 4.服务及质量保证体系 (27)
如何对变电站进行智能化升级改造
变电站升级和自动化改造方案 智能变电站——是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。相比普通变电站，智能站有以下优势： ●节能、环保、结构紧凑。 ●应用电子式互感器解决传统互感器固有问题 ●提高自动化水平、消除大量安全隐患。 ●光缆取代二次电缆。 ●不同设备间可实现无缝连接。 ●设备集成，降低投资 ●提高设备管理水平 ●提高运行效率和水平 变电所综合自动化管理系统为分布式结构，监控后台布置在监控中心，前置工控机、前置服务器、串口服务器、各种通讯设备等采用集中组屏，布置配电室，前置屏与后台监控系统采用光纤网络连接，便于值班人员进行监控管理，我们将所有保护、仪表及变压器温控等设备（带RS485接口）接入现在有自动化系统，保证整个变电站电力监控自动化系统的数据完整。 本系统为多层分布式系统结构，站中前置机系统是通过串口服务器进行通讯端口的转换，并将采集所有数据通过网络上传至后台系统中，利用服务器系统接收的数据和信息来监视各变电站的运行状况，进行数据的分析和存储，参数设置和修改，报表打印和执行遥控、操作票生成等操作命令。系统完成整个变电站的数据和信息的收集整理，通过一定的接口和规约可与BA系统或者动态模拟屏通信或原有系统通讯。变电所监控系统与变电所内就地的每个开关柜上分设的综合保护测控装置及各种智能仪表等其他设备等一起组成变电所综合自动化系统，可快速实行对变电所的连续监视与控制。 对原有开关柜进行改造接线，将所有后台值班所需要的信息量全部接入保护设备或电仪表，这些设备再通过RS485接口用通讯线将信息上传到前置服务器系统。 变电站中所有的数据都通过专线以及安全的VPN通道上送到云中心。
变电站智能辅助监控系统
变电站智能辅助监控系统
变电站智能辅助监控系统 摘要：介绍了一种变电站智能辅助监控系统，系统以智能控制为核心，对变电站关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制，并能将站端状态、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、防盗报警等监测信息传输至调度管理中心。该系统满足了变电站安全生产和安全警卫的需求，具有非常好的推广应用价值。 关键词：智能；监控；网络；变电站 传统的变电站安防智能化系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，以至于出现了一种监控“孤岛”现象，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性，而且增加了投资成本。尤其是现在变电站系统平常的生产过程大量采用无人值守或少人值守的模式。而对于变电站这样的场所来说，远程、实时、多维、自动的智能化综合安保系统是变电站安全运作必备的前提条件。 系统总体设计 根据智能化变电站实际应用需求，把变电站智能辅助控制系统分为三级中心、九大子系统。
三级中心 变电站智能辅助控制系统(以下简称“辅助系统”)为分层、分区的分布式结构，按变电站智能辅助控制省级监控中心、变电站智能辅助控制地区级监控中心、变电站智能辅助控制区域监控中心系统和变电站智能辅助控制站端系统四 级构建，如图1所示。 变电站智能辅助控制系统从区域上分为三级中心，每级中心从技术上都分为主控中心、客户端和接口系统(预留)，用于扩充与其他系统之间的衔接，以及WEB浏览功能。主控中心：包含数据库和管理平台，实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等全部功能。客户端：在变电站和其他必要的地方电脑上安装客户端，根据权限的不同，操作员可以进行相应的监控、管理和操作。接口系统：系统通过采用IEC61850通信规约与综合自动化等系统的接口和联动。WEB浏览：系统另外提供浏览器的方式，供值班和相关人员实时监控每个变电站区域的环境状态、报警状态、人员进出状态等实时状态。 九大子系统 辅助控制系统必须把环境、视频、火灾消防、SF6、防
变电站综合自动化系统的发展现状及功能分析
变电站综合自动化系统的发展现状及功能 分析 摘要：文章通过笔者的工作实践，阐述了变电站综合自动化系统的发展现状及组成，从中着重针对变电站综合自动化系统的主要功能进行了分析与研究，提出自己的看法，旨在为 变电站自动化工程的未来发展提供有利的参考。 关键词：变电站；综合自动化系统；现状；系统功能 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着通信技术、计算机和网络技术等的迅速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。本文就变电站综合自动化系统的现状及功能进行分析，以供大家参考。 一、变电站综合自动化系统的发展现状 变电站综合自动化系统具有安全可靠、功能齐全、结构简单和技术先进的优点，且这些优点通过一些新建变电站的运行得到了很好的证明。近年来，变电站综合自动化系统
的水平飞速发展，在我国电力系统、城乡电网建设与改造中得到了越来越广泛的普及和应用。无论是 220kV及以上的超高压变电站的设计与建设，还是中低压变电站的无人值班，都应用了自动化新技术，这一应用使得电网建设和电力系统的现代化水平大大提高，并且使电网调度和配输电的可能性增强以及变电站的建设成本更为低廉。 二、变电站综合自动化系统组成 在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或I/0单元，两者通称为间隔级单元。各种类型的间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁。它主要由以下几部分构成：微机保护单元主要完成信号的测量、传递、保护的计算和执行、接受上位机的指令并执行，通讯网络主要完成信号的传递，后台管理机主要完成对保护单元上传来的信号进行分析处理及显示、提供人机对话窗口、接受操作人员的指令、向上位管理机传递及时信息，为管理人员提供决策信息。 站控层的主要功能就是作为数据集中处理的保护管理，担负着上传下达的重要任务，对下它可以管理各种间隔单元装置，包括微机监控、保护、自动装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总
智能变电站自动化系统
智能变电站自动化系统 1 智能变电站简介 智能变电站作为智能电网的物理基础，同时作为高级调度中心的信息采集和命令执行单元，是智能电网的重要组成部分。作为智能电网当中的一个重要节点，智能变电站以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。智能变电站既是下一代变电站的发展方向，又是建设智能电网的物理基础和要求。为了实现智能化电网的目标，智能变电站的研究和建设具有重要的意义。 1.1智能变电站的特点及功能 随着智能电网的提出和建立，变电站将由数字化演变为智能化，更突出“智能”的特点。智能化变电站在数字化变电站的基础之上，赋予了以下十二个“智能特征”或“智能化功能”。 1.1.1 一次设备智能化 与数字化变电站描述的一次设备智能化相比，智能变电站加大了一次设备信息化，可监测更多自身状态信息，也可通过网络获知系统及其他设备的运行状态等信息。自动化程度更高，具有比常规自动化设备更多、更复杂的自动化功能。具备互动化能力，与上级监控设备、系统及相关设备、调度及用户等及时交换信息，分布协同操作。 1.1.2 信息建模统一化 除了基于 IEC61850 标准的建模外，智能变电站能实时监测辖区电网的运行状态，自动辨识设备和网络模型，从而为控制中心提供决策依据。 1.1.3 数据采集全景化 智能变电站利用对时系统，同步区域和站内时钟，完善和标准化站内设备的静态和动态信息模型，向智能电网提供统一断面的全景数据。采用新型传感技术、同步测量技术、状态检测技术等逐步提高数字化程度，逐步实现潮流数据的精确时标，实时信息共享、支撑电网实时控制和智能调节，支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用。 1.1.4 设备检修状态化 全面采集能够反映系统主设备运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量。智能变电站配置用于监测系统主设备的传感器，或者由智能一次设备直接提供其功能。利用 DL/T860 提供的建模方法，建立设备状态检修的信息模型，构建具备较为可靠实用的状态监测预警算法和机制、支撑状态检修实践的专家系统。 1.1.5 控制操作自动化 程序化操作。智能变电站具备程序化操作功能，除站内的一键触发，还可接收和执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的操作指令，自动完成相关运行方式变化要求的设备操作。程序化操作具备直观的图形界面，在站层和远端均可实现可视化的闭环控制和安全校验，且能适应不同的主接线和不同的运行方式，满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。