微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和功能

摘 要:在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)是提高供電系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要電力裝置，但隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展與提高，供電企業(yè)電力系統(tǒng)的建設(shè)也有了更高的要求，逐漸朝著變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展，而微機(jī)保護(hù)則是變電站綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。本文將主要介紹微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及功能。

關(guān)鍵詞:微機(jī)保護(hù) 變電站綜合自動(dòng)化 監(jiān)控系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)組成 功能

中圖分類號(hào):TP393.04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)08(a)-0070-01在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)是保證供電系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要裝置，起著非常重要的作用。但是，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，電力系統(tǒng)也逐漸朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)則是其發(fā)展的結(jié)果。而在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的變電站向綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的過(guò)程中，微機(jī)保護(hù)也如同傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)一樣在變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中保證系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，起著非常重要的作用。由此可見(jiàn)，微機(jī)保護(hù)是變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，與繼電保護(hù)兩者相互配合，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)讓控制室與變電站之間僅需幾根信號(hào)線即可完成遙測(cè)、遙信、遙控和交流量、脈沖量的采集。下面我們將對(duì)微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與功能進(jìn)行分析。

1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型概述

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)主要是由數(shù)據(jù)集中采集控制、通信控制管理、變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、直流電源系統(tǒng)五部分組成。其中通信控制系統(tǒng)是連接變電站內(nèi)部各設(shè)備之間、變電站及調(diào)度控制中心的橋梁，它主要是使它們進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制，從而向工作人員提供變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)、接線圖以及表格等，主要是能夠讓工作人員對(duì)斷路器的分、合操作進(jìn)行遠(yuǎn)方控制，以及為工作人員提供監(jiān)控和干預(yù)手段。另外，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從形式上分類的話可以分為集中式、分布集中式、集中與分散結(jié)合式以及分散式四種類型。集中式是指繼電保護(hù)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)裝置都安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。分布集中式是指將變電站分為三層，即站控層、單元層、設(shè)備層。集中與分散結(jié)合式是指以每個(gè)電網(wǎng)元件為對(duì)象，將測(cè)量、保護(hù)、控制設(shè)計(jì)在同一機(jī)箱中。分散式是指在每一個(gè)開(kāi)關(guān)柜上或其他設(shè)備上就地安裝微機(jī)保護(hù)單元和單回路的數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控模塊，即開(kāi)關(guān)和其他設(shè)備與單回路的數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控單元以及微機(jī)保護(hù)單元在同一個(gè)機(jī)柜中。

2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件及其功能

微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成主要包括監(jiān)控保護(hù)單元層、通訊管理機(jī)和上位機(jī)系統(tǒng)。現(xiàn)將以某供電公司為例，對(duì)每個(gè)組成部分進(jìn)行分析，并簡(jiǎn)要闡述其功能。

2.1 監(jiān)控保護(hù)單元層

監(jiān)控保護(hù)單元層主要是由監(jiān)控單元與開(kāi)關(guān)柜保護(hù)單元層合二為一所組成的，其中35kv線路保護(hù)、主變壓器保護(hù)及發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置都是采用的集中組屏。主要功能是完成遙測(cè)、遙信、交流量、脈沖量的采集和實(shí)施遙控、遙調(diào)的任務(wù)。在監(jiān)控保護(hù)單元層中主要有繼電保護(hù)裝置、變壓器系統(tǒng)保護(hù)、線路保護(hù)以及母線保護(hù)。

(1)繼電保護(hù)裝置:其主要具有保護(hù)、測(cè)控功能，計(jì)量與保護(hù)都采用不同的CT準(zhǔn)確等級(jí)，而且保護(hù)功能不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置中所有的斷路器都設(shè)有就地或是遠(yuǎn)方操作，而且對(duì)于其中使用的功能可以采用相互鎖閉。

(2)變壓器系統(tǒng)保護(hù)、線路保護(hù):供電系統(tǒng)的保護(hù)針對(duì)保護(hù)的對(duì)象不同，完成的保護(hù)工程也就有所不同。例如線路的距離保護(hù)、零序保護(hù)、速斷、方向過(guò)流、母線充電保護(hù)以及變壓器的差動(dòng)、速斷、復(fù)壓過(guò)流、過(guò)載等保護(hù)。該系統(tǒng)中，通常還采用站用電和聯(lián)絡(luò)線路備用自投，該保護(hù)系統(tǒng)可以在檢測(cè)到一進(jìn)線失電且無(wú)外部閉鎖的情況時(shí)投入另一進(jìn)行，從而確保了無(wú)故障的設(shè)備繼續(xù)正常的運(yùn)行使用。

(3)母線保護(hù):主要采用的是微機(jī)線路眾聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，以快速保護(hù)短距離輸電線路，主要包括復(fù)式比率制動(dòng)差動(dòng)、方向過(guò)流保護(hù)、單相接地保護(hù)以及后加速等保護(hù)。在該系統(tǒng)中還配置一套微機(jī)型PT自動(dòng)切換裝置，它們主要是實(shí)現(xiàn)雙母線或單母線分段主接線方式下的PT切換。

2.2 通訊管理機(jī)

通訊管理機(jī)是該系統(tǒng)中確保各設(shè)備通訊正常進(jìn)行的樞紐。該系統(tǒng)內(nèi)通常采用的有以太網(wǎng)方式和RS485通訊方式，能夠支持單主或多主系統(tǒng)，而且通信協(xié)議可以根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行設(shè)定。該通訊方式具有很好的靈活性。通訊管理機(jī)主要的功能就是保護(hù)和轉(zhuǎn)換各種智能設(shè)備的通訊規(guī)約和與上級(jí)調(diào)度的通訊。

2.3 上位機(jī)系統(tǒng)

上位機(jī)采用的是冗余配置，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換。上位機(jī)的主要功能是接收通訊管理及收集到的所有現(xiàn)場(chǎng)信息，同時(shí)需要接收現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)單元發(fā)送的信息，然后進(jìn)行綜合的處理、分析、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印以及事件記錄報(bào)警等?？傊衔粰C(jī)主要是實(shí)現(xiàn)站內(nèi)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控。

3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的軟件及其功能

該系統(tǒng)中主要是利用SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)、Office文檔報(bào)表、OLE自動(dòng)鏈接以及ActivateX活動(dòng)控件等開(kāi)放、分布、分散、分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以便工作人員對(duì)各變電站、發(fā)電廠的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可以查詢歷史數(shù)據(jù)、歷史事件或是歷史事故參數(shù)等，還可以在線修改有關(guān)的一些參數(shù)。該系統(tǒng)內(nèi)所有軟件主要包括五個(gè)模塊，分別是數(shù)據(jù)庫(kù)初始化模塊、系統(tǒng)集成模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、調(diào)度工作臺(tái)模塊以及系統(tǒng)維護(hù)模塊。下面我們將對(duì)每一個(gè)模塊的功能進(jìn)行簡(jiǎn)單論述。

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)初始化模塊:數(shù)據(jù)庫(kù)初始化模塊的主要功能是對(duì)工程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行初始化并設(shè)置，也可以對(duì)工程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定義。

(2)系統(tǒng)集成模塊:系統(tǒng)集成模塊的主要功能是進(jìn)行監(jiān)控畫面的編輯以及報(bào)表的編輯。

(3)數(shù)據(jù)采集模塊:數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)串行通訊、規(guī)約解釋、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及通道信息的監(jiān)控等。

(4)調(diào)度工作臺(tái)模塊:調(diào)度工作臺(tái)模塊的主要功能是進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控、通信監(jiān)控、數(shù)據(jù)監(jiān)控、以及歷史事件、歷史數(shù)據(jù)、PDR數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)庫(kù)的瀏覽和文件的打印等。

(5)系統(tǒng)維護(hù)模塊:系統(tǒng)維護(hù)模塊的主要功能是對(duì)工程數(shù)據(jù)的維護(hù)、歷史數(shù)據(jù)的維護(hù)以及AVI動(dòng)畫的制作等。

4 結(jié)語(yǔ)

微機(jī)保護(hù)及變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)功能強(qiáng)大、用戶界面又好，而且系統(tǒng)具有很好的靈活性、開(kāi)放性、可維護(hù)性以及可擴(kuò)展性。隨著電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)及變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中一定會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。

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