淺談綜合自動化系統(tǒng)在變電所中的應(yīng)用

鄧箐

摘 要：變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，綜合自動化系統(tǒng)在變電所運(yùn)行中的應(yīng)用更為廣泛，所發(fā)揮的作用也更加突出。文章首先闡述了綜合自動化系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對自動化系統(tǒng)的功能及其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變電所；自動化系統(tǒng)；特點(diǎn)；系統(tǒng)功能

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通過綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了變電所運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了變電所運(yùn)行質(zhì)量的提高與成本的降低。變電所控制實(shí)際上就是由計(jì)算機(jī)與軟件組成的微機(jī)網(wǎng)，通過對模擬量與狀態(tài)量的采集、管理與統(tǒng)計(jì)，對設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行真實(shí)的反映。

1 綜合自動化系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

1.1 功能的綜合化特點(diǎn)

變電所采用綜合自動化系統(tǒng)之后，實(shí)現(xiàn)了所有二次設(shè)備的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了部分設(shè)備的精簡與交流電電源、直流電源的取消。綜合自動化系統(tǒng)能夠通過微機(jī)監(jiān)控對變電站中的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理，實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行管理的全面化。

1.2 結(jié)構(gòu)的分布式特點(diǎn)

綜合自動化系統(tǒng)屬于分布式系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置都采用分布式的方式。綜合自動化系統(tǒng)中所有的子系統(tǒng)都有各自的中央處理器，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立的分析與處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種不同的功能。通過這種分布式的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)展，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的獨(dú)立化，降低具備故障的影響范圍與后果。

1.3 監(jiān)視的屏幕化特點(diǎn)

變電所運(yùn)用了綜合自動化系統(tǒng)之后，實(shí)現(xiàn)了值班與值守的無人化，降低了企業(yè)工作人員的工作強(qiáng)度，降低了企業(yè)的人工成本。工作人員通過屏幕就能夠?qū)ψ冸娝械脑O(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的監(jiān)測與監(jiān)視。一旦出現(xiàn)問題，還能夠通過綜合自動化系統(tǒng)對其進(jìn)行有效的糾正，降低了工作人員檢查維修的工作強(qiáng)度。

1.4 通信的光纜化特點(diǎn)

在變電所的綜合自動化系統(tǒng)中，主要通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、光纖通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信。因此，自動化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c安全，能夠更好地滿足各個(gè)系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的相關(guān)需求。

2 變電所中綜合自動化系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

在綜合自動化系統(tǒng)中包含變電所層與間隔層兩層，各個(gè)裝置在開關(guān)柜上進(jìn)行安置，這些裝置包含了保護(hù)功能、控制功能、測量功能、通信功能等，各個(gè)裝置之間是相互獨(dú)立的，通紅變電所中的通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，進(jìn)行通信及監(jiān)控作用。

2.1 實(shí)現(xiàn)模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)化

在變電所運(yùn)行中，要對運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控，這就要求相關(guān)的軟件、硬件處于正常的運(yùn)行狀態(tài)中。在變電所中，電流、電壓、溫度等都屬于模擬量，在利用微處理器對其進(jìn)行處理的過程中，需要對這些模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為微處理器的處理工作創(chuàng)造條件。A/D的輸入端在對信號進(jìn)行輸入的過程中，信號的范圍一般情況下應(yīng)該控制在±10V或者±5V。在模擬信號向數(shù)字信號轉(zhuǎn)化的過程中，主要是通過模擬量輸入模塊實(shí)現(xiàn)的。例如在對電壓信號實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號轉(zhuǎn)化的過程中，主要的轉(zhuǎn)化途徑為小電壓互感器，轉(zhuǎn)化完成之后形成10/3V或者5/3V的小電壓信號。在對電流信號實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號轉(zhuǎn)化的過程中，主要的轉(zhuǎn)化途徑為小電流互感器，首先將大電流按照一定比例轉(zhuǎn)化成為小電流，之后在通過精度電阻R將其轉(zhuǎn)化成為電壓信號。經(jīng)過轉(zhuǎn)化之后形成的數(shù)字信號，通過連接端輸入到CUP模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器。

2.2 將轉(zhuǎn)化所得的數(shù)字信號進(jìn)行輸入

經(jīng)過上述步驟之后，將變電所運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號，確保計(jì)算機(jī)能夠?qū)@些信號進(jìn)行識別。在這種情況下，需要將轉(zhuǎn)化所得的數(shù)字信號錄入到計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)中對數(shù)字信號進(jìn)行處理。變電所現(xiàn)場工作的環(huán)境中包含非常強(qiáng)烈的電磁干擾，工作的環(huán)境具有一定的惡劣性，因此，連接現(xiàn)場設(shè)備與CPU模塊之間的電纜線需要進(jìn)行隔離工作，降低電磁干擾對CPU模塊的影響。在對開關(guān)量進(jìn)行隔離的過程中，主要利用輸入模塊中的光電耦合器，光電耦合器的輸入側(cè)與輸出測能夠承受非常高的電壓。通過這種現(xiàn)象能夠幫助CPU對開關(guān)量狀態(tài)、開關(guān)量變化變化等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。在輸入模塊中，光耦并不只有一路，其中包含了多個(gè)開關(guān)量，需要針對多個(gè)開關(guān)量實(shí)現(xiàn)輸入工作。

2.3 對輸入的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理

在綜合自動化系統(tǒng)中，通過計(jì)算機(jī)完成對信息數(shù)據(jù)的收集、處理工作，并通過計(jì)算機(jī)屏幕對相關(guān)的處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示，從而對變電所運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，讓技術(shù)人員通過屏幕就能夠?qū)ψ冸娝\(yùn)行情況進(jìn)行了解與掌握，同時(shí)能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)存在的問題并及時(shí)采取措施。綜合自動化系統(tǒng)在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)能夠自動報(bào)警，提高故障處理的及時(shí)性，降低故障的影響范圍與后果。在綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平有著至關(guān)重要的作用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，裝置底層的軟件設(shè)計(jì)。裝置底層的軟件對裝置的運(yùn)行性能有著重要的決定作用，因此要重視裝置底層的軟件設(shè)計(jì)工作。首先，底層軟件必須確保裝置基本功能的實(shí)現(xiàn)，例如變壓器保護(hù)的差速差動功能等，不論在何種運(yùn)行狀態(tài)之下，裝置基本功能都必須得到正確的發(fā)揮。其次，裝置的人機(jī)界面具有直觀性與簡潔性，這就要求軟件必須擁有好的界面。此外，裝置底層軟件還影響著裝置的抗干擾性能。第二，后臺高級軟件設(shè)計(jì)。后臺控制軟件運(yùn)行質(zhì)量主要包括穩(wěn)定性、可操作性、界面特點(diǎn)等幾個(gè)方面。例如，很多廠家生產(chǎn)的綜合自動化系統(tǒng)無法對開關(guān)變位的不同情況進(jìn)行正確的區(qū)分，無論是正常操作變位還是事故變位都會非常警報(bào)信息。在變電所的監(jiān)控站中，清晰的畫面與準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)能夠?qū)ψ冸娝恼w運(yùn)行情況進(jìn)行反映，讓值班人員明確的了解設(shè)備運(yùn)行情況，而值班人員也可以通過鼠標(biāo)、鍵盤等對設(shè)備進(jìn)行各種操作，確保設(shè)備運(yùn)行能夠符合相關(guān)的要求與標(biāo)準(zhǔn)，因此，監(jiān)控站是整個(gè)變電所綜合自動化系統(tǒng)中的核心組成部分。

3 結(jié)束語

變電所綜合自動化系統(tǒng)以其便捷、安全、可靠的優(yōu)勢取代了常規(guī)變電所系統(tǒng)，提高了工作效率，使整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)代化程度達(dá)到了一個(gè)新的高度，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)、自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，變電所綜合自動化系統(tǒng)水平必將進(jìn)一步提高。

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