数字化变电站自动化系统分析
220kV智能变电站继电保护及自动化分析
220kV智能变电站继电保护及自动化分析
智能变电站继电保护及自动化是现代电力系统中的重要组成部分，它能够对电力系统进行可靠的安全保护和自动化控制。
本文将针对220kV智能变电站的继电保护和自动化进行分析。
继电保护是指针对电力系统中的故障情况进行保护动作的一种自动化系统。
在220kV 智能变电站中，继电保护系统主要包括主保护和备用保护两部分。
主保护设备通过对电路参数进行实时监测，一旦发现故障情况，就会触发动作保护，切断故障区域与系统其他部分的连接。
备用保护设备在主保护设备故障时，起到备份和补充的作用，保证系统的连续运行和可靠性。
自动化控制是指对电力系统中的操作进行自动化处理的一种手段。
在220kV智能变电站中，自动化控制系统主要包括监控、调度、数据采集和信息处理等功能。
通过现场监控设备的数据采集，自动化控制系统可以实时监测变电站的运行状态和装置参数，监控系统不仅能够提供变电站的运行状态，还能实现对设备的故障诊断和维护管理。
自动化控制系统还可以通过远程控制的方式，对变电站进行远程操作和控制，提高操作效率和安全性。
在220kV智能变电站中，继电保护和自动化控制紧密结合，互为支撑。
继电保护系统通过对电力系统中的故障情况进行监测和保护，保证变电站的安全运行；自动化控制系统通过对变电站的运行状态进行监控和控制，提高变电站的运行效率和可靠性。
变电站综合自动化系统的发展及硬件设计分析
变电站综合自动化系统的发展及硬件设计分析摘要随着计算机技术在电力系统的应用和发展,越来越多的新建变电站采用综合自动化设计,本文在分析变电站全面技术改造的基础上,重点对于微机保护装置通用硬件设计进行探讨,有利于提高变电站自动化水平。
关键词变电站;综合自动化系统;技术改造;硬件设计中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)26-0093-020 引言随着电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展,如今变电站微机保护技术己经成为新建和改造中低压变电站的主导技术。
电力是整个国民经济的命脉,也是现代化工业生产的主要能源。
变电所是电力系统的重要组成部分,110kv、35kv及以下的变电站一般与电力系统直接相关。
变电所的可靠运行与国民经济的发展密切相关,其最大特点是发电、输配电、用电都必须在同一时刻完成,因此,对整个电力系统的运行有着极为严格的要求。
但是,由于自然因素和运行过程中的老化、操作错误等原因使电力系统产生故障及不正常运行状态,为了及时处理这些故障,必须建立经济合理、技术先进的变电所继电保护系统,实现变电所的综合自动化。
1 变电站全面技术改造变电站的综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置、和远动装置等)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机、电子、通信和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站的综合自动化,即利用多台微型计算机和计算机网络组成自动化系统,代替常规的测量和监视仪表,代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏,利用微机保护代替常规的继电保护屏,改变常规的继电保护装置不能与外界通讯的缺陷。
因此,变电站的综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以采集到比较完全的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能,可方便地监视和控制站内各种设备的运行和操作。
数字化变电站自动化系统解决方案
数字化变电站自动化系统解决方案1数字化变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站.与常规变电站相比,数字化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生了变化,而过程层却发生了较大的改变，由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
2IEC61850将数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。
整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的间隔层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网.站控层通信全面采用IEC61850标准,监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。
同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。
110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网,110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。
网络采用IEC61850国际标准进行通信,非IEC61850规约的设备需经规约转换后接入.考虑到传输距离和抗干扰要求,各继电小室与主控室之间应采用光纤，而在各小室内部设备之间的通讯则可采用屏蔽双绞线。
根据过程层的不同需求，我们提供了以下两种数字化变电站解决方案.如图2—1所示,在过程层采用电子式PT/CT以及智能化开关设备，变电站所有装置的交流采样数据通过与MU合并单元通信获得，各种测量与保护装置的交流采样部分全部取消,通过GOOSE网络传输实时跳合闸和保护间配合信号，全站使用IEC61850标准进行信息交互.该方案的组网原则主要包含以下几点：1）监控层网络使用星型独立双网。
变电站自动化系统
变电站自动化系统变电站自动化系统是指利用先进的信息技术和自动控制技术，对变电站进行监测、控制和管理的系统。
它通过采集变电站各个设备的运行状态、参数和数据信息，实现对设备的远程监控、自动控制和智能化管理，提高变电站的运行效率和可靠性。
一、系统架构变电站自动化系统由监控子系统、控制子系统、通信子系统和管理子系统组成。
1. 监控子系统：负责采集变电站设备的运行状态、参数和数据信息，包括变压器、隔离开关、断路器、电流互感器等。
监控子系统可以实时显示设备的运行状态，监测设备的温度、压力、电流、电压等参数，并能够进行故障诊断和预警。
2. 控制子系统：根据监控子系统采集到的数据信息，对变电站设备进行自动控制和调度。
控制子系统可以实现设备的远程开关、调节和保护，确保变电站的正常运行。
3. 通信子系统：负责变电站自动化系统内部各个子系统之间的数据传输和通信。
通信子系统采用现代化的通信技术，如光纤通信、无线通信等，确保数据的可靠传输和实时更新。
4. 管理子系统：对变电站自动化系统进行综合管理和监控。
管理子系统可以对变电站的运行状态、设备参数、故障信息进行统计、分析和报表生成，为变电站的运维管理提供决策支持。
二、功能特点1. 远程监控与控制：变电站自动化系统可以实现对变电站设备的远程监控和控制，无需人工现场操作，大大提高了运维效率和安全性。
2. 自动化调度：根据变电站设备的运行状态和负荷需求，自动化系统可以进行设备的自动调度和控制，实现电力系统的优化运行。
3. 故障诊断与预警：自动化系统可以对变电站设备进行故障诊断和预警，及时发现设备的异常状态，并提供相应的处理建议，减少故障对变电站运行的影响。
4. 数据分析与报表生成：自动化系统可以对变电站设备的运行数据进行统计、分析和报表生成，为运维管理提供决策支持和参考依据。
5. 安全保护与应急处理：自动化系统可以实现对变电站设备的安全保护和应急处理，及时切除故障设备，确保变电站的安全运行。
变电站综合自动化系统运行问题与分析
五、变电站综合自动化发展的趋势
１ 、变电站综 合 自 动化 的优 点 综合 自 动 化变 电站有 许多优越 性，它 的 出现加强 了信 息 的传递 ，方便 了许 多方面的 工作。例如 ＭＰ Ｓ － － ４ ０ ０ ０变电站综合 自动化系
统 有 如 下优 点 ：
变 电站 综 合 自动 化 系 统 的基 本 内容 包 括： 继 电保护、故障录波、“ 五防” 闭锁、测控 系统、通 信系统五部分 组成。 继 电保护 包括线路 保护 、变压 器保护 、 电容器保护等。线 路保护 部分设有启动元件、 零序 电流元件 、零序 方 向元件 、距 离元件 、 振荡 闭锁元件、 Ｔ ｖ断线报警、 １ ｌ Ａ断线报警 、 控制 回路 断线报警及 自动重合 闸；变压器保 护 由差动 保护 、复合 电压 闭锁过流 保护 、零 序 过电流保护 、零序 过 电压保 护、过负荷保 护及 Ｔ ｖ断线保护几部分组 成： 电容器保护 由 过 电流保护 、不平衡 电流保护、过电压保护 、 低 电压保护及不 平衡 电压保护几 部分组成 。
二、变电站继电保护与综合自动化
变 电站继 电保护 的安装 位置与 以往 相 比 发生 了很大的变化，基 本上考 虑 ２种方式 ： ①就地 安装；②集 中安装 。有 的变 电站只考 虑一种方式，有的则 ２种方 式全用 。作为一 般 的设计，１ Ｏ ｋ Ｖ线路保护 安装 到开关柜上， 变压器 以及高压 线路保护则集 中于控制室 ， 继 电保 护装置经 过通 信线路与管 理计算机联 网。 这种考虑主要是 由于 １ ０ ｋ Ｖ开关柜一般 为 户 内安 装，变压器 以及 高压线路 开关为户外 安装的缘故 。微 机技术 的发展 ，即单片机技 术 的应 用使保护 独立于管理机之 外 ，并与 管 理机 建立通信联 系成为可 能，如 此 ，继 电保 护 并没有成为 以大型计算机 为中心 的内部 的 部分 。继 电保护作为综合 自动化系统 的一 部分，在结构 、功能上相互 独立，在管 理上 相 互通信 的模 式为人们所接 受 继 电保护 不
数字化变电站综合自动化系统改造要点分析
数字化变电站综合自动化系统改造要点分析摘要:在分析了数字化变电站建设改造的优势后,结合数字化变电站综合自动化系统改造技术支持,对一座220kV数字化变电站综合自动化系统改造方案进行了详细分析研究。
关键词:数字化变电站综合自动化系统IEC61850数字化变电站综合自动化系统的建设改造是智能电网远程集中调度系统建设的重要技术支持,是变电站“无人或少人值班(值守)”的重要技术平台。
数字化变电站综合自动化作为智能数字化复杂大电网经济调度运行的重要组成单元,应用于变电站继电保护系统技术更新升级改造工程实践中,对促进智能电网调度运行数字化、信息化、以及集成网络化等功能方面均具有非常大的工程实践意义。
常规变电站电气一、二次系统在实时响应性、动作可靠性、精确性等方面已不能满足智能电网调度运行需求,诸如常规电磁式电压(电流)互感器在运行时可能存在的饱和、模拟信号远程传输距离受限、继电保护二次回路接线复杂、各功能设备单元间兼容性较弱、互操作性较差等问题,直接影响到变电站,乃至整个电网系统的安全稳定、节能经济的高效运行,存在很多安全隐患。
电力电子技术、通信技术、计算机技术等进一步发展,加上各类电气设备智能化和数值化水平的不断提高,推动变电站综合自动化系统不断向数字化、智能化方向发展,进而解决了常规变电站综合自动化系统在实际调度运行过程中的很多问题。
电网系统逐步向特高压、大容量、高参数、超大互联系统方向发展,对变电站综合自动化系统安全稳定、经济可靠、精确控制、信息交互等特性方面也提出了更高更为迫切的技术要求。
因此,对数字化变电站综合自动化系统建设改造的研究和推广应用,已成为提高变电站运行经济效益研究的重要课题。
1 数字化变电站建设改造的优势智能开关设备、电子式电压(电流)互感器、高速可靠的数据信息网络通信技术、电气设备在线检测与集成智能保护技术、变电站IEC61850标准等在变电站综合自动化系统中的广泛推广使用,使变电站调度运行模式由常规继电器保护进入了数字化集成智能保护时代。
变电站综合自动化系统分析
（ 第 １４期 ） 总 ０
如图２ 。先 沿 坡 口两侧 堆 出 约高 ， 焊 中部 稍 高 于 再
母材。
⑥ 焊缝 检查 ： 型应 良好 ， 缝两 侧 应无 缺 陷 ， 成 焊
用 敲击法 敲击焊缝无 缺陷后 火焊加 热 ４ ０— ０ ￣ 并保 温 ０ ５０Ｃ，
通道的冗余度， 保证网络通信的可靠性。
３ 网 络 结构
网络系统应 符合 国际标 准化组 织 Ｏ Ｉ 式 。传 Ｓ模 输 速率 （ 交换式 ） ０ Ｍ， ≥１０ 站级控 制层采 用双 以太 计 算机 局域 网连接方式 ， 隔层采 用 以太网连接 方式 ， 问
济效 益 ， 向用 户 提 供 高 质 量 电能 服 务 的 一 项 措施 。
２ 数据 采集 及处 理 功 能 ： 括 状 态 数 据 、 拟 ） 包 模 数 据 和脉 冲数据 。 ３ 事件 记 录及故 障录波测距 功 能 。 ）
４ 控 制和操作 功 能 ： 作 人 员 可通 过 后 台监 控 ） 操 机屏 幕对 断路器 、 离 开关 ， 压 器 分 接头 ， 隔 变 电容器 组投 切进行 远方操 作 。
６ 变 电站 计 算机 监 控 系统操 作 方 法 及 注意 事 项
１ 操作方法 ： 台监控机上进 行 （ ） 在后 下转 ４ ） ｏ页
时， 上下网络接 口具备双口全双工方式 ， 以提高信息
・
３ ・ ２
维普资讯
２０ ０ ８年 第 ２期
《 州 电 力技 术 贵
介 质采 用非金 属光缆 。
２０ Ｖ及 以上超 高压 变电站 中也大量 采用 自动 化技 ２ｋ
术 ， 而大 大提高 了电网建设 的现代化水 平 ， 强 了 从 增
４ 常见 通 讯 方 式
变电站自动化系统设计
变电站自动化系统设计一、引言在现代电力系统中，变电站起着非常重要的作用。
随着科技的不断进步，变电站的自动化程度也在不断提高。
本文旨在对变电站自动化系统的设计进行探讨，以满足变电站运行的需求。
二、变电站自动化系统的概述1. 变电站自动化系统的定义变电站自动化系统是利用自动化技术和信息通信技术将变电站的监控、控制和保护等功能集成起来，实现对变电站设备的高效、精确的控制和管理的系统。
2. 变电站自动化系统的目的变电站自动化系统的目的是提高变电站设备的运行效率和稳定性，减少人为操作的误差，并提供准确、及时的信息，以便做出合理的决策和应对突发事件。
3. 变电站自动化系统的结构变电站自动化系统由监控子系统、控制子系统和保护子系统组成。
监控子系统负责监测变电站设备的状态和运行情况；控制子系统负责对变电站设备进行控制操作；保护子系统负责对变电站设备进行保护。
三、变电站自动化系统的设计原则1. 安全性原则变电站自动化系统的设计应充分考虑安全因素，确保变电站设备的安全运行。
例如，设置相应的安全措施和紧急停机装置，以应对突发情况。
2. 可靠性原则变电站自动化系统的设计应具备高可靠性，能够确保系统的稳定运行。
例如，采用冗余设计和备份设备，以保证在某个设备故障时仍能正常运行。
3. 灵活性原则变电站自动化系统的设计应具备一定的灵活性，能够适应不同的变电站运行需求。
例如，采用模块化设计，方便系统的扩展和更新。
四、变电站自动化系统的功能1. 监测功能变电站自动化系统能够实时监测变电站设备的运行状态和参数，并生成对应的监测报告。
2. 控制功能变电站自动化系统能够远程对变电站设备进行控制操作，如开关操作、电压调节等。
3. 保护功能变电站自动化系统能够对变电站设备进行故障检测和诊断，并及时采取相应的保护措施，保证设备的安全运行。
4. 数据管理功能变电站自动化系统能够对监测数据进行管理和分析，并提供准确、可靠的数据支持，以便进行决策和优化运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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”。
2数字化变电站自动化系统的结构
在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现，变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。
在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I／O单元，如A／D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。
反言之，智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I／O部分；而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。
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三个层次，根据IEC6185A通信协议草案定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。
过程层的主要功能分三类：(1)电力运行实时的电气量检测；(2)运行设备的状态参数检测；(3)操作控制执行与驱动。
间隔层设备的主要功能是：(1)汇总本间隔过程层实时数据信息；(2)实施对一次设备保护控制功能；(3)实施本间隔操作闭锁功能；(4)实施操作同期及其他控制功能；(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；(6)承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。
必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。
站控层的主要任务是：(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；(5)具有(或备有)站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功能；(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；(7)具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
3数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。
常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的，使得同步采样、A／D转换，运算、输出控制命令整个流程快速，简捷，而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的，如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。
目前以太网(ethernet)异军突起，已经进人工业自动化过程控制领域，固化OSI七层协议，速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现，数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。
4数字化变电站自动化系统发展中的主要问题
在三个层次中，数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。
目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。
国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进展。
但归纳起来，目前主要存在的问题是：(1)研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关；
(2)材料器件方面的缺陷及改进；(3)试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节。
结束语
数字化变电站技术发展过程中可以实现对常规变电站技术的兼容，这意味着数字化变电站应用技术的发展可以建立在现有变电站自动化技术的基础上实现应用上的平稳发展和逐步突破，使新技术的应用能有机地结合电网的发展，未来在数字化变电站应用技术成熟的基础上将标志着新代数字化电网的实现。
参考文献：
[1]黄益庄．变电站自动化技术的发展方向[J].继电器．2008—03—16．
[2]徐立子．变电站自动化系统的分析和实施[J].电网技术，2000—05—24．
[3]金午桥．变电站自动化系统的发展策略[J].电力系统自动化．。