110kV变电所远动系统设计研究

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发表于 2013-4-15 07:52:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
厂站远动系统主要完成对电网重要运行数据的采集,并输出控制、调节信号。电力系统调度中心必须随时了解发电厂及变电所的实时运行参数和状态,分析收集到的实时数据,作出决策,再对发电厂及其变电所下达命令,实现系统运行方式的调整。构成远动系统的设备包括厂站远动系统装置,调度远动装置和远动信道。 1、数据采集和监视控制SCADA系统
  数据采集主要是对各变电所的受电、母线联络、站间联络线、重要配出开路的开关位置、功率、电流、各母线电压、各重要继电保护动作信号等信息进行采集、处理并远传到主站。数据收集与监控系统(SCADA)是电力系统自动化的一个底层模块。SCADA系统包括:RTU、传输信道和主站计算机三大部分。
  主站一般采用先进计算机,有着良好的图形支持,现采用PC计算机和Windows系统居多。作为SCADA主站系统,大的系统可以有几十个上百个工作站,多的服务器。为保证系统的可靠性,采用双前置系统,多服务器系统两个网络。
  SCADA通讯系统一般分类大体可以分为两类:有线和无线。此外,基于各种网络的通讯方式也发展很快。这种通讯方式可能是有线的也可能是无线的,甚至多次跨越无线和有线。其性能也明显区分于有线和无线系统。
  远动终端装置(RTU)主要是采集发电厂的遥测量、遥信量、数字值和计数值,经适当处理后及时向调度中心发送,形成对电网运行的监视。同时接受并执行调度中心发送到厂站的命令,形成对电网运行的控制。
  根据我国一般的110KV厂站的配置,“四遥”信息的采集,也就是RTU所需主要采集的信息量如下:
  (1)遥测数量及要求分析
  线路线电压遥测、线路三相电压遥测、母线开口角电压遥测、所内变二次侧三相电压遥测、单相电流遥测、有功功率遥测、无功功率遥测、有功电度遥测、无功电度遥测、消弧线圈中性点位移电压、消弧线圈电容电流、消弧线圈电感电流、消弧线圈残余电流。
  (2)遥信数量及要求分析
  断路器位置遥信、主变调压开关位置遥信、各类保护重合闸动作信号、线路互动作信号、各类机构异常信号、事故总信号、10KV接地开关位置信号、各类保护动作信号、刀闸接地道闸位置遥信、消弧线圈异常信号。
  (3)遥控量及其遥调量的确定
  断路器、刀闸、接地道闸遥控,主变中性点刀闸遥控,主变调压开关遥调,进线无压跳闸。
2、主站及RTU硬、软件结构
  (1)主站结构
  庞大的主[论文网 www.ap5u.com]站系统一般包括如下内容:通讯前置系统、实时数据库系统、生产调度工作站、各种监控工作站、历史数据库服务器、WEB服务器等。结构框图如下:

(2)RTU软、硬件结构
  在电网监控系统中,远程终端单元(RTU)的功能是指对电网的监视和控制能力,也包括RTU的自检、自调和自恢复等能力。由于电网监控系统面对一个庞大而错综复杂的对象,RTU所承担的任务在数量上多,而且复杂。通常RTU是一个多输入、多输出的微型计算机系统。
  ○1 RTU硬件结构
  此RTU包括一个主控系统和多个子系统,且都带有CPU。子系统中CPU负责子系统范围内的数据采集或执行命令,并与主控系统的CPU通信,主控系统的CPU负责管理各子系统,并与调度中心通信及人机联系。硬件原理框图如下:
  ○2 RTU软件结构
  RTU的每一个子系统中的CPU运行相应子系统的软件,这些软件都包括一个或多个中断服务程序。主控系统的CPU软件主要包括与子系统内CPU的通信程序、与调度中心的通信程序、数据处理程序以及人机联系程序。软件结构框图如下:

3、通道构成及规约的选择
  远动通道采用由微波、光缆和音频实回线构成的环行结构,动态备用。
  远动信息传输规约采用循环式传输规约(CDT规约)此规约适用于点对点的通道结构,信息传递方式为循环式同步传送方式。采用可变帧长、多种帧类别的传送方式,主要目的是满足地区调度实时安全监控的要求,如变位遥信优先传送、重要遥测量更新周期短以及多种形式信息的传送。本规约可以由主站端向厂站端和由厂站端向主站端完成如下一些信息的传送:遥信、遥测、事件记录、事故追忆、电度量及电度冻结命令、遥控及遥测返送校核、时钟对时信息、遥调及升降命令、广播命令、厂站端工作状态信息、厂站端复位命令、批次信息及其它。按照信息本身的重要性具有不同的传输优先级和更新周期优先级如下:变位遥信 遥控返送校核信息、厂站端工作状态变化信息、重要遥测定(A帧)更新周期小于2秒、一般遥测量(B帧)更新周期小于5秒、次要遥测量(C帧)更新周期小于20                                [/td][/tr]                [/table]
秒、事件记录数据、事故追忆数据、电度数据、事故波形记录数据、厂站端状态信息、遥信状态信息(D帧)。 4、变电站自动化系统的抗干扰问题和采取的措施 关于变电站自动化系统的抗干扰问题,亦即所谓的电磁兼容问题,是一个非常重要然而却常常被忽视的方面。传统上的变电站自动化设备出厂抗干扰试验手段相当原始,仅仅做一些开关电焊机、风扇、手提电话等定性实验,到现场后往往也只加上开合断路器的试验,一直没有一个定量的指标,这是一个极大的隐患。变电站自动化系统的抗干扰措施是保证变电站自动化系统可靠和稳定地运行的基础,选择时应注意,合格的变电站自动化产品,除满足一般检验项目外,主要还应通过高低温试验、耐湿热试验、雷电冲击电压试验、动模试验,而且还要重点通过四项电磁兼容试验,分别是:1MHz脉冲干扰试验;静电放电干扰试验;辐射电磁场干扰试验;快速瞬变干扰试验。
5、视频接入
  视频接入即“在线监测技术”,在新建的110KV的及以下的变电站中通常实现无人监控或集控,“在线监测技术”它能够及时发现隐患,为迅速排除故障节省检修时间,提高电力系统安全、稳定运行。视频接入主要有:
  对站内设备及周边环境的监视系统:值班人员可以远[论文网 www.ap5u.com]程控制、实时清晰的监测变电站内设备的运行情况,如开关的动作情况、刀闸操作是否到位、主变的油位、风扇是否正常运行以确保主变的散热等。可以监视在恶劣天气情况下以及巡视人员不易接近或无法接近的部位等。
  预置点操作监视系统: 监视人员只要通过系统,调用相应的预置点就可以快速锁定需要监视的目标。
  报警联动监视:接入报警探测器,还有接入变电站综合自动化系统采集的电力远动数据中的遥信量、遥控量等,当开关、刀闸等设备开或合的时候,切换相应的摄像机调用相应的预置点来进行监视。
  还有其他视频接入包括:多画面监视,视频移动检测,出入口管理监视系统,网络监视系统等。
  变电站视频监控系统为低速视频业务,可通过V.35接口或低速数据接口接如网络,速率一般为64 kbit/s。
6、总结
  本文完整设计目前现场110KV的变电所远动系统的体系,介绍变电站远动系统中SCADA主要系统结构,以及SCADA中的RTU、传输信道和主站计算机三大部分相应的结构和完成的功能,并结合一般现场110KV的布置,确定了RTU应该采集的“四遥”信息。根据现场运行涉及的相关内容,确定了采用的远动通道和信息传输规约,结合实际提出抗干扰问题和采取的措施。
  
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