35kv变电站综合自动化系统毕业设计(论文)说明书

35kv变电站综合自动化系统毕业设计(论文)说明书内容摘要：

警。 此外还将故障录波和其他继电保护信息送往调度中心，同时接受调度中心发来的修改继电保护整定值的命令等。 传送通道可以是电力载波、微波、光纤或专用通道。 通信波特率随所选用通信通道及通信方式来决定。 通信规约可以采用远动标准规约或计算机通 信规约，视调度中心的要求而定。 （ 7）数据处理和统计记录 系统将采集来的状态量、数字量和脉冲量按规定的要求进行处理，送往当地监控系统的后台机和上级调度中心。 这些数据主要有：线路、变压器的电流、有功和无功，母线电压定时记录的最大值、最小值及其时间等；整点数据的日报表；每日的峰值和谷值，并标以时间；断路器动作次数、断路器切除故障时的故障电流和跳闸操作次数统计；控制操作及修改整定值的记录及有关操作者；独立负荷有功无功每天的峰值、最大值及其时间，并保存归档。 历史数据在监控系统的后台机内至少能保存１年以上。 （ 8）人 机联系功能 当变电站有人值班时，人机联系功能在当地监控系统的后台机上进行。 当变电站无人值班时。 则在远方的调度中心或集控中心的调度或监视主机上进行。 操作人员的人机联系界面是ＣＲＴ屏幕与键盘或鼠标器，可实现下列主要功能： CRT 屏幕上可显示各种画面、数据和表格，包括主接线图、开关状态、潮流信息、报警画面与提示信息、事故记录ＳＯＥ、负荷曲线、系统的配置和工作情况、保护整定值、日运行报表等，并可将显示画面和表格拷贝打印记录下来。 实施远方控制和操作，包括保护装置的投入和退出、断路器以及隔离开关的操作、变压器分接头 位置控制等。 输入或修改数据，包括远方操作的密码、操作人员的代码及密码、保护定值 第 11 页 的设置和修改、报警值设置和修改、远方／当地操作的设置、控制闭锁与允许等。 显示系统各设备的诊断自检结果。 无人值班站应保留一定的人机联系功能，以保证变电站现场检修或巡视的要求，能显示站内各种数据和状态量；操作出口回路具有人工当地紧急控制设施；变压器分接头应备有当地人工调节手段。 （ 9）系统的自诊断检测功能 系统的各装置如保护装置、数据采集装置、控制装置等都具有自诊断功能，所有数据采集、控制、保护等主要单元模块故障，应能自诊断出故 障部位；具有失电保护、失电自检、自复位至原运行状态的能力。 当数据采集出现非法错误时，应能输出出错信息，进行报警和闭锁故障单元，保证其它部分的正常工作。 当系统在线诊断出故障时，应能自动报警，并将故障内容及发生时间登录在事件一览表中。 诊断结果周期性地送当地监控系统的后台机和远方调度中心，故系统中各装置的状态一目了然，无需定期检修。 （ 10）对时系统 对时要求是变电站自动化系统的最基本要求。 110ｋＶ枢纽以上站要求系统具有 GPS 对时功能，能够对变电站层设备和间隔层ＩＥ１）设备（包括全电子电能表等）实现 GPS 对时， 并具有时钟同步网络传 输校正措施。 110Ｖ终端站、 35ｋＶ变电站不要求ＧＰＳ对时功能，但要求具有一定精度的站内系统对时功能，定时完成由系统主机或由调度端发出的对站内间隔层设备的对时功能。 （ 11）同期检测和同期合闸 由于实现电网互联是必然趋势，所以负责系统联络线联络变压器的枢纽变电站仍需配置自动同期装置，使待并列的两个系统在电压、频率、相位角都能满足条件的情况下能够进行并列操作，分为手动和自动两种方式实现，一般应具有两种方式供选择，这部分功能也应纳入自动化系统。 第 12 页 变电站综合自动化系统的网络结构 变电站 自动化系统的组成可分为２个层次，即间隔级和变电站级，也称间隔层和站控层。 间隔级的集成是构筑一个通用的硬件和软件平台，将间隔内的控制、保护、测量等功能集成在这个通用的平台上。 通用的硬件平台指的是由一组元件组成一个多功能装置，用于各个间隔。 通用的软件平台指的是在多功能装置内建立一个通用的功能软件库和数据库。 通过通用的硬件和软件采集各功能需要的数据和状态量，实现数据共享。 这样，原来控制、保护等功能将不再需要专用的硬件装置和专用的输入、输出通道，而是由合理的软件设计来实现。 站级的集成是将变电站自动化需在站级处理的各 个功能通过信息网络组合在一个系统中。 这样，原来站级各个分隔的系统及其多个通信网络将不再需要，从而简化了网络结构和通信规约。 目前，国内外变电站综合自动化系统大体可分为三种结构：集中式、分布式以及分散（层）分布式。 集中式结构 集中式的变电站综合自动化系统结构按信息类型划分功能。 采用这类结构的系统其功能模块与硬件 无关，各功能模块的连接通过模块化软件实现，信息是集中采集、处理和运算的。 受计算机硬件水平的限制，该结构在早期自动化系统中应用较多，图２ — １是一种较典型的集中式结构。 此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强。 系统结构如图 21 所示： 第 13 页 图 21 集中式结构 分布式结构 分布式结构则按功能设计，如按保护和监控等功能划分单元，分布实施。 其结构采用主从ＣＰＵ协同工作方式，各功能模块如智能电子设备之间采用网络技术或串行方式实现数 据通信。 分布式结构有助于其它模块正常运行。 安装方式有集中组屏和分层组屏两种方式，较适合于中低压变电站。 系统结构如图 22 所示。 图 22 分布式结构 分散（层）分布式结构 分散（层）分布式结构采用“面向对象＂设计。 所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（ I/O 单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信168。 ９。 目前，此种系统结构在自动化系统中较为流行，主要原因是：①现在的ＩＥＤ设备大多是按面向对象设计 的，如专门的线路保护单元、主变保护单元、小电流接地选线单元等，虽然有将所有保护功能综合为一体的趋势，但具体在保护安装接线中仍是面向对象的；②利用了现场总线的技术优势， 第 14 页 省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便；③系统装置及网络性强，不依赖于通信网和主机，主机或１台 IED 设备损坏并不影响其它设备的正常工作，运行可靠性有保证。 系统结构如图 23 所示： 图 23 分散（层）分布式结构 系统结构的特点是功能分散，管理集中。 分散（层）分 布有两层含义：其一，对于中低压电压等级，无论是Ｉ／０单元还是保护单元皆可安装在相应间隔的开关盘柜上，形成地理上的分散分布；其二，对于１１ＯｋＶ及以上的电压等级，即使无法把间隔单元装在相应的开关柜上，也应集中组屏，在屏柜上明确区分相应间隔对应的单元，在 物理结构上相对独立，以方便各间隔单元相应的操作和维护。 第 15 页 第三章变电站综合自动化的通信 通信的相关介绍 通信是变电站综合自动化系统中十分重要的基础功能。 借助于通信，各开关间隔中保护测控单元、变电站计算机系统、电网控制中心自动化系统得以相互交换信息，信息共享 ，提高了变电站运行可靠性，减少了连接电缆和设备数量，实现变电站远方监视和控制。 变电站自动化系统通信主要涉及： 各保护测控单元与变电站计算机系统通信； 各保护测控单元之间相互通信； 变电站自动化系统与电网自动化系统通信； 其他智能化电子设备 IED 与变电站计算机系统通信； 变电站计算机系统内部计算机间相互通信。 通信控制单元在变电站自动化系统中，承担着保护测控单元、自动化设备和辅助设备与变电站计算机系统以及电网自动化系统通信的控制、协调、监视和管理作用。 通过通信控制单元的控制和协调，使得各保护测控单元、其他智能 化电子设备 IED 可实时、有序、可靠地与变电站计算机系统、电网自动化系统交换信息，传递变电站各种运行数据、设备状态、保护动作情况，接收各种控制命令，完成变电站计算机系统和电网自动化系统所要求的各种操作和控制。 通过监视和管理，随时了解各设备、单元通信状态以及通信网络状态，对异常情况及时报警，甚至采取必要措施，如通道切换，以维持系统正常的通信。 变电站综合自动化系统对通信控制单元要求： 1） 具有较高的可靠性、稳定性； 2） 满足实时性的要求； 3） 支持多种、多路通信接口； 第 16 页 4） 支持多种通信方式，包括网络通信方式； 5） 提供通信信息编辑、修改手段； 6） 提供通信检查和维护手段 变电站综合自动化系统的任务 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。 变电站综合自动化系统是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，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，用微机保护代替常规的继电保护，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。 因此，变电站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齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便的监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。 它的出现为变电站的小型化、智能化、扩大控制范围及变电站 安全可靠、优质经济 运行提供了现代化手段和基础保证。 数据 通讯系统的构成 通讯系统的构成有：通讯介质、通讯接口、通讯控制器、通讯规约 等， 如图31 所示。 第 17 页 图 31 数据 通讯系统 综自系统常用的通讯接口标准主要有：通用串行通讯接口、现场总线、以太网 等。 现场总线： WorldFip、 CanBus、 LonWork 等。 以太网：双绞线以太网、光纤以太网、同轴电缆以太网 等。 专用通讯控制器 —— 集基本功能与扩展功能与一体，通讯能力提高了，但通用性降低了，如以太 网、现场总线的通讯控制器就属于此类。 变电站综合自动化系统的网络连接 目前综合自动化系统所采用的均为分层分布式结构，站控层、间隔层之间的数据通信由网络层来实现，即网络层是站控层与间隔层的数据传输通道。 如图 32所示。 图 32 典型综合自动化系统结构 首先应该明确，变电站站控层的后台机、继保工程师站等计算机所构成的是网络层 监控机 监控机 继保工程师站 通 讯 规 约 通 讯 控制器 通 讯 接 口 通 讯 规 约 通 讯 控制器 通 讯 接 口 通讯介质 第 18 页 一个小型的局域网 ， 把多台小型、微型计算机以及外围设备用通信线路互连起来，并按照网络通信协议实现通信的系统。 在该系统中，各计算机 既能独立工作，又能交换数据进行通信。 构成局域网的四大因 素 是网络的拓扑结构、传输介质、传输控制和通信方式。 八矿降压站 用到的综合自动化系统 的 站控层网络采用以太网结构。 即是由以太网构成的局域网。 根据配置不同，可以分为单网和双网，如图 33 所示。 单。