一变电站监控概述.docx
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1、第一章变电站监控技术概述第一节电网调度自动化系统概述一、电力系统调度自动化综合利用计算机、远动技术和远程通信技术,监视、控制和协调 电力系统地运行状态,及时处理影响整个系统正常运行地事故和异常 现象,实现电力系统调度管理自动化.b5E2RGbCAP1. 电力系统调度自动化系统原理框图站端系统2. 电力系统调度自动化系统组成信息收集和执行子系统.在各发电厂、变电所收集各种信息 遥测信息、遥信信息、事件信息等),向调度控制中心发送.在厂站 (所端,设有微型计算机为核心地远方终端(Remote Terminal Unit, RTU或综合自动化系统,所传送地信息已经过预处理.同时,这个子系 统接受上级
2、控制中心发来地操作、调节或控制命令,例如开关操作, 起停机组,调节功率等等命令.在接到命令后,或者直接作用于控制机 构,或者按一定地规律将命令转发给各被控设备.plEanqFDPw信息传输子系统.厂站端将收集到地信息通过传输媒介送到 调度控制中心;调度中心地命令也通过传输媒介发送到厂站端.传输 媒介有电力载波、微波、光纤、同轴电缆、公共话路等.DXDiTa9E3d信息处理子系统.以计算机网络系统为核心,对收集到地信 息进行加工、处理,为监视和分析计算电力系统运行状态提供正确地 数据.分析计算地结果为运行人员提供控制决策地依据,或者直接实 现自动控制.这种分析计算主要有:RTCrpUDGiT 为
3、调节系统频率和电压地电能质量计算; 经济调度计算; 安全监视和安全分析计算.计算机还可用于完成日发电计划编制、检修计划编制、统计计算 等工作.人机联系子系统.用以向运行人员显示和输出信息,同时也接 受运行人员地控制和操作命令.通过这一子系统,使运行人员与电力 系统及其控制系统构成一个整体.人机联系设备包括图形显示器及其 控制台和键盘、模拟盘、制表或图形打印机、记录器(仪、调度模 拟屏等.5PCzVD7HxA二、电力系统调度自动化地主要功能和技术指标1. 数据采集和监视控制 SCADASupervisory Control And DataAcquisition) jLBHrnAILg1)监视:
4、对电力系统运行信息地采集、处理、显示、告警和 打印,也包括对异常或事故地自动识别.2)控制:通过人机联系工具,对断路器、隔离开关、静电电容 器组等设备进行远方操作地开环性控制.3)监视和控制地主要内容:1)数据采集:信息测量;信息传输;数据检查;下行命令信息 系统对时、远动参数下装、远方诊断、控制和调节);信息压缩.xHAQX74J0X2)数据预处理:测量量处理;状态量处理;数据计算;监视点 状态标记.3)安全监视和告警处理:信息展现;越限判断;报警处理;失 电元件处理;故障判断和定位.4)气象信息地接收和处理.5)制表打印.6)人工远方操作:单个开关地操作;预定义控制序列成长;操 作决策指导
5、.7)故障过程信息记录:事件顺序记录;事故追忆记录;故障波 形记录.8)统计计算负荷率,电压合格率等).9)计算机网络数据交换.10)人机联系.11)数据管理:实时数据库;历史数据库.2. 自动发电控制/经济调度控制AGC/EDCAutomaticGeneration Control / Economic Dispatching Control)LDAYtRyKfE1) AGC SCADA功能 控制发电机组出力,跟踪负荷变化,使频率不变. 控制发电机组出力,使联络线交换功率恒定不变. 同时满足、.Zzz6ZB2Ltk2) EDC在给定地电力系统运行方式中,在保证频率质量地条件下,以全系统 地运
6、行成本最低为目标,将有功负荷需求分配于各可控机组,并在调 度过程中考虑安全可靠运行地约束条件.dvzfvkwMIl例如:p电力负荷变彳负荷分布变化网损变化发电出力调整网损最小等指标达最优)3. 能量管理系统 EMSEnergy Management System)在SCADA基础上,增加电力系统功能更强地应用软件.其主要内 容为:(1) AGC/EDC;(2) 电力系统状态估计SE:根据冗余地测量值,估计电网地 实际状态,获得完备地数据,提供给高级应用软件使用.(3)电力系统安全分析SA:静态安全分析;动态安全分析.(4)电力系统安全控制;(5)电力系统稳定控制;(6)电力系统潮流优化;(7)
7、电力系统实时负荷预报:长期预报;中长期预报;短期 预报;超短期预报.(8)调度员模拟培训DTS.4. 电力系统调度信息及实时性要求1)实时信息1)遥信信息:断路器分合状态;隔离开关分合状态;变压器分接头位置;继电保护动作和自动装置动作状态;事故总信号等2)遥测信息有功功率?无功功率。母线电压U 线路电流I系统频率F电能脉冲M变压器油温T等3)遥控命令断路器合闸/分闸命令发电机开机/停机命令电容器投入/切除命令其他命令4)遥调命令发电机有功出力调整变压器分接头位置调整其他电力设备地调整2)批次信息:运算结果;管理服务数据等.3)水情信息:水情气象信息等.4)信息传输地实时性要求调度等级不同,时间
8、指标也不同)1)断路器变位信息:1秒内送到主站,3秒内上显示器显示.2)遥测量采集周期:重要量3秒;次要量6秒;一般量20秒;慢变量若干分钟.3)事件顺序记录SOE:站内W10ms通常要求2ms为周期进行遥信状态检测);站间W20ms.4)遥测总误差:EW1.5%.5)画面响应时间:TW35秒80%以上画面小于3秒).6)远动设备地平均故障间隔时间:MTBFN8760小时.7)系统可用率:N99.8%.8) 比特差错率:PW10-4海明距离dN4).第二节变电站监控地基本功能要求随着电子技术、通信技术和计算机技术地迅速发展,使变电站地 监视和控制发生了根本地变化,传统地监视和控制方式已被现代化
9、地 监视和控制技术所取代.变电站监视和控制地功能可分为以下几个方 面.rqyn14ZNXI一、数据采集变电站综合自动化系统采集地数据主要包括模拟量、状态量和脉 冲量等.1. 模拟量地采集.变电站综合自动化系统需采集地模拟量主要 是:变电站各段母线电压、线路电压、电流、有功功率、无功功率, 主变压器电流、有功功率和无功功率,电容器地电流、无功功率,馈 出线地电流、电压、功率以及频率、相位、功率因数等.此外,模拟 量还包括主变压器油温、直流电源电压、站用变压器电压等.EmxvxOtOco对模拟量地采集,有直流采样和交流采样两种方式.直流采样即 将交流电压、电流等信号经变送器转换为适合于A/D转换器
10、输入电 平地直流信号;交流采样则是指输入给A/D转换器地是与变电站地 电压、电流成比例关系地交流电压信号.由于交流采样方式地测量精 度高,免调校,已逐渐被广泛采用.SixE2yXPq52. 状态量地采集.变电站监控系统采集地状态量有:变电站断 路器位置状态、隔离开关位置状态、继电保护动作状态、同期检测 状态、有载调压变压器分接头地位置状态、变电站一次设备运行告 警信号、网门及接地信号等.对于采用无人值班地综合自动化系统来 说,除了一次系统以外地二次系统设备运行状态也是遥信状态量地重 要来源.6ewMyirQFL这些状态信号大部分采用光电隔离方式输入,系统通过循环或周 期性扫描采样获得,其中有些
11、信号可通过“电脑防误闭锁系统”地串 行口通信而获得.对于断路器地状态采集,需采用中断输入方式或快 速扫描方式,以保证对断路器变位地采样分辨率能在5ms甚至 2ms)之内.对于隔离开关位置状态和分接头位置等开关信号,不必 采用中断输入方式,可以用定期查询方式读入计算机进行判断.至于 继电保护地动作状态往往取自信号继电器地辅助触点,也以开关量地 形式读入计算机.微机继电保护装置大多数具有串行通信功能,因此 其保护动作信号可通过串行口或局域网络通信方式输入计算机,这样 可节省大量地信号连接电缆,也节省了数据采集系统地输入、输出接 口量,从而简化了硬件电路.kavU42VRUs3. 脉冲量地采集.脉冲
12、量指电能表输出地一种反映电能流量地 脉冲信号,这种信号地采集在硬件接口上与状态量地采集相 同.y6v3ALoS89众所周知,对电能量地采集,传统地方法是采用感应式地电能表, 由电能表盘转动地圈数来反映电能量地大小.这些机械式地电能表, 无法和计算机直接接口.为了使计算机能够对电能量进行计量,开发 了电能脉冲计量法.这种方法地实质是传统地感应式地电能表与电子 技术相结合地产物,即对原来感应式地电能表加以改造,便电能表转 盘每转一圈便输出一个或两个脉冲,用输出地脉冲数代替转盘转动地 圈数,这就是脉冲电能表.计算机可以对这个输出脉冲进行计数,将脉 冲数乘以标度系数与电能常数一一r/kWh、电压互感器
13、TV和电流互 感器TA地变比有关),便得到电能量.M2ub6vSTnP脉冲电能表地改进就是机电一体化电能计量仪表.它地核心仍然 是感应式地电能表和现代电子技术相结合构成地,但它克服了脉冲电 能表只输出脉冲,传输过程抗干扰能力差地缺点,这种仪表就地统计 处理脉冲成电能量并存储起来,将电能量以数字虽形式传输给监控机 或专用电能计量机.0YujCfmUCw对电能量地采集还可采用软件计算方法.软件计算方法并非不需 要任何硬件设备,其实质是数据采集系统利用交流采样得到地电流、 电压值,通过软件计算出有功电能和无功电能.目前软件计算电能也 有两种途径:eUts8ZQVRd 在监控系统或数据采集系统中计算;
14、 用微机电能计量仪表计算.微机电能计量仪表是电能量地采集又一种方法.它彻底打破了传 统感应式仪表地结构和原理,全部由单片机和集成电路构成,通过采 样交流电压和电流量,由软件计算出有功电能和无功电能.因这种装 置是专门为计量电能量而设计地,计量地准确度比较高,它还能保存 电能值,方便地实现分时统计.它不仅具有串行通信功能,而且能同时 输出脉冲量.因此,微机电能计量仪表从功能、准确度和性能价格比 上都大大优于脉冲电能表,是发展地方向.sQsAEJkW5T二、事件顺序记录SOE事件顺序记录SOE和保护启动后10个周波,以及保护动作和重合闸等全过程, 在保护装置中最好能保存连续3次地故障记录.lzq7
15、IGf02E对于大量中、低压变电站,没有配备专门地故障录波装置,而10kV出线数量大、故障率高,在监控系统中设置了故障记录功能,对 分析和掌握情况、判断保护动作是否正确,很有益处.zvpgeqJ1hk四、操作控制功能变电站运行人员可通过人机接口键盘、鼠标和显示器等)对断 路器、隔离开关地开合进行操作,可以对变压器分接头进行调节控制, 可对电容器组进行投切.为防止计算机系统故障时无法操作被控设备, 在设计上应保留人工直接跳合闸手段.操作闭锁应包括以下内容: NrpoJac3v11)操作出口具有跳、合闭锁功能.2)操作出口具有并发性操作闭锁功能.3)根据实时信息,自动实现断路器、刀闸操作闭锁功能.
16、4)适应一次设备现场维修操作地电脑“五防”操作及闭锁系 统.五防功能是:防止带负荷拉、合刀闸; 防止误入带电间隔; 防止误分、合断路器; 防止带电挂接地线; 防止带地线合刀闸.5)盘操作闭锁功能.只有输入正确地操作口令和监护口令才有 权进行操作控制.6)无论当地操作或远方操作,都应有防误操作地闭锁措施,即要 收到返校信号后,才执行下一项;必须有对象校核、操作性质校核和 命令执行三步,以保证操作地正确性.1nowfTG4KI五、安全监视功能监控系统在运行过程中,对采集地电流、电压、主变压器温度、 频率等量,要不断进行越限监视.如发现越限,立刻发出告警信号,同 时记录和显示越限时间和越限值.另外,
17、还要监视保护装置是否失电, 自控装置工作是否正常等.fjnFLDa5Zo六、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地后台机或 称主机)上实现;当变电站无人值班时,人机联系功能在远方地调度 中心或操作控制中心地主机或工作站上实现.无论采用哪种方式,操 作维护人员面对地都是CRT屏幕,操作地工具都是键盘或鼠标.人机 联系地主要内容是:tfnNhnE6e51)显示画面与数据.其中包括时间日期;单线图地状态;潮流 信息;报警画面与提示信息;事件顺序记录;事故记录;趋势记录;装置工况状态;保护整定值;控制系统地配置包括退出运行地 装置以及信号流程图表);值班记录;控制系统地设定值等.
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