論變電站綜合自動化技術探討
發布時間:2014-07-27 09:14
一、變電站綜合自動化的結構模式
變電站綜合自動化系統的結構模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式。
(一)集中式結構
集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口,集中采集變電站的模擬量和數量等信息,集中進行計算和處理,分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。集中式結構也并非指只由一臺計算機完成保護、監控等全部功能。多數集中式結構的微機保護、微機監控和與調度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的,只是每臺微型計算機承擔的任務多些。例如監控機要擔負數據采集、數據處理、斷路器操作、人機聯系等多項任務;擔負微機保護的計算,可能一臺微機要負責多回低壓線路的保護等。
(二)分布式結構
該系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計,采用主從CPU系統工作方式,多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力,解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信,選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題,提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護,局部故障不影響其它模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構,較多地使用于中、低壓變電站。
(三)分布分散(層)式結構
分布分散式結構系統從邏輯上將變電站自動化系統劃分為兩層,即變電站層(站級測控單元)和間隔層(間隔單元)。也可分為三層,即變電站層、通信層和間隔層。
該系統的主要特點是按照變電站的元件,斷路器間隔進行設計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數據采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近,相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統代表了現代變電站自動化技術發展的趨勢,大幅度地減少了連接電纜,減少了電纜傳送信息的電磁干擾,且具有很高的可靠性,筆耕文化傳播,比較好的實現了部分故障不相互影響,方便維護和擴展,大量現場工作可一次性地在設備制造廠家完成。
二、我國變電站自動化發展階段
變電站二次部分傳統按功能分為四大類產品:繼電保護、故障錄波、當地監控和遠動。按系統模式出現順序可將變電站自動化發展分為三個階段:
第一階段:面向功能設計的集中式RTU加常規保護模式
80年代及以前,是以RTU為基礎的遠動裝置及當地監控為代表。該類系統實際上是在常規的繼電保護及二次接線的基礎上增設RTU裝置,功能主要為與遠方調度通信實現“二遙”或“四遙”(遙測、遙信、遙控、遙調);與繼電保護及安全自動裝置的聯結通過硬接點接入或串行口通信較多。此類系統稱為集中RTU模式,目前在一些老站改造中仍有少量使用,此階段為自動化的初級階段。
第二階段:面向功能設計的分布式測控裝置加微機保護模式
第二階段始于90年代初期,單元式微機保護及按功能設計的分散式微機測控裝置得以廣泛應用,保護與測控裝置相對獨立,通過通信管理單元能夠將各自信息送到后臺或調度端計算機。特點是繼電保護(包括安全自動裝置)按功能劃分的測控裝置獨立運行,應用了現場總線和網絡技術,通過數據通信進行信息交換。此系統電纜互聯仍較多,擴展性功能不強。
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