220kV庙岭变电站综合自动化系统设计-

论文导读：性能差,传输速率不高,如果不加中继,其可靠传输距离不超过200m。采用总控单元没有实现彻底分散,所有信息都要经过它转发,给运行、维护带来不便,安全性也不高。如果采用LONWORKS现场总线,虽然能够克服上面的缺点,但是其造价过高,不利于市场竞争,通讯带宽受限。第三个阶段:面向对象的分层分布式结构。20世纪90年代中
摘 要:本文首先回顾了变电站综合自动化系统的发展历程,然后介绍了一个220kV变电站综合自动化系统的设计实例,并对其主要功能做了简要说明,希望本文能对类似工程的设计起到一定的借鉴意义。
关键词:变电站综合自动化IEC61850标准
:A文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0025-02
变电站综合自动化是科学技术发展的产物,随着电子技术、通信技术、自动控制技术的发展,产生了变电站综合自动化,对电网生产、运行、维护产生了积极而深远的影响,并且随着技术的进步,变电站综合自动化技术也在不断的完善和发展。本文介绍了220kV庙岭变电站综合自动化系统的设计。
1220kV庙岭变电站系统概况
主变规模:最终规模4×240MVA,本期规模2×240MVA;220kV最终出线8回,本期4回;110kV最终出线14回,本期7回;10kV最终出线30回,本期出线20回;按最终规模每台主变装设6×10MVar低压电容器,本期2台主变每台先装设6×10MVar低压电容器。
2变电站综合自动化系统的发展
第一个阶段:RTU加常规保护结构。20世纪80年代以前,变电站普遍采用电磁式继电保护,再通过电缆将继电器的事故、预告信号接到站内RTU装置,然后转发到调度,实现遥控、遥信、遥脉、遥调的“四遥”功能。这种方式的缺点:采集信号单

一、数量有限、没一个信号或采集量都需要电缆的连接,需要大量电缆。

第二个阶段:面向功能设计的分布式测控装置加微机保护结构。20世纪90年代初期,微机保护和独立的测控装置开始运用,装置通过现场总线（CAN,LONWORKS）或RS485网络连接至总控单元,再转发至当地监控和调度。这个阶段显然比第一阶段进步很多,比如:采集的信号就比原来丰富很多,而不在需要那么多的电缆。但是同样存在以下缺点。
RS485网的设备间通信只能采用主从式网络或环形网络;采用主从式网络只允许有一台主设备;采用环形网络的设备通过令牌形式获得总线控制权;采用RS485接口通信抗干扰性能差,传输速率不高,如果不加中继,其可靠传输距离不超过200m。
采用总控单元没有实现彻底分散,所有信息都要经过它转发,给运行、维护带来不便,安全性也不高。
如果采用LONWORKS现场总线,虽然能够克服上面的缺点,但是其造价过高,不利于市场竞争,通讯带宽受限。
第三个阶段:面向对象的分层分布式结构。20世纪90年代中期以来,随着科学技术的发展,按对象设计的保护、测控装置及分层分布的系统机构成为变电站综合自动化系统主要形式。在这种形式中以太网得以推广,通信速率大为提高,带宽可达10M～100M。整个系统分为间隔层、站控层。保护装置有3个以太网接口,分别为A,B,C;测控装置有A,B两个以太网络接口;其中A,B网为监控网络双网,其中一个作为备用;C网为保护信息网络。
3220kV庙岭变电站综合自动化系统的构成和功能

3.1 系统构成

220kV庙岭变采用北京四方继保自动化股份有限公司CSC2000 V2变电站综合自动化系统,该系统采用分层分布式结构,全以太网组网（监控网络A,B网,C网为保护信息网络）。主要由站控层设备、间隔层设备组成。站控层设备包括:2台操作员工作站,互为备用、1台五防工作站、2台远动工作站、2台保护信息子站,互为备用。间隔层设备包括:保护装置、测控装置、及其他智能设备。

3.2 监控系统组屏方式

操作员站、五防工作站安装在监控台,不组屏,通信管理机、保信子站、远动工作站各组1面屏,保信子站屏含4台C网交换机;网络交换机屏共3面,各含8台网络交换机,分别用于保护、测控、10kV设备A,B网;110kV,220kV线路2条线组1面测控屏,含2台测控装置;110kV #1,2母联、分段各组1面测控屏,含2台测控装置;220kV #1,2母联及分段组1面测控屏,共3台测控装置;#2主变组1面测控屏,含5台测控装置（高压侧、中压侧、低压A侧、低压B侧、本体）,#3主变组1面测控屏,含4台测控装置（高压侧、中压侧、低压、本体）;110kV/220kV母线PT及公共测控屏各1面,各含3台测控装置,用于母线PT测控及本电压等级公共测控,组1面10kV母线PT及公共测控屏,含4台测控装置,用于母线PT测控及本电压等级公共测控;组1面公共测控屏,共4台测控装置,用于全站公共测控。10kV保护测控一体化装置就地安装在10kV高压室。

3.3 系统特点

3.1 总体特点

本站CSC2000 V2变电站综合自动化系统,采用IEC61850标准,在监控系统数据平台基础上,集成电压无功控制（VQC）功能,监控系统集成一体化五防功能,并实现了完整的操作票专家系统功能,采用图库一体化设计,支持拓扑分析动态着色,系统具有良好的开放性,各项功能更人性化,便于工程调试及维护运行。

3.2 测控装置

采用四方公司的CSC200E系列测控装置,装置使用32位CPU和DSP硬件平台,14位及以上高精度模数转换器,采用嵌入式实时操作系统（RTOS）;装置具有全中文大屏幕液晶显示,可显示本间隔的主接线图;遥信开入可以定义成多种输入类型,如状态输入（单/双位置输入）、告警输入、事件顺序记录（SOE）、脉冲累积输入、主变分接头输入（BCD或HEX）等,具有防抖动功能,遥信插件按组配置,可根据要求增减;交流可采集并计算本间隔内的三相电压有效值、三相电流有效值、3U0、3I0、有功、无功、频率、2～13次谐波等;可采集多种直流量,如DC220V、DC110V、DC24V、DC0V～5V、4mA～20mA等,能完成主变温度的采集和计算。

3.3 监视与报警

通过显示器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视,监视各设备的通信状态和通信报文,并实时显示。
显示的画面有带电设备颜色标识。所有静态和动态画面存储在画面数据库内,用户可方便和直观地完成实时画面的在线编辑、修改、定义、生成、删除、调用和实时数据库连接等功能,论文导读：报表数据能转换为EXCEL格式,以利于数据的二次应用。信息能够分层、分级、分类显示,可以人工定义画面显示内容。其中开关量信号根据重要性,可分为三类。第一类为事故信号,包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号、影响全站安全运行的其他信号（包括全站通讯中断、消防系统火灾告警等）。第二类为报警信号
并能与其他工作站共享修改或生成后的画面。
画面采用符合Window标准的窗口管理系统,窗口颜色、大小、生成、撤除、移动、缩放及选择等可摘自：7彩论文网学生论文www.7ctime.com
由操作人员设置和修改。
图形管理系统应具有汉字生成和输入功能,支持多种汉字输入法,支持矢量汉字字库。具有动态棒型图、动态曲线、历史曲线制作功能。屏幕显示、打印制表、图形画面中的画面名称、设备名称、告警提示信息等均应汉字化。
对各种表格具有显示,生成、编辑等功能。在表格中可定义实时数据、计算数据、模拟显示并打印输出。各种报表数据能转换为EXCEL格式,以利于数据的二次应用。
信息能够分层、分级、分类显示,可以人工定义画面显示内容。其中开关量信号根据重要性,可分为三类。
第一类为事故信号,包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号、影响全站安全运行的其他信号（包括全站通讯中断、消防系统火灾告警等）。
第二类为报警信号,包括状态异常信号、模拟量越限、自动化系统的异常事件等。
第三类为告知信号,包括反映设备各种运行状态的信号以及查询事故跳闸或设备异常后的详细信息,如开关分合、保护功能压板投退、保护的详细动作信息等。

3.4 控制与操作

系统能够完成站内可遥控设备的操作,110kV,220kV断路器由测控装置完成同期功能,刀闸和断路器的操作需经3层五防闭锁,站控层、间隔层、现场布线五防闭锁。本系统还具备顺控功能,即在需要进行一系列倒闸操作时,通过单个操作命令,改变过程状态,将一系列操作票转化为任务票,减少人工操作量,减少误操作和提高效率。
4结语
220kV庙岭变电站综合自动化系统,采用四方公司最新的CSC2000 V2综合自动化系统,支持IEC61850标准,技术先进,功能强大,限于篇幅,不一一展开,希望该文能为同类工程的设计提供一些参考。未来的综合自动化系统将在支持IEC61850标准的基础上,向全数字化、智能化方向发展。