電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選型與自動(dòng)化原則

陳齊

(國(guó)網(wǎng)江西樟樹(shù)市供電有限責(zé)任公司,江西樟樹(shù) 331200)

電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選型與自動(dòng)化原則

陳齊

(國(guó)網(wǎng)江西樟樹(shù)市供電有限責(zé)任公司,江西樟樹(shù) 331200)

變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分,而電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)中的重要技術(shù)環(huán)節(jié),因此需要充分的重視電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。文章通過(guò)分析了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的思想,深入地探析了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的選型與設(shè)計(jì)原則方面的內(nèi)容。

電氣自動(dòng)化 系統(tǒng)選型 自動(dòng)化原則

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。各地區(qū)的電網(wǎng)改造和建設(shè)中應(yīng)用自動(dòng)化新技術(shù),取得了一定的成功。在我國(guó)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中,采用了配變電站監(jiān)控以微機(jī)保護(hù)為數(shù)據(jù)采集和控制的基礎(chǔ),將保護(hù)、控制以及測(cè)量結(jié)合在一起的方式。

1 方案設(shè)計(jì)的思想

隨著計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,RTU和LTU以及保護(hù)監(jiān)控單元將直接上網(wǎng),并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和工作站進(jìn)行通信,這樣可以取消前置處理環(huán)節(jié),從而消除通信的瓶頸現(xiàn)象。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和無(wú)人值班運(yùn)行模式的實(shí)施,可以提高電氣主設(shè)備的可靠性。從信息流的角度出發(fā),保護(hù)和控制、測(cè)量的信息來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)TA、TV二次側(cè)輸出。保護(hù)主要采集的是一次故障的信息,對(duì)于TA、TV測(cè)量范圍比較寬,需要按照10倍的額定值進(jìn)行考慮,但是對(duì)于測(cè)量的精度要求比較低。對(duì)于控制和測(cè)量主要采集運(yùn)行狀態(tài)信息,他們對(duì)于TA、TV測(cè)量的范圍比較窄,通常在測(cè)量值附近波動(dòng),而且對(duì)測(cè)量的精度存在一定的要求[1]。總控單元主要接收來(lái)自遠(yuǎn)方的控制輸出命令,在經(jīng)過(guò)一定的審核后,需要在校核后可以直接動(dòng)作直到保護(hù)操作回路,這樣就簡(jiǎn)化了設(shè)備,提高了可靠性。從無(wú)人值守角度看,需要對(duì)主接線、主設(shè)備、二次回路以及設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)化,這就需要保護(hù)、控制和測(cè)量實(shí)現(xiàn)一體化,這樣有利于簡(jiǎn)化設(shè)備以及日常維護(hù)的工作量。對(duì)于110kV以及以下的配電站,電量計(jì)費(fèi)、功率總加等需要接量測(cè)TA、TV來(lái)滿足測(cè)量的精度要求,對(duì)于其他的測(cè)量可以監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在局域網(wǎng)上各種信息可以實(shí)現(xiàn)共享、這樣控制和測(cè)量不需要配置各自的數(shù)據(jù)采集硬件。對(duì)于10kV配電站來(lái)說(shuō),由于接線簡(jiǎn)單,對(duì)保護(hù)的要去相對(duì)比較低,因此可以采用RTU完成線路的保護(hù)以及母線的切換等功能,但是需要在RTU中增加保護(hù)運(yùn)行判斷功能。

2 設(shè)計(jì)說(shuō)明

2.1 系統(tǒng)的選型

變配電站自動(dòng)化包括繼電保護(hù)、變配電站集中監(jiān)控以及遠(yuǎn)方調(diào)度管理。智能化、綜合化的變配電系統(tǒng)的使用需要依據(jù)工程的實(shí)際需求進(jìn)行選擇。在繼電保護(hù)的選擇,對(duì)于10kv變配電所是電力系統(tǒng)的開(kāi)閉以及用戶變配電站,一次接線比較簡(jiǎn)單,因此采用常規(guī)繼電保護(hù)。在選用價(jià)格比較低、性能良好的智能化開(kāi)關(guān)、智能化開(kāi)關(guān)柜后,需要取消常規(guī)繼電保護(hù)。對(duì)于35kv以上的變配電站,具有變壓保護(hù),因此應(yīng)該選擇微機(jī)保護(hù)。對(duì)于配電站的集中監(jiān)控和遠(yuǎn)方調(diào)度,需要采用集中式和分散于的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的集散系統(tǒng)兩種形式。變配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種先進(jìn)的系統(tǒng),它安裝在開(kāi)關(guān)柜內(nèi),而且是變配電站內(nèi)集中監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)。對(duì)于集中式的變配電計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng),需要安裝各種電量變送器。由開(kāi)關(guān)柜引出測(cè)量、信號(hào)、控制電纜等,而且施工的工作量比較大,不適宜推廣使用。在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)安裝變配電自動(dòng)化系統(tǒng)的末端數(shù)據(jù)采集與控制單元,這樣交流采樣可以從電壓互感器直接進(jìn)行測(cè)量,從而省掉了電量變送器的使用,甚至可以省掉開(kāi)關(guān)柜的指示儀[2]。對(duì)于變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō),外部電纜僅有一根供電電源和通訊電纜,這樣的設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單,因此適宜大范圍的推廣。對(duì)于智能化的開(kāi)關(guān)和智能化的開(kāi)關(guān)柜來(lái)說(shuō),需要設(shè)計(jì)通信電纜,并且引至到調(diào)度室的中央控制站計(jì)算機(jī)上,這樣就可以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)方調(diào)度的功能。另外由于廠家的產(chǎn)品的通信協(xié)議不同,因此實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)比較困難。

2.2 電氣設(shè)計(jì)原則

在變配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要充分的充分的考慮一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。在一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制,這對(duì)一次系統(tǒng)接線沒(méi)有影響,而一次系統(tǒng)的接線方式和供電方案需要依照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行,變配電站在采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制后,可以簡(jiǎn)化模擬盤,這樣能夠充分的發(fā)揮計(jì)算機(jī)的圖形顯示功能,從而可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人或者少人值班。二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制,可以取消值班室的中央信號(hào),保留集中保護(hù)的繼電保護(hù)屏。在二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要做好下列的工作:值班室繼電保護(hù)屏與中央信號(hào)系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù)、信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)等保持不變,需要設(shè)計(jì)出一套重復(fù)的計(jì)量、信號(hào)與控制回路計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)[3]。對(duì)于開(kāi)關(guān)柜的繼電器保護(hù)、計(jì)量、信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)保持不變,把中央信號(hào)系統(tǒng)取消,而對(duì)于集中保護(hù)的繼電保護(hù)屏進(jìn)行保留,接著將計(jì)量、信號(hào)與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。開(kāi)繼電關(guān)柜內(nèi)的保護(hù)、計(jì)量、信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)保持不變,而值班室的中央信號(hào)系統(tǒng)僅僅是指電源進(jìn)線和母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)柜,出線開(kāi)關(guān)柜不進(jìn)入到中央信號(hào)系統(tǒng)中,而母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)柜、出線開(kāi)關(guān)柜的中央信號(hào)系統(tǒng)會(huì)全部進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。

2.3 電氣設(shè)計(jì)

對(duì)于一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,對(duì)于電氣的主接線方式保持不變,而在單線系統(tǒng)圖的設(shè)備型號(hào)中,應(yīng)該注明采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)后,增加的設(shè)備型號(hào)與數(shù)量。在開(kāi)關(guān)的設(shè)置中,對(duì)于需要通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控操作的開(kāi)關(guān),應(yīng)該選用具有遠(yuǎn)方分配、合閘功能的開(kāi)關(guān)。對(duì)于進(jìn)入到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān),需要具備獨(dú)立的接入點(diǎn),這樣才能夠確保計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的接入。對(duì)于二次系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),35kv以上的供電系統(tǒng)可以選用微機(jī)保護(hù),并且需要考慮變配電站綜合自動(dòng)化單元。10kv供配電系統(tǒng)通常以常規(guī)繼電器繼電保護(hù)為主,設(shè)計(jì)含有監(jiān)控功能的變配電綜合自動(dòng)化單元。而對(duì)于220kv和380kv的低壓配電系統(tǒng),需要以自動(dòng)開(kāi)關(guān)和熔斷器為保護(hù)。在測(cè)量回路的設(shè)計(jì)中,對(duì)于測(cè)量參數(shù)的確定,需要在計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)中依據(jù)用戶的需求和相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行確定。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著電網(wǎng)的建設(shè),電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸的廣泛,可以實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)的變配電站的建設(shè)。智能化電網(wǎng)的建設(shè)需要從設(shè)計(jì)階段進(jìn)行優(yōu)化,做好電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì),能夠促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

[1]王倉(cāng)繼.變電站電氣自動(dòng)化研究分析[J].科技資訊,2012(4):76-79.

[2]田鋒.變配電自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)革新[J].技術(shù)與市場(chǎng),2012(10):115-117.

[3]王仁.電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)處理中應(yīng)用思考[J].北京技術(shù),2009(11):189-190.