智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)測控設(shè)計(jì)

太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院 閆 珺 韓如成

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智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)測控設(shè)計(jì)

太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院 閆 珺 韓如成

【摘要】本文主要針對某一智能變電站需要設(shè)計(jì)一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。文中分別簡單介紹了智能變電站、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等，并對系統(tǒng)測控裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。通過調(diào)表明，該設(shè)計(jì)達(dá)到了系統(tǒng)要求，提高了供電可靠性。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；測控

1　引言

智能變電站作為智能電網(wǎng)的一部分，起著核心橋梁的作用，智能變電站的發(fā)展直接關(guān)系到智能電網(wǎng)的發(fā)展。

本文以中莊110KV智能變電站為背景，對本站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及其測控裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2　變電站綜自系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)要求，自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，以間隔為單位，按對象進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)形式，變電站向上作為遠(yuǎn)方控制中心的網(wǎng)絡(luò)終端，同時(shí)又相對獨(dú)立，站內(nèi)自成系統(tǒng)。變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)符合DL/ T860，在功能邏輯上由站控層、間隔層、過程層組成。

3　測控裝置功能

3.1遙測

測控裝置接收SV接口或交流插件采集電流、電壓等采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率、積分電度等量值的計(jì)算。

采用SV接口輸入交流量時(shí)，支持雙通道輸入，裝置自動(dòng)對雙通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行切換。

3.2遙信

遙信：通過GOOSE接口或光耦輸入采集狀態(tài)量信息，能夠反映斷路器位置、刀閘位置及其它遙信狀態(tài)。

遙信處理分為單點(diǎn)和雙點(diǎn)遙信，通過消抖時(shí)間確認(rèn)遙信狀態(tài)的變位。

對于重要的斷路器或刀閘用跳位和合位狀態(tài)組成一個(gè)雙點(diǎn)遙信來表示它的狀態(tài)，兩路開入組成的雙點(diǎn)遙信有四種狀態(tài)：00、01、10、11，其中01、10對應(yīng)雙點(diǎn)遙信的合、分狀態(tài)，00、11是無效狀態(tài)，對雙點(diǎn)遙信的消抖處理也就是對上述四種狀態(tài)的消抖處理。

3.3遙控

遙控輸出模式為遙控通過GOOSE接口輸出。遙控操作分為選控和直控兩種類型，可以用選控方式對斷路器、隔刀、地刀等進(jìn)行控制，還可以用直控方式進(jìn)行復(fù)歸操作。

選控的分、合操作可編輯邏輯條件，在所編輯邏輯條件滿足的情況下方能進(jìn)行操作，該邏輯是否判別可通過聯(lián)鎖/解鎖壓板控制，壓板投入情況下操作需要判別所編輯邏輯，退出情況下則不判別。

為保證就地操作也可通過測控裝置編輯邏輯，還應(yīng)對每個(gè)選控對象設(shè)置一個(gè)就地閉鎖出口，出口受所編輯邏輯的控制，邏輯滿足時(shí)，出口閉合并保持，邏輯不滿足時(shí)，出口打開。聯(lián)鎖/解鎖壓板退出時(shí)，出口也閉合并保持。

3.4遙調(diào)

檔位輸入形式采用GOOSE模擬量輸入方式。檔位控制可投入滑檔閉鎖功能，檔位調(diào)節(jié)執(zhí)行一段時(shí)間內(nèi)（滑檔閉鎖時(shí)間）檔位未達(dá)到預(yù)期的位置，測控裝置可自動(dòng)開出急停出口。

4　硬件設(shè)計(jì)

4.1CPU插件（站控層接口）

CPU插件設(shè)計(jì)是從先進(jìn)性、通用性、可靠性等方面出發(fā)，開發(fā)研制的保護(hù)插件，完成數(shù)據(jù)采集、I/O、保護(hù)及控制功能等。

站控層及人機(jī)插件提供的三路10M/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換回路，用于提供和站控層的通信接口。

4.2過程層接口插件

過程層接口插件作為保護(hù)裝置的過程層以太網(wǎng)接口

單元，主要完成保護(hù)裝置與過程層合并器或交換機(jī)的通信，通過多模光纖接收來自電子互感器的交流量數(shù)字信號(hào)；經(jīng)過預(yù)處理后與保護(hù)主CPU通訊。

4.3開入、開出插件

開入模塊功能包括開關(guān)量輸入(單位置或雙位置遙信)，BCD碼或二進(jìn)制輸入，脈沖量輸入等。

開出插件可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)、刀閘、有載調(diào)壓(升、降、急停)等設(shè)備的控制。每路輸出脈沖的長短通過可編程邏輯隨意控制（只作脈沖輸出）。

4.4穩(wěn)壓電源插件

直流220V或110V電壓輸入經(jīng)抗干擾濾波回路后，利用逆變原理輸出本裝置需要的直流電壓，即5V電源。5V為用于各處理器系統(tǒng)的工作電源。插件具有失電告警功能。

4.5交流測量插件

交流回路采用組合型的交流電流/電壓連接器，具有交流電流、電壓連接器混裝，可按需要組合及互換的優(yōu)點(diǎn)。該連接器有防誤插、防觸電、交流回路短接等功能。接觸簧片為雙指形，提高了接觸的可靠性。

為保證測量精度，硬件設(shè)計(jì)上采用了硬件測頻電路，保證了頻率跟蹤快速準(zhǔn)確。

5　結(jié)語

本文根據(jù)中莊變電站設(shè)計(jì)需求，研究設(shè)計(jì)了綜自系統(tǒng)測控裝置的功能及硬件結(jié)構(gòu)，通過調(diào)試顯示設(shè)計(jì)達(dá)到了要求，各系統(tǒng)均穩(wěn)定運(yùn)行。

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