浅析变配电自动化系统设计

科技资讯科技资讯S I N &T NOL OGY INFORM T ION 2008NO.20
SCI ENCE &TECH NOLOGY I NFOR MATI ON 动力与电气工程
变电站自动化运行及无人值守可以提高运行可靠性,是电网调度自动化领域的热门课题。

在变电站自动化系统的具体实施过程中,目前有不同的方法:一种主张站内监控以远动(R T U )为数据采集和控制的基础,相应的设备以电网调度自动化为基础,保护相对独立;另一种则主张站内监控以保护(微机保护)为数据采集和控制的基础,将保护与控制、测量结合在一起。

从我国目前的电力系统运行体制、人员配备、专业分工来看,前者占有较大优势。

因为无论从规划设计、科研制造、安装调试、运行维护等各方面,控制与保护都是相互独立的两个不同专业,因此前者更符合我国国情,而后者因难以提供较清楚的事故分析和处理的界面而一时还不易被运行部门接受。

但从发展趋势、技术合理性及减少设备重复配置、简化维护工作量等方面考虑,后者又有其优越性。

此实施方法正在成为一种发展趋势和共识。

1方案设计思想对于10k V 配电站,由于接线简单,对保护相对要求较低,为简化设备节省投资,建议由R T U 来完成线路保护及双母线切换等保护功能。

因此需在R T U 软件中增加保护运行判断功能,如备用电源自投功能,可通过对相应母线端失压和相关开关状态信号的逻辑判断来实现。

随着计算机和网络通信技术的发展,站内R T U /L T U 或保护监控单元将直接上网,通过网络与上位机及工作站通信。

取消传统的前置处理机环节,从而彻底消除通信“瓶颈”现象。

变电站自动化系统和无人值班运行模式的实施,在很大程度上取决于设备的可靠性。

这里指的设备不仅是自动化设备,更重要的是电气主设备。

2设计说明变配电站自动化包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理三部分。

继电保护有常规电磁型继电器保护、晶体管继电保护与微机保护三种形式。

常规继电器保护仍在继续使用,晶体管保护是一种过渡型产品,现在已被先进的微机保护所替代。

智能化开关与智能化开关柜,以及变配电站综合自动化系统集继电保护、数据监测及远方调度于一体,在变配电自动化设计中应根据工程实际情况选用上述产品。

2.1系统选型主要从继电保护及站内集中监测与远方调度几方面考虑。

对于继电保护而言,浅析变配电自动化系统设计
刘贵水
(佛山市顺德电力设计院有限公司广东佛山528300)
摘要:本文作者针对目前我国电力系统运行现状,阐述了变配电自动化系统的设计思想,并从系统选型、电气设计原则等方面对设计过程作了相应的说明。

关键词:电力系统自动化系统设计
中图分类号:TP31文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)07(b )-0112-01
35K V 及以上的变配电站一般都有变压器
保护,应优先考虑选用微机保护或变配电
站综合自动化系统。

10K V 变配电所一般
均为电力系统开闭所及用户变配电站,一
次接线比较简单,应以常规继电保护为主。

选用价格低、性能可靠的智能化开关,智
能化开关柜或综合自动化系统之后,可以
取消常规继电保护。

2.2电气设计原则
从一次系统与二次系统两方面考虑。

对于一次系统设计而言,变配电站采用计
算机监测与控制后对一次系统接线没有影
响,一次系统接线方式及供电方案仍按有
关要求与规定进行设计。

变配电站采用计
算机监测与控制后,应发挥计算机的图形
显示功能,模拟盘可以简化或取消。

变配
电站采用计算机监测与控制后,可以实现
无人或少人值班值班室面积可以减小,分
散值班可以集中于一处值班。

对于二次系统,其设计方案应该注意
以下几点:开关柜内的继电保护,计量,信
号与控制回路设计不变,值班室的继电保
护屏与中央信号系统(信号屏,计量屏与控
制屏)保持原设计不变,再设计一套重复的
计量、信号与控制回路进入计算机监测与
控制系统。

开关柜内的继电保护,计量,信号与控
制回路设计不变,值班室的中央信号系统
(信号屏、计量屏与控制量)取消,集中保护
的继电保护屏应保留,再将计量,信号与控
制回路进入计算机监测与控制系统。

开关柜内的继电保护,计量,信号与控
制回路设计不变,值班室的中央信号系统
(信号屏,计量屏与控制屏)只包括电源进线
与母线联络开关柜,所有出线开关柜均不
进入中央信号系统。

电源进线,母线联络
开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统
(信号、计量与控制)全部进入计算机监测
与控制系统。

二次系统设计原则是:变配
电站采用计算机监测与控制后值班室原有
的中央信号系统(信号屏,计量屏与控制屏)
应取消,采用集中保护的继电保护屏应保
留,应优先选用第二方案。

对于有特殊要
求的单位或地区,可以选用第三方案,第一
方案一般不宜设计选用。

2.3电气设计
一次系统的电气主接线方式按原设计
不变,在单线系统图的设备型号说明中应
注明采用计算机监测与控制系统后所增加
的设备数量与型号,如电量变送器,电力监
控器等。

对于需要通过计算机监测与控制
系统进行远方遥控操作的开关,一定要选
用能进行远方分、合闸功能的自动开关。

开关运行状态要进入计算机监测与控制系统的开关,一般要有一对独立的常开接点引入计算机监测与控制系统。

低压自动开关的型号设计时一定要注意满足这一要求,多选一对常开辅助接点。

对二次系统继电保护设计来讲,35K V 及以上供电系统可以考虑选用微机保护,而且应优先考虑采用变配电站综合自动化单元。

10K V 供配电系统仍应以常规继电器型继电保护为主,可以再设计只有监控功能的变配电站综合自动化单元。

220/380V 低压配电系统,仍应以自动开关与熔断器作为保护,再设计只有监控功能的变配电综合自动化单元。

3变配电站综合自动化系统变配电站综合自动化系统是以一个配电间隔为单元,由一台电力监控器完成信号测量、继电保护与控制。

测量为交流采样,直接从电流互感器或电压互感器取交流(0～5)A 电流信号或交流(0～100)V 电压信号,380/220V 低压系统直接取交流(0～220)V 或(0～380)V 电压信号。

所有电力监控器通过通信电缆引到计算机系统。

3.1变配电站综合自动化系统的二次接线图设计变配电站综合自动化系统的二次接线图设计按所选用的电力监控器种类分为只有监控功能与带保护功能两种。

10K V 及以下电压等级的供电系统一般应选用只有监控功能的电力监控器,其二次接线图见有关产品设计项或手册。

3.2变配电站综合自动化系统的选用变配电站综合自动化系统的成套设备生产厂商有很多,例如国内的鲁能、南瑞、南自、许继、思达、四通,国外的SIME N S 、A B B 等公司。

应该根据实际设计要求与系统的功能,综合考虑选用,一般的变配电站综合自动化系统应该具有以下功能:S C A D A 功能、数据库系统、高级专家功能、运行管理功能、网络互联功能。

选用的基本原则是:在满足要求的情况下,系统运行的可靠性好、性能价格比高。

4结语以上就变配电系统设计方法做了简要介绍,也是实际工作经验的总结。

对于同样的工程,不同的设计人员,由于考虑问题的侧重点不同,可能设计方法会有一定的差异,但基本内容是相同的。

具体设计实施效果需要时间的检验,也取决于选型设备的性能。

112C E C E EC H A。