变电站综合自动化之监视子系统功能

变电站综合自动化系统的监控子系统功能介绍概述：变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。

变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。

变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。

功能的综合是其区别于常规变电站的最大特点,它以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标.变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述6个子系统的功能中：一．监控子系统二．继电保护子系统三．电压、无功综合控制子系统四．电力系统的低频减负荷控制子系统五．备用电源自投控制子系统六．通信子系统在这里我着重介绍一下监视子系统的基本功能，监视系统应取代常规的测量系统，取代指针式仪表；改变常规的操作机构和模拟盘，取代常规的告警、报警、中央信号、光子牌等；取代常规的远动装置等等。

监控子系统的功能应包括以下几部分内容：（一）数据采集（二）事件顺序记录SOE（三）故障记录、故障录波和测距（四）操作控制功能（五）安全监视功能（六）人机联系功能（七）打印功能（八）数据处理与记录功能（九）谐波分析与监视（十）其他方面（一）数据采集变电站的数据采集包括：模拟量、开关量和电能量。

1. 模拟量的采集各段母线电压、母联及分段断路器电流、线路及馈线电压、电流、有功功率、无功功率，主变压器电流、有功功率和无功功率，电容器和并联电抗器电流、直流系统电压、站用电电压、电流、无功功率以及频率、相位、功率因数等。

另外，还有少数非电量，如变压器温度保护、气体保护等。

模拟量采集有交流和直流两种形式。

交流采样是将电压、电流信号不变送器，直接接人数据采集单元。

直流采样是将外部信号，如交流电压、电流，经变送器转换成适合数据采集单元处理直流电压信号后，再接人数据采集单元。

变电站综合自动化系统中，直流采样主要用于变压器温度、气体压力等非电量数据采集。

2. 开关量的采集变电站的开关量有：断路器的状态、隔离开关的状态、有载调压变压器分接头位置、同期检测状态、继电保护动作信号、运行告警信号等。

一般经过光电隔离电路输入到计算机。

图1分散式综合自动化系统原理图3. 电能计量（1）电能脉冲计量法：是传统的感应式的电能表与电子技术相结合的产物，电能表转盘每转一周，便输出一个或两个脉冲。

（2）软件计算法：利用采集到的u、i 直接计算P、Q，但电能计量作为计费的依据，不易被大家接受。

（3）智能型电度表：有串口输出功能。

（二）事件顺序记录SOE事件顺序记录SOE（Sequence of Event）包括断路器、跳合闸记录、保护动作顺序记录。

事件分辨率为1～3ms，能存放100个以上的事件顺序记录。

当出现电网故障时(如接地短路故障)，能记录故障前100ms以及故障后3s的波形，供事故分析。

（三）故障记录、故障录波和测距1. 故障录波和测距110kV及以上系统一般配置专用的故障录波器，故障录波器应有串行通信功能，可以与监控系统通信。

变电站故障录波和测距采用两种方法，一是由微机保护装置兼作故障记录和测距，再将记录和测距结果送监控系统存储及打印输出或直接送调度主站；另一种方法是采用专用微机故障录波器，故障录波器应具有串行通信功能，可以与监控系统通信。

对35kv 及以下配电线路，很少设置专门故障录波器，分析故障方便，可设置简单故障记录功能。

大量中、低压变电站，没有配置专门故障录波装置。

2. 故障记录35kV及以下电压等级，一般不配置专用录波器，主要靠微机保护装置的录波功能。

而对10kv出线数量大、故障率高，监控系统中设置了故障记录功能，这对正确判断保护动作情况及正确分析和处理事故是非常必要（四）操作控制功能运行人员都可CRT屏幕对断路器、允许远方电动操作隔离开关和接开关进行分、合操作；对变压器及站用变压器分接头位置进行调节控制；对补偿装置进行投、切控制，同时，要能接受遥控操作命令，进行远方操作；防止计算机系统故障时无法操作被控设备，设计时，应保留人工直接跳、合闸方式。

操作控制有手动和自动控制两种控制方式。

手动控制包括调度通信中心控制、站内主控制室控制和就控制，并具备调度通信中心／站内主控室、站内主控制室／就手动控制切换功能；自动控制包括顺序控制和调节控制。

断路器操作应有闭锁功能。

操作闭锁包括：1. 断路器操作时，应闭锁自动重合闸。

2. 当地操作和远方操作要相互闭锁。

3. 根据实时信息，自动实现断路器与隔离开关闸的闭锁操作。

4. 无论当地操作还是远方操作，都应有防误操作的闭锁措施。

（五）安全监视功能监控系统在运行过程中，对采集的电流、电压、主变温度、频率等量，要不断进行越限监视，如发现越限，立刻发出告警信号，同时记录和显示越限时间和越限值。

另外，还要监视保护装置是否失电，自控装置工作是否正常。

（六）人机联系功能1、人机联系桥梁：CRT显示器，鼠标和键盘。

代替传统的指针或仪表，模拟屏或操作屏。

2、CRT显示画面的内容1）显示采集和计算的实时运行参数。

如U、I、P、Q、有功电能、无功电能、主变温度、系统频率等。

2）显示实时主接线3）事件顺序记录（SOE）显示4）越限报警显示5）值班记录显示6）历史趋势显示。

如负荷曲线，母线电压曲线等。

7）保护装置，自动装置定值显示8）其他。

如故障录波等。

3、输入数据通过人机联系可以输入下列数据：（1）TA，TV变比（2）保护定值，越限报警定值（3）自动装置定值（4）运行人员密码（七）打印功能对于有人值班变电所，监控系统可以配置打印机，完成下列打印功能：（1）定时打印报表和运行日志（2）开关操作记录打印（3）事件顺序记录打印（4）越限打印（5）召唤打印（6）抄屏打印（7）事故追忆打印对于无人值班站，各变电所的运行报表集中在调度（控制）中心打印。

（八）数据处理与记录功能监控系统中，数据处理和记录也是很重要环节。

历史数据形成和存储是数据处理主要内容。

此外，满足继电保护专业人员和变电站管理需要，必须进行一些数据统计，监控系统还进行下列数据处理与记录：1、主变和输电线路的有功、无功功率每天的最大值和最小值及相应时间；2、母线电压，每天的最大值，最小值及相应时间；3、计算受配电电能平衡率；4、统计断路器动作次数；5、断路器切除故障电流和跳闸次数的累计数；6、控制操作和修改定值记录。

（九）谐波分析与监视电能质量一个重要指标是其谐波要限制国标规定范围内。

非线性元件和设备广泛使用，使电力系统谐波成分明显增加，其影响程度越来越严重，目前，谐波“污染”已成为电力系统公害之一。

综合自动化系统中，必须重视对谐波含量分析和监视。

对谐波“污染”严重变电站，要采取适当抑制措施，降低谐波含量。

1、谐波源电力变压器、高压直接输电中心换流站、电气化铁路、地铁、电弧炼钢炉、大型整流设备等。

2、谐波的危害1）增加输电线损耗，消耗无功功率储备；2）影响自动装置、继电保护正确工作；3）增加测量仪表的测量误差；4）电动机产生额外的热损耗。

3、谐波检测与抑制1）主动型：设计不产生谐波的装置；2）被动型：外加滤波器来消除谐波，通常滤波器有两种：无源滤波器、有源滤波器。

（十）其他方面：报警处报警处理内容包括：设备状态异常、故障；测量值越限及计算机监控系统的软／硬件、通信接口及网络故障等。

画面生成及显示画面显示的信息包括：日历时间、经编号的测点、表示该点的文字或图形、该点实时数据或历史数据、经运算或组合后的各种参数等。

由画面显示的内容包括：全站生产运行要的电气接线图、设备配置图、运行工况图、电压棒形图、实时参数曲线图、各种信息报告、操作票、工作票及各种运行报表等。

在线计算及制表功能(1)对变电站运行的各种常规参数进行统计及计算，如：日、月、年中的最大值、最小值及其出现的时间、电压合格率、变压器负荷率、全站负荷及电能平衡率等。

(2)对变电站主要设备的运行状况进行统计及计算，如：断路器正常操作及事故跳闸次数、变压器分接头调节的档次、次数、停运时间等。

(3)利用以上数据生成不同格式的生产运行报表。

并按要求方式打印输出。

电能量处理电能量处理包括变电站各种方式采集到的电能量进行处理、对电能量进行分时段的统计计算以及当运行方式的改变而自动改变计算方法并在输出报表上予以说明等。

远动功能监控子系统能实现DL 5002—1991《地区电网调度自动化设计技术规程》、DL 5003－1991《电力系统调度自动化设计技术规程》中与变电站有关的全部功能，满足电网电能实时性、安全性和可靠性。

运行管理功能运行管理功能包括：运行操作指导、事故记录检索、在线设备管理、操作票开列、模拟操作、运行记录及交接班记录等。

除上述功能外还具有：时钟同步、防误闭锁、同步、系统自诊断与恢复以及与其他设备接口等功能。