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