浅谈变电站综合自动化系统设计

打印周期可设定 ；事件驱动可输 出远动状态 、 遥测越限遥控操作记 录、 交接班记 录 、 系统设备故障遥信变位事件 、记录事故追忆等 ；人工启动 可召唤启动打印 以上各种报表，可进行屏幕图形在线拷贝。④ 光字牌显 示。采用模拟光字牌代替常规光字牌 ，并按全所级和间隔级的分层模式 显示 ，同时改变光字牌不同的显示方式可区分事故和预告信号。 ５ 报警 系统 。① 各种 报警可灵活定义报警信息 由数据库管理并可 ） 进行检索 和处理 。②提供图形文字语音打印等各种形式报警。③ 可进行 数据越限报警状态量变化报警事故报警和工况报警 。 ６ ）防误操作 闭锁控制功能。本系统可通过与五防系统通讯进行 防 误操作 闭锁控制 。五防系统既可与本系统在同一 台机器上运行 ， 也可单 独机器运行 ，通过 串口与本系统通信。在线时本系统利用用户的设置 ， 通过指定 的串口监听 ，当有报文询问开关 刀闸位置时 ，根据对应表 回答 遥信位置。 ７ 保护信息处理 。① 保护定 值召唤 、下行设置及打印。②保护定 ） 值 区查询 、切换 。③保护事件查询打印。④装置 自检。 ８） 故障 录波分 析功能 。系统可 以对采 集到 的模拟量 数据进 行分 析。功能包括 ：电流电压波形还原显示 ，并与 同一次故障下的保护和开 关 事件量 在时间上对应起 来 ；分 辨精度 为Ｌ ｓ ｍ ；不 同通道数据可 以任意 组合 ， 并有多组设定值存储 ；在波形图上设置两个游标 ，可以读取电流 电压 的瞬时值和有效值 ； 所有波形可进行 缩放操作 、波形谐波分析 、功 率计算 ；根据用户定义阻抗算法进行阻抗计算。 ９ 电压无功综合控制Ｖ Ｃ ） Ｑ 系统功能。本系统按十五区图以手动或 自 动方式进行 电压无功控制 （ Ｑ 可实现 以下功能 ：①同时控 制１ 台 Ｖ Ｃ） 至３ 主变和１ ６ 电容器。② 自动识别变电站各种运行方式的变化 。③具 至ｌ组 备完 善的保护和闭锁措施 ，可以防止主变分接头开关的连续调节 以及电 容器组的频繁投切。④实现 了在不同时段动作策略的可编程 。⑤可以远
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应 用 方 法论
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③差异荷载和伸长量计算 ： 压力分散型锚索各单元差异伸长量和差异荷载计算公式 （ 以三个单 元锚索共六束压力分散型锚索为例） ： 差 异伸长量 ：△Ｌ ，△Ｌ △Ｌ ，＝ ， －
△
一
，△ △Ｌ ＝ 一 ＿ ｌ
关键 词 变 电站 ；综合 自动化 系统 ；设计
中 圈分 类号 Ｔ Ｍ
１ 变 电站 综合 自动 化 系统 的概 念
１１ 系统设计思 路 ． 目 国内外变 电站综合 自 前 动化系统大体可分为ｊ种结构 ：集 中式 、 分散式以及集中与分散结合式 。 １ 集中式结构 。初期 的变电站 自动化设计都是采用集 中式结构。 ） 这种结构的设计方法是将设备按其不 同功能进行归类 划分 ， 形成若干个
△Ｌ＝ ／ ・ （ 中 ｏ＝ ／ ＝ ，２ ） ．（ Ｅ） Ｌ 式 －ＰＡ；ｉｌ ，３ 差 异 荷 载 ： ＡＰ＝ ・ ・△Ｌ Ｉ）・ Ｅ Ａ （ ，， ２ ＇ ＡＰ＝ Ａ 。△乙一 △ 十△ √ ．‘ ２Ｅ。 （ ， Ｌ ２ ） 其 中 ：Ｌ ，Ｌ ，Ｌ 一分 别 为第 一 、二 、三 单元 锚 索 的长度 ，且 ． ，
方 修 改 运 行参 数 。
ｌ 计算统计功能。①计算公式定义方便 、功能齐全 。②可完成总 ０） 加 、累计 、平均值 、合格率 、线损 、负荷率 、运行率功率因数 、 积分等 计算 。③可完成开关 、 保护 动作次数的统计 ，通道投切统 计，通道误码 统计 ，安全 天数 统计 ，各种数 据的最大 、最小值 ，以及 出现 时间的统 计 ，各电压 等级限电拉闸次数及相关量的统计 。 １） １ 数据库管理 。数据库管理 系统支持数据库的并发访 问，网内各 节 点实时数据表 自动同步 ；系统故障时具有数据 库恢复和重新 启动功 能、 数据库断面存 取和恢复功能 ，提供灵活的数据库编辑器 、 浏览器和 其他工具 ；预留用户程序接 口， 可直接访问数据库。 ２ 系统 构 成 分层分布式变 电站综合 自动化系统从整体上分为三层 ：变 电站层 、
约 、ＩＣ６ ８ｏ ＿— １３ Ｅ ｏ７ － ５ ０ 规约 、Ｉ Ｃ６８ｏ ＿ 一 ｌ４ Ｅ ｏ ７ ＿５ Ｏ规约 、四方保护规约 、 南瑞保护规约 、Ｌ Ｐ 规约 （ 电 ）、Ｓ Ｌ Ｖ Ｆ ＷＦ 华 Ｅ Ｓ 规约等 。本系统为支持不 同厂家的设备 ， 备的通讯驱动方式和规约解 释模块可 以二次开发 ，作 设 为基本系统的嵌入模块运行 。用户可以根据一定 的开发规范 ，自行开发 或修改 有关规约模块 。②数据 采集 。采集 各间隔层遥测 、遥信 、脉冲 量 、数字量 、微机保护信息 、各种 记录等。 ２） 数据 处理。主变及各条线路 的功率及功率因数计算 、电能计 算 及统计 、 事件顺序记录及事故追忆 等。 ３ 遥控 。控制各 电气 间隔的断路器 、电动 隔离刀 闸的分 闸， ） 厶闸操 作 。控制操作可由站级工作站实现 ，也可在各 间隔层测控终端通过手动 操作完成 。实时对断路器 、主变中性点刀闸等进行分合闸操作 。 ４） 人机 联系。①图形显示 。图形包 括多种接线图 、配置 图 、系统
通 讯 层 、间隔 层 。
Ｔ ＝ 况囹 、潮流图 、曲线 棒图 、扇形 图 、地理 图 ，各类表格 、定值参数 表 、备忘 录等等 ；运行 人员能在 一次接线 图上 进行操作 ；支持图形 多 层 ， 图形既有全景又有细节 ；实时数据在平 面网内可根据 条件选择怎 使 样 显示 。② 图形关联与使用。图形系统 可以与数据库关联 ，并可根据 电 力 系统接线原理进行有机的联系 ； 具有 动画 、 动态拓扑着色功能。网络 元 素着色要 能正确 区分 各种运行状 态 ，如加 电 、接地 、冷备 用 、热备 用、 检修 、 事故及其他运行状态 ；曲线 图、棒 图、饼图等图中能同时显 示 至少４ 种颜 色的不同数据 。③打 印。打 印启动 可以定 时启 动 、人工启 动 和事件驱动 ；定时打印包括整点记 录、日报表 、月报表 、 年报表等 ，
独立系统 ，各系统分别采用集 中装置来完成 自身的功 能，其 缺点是资源
不能共享 ，设备设置重复 ，且运行的可靠性低 ，功能有限。 ２ 分散式结构 。这 种结构方式一般是按一 次回路 进行 设计。首先 ） 将设备按一次安装单位 划分成若干单元 。将控制单元 、 微机保护单元 、 数据采集单元安装在户外高压 开关附近或户内开关 柜内，并将各分散单 元用网络电缆互连 ， 构成一个完整的分散式综合 自 动化系统 。分散式结 构具有很多优点 ：各个 功能单元上既有通讯联系 ，又相对独立 ，便于系 统扩展 、维护管理，当某一环节发生故障时 ，不致 于相互影响 。此外 ， 它 的抗 电磁干扰性 能强 ，可靠性高 ，可 以把电度计量 、测量表计 、控 制 、保护 、 远动合为一体 ，可使数据统一 ，避免设备重复设置 。 ３ 集中与分散结合式结构 。这种结构方式介于集 中式 与分散式两 ） 种结构之间 ，形式较多。但 目前 国内应用较多的是分散式结构集 中式组 屏 。它具有分散式结构 的全部优点 ，由于采用了集 中式组屏 ，非常有利 于系统的设计 、安装与维 护管理 。因为 中低压变电所 的一次设备 比较集 中，所以此种结构方式 比较适用于中低压变电站。 １２ 变电站综合 自动化 系统 的主要功能 ．
２４ 注 意事 项 ．
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，
ＡＬ ，△Ｌ，△Ｌ一各单元锚 索在给定最终张拉 （ ， ， 设计锁 定 ）荷载 作用下 的伸长量 ； ＡＬ ， ， ． ，△ 一各单元锚索在给定 最终张拉 （ 设计锁定 ） 荷载作用 下的伸长量 ； 给定最终张拉泼 计锁定） 荷载作用下钢绞线束的应力 ； Ｐ 一给定最张拉 （ 设计锁定 ） 荷载作用下单根钢绞线束的荷载 ； Ａ 一单根钢绞线束 的截面面积 ； 嗍 绞线 的弹性模量 ； ＡＰ，ＡＰ 分步差异张拉之第一 、二步级张拉荷载增量 。 ． — ＾ ３）张拉程序 。 ①预张拉 ：
余钢绞线 （ 从锚具起预留５ｍ），然后支模 ，用混凝土封锚。 ｃ
２３ 高边坡滑坡监测及预应 力锚 杆 （ ） ． 索 的应力监测 路堑高边坡施Ｔ期监测主要采取地表位移监测 。必要时采用深孑 位 Ｌ 移监测 ，以坡体变形数据来修正设计并指导施工 ， 从而达到确保施工安 全并检验： 效果 的 目的。运营期的监测有地表位移监测 、地下位移监 里 测 、地下水位监测及锚杆 （ ） 索 预应力监测等。监测周期为坡体开挖 至 建成营运后不 少于一年 。根据坡体地质情况及稳定程度 ，确定滑坡监测 和应力监测的方案 ，并组织安排专业单位实施。 对于重要 、复杂 、特殊且稳定性 差的高边坡 ，锚索采用液态防腐外 锚头后需进行预应力监测 ，根据预应力损失情况进行二次张拉。 地表位移监测可在地表设 置监测点 ，也可结合深孔位移孔 口监测进 行 ；地下位移监测及地下水位移监 测应设 置监测钻孑 ；锚杆（ 应力监 Ｌ 索） 测可选取关键 、易测部位进行 长期监测。 若进行深孔位移监测 ，可根据坡 高、坡长及岩体土体 晴 ，宜布设 况 １ ５ ～ 个监测断面 ，每个断面孑 数宜为２ 孔 ，具体可根据实际情况适 当 Ｌ ～３ 调整。监测孑 深根据坡高及坡体地质情况确定 ，深度以１ ～４ ｍ为宜 ， Ｌ ５ ０ 以进入稳定地层 不小于２～ ｍ为佳。 ５
１ 变电站层。变 电站层 主要 由后 台监控 系统 、 动主站 、继电保 ） 远 护工程师站组成 。①后台监控系统 。后台监控系统 由 台或多台高档Ｐ 一 Ｃ 机和后台监控软件组成 。为 了保证系统 的可靠性和开放性 ，采用先进成 熟的ＳＡ Ａ Ｃ Ｄ 软件平台 ， 可在ＬＮ Ｘ Ｉ—Ｄ ｗ 上运行。直接通过以太 ＩＵ 和ｗ ０ ｓ 网与间隔层 的测量和保护设备进行通讯 。②远动主站。远动主站采用 高 性能工业控制计算机 ，直接连接在以太 网上同间隔层 的测量和保护设备 直接通讯。收集全站测控设备 、 保护装置数据 ，经规约转换后以约定 的 规约向调度发送 ，同时接收调度 的遥控 、遥调命令 向变 电站转发。③继 电保 护工程师站 。继电保护工程师站采用高性能工业控制计算 机 ， 直接
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应 用 方 法论
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浅谈 变 电站综合 自动化 系统设 计
胡新兴
（ 西上 饶供电有 限责任公司 ，江西上饶 ３ ４ ０ 江 ３ ０ ０）
摘 要 根据 笔者多 年Ｔ作经验 ，对变 电站 综合 自动化系 统的基本 结构及设计 思路进行 阐析 。
文 献标 识 码 Ａ 文章 编号 １７ —６ １（０ ０ ２００— １ ６３ ９７一２ １）７— １３０ １
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②锚头总位移量超过设计允许位移值 。 ③后一级荷载产生 的锚头位移增量超过前一级荷载产生位移增量的 ２ 。 倍 ④锚索材料拉断。 ２． ｌ８封孔灌浆 、封锚 ２ 预应力 张拉达 到设计值后 ，做好记号 ，观察三天，没有异常情况即 可对波纹管进行有压循环封孑 灌浆 。封孔灌浆后 ，用手提砂轮机切除多 Ｌ
１ 数据采集子系统功能 。按 电气 间隔分布配置或集 中配 置综合 测 ） 控终端 、保护装 置 ，完成开关 量 、模拟量 、脉 冲量等 信息的采集 及处 理 ，并将 处理后 的信息上传 。数据采集负责解 释设备报文进行预处理 ， 将各设备上传数据汇总后发 向主站端数据处理进程 ，同时也负责将主站 端的操作和控制命 令转化成命令报文下发至设 备，返 回执行结果等。① 所支持的规约。本系统应 支持 多种通讯规约 ，如 ：Ｉｃ ｏ７ 一５ １１ Ｅ ６ ８Ｏ — Ｏ 规