电力系统的综合自动化

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1、电力系统的综合自动化电力系统的综合自动化控制系统应具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点。随着计算机技术的迅速发展，电力系统的综合自动化控制系统的微机化进程越来越快，微机化将是我国电力系统综合自动化控制系统的发展方向。本文所介绍的分层分布离散式控制方式的变电站综合自动化控制系统是一种集控制、保护、测量及远动等功能为一体的微机控制系统。相对于传统的以仪表框、控制台中央信号屏等组成的控制系统，它是一种以计算机为主的、将变电站(所)的二次设备(包括测量、信号、控制、保护、自动装置和远动)经过功能组合而形成的标准化、模块化

2、、网络化和功能化的现代化计算机综合控制系统，适应了现代生产发展和能源管理的要求。下面就该综合控制系统中的几个主要部分的设计进行分析和介绍。1系统结构与控制方案(1)系统结构系统应能对变电站的控制、保护、测量、信号传递、远动等功能实现综合自动控制和管理。由于站内强磁场干扰大，测量、控制、保护点多，谐波干扰及无线电干扰严重等原因，造成系统控制、测量和保护的综合难度较大。基于上述原因我们采用国际上最为流行的分层分布离散式控制方式，控制和保护单元均由独立的CPU构成，采用一对一结构，每一个回路由独立的CPU完成，相互之间又采用站内通讯

3、网联接在一起，可构成一个变电站集控制、保护、测量、信号传送和远动为一体的综合自动化系统。我们在实际应用中采用的是一个由多层网络组成的分层分布式综合自动化系统。整个系统从上到下依次可分为变电站层管理站、计算机网络、间隔层管理站、工业级实时网络、现场监控、保护和远动控制单元。系统结构如图1所示。在整个系统中最上层是由2～3台变电站层管理站和2～4台间隔层管理站组成，二者之间通过Novell网连接。第二层由2～4台间隔层管理站和20～40台单片机系统(或少量的PLC)构成，它们之间通过串行通讯口网连接。最下层网络是由单片机、少量的PL

4、C和继电保护装置等组件构成。整个系统在硬件配置上采用了分层分布式结构，在软件上采用了面向对象的程序设计方法。因此整个系统组态灵活、人机界面友好、功能齐全、使用方便及维护容易，满足了工程运用的要求。(2)系统控制方案根据电力系统的运行要求，对于110kV变电站我们采用微机远动、监控和微机保护分离的综合自动化控制的方案。这样设计主要是从可靠性考虑，110kV设备一般是液压操作机构，其监控及保护部分较复杂，将远动监控与保护分开是最佳的方案。同时两者之间又通过Novell网相连，每一个间隔均由一套微机远动、监控装置和一套微机保护装置构成

5、，而间隔层采用RS485或RS422总线网，其系统结构框图如图2所示。对于35kV、10kV变电站综合自动化控制系统一般可采用两种不同的设计方案。方案一：采用微机远动、监控和微机保护分离式的结构型式，即类似110kV变电站的控制系统设计结构，如图2示。方案二：采用微机远动、监控和微机保护合一的结构型式，其特点是可以减少现场二次电缆并简化接线，同时，由于35kV或10kV线路可靠性要求比110kV线路要低，按方案二把部分合并成一个微机单元，技术上是可行的，且节省了大量投资。其系统结构与框图2基本相似。只将图2中间隔层、保护管理机、

6、远动监控管理机及现场控制单元合并成一套即可。2系统的实现(1)系统的主要硬件设备1)微机远动监控系统该系统由现场远动监控系统和Novell网上的后台机(间隔层管理机)构成。现场远动监控系统由十个回路的微机远动监控单元组成，每一个单元就是一套80C196单片机系统，它包含有CPU、开关量入、开关量出、A/D转换、通讯及驱动输出等电路。它完成现场设备的监控远动功能。其控制方式采用一对一原则或二对一原则，每一个回路由一个或两个现场远动监控单元组成，每个单元都是独立的，任何一个单元出现故障或进行检修都不会影响其他单元的正常工作。其主要

7、功能如下：a全部电量的测量功能；b负荷监控功能；c通讯功能；d定值参数的远方整定功能。而Novell网上的后台机完成数据、图表、电量参数的显示与记录；电量变化过程曲线、趋势分析、人工置数及事故、事件、顺序记录、报警等功能。2)现场微机保护单元该系统中间隔层微机保护装置是由若干个微机保护单元构成，每一个单元也是一套80C196单片机系统，它包含CPU、开关量入、开关量出、A/D转换、通讯及驱动输出等电路。这些单元除与站内通讯网进行通讯以外，还实时监控电气设备的运行情况，一旦发生异常，保护电路立即动作，同时将保护动作情况送到

8、站内通讯网，每台间隔层管理站可装十个微机保护单元。①110kV线路微机保护单元根据电力系统对可靠性的要求，对于每一110kV线路采用两个保护单元，按二对一原则配置，即110kV线路微机保护是双机线路微机保护，另外，还有一套微机远动监控单元。可见，对于每一110k