探讨电气工程中电力综合自动化系统与变电站继电保护

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1、探讨电气工程中电力综合自动化系统与变电站继电保护陈理寿（中国能源建设集团广东火电工程有限公司）随着通讯技术和微机技术等科技的运用，不仅改变以往的二次设备形式，也在缩减变电站的用地面积、减少电缆量、降低成木、实现信息共享、简化系统等方面改变了以往变电站的运行风格。由于上述的优势，电为综合自动化系统己被电力行业完全接纳，用于提高电网的管理水平。木文从继电保护综合自动化系统角度，论述了系统的相关知识，为同业者对电力的探究提供了依据。关键词：变电站；自动化系统；继电保护1引言电气综合自动化系统（简称电力综自系统）是指在各

2、种硬件措施和自动化装置的基础上，利用数据分析、通信技术、控制技术和处理技术对变电站的各类功能进行组合与优化，取代了人工操作方式，在综合管理方面实现了智能化管理，实现了低误差率，提高了变电站运行的可靠度。由于我国用电需求的增大，对电网运行的要求也越来越高，能够获得准确详细的变电站和电网运行数据，进行集中操作、集中控制和反事故措施等，通过无人值守的方式，不仅避免了人工操作的失误，乂能提高效率和电网运行的安全性。从上世纪九十年代开始国外各大知名电气公司，例如丙门子公司、通用公司、ABB公司等都不断推出各种成套的综自系统

3、，我国随着数字化设备的不断使用与发展，变电站综合自动化系统也被广大的电网用户所接受。在电网中使用综自系统有两个主要优势:（1）变电站可实现无人值守，减少一定的人工成木。（2）在高中压的变电站中使用综自系统可综合多种技术，采用更加可靠的控制系统，提高运行的安全性。2变电站综合自动化系统设计原则随着各种高科技技术的运用，综自系统的结构体系也随之发生改变，其功能、性能与可靠性等都得到提升，变电站的综合自动化系统结构主要奋集中式的结构形式、全分散式的结构形式、分层分布式的结构形式。2.1集中式结构形式集中式是指用功能比较

4、强大的计算机向外增加多个I/O接口，对变电站的开关量和脉冲量等信息进行集中采集和处理，依次完成微机的监控、自动控制及保护等功能。集中式系统并不是只冇一台微型计算机。人多数集中式系统是由不同的计算机完成微机的保护、监控和调度等功能，只是不冋的微型计算机承担的任务有所不同。例如一台微机保的计算机可能需要承担多个冋路的低压线路微机保护计算；数据的采集与处理等多个任务等，集中式系统的结构如图所示：图1集中式结构形式集中式结构具有如下优点:（1）可臥对变电站的数字量、开关量、模拟量信息进行实吋采集，完成变电站的实吋监控、数

5、据采集、打印、制表等功能；（2）可从对变电站的进出线和主要设备进行保护；（3）体积小、结构紧凑，较大的减少了用地面积；（4＞成本低，对于小规模的变电站较为实用。集中式结构的缺点:（1）功能较为集中在少数几台计算上，如果一台微型计算机出现差错或故障，对电网和变电站的运行影响较大。只奋采取双机并联的运行方式可提高集中式系统的可靠性；（2）组态太呆板，对于不同规模的变电站或者不同的主接线，集中式系统的硬软件都需要重新设计，造就工作量过大；（3）软件设计较为复杂，修改和调试工作太繁琐；（4）与常规的一对一保护方式相比，集

6、中式系统不够直观，且与维护和运行人员的4惯不同，这种系统较适用于逻辑较为简单的保护。集中式系统在许多方面的处理都不够理想，在微机技术出现之后，综自系统的结构也得不断的改进。2.2全分散式结构形式硬件结构是一个完全分散式的综合自动化系统，以母线、断路器、变压器等一次主设备为安装单位，在一次主设备的开关屏上就地分散安装控制、巧护、闭锁、输入/输出等单元，主控单元在主控制室内，与这些分散的单元通过现场总线进行通信,主控单元通过网络与监控主机进行联系。这种完全分散型结构的综合自动化系统的主要特点如下：1.完全依主设备分散

7、安装系统部件。2.能够节约控制室的面积。3.能够节约二次电缆的使用4.系统综合性强。2.3分层分布式结构形式在分层分布式结构的变电站综合自动化系统中,整个变电站的一次、二次设备分为3层，即设备层、间隔层和变电站层。在所分的3层中，设备层位于0层，间隔层为1层，变电站层称为2层。变电站综合自动化系统主要在1层和2层，即间隔层和变电层。设备层主要指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及辅助节点,也包括电流互感器、电压互感器等一次设备。间隔层一般按断路器间隔来划分、具有测量、控制部件或继电保护部件。控制、测量部分完成该单

8、元的监控、测量、联锁、操作控制及事件顺序记录等功能；保护部分完成该变压器或电容器或单元线路的故障记录、保护等功能。变电站层包括远动通信机、站级监控主机等。变电站层设局域网和现场总线，使各主机之间、监控主机与间隔层之间能够交换信息。图2分层分布结构形式3变电站综合自动化系统功能3.1实现对复杂故障的准确定位有三种装置的测距原理：一种是单端电气量法，这种方法也叫A型测距法。它