牵引变电所微机综合自动化系统简介.docVIP

牵引变电所微机综合自动化系统 中铁十一局电务公司 陈 军 摘要：牵引变电所的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电所的主要设备和接触网的自动监视、测量、自动控制和微机保护 关键词：综合自动化、微机保护、逻辑、智能化 一、微机综合自化的基本概念 常规牵引变电所二次部分主要由四大部分组成，即继电保护、故障录波、就地监控和远动。这些装置由于功能、原理的不同，长期以来在电力技术部门内部已经形成了不同的专业和模式。随着微机技术应用的发展，在电力部门中对这二次部分的四大部分分别实施了微机化，但它们的硬件配置却大体相同，所采集的量与控制的对象也基本相同，于是人们便开始考虑全微机化的牵引变电所二次部分的设计与运行问题，并逐步形成了今天的牵引变电所微机综合自动化系统。 牵引变电所综合自动化是将牵引变所的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电所的主要设备和接触网的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及调度通信通令等综合性的自动化功能。牵引变电所综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、保护屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。因此，牵引变电所综合自动化系统是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在牵引变电所领域的综合应用。牵引变电所综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便地监视和控制变电所内各种设备的运行和操作。牵引变电所综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。 无人值班与变电所综合自动化是不同范畴的问题。变电所有人值班和无人值班是变电所运行管理采用“当地”还是“远方”两种管理模式中的哪一个的问题。两者表面看来没有直接的关系，但变电所自动化技术的发展和自动化水平的提高，对无人值班无疑将起很大的推动作用，它可以明显地提高无人值班变电所运行的可靠性和技术水平。 变电所综合自动化系统的基本功能体现在下述五个子系统的功能中，它们分别是： （1）监控子系统。包括模拟量、开关量和电能量数据采集；事件顺序记录SOE；故障记录；故障录波和测距；操作控制功能；安全监视功能；人机联系功能；打印功能；数据处理与记录功能；谐波分析与监视。 （2）微机保护子系统。包括变压器、输电线、电容器组、母线等的保护和不完全接地系统的单相接地选线。 （3）电压、无功综合子系统。包括补偿电容器、电抗和有载调压变压器等的微机电压无功综合控制装置。 （4）电力系统的低频减负荷控制。 （5）备用电源自投控制。 （6）变电所综合自动化系统的通信。包括内部现场级的通信和自动化系统与上级调度的通信两部分。前者有并行通信、串行通信、局域网络和现场总线等多种方式，后者以部颁通信规约与上级调度通信完成遥测、遥信、遥调、遥控等四遥功能。 二、变电所综合自动化系统的结构形式 随着集成电路技术、微型计算机技术、通信技术和网络技术的发展，综合自动化系统的结构也在不断发生变化。 1、变电所设备的分层结构 变电所一二次设备分层结构示意图如图所示。设备层主要指变电所内的变压器、断路器、隔离开关及其辅助结点、电流和电压互感器等一次设备。变电所综合自动化系统主要位于变电所层和间隔层。 间隔层又称单元层，一般按断路器单元划分，具有测量、控制部件或继电保护部件。测量、控制部件负责该单元的测量、监视、断路器的的控制和联锁，以及事件记录等；保护部件负责该单元线路、变压器或电容器的保护、故障记录等。这些独立的单元 部件直接通过局域网络（如NOVELL网、ETHER网、TOKENRING网等）、RS-422/RS-485通信接口或现场总线（如LONWORKS总线、CAN总线等）与变电所层联系。 变电所层包括全所性的监控主机、远动通信机等。 2、分层分布式变电所综合自动化系统的结构形式 分层布置式的总体设计思路是按功能设计，采用模块化结构，每个功能单元基本上由一个CPU组成。其功能单元有：各种高低压线路保护单元；电压、无功综合控制单元；数据采集与处理单元；电能计量单元等等。为了节省二次部分的大量连接电缆和缩短变电所施工周期，近年来，国外各大继电器制造商相继推出了新一代中压及低压保护装置，具有保护、控制、测量和通信四合一功能。可以将这个一体化测控保护单元分散安装在各个开关柜中，然后由监控主机通过光纤或电缆网络，对它们进行管理和交换信息。国内也类似产品，如四方公司的CSL2000变电所综合自动化系统。采用这种分散式结构的变电所