变电站综合自动化
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变电站综合自动化. 杭州电子科技大学 自动化学院. 传统变电站控制的问题. 安全、稳定性不够。 难以保证供电质量。 占地面积大。 无法满足快速计算、实时控制的要求。 维护工作量大。. 变电站综合自动化的概念. 变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、通信技术、信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护、与上级调度通信的综合性自动化功能。. 变电站综合自动化的特点.

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Presentation Transcript


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变电站综合自动化

杭州电子科技大学 自动化学院


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传统变电站控制的问题

  • 安全、稳定性不够。

  • 难以保证供电质量。

  • 占地面积大。

  • 无法满足快速计算、实时控制的要求。

  • 维护工作量大。


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变电站综合自动化的概念

变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、通信技术、信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护、与上级调度通信的综合性自动化功能。


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变电站综合自动化的特点

  • 利用微机和大规模集成电路组成的自动化系统代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏。

  • 利用微机保护代替常规保护。

  • 能采集完整的运行信息,利用计算机的高速计算与逻辑判别能力实现监视、控制、运行报告等功能。

  • 功能综合化、结构微机化、监视屏幕化、运行管理智能化。


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综合自动化的优越性

  • 提高安全稳定性。

  • 提高电压合格率。

  • 提高运行管理水平。

  • 缩小占地面积。

  • 提高设备可靠性,减小维护工作量。


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变电站自动化的发展

  • 分立元件阶段

  • 微机化的智能元件阶段

  • 综合自动化阶段


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变电站综合自动化与无人值班

  • 无人值班是管理模式,综合自动化是技术水平。

  • 常规保护和常规控制的时代。

  • 两遥功能。

  • 四遥功能,真正有效意义上的无人值班。

  • 综合自动化比四遥功能在技术水平上有很大提高。


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国内应用的分类

  • 控制和监视

  • 微机保护

  • 电压和无功自动控制

  • 低频减载

  • 备用电源自动投入


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监视和控制

  • 数据采集

    模拟量、数字量、电能量

  • 故障记录与事件顺序记录SOE

  • 控制与操作

  • 安全监视

  • 人机界面

  • 数据处理与统计


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微机保护

  • 微机保护的种类

    • 高压输电线的主保护和后备保护

    • 馈线的保护

    • 主变的主保护和后备保护

    • 补偿电容的保护

    • 母线保护

    • 不完全接地系统的单相接地选线

    • 故障录波


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微机保护

  • 微机保护的优点

    • 实现算法灵活。

    • 性能稳定,可靠性高。

    • 设备自检和自恢复。

    • 运行维护工作量小,现场调试和整定方便。


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电压和无功控制

  • 调控目标

    • 维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压的运行波动范围(以额定电压为基准)

      500(330)kv变电站的220kv母线,正常时0%~+10%,事故时-5%~+10%

      200kv变电站110kv母线,正常时-3%~+7%,事故时±10%

      配电网10kv母线,10.0~10.7kv

    • 保持电力系统稳定和合适的无功平衡。

    • 在电压合格的条件下实现使电能损耗最小。


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电压和无功控制

  • 调控措施

    • 调整变压器的分接头位置。

    • 补偿电容器。

  • 控制方式

    • 集中控制。

    • 分散控制。

    • 关联分散控制。


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自动低频减载

  • 控制目标

    运行规程规定:电力系统的允许频率偏差为±0.1Hz;系统频率不能长时间运行在49.5~49Hz以下;事故情况下,不能较长时间停留在47Hz以下;系统频率瞬时值不能低于45Hz。


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自动低频减载

  • 低频减载的任务

    在系统发生故障,有功功率严重缺额,频率下降时,需要有计划、按次序切除负荷,并保证切除负荷量合适。

  • 低频减载的控制方式

    基本轮和特殊轮

    一般基本轮第一轮整定频率为48.5~47.5Hz,最末轮46.5~46Hz,相邻两轮频率整定差0.25~0.5Hz,时间差0.5s。特殊轮整定频率一般在49~47Hz间,动作时限15~20s。


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自动低频减载

  • 实现方法

    • 采用专用的低频减载装置。

    • 分散到每条线路的保护装置中。


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自动低频减载

  • 对低频减载装置的要求

    • 在各种运行方式下和功率缺额条件下,有计划地切除负荷,有效防止系统频率降到危险点以下。

    • 切除负荷尽可能少,防止超调和悬停现象。

    • 馈线或变压器故障跳闸造成失压时,应可靠闭锁,不能误动。

    • 电力系统发生低频振荡时不能误动。

    • 电力系统受谐波干扰时不能误动。


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备用电源自动投入

  • 明备用:正常由1B供电,1B或1DL故障断开后,BZT自动投入2DL,由2B供电。

  • 暗备用:正常1B、2B都供电,1B故障时,BZT自动投入3DL或5DL保持供电。


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变电站综合自动化的结构

  • 分层集中组屏模式

    单元层+变电站层

    • 单元层按功能划分,开关量输入、输出,模拟量输入、输出,元件保护、自动装置各为单独模块。

    • 变电站层包括监控主机和远动主机。变电站层通过现场总线或局域网与单元层通信。

    • 所有保护屏、数据采集屏、控制出口屏全部安装在中央控制室内,需要较多的控制连接电缆。


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  • 分层分散模式

    间隔层+变电站层

  • 间隔层按高压间隔划分,以每个电网元件为对象,集测量、控制、保护于一体,设计在同一个机箱中,将这种模块单元安装在一次主设备的开关柜中。

  • 各模块单元与监控主机通过网络联系。

  • 高压线路保护,变压器保护,自动装置(备自投、电压无功控制,低频减载)仍可安装在中央控制室内。


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