電力系統中電氣自動化技術的探索
【摘要】隨著國民經濟的快速增長,電力系統中電氣綜合自 動化技術在變電領域已得到了普遍應用和發展,功能技術水平也 已日臻完菩。本文介紹了電氣自動化控制系統的監控方式和應用, 以及闡述了綜合自勸化技術的發展趨勢。
【關鍵詞】電力系統;電氣自動化;監控
1電氣自動化控制系統
1.1集中監掉方式 這種監控方式優點是運行維護方便,控制站的防護要求不 高,系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個 功能集中到一個處理器進行處理,處理器的任務相當繁重,處 理速度受到影響。
1.2遠程監控方式 最早研發的自動化系統主要是遠程控制裝置,主要采用模 擬電路,由電話繼電器、電子管等分立元件組成。這一階段的自 動控制系統不涉及軟件。主要由硬件來完成數據收集和判斷, 無法完成自動控制和遠程調解。它們對提高變電站的自動化水 平,保證系統安全運行,發揮了一定的作用,但是由干這些裝 置,相互之間獨立運行,沒有故障診斷能力,在運行中若自身出 現故障,不能提供告警信息,有的甚至會影響電網安全。
1.3現場總線監控方式 現場總線監控方式使系統設計更加有針對性,對干不同的 間隔可以有不同的功能,這樣可以根據間隔的情況進行設訊 采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外,還可 以減少大量的隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等, 而且智能設備就地安裝,與監控系統通過通信線連接,可以節 省大量控制電纜,節約很多投資和安裝維護工作量,從而降低 成本。另外,各裝置的功能相對獨立,裝置之間僅通過網絡連 接,網絡組態靈活,使整個系統的可靠性大大提高,任一裝置故 障僅影響相應的元件,不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控 方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。
2.緣合自動化監控系統應用
2.1集中模式 集中模式也就是傳統的硬接線方式,將強電信號轉變為弱 電信號,采用空接點方式和4mA}20mA標誰直流信號,通過 電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/ 0模件柜,進入DCS進行組態,實現對電氣設備的監控.這 種模式又分為直接I/0接入方式和遠程I/0接人方式兩種, 前者是將電纜接至電子間集中組屏,后者是在數據較集中且離 主控室較遠的電氣設備現場設立遠程I/0采集柜,然后通過 通信方式與DCS控制主機相連,兩者具有相同的實現技術, 本質上沒有區別。
電氣量的采集集中組屏,便于管理,設備運行 環境好;硬接線方式成熟,響應速度快。缺點主要有:電纜數 量大,電纜安裝工程量大,長距離電纜引進的干擾也可能影響 DCS的可靠性;DCS系統按“點”收費,不僅投資大,而且只有 重要的電氣量才能進入DCS,系統監側的電氣信息不完整;所 有信息量均要集中匯總至 DCS系統,風險集中,影響系統可 靠性;由于DCS調試一般是最后進行,采用集中模式通常難 以滿足倒送廠用電的要求;沒有獨立的電氣監控主站系統,無 法完成較復雜的電氣運行管理工作(如防誤、事故追憶、繼電保 護運行與故障信息自動化管理、錄波分析等高級應用功能),不 能實現電氣的“綜合自動化”。
2,2分層分布式模式 分層分布式模式從邏輯上將ECS劃分為三層,即站級監 控層、通信層和間隔層(間隔單元)。間隔層由終端保護測控單元 組成,利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計,將測 控單無和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備 附近。網絡層由通信管理機、光纖或電纜網絡構成,利用現場 總線技術,實現數據匯總、規約轉換、轉送數據和傳控制命令 的功能。站級監控層通過通信網絡,對Inl隔層進行管理和交換 信息。間隔層測控終端就地安裝,減少占用面積,各裝置功能 獨立,組態靈活,可靠性高。模擬量采用交流采樣,節省二次電 纜,降低了成本,抗干擾能力增強,系統采集的數據精度大大提 高。系統采集的數據量提高,監控信息完整,能實現在遠方對 保護定值的修改及信號復歸,運行維護方便。分布式結構方便 系統擴展和維護,局部故障不影響其他模塊(部件)正常運行。設置獨立的電氣監控主站,便于分步調試和投運,滿足倒送電的 要求。同時有利于廠用電系統的運行、維護和檢修。
3,綜合自動化技術發展趨勢
由于我國電力系統綜合自動化技術起步較晚,在很多方面 與國外技術水平還有很大差距,所以需要我們在學習和借鑒國 外先進技術的同時,結合我國的實際情況,研究和開發更加符 合我國國情的綜合自動化系統。
3.1保護、控制、側量一體化 鑒于目前的運行體制、人員配備、專業分工,我國的自動化 系統主要采用站內監控采集數據而保護相對獨立的模式,以提 供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術合理性、減少 設備重復配置、簡化維護工作量以及發展趨勢等方面考慮,將 保護與控制、測量結合在一起會更有優勢。
3.2國際標準的應用 近年來,I ED電力自動化方面有了廣泛應用。為了實現不 同廠家IED設備的信息共享和互操作性,使廠站電氣綜合自 動化系統成為開發系統,國際電工委員會制定了IEC61850國 際標準。為了與國際接軌,國內已經開始了基于IEC61850標 準的電氣綜合自動化系統的產品研發,相信這將是未來自動化 系統的一個發展方向。
3.3以太網技術的興起 隨著電力系統的發展,綜合自動化系統需要傳輸的數據越 來越多,對通訊的實時性要求越來越高,以速度快.傳輸數據 量大為特點的以太網滿足了這一要求。以太網最典型的應用形 式是Ethernet+TCP/1P,未來的發展應該是在繼承了以太網 技術的基礎上,結合工業過程應用,產生新一代以以太網為核 心的現場總線技術。
4、結語
自動化技術在電力系統中的應用越來越廣泛而深入,這也 使電網管理方式產生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用 使一些概念不斷被更新和修正,傳統的技術界線逐漸模糊,各 種原來看似不相關聯的技術會彼此融合和滲透,這些推動著電 力自動化系統的不斷發展和變化。
參考文獻:
羅宇杰.淺談電氣自動化在電力系統中的應用.廣東科技,2007-10-23.
責任編輯:電力交易小郭
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