变电站基本知识导入.docx

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变电站基本知识导入

变电站基本知识导入

汽车最主要的功能是快速行驰，由发动机、齿轮、轮胎等完成。

但前提必须是安全、正确。

方向盘、速度表、油表、……是保证安全、正确所必需的设备。

我们观测这些设备所产生的数据，就可以随时调整汽车的行驶路线、速度以到达目的地。

同理，变电站是电力系统变电、输电的一个环节，主要功能是接受电能、变换电压和分配电能，由导线、变压器、开关设备、高压绝缘子等完成。

同样，前提是安全、可靠、经济……。

因此，就需要依不同要求配置各类自动控制装置（RTU、保护等）与通信系统，组成信息与控制子系统。

我们观察这个子系统所产生的数据，随时进行调整，就可以确保用户获得安全、经济、优质的电能。

而构建该子系统，需要了解

——变电站运行过程中产生的数据是什么

——这些数据如何收集

——通过什么方式、什么路径送到什么地方给哪些相关人员观测

一、变电站的设备构成

1、一次设备

变电站主要设备示意图

1—变压器；2—导线；3—绝缘子；4—互感器；5—避雷器；6—隔离开关；7—断路器

2、二次设备

变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等

二、变电站的主要工作

变电站的管理工作有很多内容，非常重要的是：

安全管理、运行管理、设备管理。

工作任务是：

——使用和维护电力设备，使之保证长期连续对外供电

——监控电力设备运行情况，作好各项监控记录，以便将来作为技术或故障分析的原始资料

——有些变电站还具有监控线路运行状况的功能

通俗地讲就是：

监视变电站各运行设备（1—变压器；2—导线；3—绝缘子；4—互感器；5—避雷器；6—隔离开关；7—断路器）的工作情况，保证变电站的功能最大发挥。

带来的问题就是：

如何监视？

也就是说，我们监视什么数据？

这些数据从哪来？

通过什么方式监视？

三、变电站的数据

1、按数据类别：

①模拟量

各母线电压，主变各侧及每路进出线的电流，有功、无功功率；主变温度；所用变压器、分段回路电流等。

②状态量

断路器、刀闸的位置状态，事故跳闸总信号，保护动作的事故信号和预告信号，故障告警信号等。

③数字量

系统频率，各馈线，主变各侧的有功、无功电度脉冲及累计值。

2、按设备类别

1）主变压器：

模拟量、信号量；

——高压侧：

有功功率、无功功率、三相电流、有功、无功电量，断路器状态量，隔离开关和接地刀状态量、保护动作信号、整定值。

——低压侧：

有功功率、无功无率、三相电流、有功、无功电量，断路器状态量，隔离开关状态量、保护动作信号、整定值。

——主变温度、油压。

2）开关量

——高压侧：

断路器控制，保护定值修改

——低压侧：

断路器控制，保护定值修改

——有载调压变压器调压（有载调压控制：

升压、降压、急停、，分接头档位显示）

3）出线

——模拟量：

三相电流（10kV出线的A、C相）、有功功率、无功功率和有功无功电量

——信号量：

断路器状态、隔离开关状态量、接地刀状态量、保护动作信号、保护定值量、机构动作信号量、弹簧机构储能信号

——开关量：

断路器控制、保护定值修改

4）10kV电容出线

——模拟量：

A、B、C相电流、有功功率、无功功率和有功无功电量

——信号量：

断路器状态、隔离开关状态量、接地刀状态量、保护动作信号、保护定值量、机构动作信号量、弹簧机构储能信号

——开关量：

断路器控制、保护定值修改

5）两侧母线电压

——模拟量、信号量：

UA、UB、UC、HZ、C0Sφ

——35kV电压互感器：

电压互感器刀闸位置、计量回路消失信号

——10kV电压互感器：

电压互感器刀闸位置、计量回路消失信号

6）其他遥信量

——全所事故总信号

——控制回路断线总信号

——综合自动化设备遥控电源消失信号

——综合自动化设备通信故障信号

7）直流系统模拟量

——控制母线电压、电流

——蓄电池组电压

——充电电流

——充电装置输出电压

——直流电源故障信号：

充电装置异常信号

——蓄电池组熔断器熔断信号

——直流母线电压异常信号

——直流系统绝缘降低信号

——遥控转为当地控制信号等

3、按变电站功能模块分类

——仪器仪表及测量控制数据：

——继电保护及自动装置数据：

——当地监控数据：

四、数据的采集

对于我们从事系统集成行业来说,个人觉得,数据分类还是按照“变电站功能模块分类”为好。

因为变电站二次产品设备的应用也是按照“功能模块”实施的，如：

RTU、保护和自动控制、电表、……等。

1、RTU（RemoteTerminalUnit）相关数据

电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，简称RTU，是调度自动化、变电站自动化、无人值守变电站、配电自动化和过程控制自动化系统中的关键设备。

RTU的职能是采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令。

目前RTU终端具有“五遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调，遥视。

可以说，一个RTU解决一个变电站所有表征电力系统运行状态的模拟量和状态量。

2、继电保护产品相关数据

对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。

因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路、母线等）使之免遭损害，所以沿称继电保护。

可以看出，一个元件、一条线路对应一个保护产品，如：

110kV线路保护、35kV线路保护、变压器保护、电容器保护、……等。

3、当地监控相关数据

除了RTU、继电保护产品所产生的数据外，变电站当地监控除了上述所需数据外，还有就是变电站视频信息等。

涵盖遥视、门禁、消防、环境和动力监测。

上述RTU数据、继电保护数据、当地监控等变电站内所有的电气量和非电气量的数据，都是由各相关类设备采集的，如：

我们所知的RTU产品、保护产品、测量控制产品、电度表等。

五、数据的传输

我们不可能在每个变压器、每个开关、每个断路器旁边时时有人来监视这些设备运行状态，尤其是计算机与通信技术发展到今天。

上述RTU、微机保护、智能电表等产品，就是利用计算机与通信技术，将我们需要监视变压器、开关、断路器等运行状态的数据自动传输到变电站的运行人员、管理人员处，达到监视的目的，完成工作任务。

由于计算机及通信技术发展迅猛，前期RTU、微机保护等较先进的通信方式（串行通信RS232）已落后于如今的网络通信方式。

再者，变电站的设备更新投资数额巨大，让所有变电站全部更新为网络通信方式是不切实际的。

故：

变电站运行设备的数据传输就存在两种方式：

总线方式和网络方式。

1、现场总线方式

它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。

现场总线使自控系统与设备具有了通信能力，把它们连接成网络系统，加入到信息网络的行列。

它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动比系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。

这是项以智能传感器、控制、计算机、数字通信和网络为主要内容的综合技术。

东方电子主要为FDKBUS总线，而南瑞为F—NET总线，四方则是LANWORK总线。

也有使用CANBUS总线的。

2、网络方式（局域网信息传输）

网络大家都清楚，就不多说了，记住重要的是：

在该系统中各计算机既能独立工作，又能交换数据进行通信。

六、数据的监视

监视数据的目的就是（只针对变电站，各调度层面后续）：

安全监控和运行分析、断路器的遥控操作、电力电容器的投切、负荷控制功能、向上一级调度传送必要的实时信息等。

七、小结

概括来说，现阶段变电站的管理化是在变电站应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬件系统或自动化装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。

其实现路线是：

八、图示

1、出线

出线来自母线端，经高压开关、断路器后进入下一级。

除了这些设备的状态需要检测，电流、电压也是必须的，所以带有电流、电压互感器。

2、变压器

同理。

3、典型系统图

4、设备数据示意图

图上可以看出，两台变压器、两段母线、4条出线。

需要监测的主要数据有……（参见“变电站数据”章节）。

5、数据采集传输示意图

九、常用一次系统接线符号