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摘要:隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展互動互補,發(fā)電廠和變電站的自動(dòng)化水平已成為衡量電力系統(tǒng)現(xiàn)代化程度的重要指標(biāo)建立和完善。本文以發(fā)電廠變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為研究對(duì)象實踐者,探討了其系統(tǒng)架構(gòu)集成技術、功能設(shè)計(jì)自主研發、關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)際應(yīng)用最深厚的底氣。通過(guò)對(duì)某發(fā)電廠變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行案例分析重要平臺,驗(yàn)證了該系統(tǒng)在提高運(yùn)行效率深刻認識、保障供電可靠性和降低運(yùn)維成本方面的顯著效果。*后應用提升,本文展望了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在智能化主動性、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化方面的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:發(fā)電廠發展的關鍵;變電站道路;綜合自動(dòng)化系統(tǒng);SCADA真諦所在;繼電保護(hù)指導;通信網(wǎng)絡(luò)
電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,發(fā)電廠和變電站作為電力系統(tǒng)的核*組成部分充分,其運(yùn)行效率進一步完善、可靠性和安全性直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的人工操作和分散控制系統(tǒng)已無(wú)法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求競爭力,綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生調整推進。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)集成計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)機製性梗阻,實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠和變電站的智能化管理機製,顯著提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平。
發(fā)電廠變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)采集提供了遵循、監(jiān)控參與水平、保護(hù)、控制和管理于一體的智能化系統(tǒng)服務效率。它通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)明確相關要求,自動(dòng)完成故障診斷、保護(hù)動(dòng)作和運(yùn)行優(yōu)化主要抓手,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的管理體製。
2.1. 監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)
2.1.1數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)采集變電所內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)構建。
2.1.2監(jiān)控:通過(guò)人機(jī)界面(HMI)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。
2.1.3報(bào)警:在設(shè)備異撤昭由?;蚬收蠒r(shí)發(fā)出報(bào)警共創輝煌。
2.2保護(hù)系統(tǒng)
2.2.1繼電保護(hù):通過(guò)繼電器和微機(jī)保護(hù)裝置,快速檢測(cè)并隔離故障進一步。
2.2.2故障錄波:記錄故障發(fā)生前后的電氣量大部分,便于分析。
2.3控制系統(tǒng)
2.3.1自動(dòng)控制:實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)操作實際需求,如斷路器分合閘解決方案、變壓器調(diào)壓等。
2.3.2遠(yuǎn)程控制:支持遠(yuǎn)程操作設(shè)備善謀新篇。
2.4 通信系統(tǒng)
2.4.1內(nèi)部通信:連接變電所內(nèi)各設(shè)備增產,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
2.4.2外部通信:與上級(jí)調(diào)度中*和其他變電所進(jìn)行數(shù)據(jù)交互方法。
2.5 輔助系統(tǒng)
2.5.1電能質(zhì)量監(jiān)測(cè):監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量參數(shù)行動力,如電壓、頻率和諧波切實把製度。
2.5.2 環(huán)境監(jiān)控:監(jiān)測(cè)變電所環(huán)境參數(shù)保供,如溫度、濕度和煙霧
Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層進行部署、間隔層二層設(shè)備組成責任,并用分層、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接保護好。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)組建,提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面,實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能系列,形成全站監(jiān)控預下達,并與遠(yuǎn)方監(jiān)控的有效手段、調(diào)度通信統籌推進;間隔層由若干個(gè)二次子系統(tǒng)組成,在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下關鍵技術,仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能了解情況。
針對(duì)工程具體情況,設(shè)計(jì)方案具有高可靠性技術研究,易于擴(kuò)充和友好的人機(jī)界面重要的,性能價(jià)格比,監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成姿勢,采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互融合,站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)首要任務。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機(jī)熱備配置。
3.2應(yīng)用場(chǎng)所:
適用于公共建筑不同需求、工業(yè)建筑發展、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級(jí)的用戶端配、用電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視和控制管理總之。
3.3.1火力發(fā)電廠
監(jiān)控和控制發(fā)電機(jī)面向、變壓器和開(kāi)關(guān)設(shè)備。
3.3.2水力發(fā)電廠
監(jiān)控水輪機(jī)研學體驗、發(fā)電機(jī)和變壓器等設(shè)備建設項目。
3.3.3 核電站
監(jiān)控核反應(yīng)堆、發(fā)電機(jī)和變壓器等關(guān)鍵設(shè)備落實落細。
3.3.4風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)
監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)相結合、變壓器和開(kāi)關(guān)設(shè)備。
3.3.5 太陽(yáng)能發(fā)電站
監(jiān)控光伏組件製高點項目、逆變器和變壓器等設(shè)備更多的合作機會。
3.5系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
3.5.1提高可靠性
通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)控制,減少故障和停機(jī)時(shí)間認為。
3.5.2提升效率
自動(dòng)化操作減少人工干預(yù)服務好,提高運(yùn)行效率。
3.5.3增強(qiáng)安全性
快速故障檢測(cè)和隔離反應能力,防止事故擴(kuò)大共謀發展。
4 系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 圖 片 | 保護(hù)功能 | ||
35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) | Acrel- 1000 | 可顯示變電站主接線圖市場開拓,模擬配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班模式大大縮短;根據(jù)順序事件記錄要落實好、歷史曲線、故障錄波更默契了,協(xié)助運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)快速故障分析先進技術、定位和排除問(wèn)題,盡量縮短停電時(shí)間不合理波動;實(shí)時(shí)采集各回路宣講手段、設(shè)備的電流、電壓積極拓展新的領域、功率配套設備、電能以及諧波、電壓波動(dòng)等參數(shù)相對開放,對(duì)配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進(jìn)行用能分析和能效管理 | |||
網(wǎng)關(guān) | ANet- 2E8S1 | 8路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口基礎,支持ModbusRtu、ModbusTCP廣泛應用、DL/T645-1997、DL/T645-2007橫向協同、CJT188-2004哪些領域、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入,ModbusTCP(主不斷創新、從)建立和完善、104(主、從)參與水平、建筑能耗大型、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳明確相關要求,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳重要意義、XML、JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸深化涉外、支持標(biāo)準(zhǔn)8GB SD卡(32GB)體系、支持不同協(xié)議向多平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù);每個(gè)設(shè)備的多個(gè)報(bào)警設(shè)置參與能力。輸入電源:AC/DC 220V合理需求,導(dǎo)軌式安裝。 | |||
35kV/10kV/6kV 弧光保護(hù) | ARB6-A6 | 動(dòng)作時(shí)間: 弧光單判據(jù)≤3.8ms 弧光電流雙判據(jù)≤7.8ms | 0.4kV~35kV:每段母線配置1臺(tái)主機(jī)充分發揮。 | ||
ARB6-A12 | |||||
ARB6-A18 | |||||
ARB6-A24 | |||||
ARB6-A30 | |||||
選配 | 2高質量、3路以太網(wǎng)接口 | ||||
ARB-S0 | 無(wú)源型廣角寬光譜探頭 (不含電池、免維護(hù)) 自帶濾光功能 全絕緣選擇適用、不含金屬成分 (沒(méi)有電氣安全隱患) 配套雙股阻燃光纖(20米) | 高壓柜:母線室配置1個(gè)弧光探頭管理,手車(chē)室和電纜室可按需各配置1個(gè)弧光探頭。 低壓柜:正對(duì)主母排處配置1個(gè)弧光探頭業務指導。 | |||
ARB-S1 | 無(wú)源型廣角紫外光探頭 (不含電池改進措施、免維護(hù)) 自帶濾光功能 ST標(biāo)準(zhǔn)接口 (國(guó)網(wǎng)應(yīng)用) 配套雙股阻燃光纖(20米) | ||||
35kV/10kV/6kV 進(jìn)線柜電能質(zhì)量 在線監(jiān)測(cè) | APView500 | 相電壓電流+零序電壓零序電流,電壓電流不平衡度還不大,有功無(wú)功功率及電能高產、事件告警及故障錄波,諧波(電壓/電流63次諧波發揮作用、63組間諧波、諧波相角逐步顯現、諧波含有率銘記囑托、諧波功率引領、諧波畸變率、K因子)示範、波動(dòng)/閃變應用前景、電壓暫升、電壓暫降運行好、電壓瞬態(tài)首次、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣部署安排、觸發(fā)及定時(shí)錄波搖籃,波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看,PQDIF格式文件存儲(chǔ)推廣開來,內(nèi)存32G推動,16D0+22D1,通訊2RS485+1RS232+1GPS資源配置,3以太網(wǎng)接口(+1維護(hù)網(wǎng)口)+1USB接口支持U盤(pán)讀取數(shù)據(jù)信息,支持61850協(xié)議。 | |||
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控特性、 節(jié)點(diǎn)測(cè)溫 | ASD500 | 5寸大液晶彩屏動(dòng)態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲(chǔ)能指示傳承、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電建言直達、核相形式、3路溫溫度控制及顯示、遠(yuǎn)方/就地支撐作用、分合閘日漸深入、儲(chǔ)能旋鈕預(yù)分預(yù)合閃光指示、分合閘完好指示同時、分合閘回路電壓測(cè)量互動式宣講、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制模式、1路以太網(wǎng)自動化、2路RS485、1路USB接口高品質、GPS對(duì)時(shí)不折不扣、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫、全電參量測(cè)溫資源優勢、脈沖輸出高效利用、4~20mA輸出; | |||
35kV/10kV/ 6kV傳感器 | ATE400 | 合金片固定,CT感應(yīng)取電講理論,啟動(dòng)電流大于5A的可能性,測(cè)溫范圍-50-125℃,測(cè)量精度±1℃服務為一體;無(wú)線傳輸距離空曠150米問題; | |||
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測(cè)量 | APM830 | 三相(1、U全會精神、kW系統穩定性、kvar、kWh集中展示、kvarh實力增強、Hz、cosΦ)搶抓機遇,零序電流In分析,四象限電能,實(shí)時(shí)及需量全面闡釋,本月和上月值非常激烈,電流、電壓不平衡度引人註目,66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄領域,支持SD卡擴(kuò)展記錄,2-63次諧波好宣講,2D1+2D0註入新的動力,RS485/Modbus,LCD顯示; | |||
變壓器繞組 溫度檢測(cè) | ARTM-8 | 8路溫度巡檢雙重提升,預(yù)埋PT100,RS485接口事關全面,2路繼電器輸出表現明顯更佳; | |||
變壓器接頭測(cè)溫低壓進(jìn)出線柜接頭測(cè)溫 | ARTM-Pn-E | 無(wú)線測(cè)溫采集可接入60個(gè)無(wú)線測(cè)溫傳感器;U技術節能、I指導、P、Q等全電參量測(cè)量國際要求;2路告警輸出流動性;1路RS485通訊; | |||
ATE400 | 合金片固定競爭激烈,CT感應(yīng)取電持續創新,啟動(dòng)電流大于5A改善,測(cè)溫范圍-50-125C,測(cè)量精度±1℃合理需求;無(wú)線傳輸距離空曠150米是目前主流; | ||||
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無(wú)線溫濕度傳感器充分發揮,溫度精度:±1℃高質量,濕度精度:±3%RH,發(fā)射頻率:5min選擇適用,傳輸距離:200m管理,電池壽命:≥3年(可更換) | |||
ATC600 | 兩種工作模式:終端、中繼薄弱點。ATC600-Z做中繼透?jìng)鞲采w範圍,ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)積極性,1路485,2路報(bào)警出口奮勇向前。 |
應(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 圖 片 | 保護(hù)功能 | 其他功能 | |
35kV/10kV/ 6kV進(jìn)線 | AM6-L |
| 三段式過(guò)流保護(hù)(帶方向、低壓閉鎖)實施體系、過(guò)負(fù)荷保護(hù)組建、PT斷線告警、逆功率保護(hù)效果較好、三相一次重合閘重要的意義、低頻減載、檢同期等多個領域、合環(huán)保護(hù)再獲、斷路器失靈保護(hù); | 操作回路應用擴展、 雙以太網(wǎng)口體驗區、 雙485口、 2路4-20mA變 送輸出活動上、 故障錄波有望、 GPS對(duì)時(shí)、 全電量測(cè)量 直流量測(cè)量
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35kV/10kV/ 6kV饋線 | AM6-L | 三段式過(guò)流保護(hù)(帶方向生產能力、低壓閉鎖)標準、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警堅持好、逆功率保護(hù)即將展開、三相一次重合閘、低頻減載特性、檢同期傳承、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù); | |||
35kV主變 (2000kVA以上) | AM6-D2/ AM-3 | 兩圈變/三圈變差動(dòng)速斷保護(hù)多種、比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)將進一步; | |||
AM6-TB | 變壓器后備保護(hù)測(cè)控、三段式過(guò)流保護(hù)(帶方向發展成就、復(fù)合電壓閉鎖)成就、非電量保護(hù)、啟動(dòng)通風(fēng)保護(hù)關註、PT斷線告警研究進展、遙調(diào)升檔、遙調(diào)降檔連日來、遙調(diào)急停快速融入; | ||||
35kV/10kV/ 6kV廠用變 | AM6-S | 三段式過(guò)流保護(hù)(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)系統、零序過(guò)流增強、過(guò)負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、控故障告警交流等、PT斷線告警更加廣闊、非電量保護(hù); | |||
35kV電機(jī) (2000kW以上) | AM6-MD | 差動(dòng)速斷保護(hù)數字化、比例差動(dòng)保護(hù)方便、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷各領域、堵轉(zhuǎn)等電機(jī)綜合保護(hù)應用領域; | |||
10kV/6kV 異步電機(jī) | AM6-M | 兩段式過(guò)流/零序過(guò)流/負(fù)序過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)進行培訓、低電壓保護(hù)發展機遇、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)保護(hù)法治力量、啟動(dòng)超時(shí)全技術方案、熱過(guò)載保護(hù)、電壓不平衡共享; | |||
35kV/10kV/6kV PT監(jiān)測(cè) | AM6-UB | PT并列/解列信息化、PT監(jiān)測(cè); | |||
10kV/6kV 電容器 | AM6-C | 兩段式過(guò)流/零序過(guò)流保護(hù)生動、過(guò)負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)新型儲能、PT斷線告警、過(guò)電壓/欠電壓跳閘新品技、不平衡電壓/電流保護(hù)範圍; | |||
35kV/10kV/ 6kV母聯(lián) | AM6-B | 兩進(jìn)線備投/母聯(lián)備投/自適應(yīng)備投求得平衡、聯(lián)切備投、三段式過(guò)流保護(hù)(帶方向引領作用、復(fù)合電壓閉鎖)加強宣傳、PT斷線告警、過(guò)負(fù)荷聯(lián)切/告警用的舒心、檢同期技術發展、合環(huán)保護(hù); |
發(fā)電廠變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用深入開展,不僅提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性更為一致,還降低了運(yùn)行成本和維護(hù)工作量等形式。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步技術的開發,自動(dòng)化系統(tǒng)將在電力系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]安可企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè) 2022.05版