什么是变电站微机监控系统的操作监控

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-10
什么是变电站监控系统

变电站监控是针对电力行业用户的使用特点,结合工业控制、安防管理以及数字视频等,利用电网现有的网络资源,设计了集遥视系统、门禁系统、消防系统、环境和动力监测系统多功能子系统于一身的网络化综合安保管理系统。

110kv变电站运行监控,每天的工作,检查与记录

  1、变电站微机监控系统概念
  变配电所是电力系统组成的一个重要环节,是电力网中线路的重要连接部分,其作用是变换电压、汇集和分配电能。变配电所能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全,因此对变电所进行监控和保护具有十分重要的意义。
  变电所计算机监控技术是利用现代自动化技术、电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起。完成调度端遥测、遥信、遥控、遥调四遥功能。改进供电质量,力求供电最为安全、可靠、方便、灵活,经济,变配电管理更为有效,从而改善供电质量,提高服务水平,减少运行费用。
  近年来,变电所计算机监控技术得到了迅速的发展,但为更好的保证计算机监控系统性能的安全可靠、运行稳定,还应提高变电所的抗电磁干扰能力。

  2、系统构成
  变配电所计算机监控系统由带有通讯接口的采集控制模块:多功能电力综合仪表、开关量采集模块、电流量采集模块、模拟量采集模块、继电器控制输出模块、现场管理机、24V直流电源以及中央管理机等组成。中央管理机是本系统的集中管理中心。一般安置在有人值班的总值班室内,用于整个变配电系统的实时状态显示、参数统计、数据分析、历史记录、故障报警、控制、报表打印等。

  3、系统内容
  3.1 变配电所计算机监控系统的硬件部分
  对35kV以下的高压中心配电站主进、出线、母联可采用电力综合仪表来实现遥测、遥信、遥控功能。该仪表与CT、PT直接相连,采集高精度交流信号,经过离散数学计算,即可测量出各个回路电量参数(测量精度为0.5%),该仪表具有八路开关量输入,四路继电器输出,同时带有自检功能,可与综合继电保护装置配合使用。
  (1)将CT、PT直接接入电力综合仪表测量回路中,即可测量出该回路的电量参数。实现该回路的“遥测”;

  (2)该仪表的八路开关量输人分别采集该柜中断路器的分合闸状态、手车工作位置、电机储能状态以及接地刀闸位置,同时对综合继电保护装置中的故障跳闸信号和内部故障进行采集、分析,给予报警,并显示该回路的故障类型。实现该回路的“遥信”;
  (3)该仪表的继电器输出分别接至断路器的分、合闸线圈上,实现断路器的远程控制,即断路器的“遥控”。
  在0.4kV低压主进、母联同样采用电力综合仪表来实现“三遥”功能。该仪表与CT、母线直接相连,采集高精度交流信号,测量该回路的实际电量,实现遥测,同时对主进、母联开关的断路器合、分闸状态,框架式开关的位置以及故障报警等开关量实现遥信,并对断路器实现远程遥控。
  3.1.1 遥信
  利用开关量采集输入模块采集各出线回路开关分合闸状态、开关故障报警信号、失压报警信号、过压报警信号以及框架式开关的位置,并对变压器的风机状态、高温、超高温信号等开关量实现监控,一个单独模块一般可采集16路开关状态。
  3.1.2遥测
  (1)通过电流量输人采集模块采集各出线回路的各相电流,单个模块可采集16回路电流。每一个回路可以由电流量输入模块采集该回路的电流,并根据测量的实际电压、功率因数等来计算该回路的实际用电量。
  (2)通过模拟量输入模块采集变压器的温度信号、湿度信号以及液位信号等模拟量信号(各个模拟量信号需有4—20mA或0—5V输出)。
  3.1.3遥控
  通过继电器控制输出模块分别对低压各出线回路(带有电动操作机构、失压脱扣器的开关)实现开关的远程分、合闸功能。
  现场管理机在本系统中位于中央管理机与各模块之间,作为一级底层控制单元,增加系统的可靠性。其功能是:进行现场调试,利用现场管理机动性对各模块进行现场参数整定,独立完成现场显示工作,并将信号整理后通过通讯线(ILS485)发送给中央管理机,同时接受中央管理机所下达的命令。可作为中央管理机的备用机,具有显示功能、自检功能。
  3.2 变配电所计算机监控系统的软件部分

  变配电所计算机监控系统所安装的监控软件是基于Windows环境下的电力系统专用组态软件,能够运行在MicrosoftWindowsNT、2000、XP平台上。给用户提供的是全中文界面,简洁的画面设计、灵活的组态方式,高性能DDE驱动程序,支持诸多工控产品,并遵循开放式数据库联接(ODBC)标准。允许通过第三方,如Microsoft Access,SQL Server等访问本系统数据库。
  3.2.1监控系统的的基本功能要求:
  微机的监控系统是用户掌握和控制设备运行状况的主要途径,特别是保护设备的可靠性的提高已经简化了人机接口和就地控制的功能,所以更应具有性能安全可靠、运行稳定、功能完善、人机界面友好、便以扩展、扩容、修改和增加新的功能、接口简单,重新安装和运行维护方便,最好能是各设备厂家可以统一使用的适用于不同通讯方式的监控系统。
  3.2.2 监控系统基本功能
  (1)显示功能
  显示变配电站实际开关柜体图、一次系统图,并在一次系统图上显示各开关的分、合状态;
  显示各配电回路的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率以及功率因数等电量参数;
  显示各开关的分、合状态和事故报警类别等;
  显示各回路电量参数的实时曲线图;
  显示变压器的运行状态以及高温、超高温报警及瓦斯保护;
  显示其他工艺设备的运行状态及故障情况。
  (2)报警功能
  状态报警:当变配电系统的开关出现过载跳闸、短路故障跳闸以及综合继电保护装置内部故障时,计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称、事故类别。
  超限报警:当变配电系统的各电量参数出现超过额定值时或其他工艺设备超限运行时,计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。
  三相不平衡系数报警:当变、配电系统的三相电流或三相电压值出现不平衡时(可自定义范围),计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。
  (3)控制功能
  在变配电站总值班室中央管理机处,可以通过鼠标器控制各种高、低压开关(带有电动操作机构或者带有交流接触器)的合闸和分闸;同时也可实现电气闭锁功能,以防止具有闭锁回路的开关误操作;

  在中央管理机处鼠标下达操作命令时具有密码识别功能,只有操作人员输入正确密码时才可下达操作命令。
  (4)统计和打印功能
  统计和打印所监控的所有电流值、电压值、功率值、频率值、功率因数值以及这些参数一天24小时变化曲线;
  统计和打印各断路器运行状态变化时间及故障报警时间和类别;
  统计和打印各断路器的操作时间及操作人员代码;
  统计和打印有功电度、无功电度的一天24小时内单位小时用电量及电量图,同时具有峰谷计费功能。
  (5)历史记录
  值班室计算机软件能将所监测并统计的各种电量参数、各断路器或开关的状态变化时间、报警故障类别、操作人员代码和时间、开关机时间等永久保存,以便对整个变、配电系统的运行情况进行分析。
  (6)通讯功能
  系统内部遵循KS485通讯协议。与上位机通讯遵循RS485或TCP/IP通讯协议。
  (7)自检功能
  系统应具有完善的自诊断功能。当系统发生故障时,诊断功能将提供详细的故障信息,以便及时排除故障。

  4、系统特点
  4.1 变配电所计算机监控系统的末端数据采集与控制单元直接安装于开关柜内,采用交流采样直接从电流互感器或电压互感器取交流0-5A电流信号或交流0-100V电压信号(380/220V低压系统直接取交流0-220V或0-380V电压信号),不再需要各种电量变送器,开关柜上各种测量仪表可以取消,外部电缆只有一根通信电缆与供电电源电缆,设计与施工简单。
  4.2 虽然智能化开关和智能开关柜本身已经具备监控功能,只要设计一根通信电缆引至值班室中央管理机,就可以实现集中监测与远方调度。但由于各厂家的通讯协议不统一,实现联网较困难,开关柜内的继电保护、信号与控制回路仍保留。因此,如何统一通讯协议,是系统未来发展方向,这样系统将更加简单。

  4.3 变配电所计算机监控系统对高次谐波的监控、记录和保护有待于完善。
  4.4 应用新技术,一次断路器设备无油化,二次控制元件无触点集成模块化,提高了设备运行可靠性,减少了设备维修工作。
  4.5 变电所负荷调整、电压调节及电量报表等工作都由调度直接完成,改变了过去那种调度下令,变电运行人员接令执行操作的繁琐环节,降低了变电所运行误操作事故的发生。
  4.6 调度可直接监视变电设备运行情况,发生故障能及时、准确地提供原始数据,为事故处理提供方便。

  1.概述

  近几年来随着微机保护技术升级换代的飞速发展和城、农网改造的不断深入,微机保护在电网内的应用也非常的广泛,我局110kV及以上变电站在近几年中虽然已全部完成无人值守改造,实现了自动化,但是,由于当时的自动化技术不成熟,监控系统的性能不太稳定,而且保护装置也没有随着综合自动化的改造进行相应的更新,监控装置通讯故障时有发生。调度端对变电站设备的监控时常会发生中断现象,严重地影响设备的安全稳定运行,也极大地增加了设备维护的工作量。今年,我局对2座220kV变电站进行综合自动化改造,有4座110kV变电站由于保护装置使用年限到期,而进行保护和监控系统的更换。运行中更好地加强对新设备的监控,是变电站技改工作中需要解决的重要问题之一。

  2.信息传输

  由于目前微机保装置和监控装置的性能已经达到一个比较稳定的水平,而且装置智能化程度也越来越高,装置本身的自检功能也非常的完善,能够及时检测并上报存在的问题,使保护装置运行的可靠性有了保障。同时保护装置在运行中自身的故障率也在逐年下降。但是,由于电力系统出于对安全生产的需要和以往设备运行的经验,虽然现在新设备的性能提高了,但对新设备的监控要求也随之提高。

  由于目前110kV以上的保护装置保护功能比较完善,提供的设备信息量也很多,针对电压等级为110kV及以上的微机保护装置,各个厂家几乎都有专用的独立测控装置。保护装置把所需的各种遥测,遥信和遥控量送到测控装置,再由测控装置通过网线与通讯总控屏进行通讯,这样可以很好满足对保护装置的监控要求。


  但是由于35kV和10kV的保护装置由于电压等级低,保护配置和一次设备相对简单,提供的信息量比较少,所以保护装置没有与之相对应的独立的测控装置,而是把保护功能和测控功能合二为一,既是保护装置也是测控装置,保护装置通过网线直接与通讯总控屏进行通讯。

  虽然35kV和10kV保护装置的电压等级低,但是35kV和10kV的设备往往都是直接与用户相连的,是电力系统与用户之间联系的纽带,有些用户还是重要负荷,不能随意停电。因此,对35kV和10kV保护装置以及相应设备的监控也显得非常重要,虽然装置的功能和性能和以前的产品相比有很大的提高,但由于35kV和10kV保护装置往往是就地安装在高压开关柜上,运行的环境条件相对比较差,而且一次设备的事故几率也相对较高,所以装置的故障几率也相对要高一些。由于装置仅依靠通讯线与通讯总控单元进行通讯,一旦通讯线损坏或通讯插件损坏,就会导致通讯中断,使调度无法对保护装置和一次设备的工况进行监控,一旦设备出现故障调度也无法及时掌握实时信息。如果是装置插件故障而没有备件及时更换,将不会及时恢复,调度将有无法对设备进行监控,从而给安全生产带来隐患。特别是当装置电源插件损坏后,保护装置将退出运行,此时通讯也会中断,在调度端只能看到设备通讯中断的事故报文,但无法知道是什么原因造成的通讯中断,若此时还当一般情况下的通讯中断不及时处理,一旦出现设备事故后果有可能是非常严重的。

  3.远动信号

  保护装置提供的信息量内容丰富,并可提供一定数量的远动信号空接点,这些远动信号虽然数量很少,但信息的覆盖面却是非常的广泛,几乎囊括了装置所有的异常信息,如图3所示。只是由于没有专门的测控装置来接入这些信号量,而且从通讯网线传送的信号很全面也很稳定,这些接点一般都没有利用。

  其实解决问题的关键就在于这些远动信号,因为一旦装置是因为通讯功能出现故障导致通讯中断,但此时保护功能的运行是正常的,保护装置一旦有动作或者异常情况时,这些远动信号是可以正常发出的,如果把这些远动信号送到调度,那么在装置通讯的中断的后调度依然可以收到装置发出的信号,譬如开关位置,装置异常和保护动作等信号,可以对装置实施有效监控。

  如何将这些信号正确有效地送到调度呢?虽然没有专门的测控装置来接入这些信号,但是在通讯总控屏或者公共测控屏上或多或少都有一些备用的遥信量引入端子,我们可以根据需要将这些遥信量用电缆引入到这些备用端子上,将相应的遥信定义写进监控系统的数据库中,并传送至调度端,这样就可以保证在装置通讯中断的情况下,信号仍能够通过通讯总控单元传送至调度,使值班调度员仍能看到装置发出的几个重要遥信量,将大大提高了调度对装置的监控能力。

  从以上分析可以看出,将35kV及以下保护装置的重要遥信量通过电缆引入通讯总控屏的公共测控装置中,在保护装置通讯中断以后仍有可能对装置实施监控,虽然这种监控方式是有限的,不全面的,但足可以让调度员了解设备是否处于正常运行状态,是满足对设备安全稳定运行的要求的。

  4.结语

  综上所述,只要公共测控装置有足够的开入量端子,那么对装置通讯中断后的监控问题就可以迎刃而解,毕竟通讯总控装置通讯中断导致全站设备失去监控的故障几率相对于单个保护装置通讯中断的故障几率来说还是小的多的。



1、变电站微机监控系统概念
变配电所是电力系统组成的一个重要环节,是电力网中线路的重要连接部分,其作用是变换电压、汇集和分配电能。变配电所能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全,因此对变电所进行监控和保护具有十分重要的意义。
变电所计算机监控技术是利用现代自动化技术、电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起。完成调度端遥测、遥信、遥控、遥调四遥功能。改进供电质量,力求供电最为安全、可靠、方便、灵活,经济,变配电管理更为有效,从而改善供电质量,提高服务水平,减少运行费用。
近年来,变电所计算机监控技术得到了迅速的发展,但为更好的保证计算机监控系统性能的安全可靠、运行稳定,还应提高变电所的抗电磁干扰能力。
2、系统构成
变配电所计算机监控系统由带有通讯接口的采集控制模块:多功能电力综合仪表、开关量采集模块、电流量采集模块、模拟量采集模块、继电器控制输出模块、现场管理机、24V直流电源以及中央管理机等组成。中央管理机是本系统的集中管理中心。一般安置在有人值班的总值班室内,用于整个变配电系统的实时状态显示、参数统计、数据分析、历史记录、故障报警、控制、报表打印等。
3、系统内容
3.1 变配电所计算机监控系统的硬件部分
对35kV以下的高压中心配电站主进、出线、母联可采用电力综合仪表来实现遥测、遥信、遥控功能。该仪表与CT、PT直接相连,采集高精度交流信号,经过离散数学计算,即可测量出各个回路电量参数(测量精度为0.5%),该仪表具有八路开关量输入,四路继电器输出,同时带有自检功能,可与综合继电保护装置配合使用。
(1)将CT、PT直接接入电力综合仪表测量回路中,即可测量出该回路的电量参数。实现该回路的“遥测”;
(2)该仪表的八路开关量输人分别采集该柜中断路器的分合闸状态、手车工作位置、电机储能状态以及接地刀闸位置,同时对综合继电保护装置中的故障跳闸信号和内部故障进行采集、分析,给予报警,并显示该回路的故障类型。实现该回路的“遥信”;
(3)该仪表的继电器输出分别接至断路器的分、合闸线圈上,实现断路器的远程控制,即断路器的“遥控”。
在0.4kV低压主进、母联同样采用电力综合仪表来实现“三遥”功能。该仪表与CT、母线直接相连,采集高精度交流信号,测量该回路的实际电量,实现遥测,同时对主进、母联开关的断路器合、分闸状态,框架式开关的位置以及故障报警等开关量实现遥信,并对断路器实现远程遥控。
3.1.1 遥信
利用开关量采集输入模块采集各出线回路开关分合闸状态、开关故障报警信号、失压报警信号、过压报警信号以及框架式开关的位置,并对变压器的风机状态、高温、超高温信号等开关量实现监控,一个单独模块一般可采集16路开关状态。
3.1.2遥测
(1)通过电流量输人采集模块采集各出线回路的各相电流,单个模块可采集16回路电流。每一个回路可以由电流量输入模块采集该回路的电流,并根据测量的实际电压、功率因数等来计算该回路的实际用电量。
(2)通过模拟量输入模块采集变压器的温度信号、湿度信号以及液位信号等模拟量信号(各个模拟量信号需有4—20mA或0—5V输出)。
3.1.3遥控
通过继电器控制输出模块分别对低压各出线回路(带有电动操作机构、失压脱扣器的开关)实现开关的远程分、合闸功能。
现场管理机在本系统中位于中央管理机与各模块之间,作为一级底层控制单元,增加系统的可靠性。其功能是:进行现场调试,利用现场管理机动性对各模块进行现场参数整定,独立完成现场显示工作,并将信号整理后通过通讯线(ILS485)发送给中央管理机,同时接受中央管理机所下达的命令。可作为中央管理机的备用机,具有显示功能、自检功能。
3.2 变配电所计算机监控系统的软件部分
变配电所计算机监控系统所安装的监控软件是基于Windows环境下的电力系统专用组态软件,能够运行在MicrosoftWindowsNT、2000、XP平台上。给用户提供的是全中文界面,简洁的画面设计、灵活的组态方式,高性能DDE驱动程序,支持诸多工控产品,并遵循开放式数据库联接(ODBC)标准。允许通过第三方,如Microsoft Access,SQL Server等访问本系统数据库。
3.2.1监控系统的的基本功能要求:
微机的监控系统是用户掌握和控制设备运行状况的主要途径,特别是保护设备的可靠性的提高已经简化了人机接口和就地控制的功能,所以更应具有性能安全可靠、运行稳定、功能完善、人机界面友好、便以扩展、扩容、修改和增加新的功能、接口简单,重新安装和运行维护方便,最好能是各设备厂家可以统一使用的适用于不同通讯方式的监控系统。
3.2.2 监控系统基本功能
(1)显示功能
显示变配电站实际开关柜体图、一次系统图,并在一次系统图上显示各开关的分、合状态;
显示各配电回路的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率以及功率因数等电量参数;
显示各开关的分、合状态和事故报警类别等;
显示各回路电量参数的实时曲线图;
显示变压器的运行状态以及高温、超高温报警及瓦斯保护;
显示其他工艺设备的运行状态及故障情况。
(2)报警功能
状态报警:当变配电系统的开关出现过载跳闸、短路故障跳闸以及综合继电保护装置内部故障时,计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称、事故类别。
超限报警:当变配电系统的各电量参数出现超过额定值时或其他工艺设备超限运行时,计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。
三相不平衡系数报警:当变、配电系统的三相电流或三相电压值出现不平衡时(可自定义范围),计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。
(3)控制功能
在变配电站总值班室中央管理机处,可以通过鼠标器控制各种高、低压开关(带有电动操作机构或者带有交流接触器)的合闸和分闸;同时也可实现电气闭锁功能,以防止具有闭锁回路的开关误操作;
在中央管理机处鼠标下达操作命令时具有密码识别功能,只有操作人员输入正确密码时才可下达操作命令。
(4)统计和打印功能
统计和打印所监控的所有电流值、电压值、功率值、频率值、功率因数值以及这些参数一天24小时变化曲线;
统计和打印各断路器运行状态变化时间及故障报警时间和类别;
统计和打印各断路器的操作时间及操作人员代码;
统计和打印有功电度、无功电度的一天24小时内单位小时用电量及电量图,同时具有峰谷计费功能。
(5)历史记录
值班室计算机软件能将所监测并统计的各种电量参数、各断路器或开关的状态变化时间、报警故障类别、操作人员代码和时间、开关机时间等永久保存,以便对整个变、配电系统的运行情况进行分析。
(6)通讯功能
系统内部遵循KS485通讯协议。与上位机通讯遵循RS485或TCP/IP通讯协议。
(7)自检功能
系统应具有完善的自诊断功能。当系统发生故障时,诊断功能将提供详细的故障信息,以便及时排除故障。
4、系统特点
4.1 变配电所计算机监控系统的末端数据采集与控制单元直接安装于开关柜内,采用交流采样直接从电流互感器或电压互感器取交流0-5A电流信号或交流0-100V电压信号(380/220V低压系统直接取交流0-220V或0-380V电压信号),不再需要各种电量变送器,开关柜上各种测量仪表可以取消,外部电缆只有一根通信电缆与供电电源电缆,设计与施工简单。
4.2 虽然智能化开关和智能开关柜本身已经具备监控功能,只要设计一根通信电缆引至值班室中央管理机,就可以实现集中监测与远方调度。但由于各厂家的通讯协议不统一,实现联网较困难,开关柜内的继电保护、信号与控制回路仍保留。因此,如何统一通讯协议,是系统未来发展方向,这样系统将更加简单。
4.3 变配电所计算机监控系统对高次谐波的监控、记录和保护有待于完善。
4.4 应用新技术,一次断路器设备无油化,二次控制元件无触点集成模块化,提高了设备运行可靠性,减少了设备维修工作。
4.5 变电所负荷调整、电压调节及电量报表等工作都由调度直接完成,改变了过去那种调度下令,变电运行人员接令执行操作的繁琐环节,降低了变电所运行误操作事故的发生。
4.6 调度可直接监视变电设备运行情况,发生故障能及时、准确地提供原始数据,为事故处理提供方便。

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