自动化数字化（精选12篇）
自动化数字化 篇1
摘要：本文介绍了数字化技术在工业电气自动化中发展迅速及应用范围广泛, 提出数字化技术在工业电气自动化中的应用发展特点, 进行数字化技术在工业电气自动化的创新应用研究是十分有必要的。
关键词：工业电气自动化,数字技术,创新应用
当前, 数字化技术发展迅速, 它的应用范围随之逐渐广泛, 在工业电气自动化中的应用也是如此。接下来, 就数字化技术在工业电气自动化中的应用特点以及数字化技术在工业电气自动化的创新应用展开讨论。
1 数字化技术在工业电气自动化中的应用特点
1.1 可靠性
数字化技术的发展是以计算机网络与高端的智能化电气系统为基础的, 因此, 应用数字化的发展可以大大减少了其他设备的使用, 从而使操作简化并提高准确率, 与此同时, 工业电气自动化应用中的安全也可以通过数字化互感器与光纤的应用来提高。例如工业自动化仪表的仪表的网络化、数字化, 可以有效转化模拟技术, 使其成为数字技术, 数字技术的技术含量提高了, 在市场中的比例更高, 市场发展前景良好。据统计, 当今数字化技术的应用已经在工业电气自动化领域中普及。
1.2 性价比较高
数字化技术在工业电气自动化中的应用可以促进设备的自动运行, 并且提高通信能力, 同时, 数字化技术还具有智能化特点, 在应用中的规范标准统一, 结构清晰, 能够在确保质量的情况下, 大量节约企业成本。除此之外, 开放性的数字化系统能够为工业电气自动化在应用和技术更新中提供基础条件。这种技术可以提高数据信息的共享和工业电气自动化的使用效率。例如, 在使用仪器进行样品分析时, 可以对测试和样品定位进行分析, 在线分析数据并评估结果;以便良好控制数据的输入和结果的分析, 从而使操作效率在一定程度上提高并确保质量水平;还能连接使用多项技术和多种机器设备, 使技术串联起来运用, 非常有利于复杂的工业电气自动化问题的分析, 精确计算结果, 优化数据。工业电气自动化中数字化的应用性价比优质, 现已被广泛用于在了其他工业领域。
1.3 可操作性很强
以计算机技术为基础的数字化技术的发展的操作具有间接性特点, 操作指令和程序是确保设备运转的必要条件, 同时设备本身具有判断和辨析指令能力。例如, 信息的传递通过光缆、电缆和互联网等介质进行, 数字化技术本身能够使信息准确度提高, 降低消耗成本, 从而使安全性提高。除此之外, 因数字化平台的开放性特点, 编程时间被大大缩短了;与此同时, 当前的计算机操作系统语言的代码也更加规范与统一, 因而控制系统更加灵活, 受到广大用户的普遍欢迎。
由此得知, 计算机带领的产业正朝电子商务方向发展, 数字控制已在各个环节实现, 包括管理和工业电气自动化内部的存储应用等, 在此基础上, 进行微电子技术及其处理设备的应用, 就此使工业电气自动化的应用环境得以完善, 提高数字化技术的地位。例如, 数字化技术在变电站中的应用, 就改变了传统的使用方式, 无论是在数据采集, 设备处理等方面都运用了智能化与自动化, 而且, 数字化技术的应用也减少了变电站设备的占用空间, 降低了成本, 提高了资源的利用率, 实现了资源共享, 其管理和控制在数字化技术的使用基础上也越来越完善。
2 数字化技术在工业电气自动化的创新应用
2.1 在现实中运用智能终端技术
用光纤作为连接设备, 通过智能终端收集和控制数据, 配合好双重设备, 用其中的一个使电力不被中断, 完成远程测控和信号发送任务, 用另一个确保不跳闸, 使数字化技术在工业电气自动化中的智能型和可靠度提高。除此之外, 数字化程序借口的标准化能够保障工业电气自动化的有效运行, 因此, PC机平台的自动化问题得到良好解决, 企业的事件相关电位系统与制造执行系统之间的连接状况更好, 把TCP/IP标准作为通讯标准, 这样利于PC机在管理与控制自动化的连接。保证软硬件产品的使用范围更广, 增强通信质量。
2.2 在数字化技术中混合使用面向通用
对象的变电站事件的虚段子, 这种虚端子是使传统的二次回路简单化的改进, 是一种创新活动。同时, 装置之间的通信通过面向通用对象的变电站事件技术实现, 真正达到变电站远程控制的目的。因面向通用对象的变电站事件技术自身拥有智能化, 二次回路被它的应用代替, 从而实现了信号管理、环境测试等信息的良好控制。
2.3 培养程序代码控制观念
在向设备下达指令之前, 首先要把检测后的数据输入到电脑中, 等到实际操作的时候, 还要进行人工干预, 对闸刀、开关等设备的设计进行确认, 要对系统给以不断的完善, 然后进行系统功能测试, 使该系统能够达到预期的状态, 就算没有人员的干预, 这个控制系统也能够自动化的完成操作。
3 结语
通过分析工业电气自动化的发展趋势得知, 信息化、开放式、分布式都在完善的过程中, 其中, 信息化是一种新的处理手段, 它具有综合性特点, 又由于它与互联网结合情况很好, 因而操作、控制、管理的自动化能够很好地实现。当前, 系统与外界的连接是开放式的重点, 只有内部系统与外部网络的协调情况好了, 准确度才能够保证, 才能提高数据处理的准确性。而分布式的各个内部结构模块相互独立起来, 因而风险被分散, 保证了各自独立运行, 正因如此, 工业电气自动化系统中数字化技术的程序化作用才能够充分发挥出来。
自动化数字化 篇2
专业论文
概论数字化变电站综合自动化系统改造要点
概论数字化变电站综合自动化系统改造要点
摘要：本文简单介绍了数字化变电站自动化改造的优点和主要流程，结合工程实例，分析了数字化变电站综合自动化系统改造的技术要点，有一定参考价值。
关键词：数字化变电站；自动化系统；改造
中图分类号： TM411+.4文献标识码：A 文章编号：
1数字化变电站建设改造的优势
智能开关设备、电子式电压(电流)互感器、高速可靠的数据信息网络通信技术、电气设备在线检测与集成智能保护技术、变电站IEC61850标准等在变电站综合自动化系统中的广泛推广使用,使变电站调度运行模式由常规继电器保护进入了数字化集成智能保护时代。数字化变电站综合自动化系统的建设改造相比常规变电站在系统自动化水平、调度运行可靠性、管理经济性等方面具有多个方面的优势。
(1)数字化变电站中的电子式电压(电流)互感器具有测量精确度高、测量范围大、响应快、数据信号抗干扰能力强等优点,有效解决了常规变电站CT容易出现磁饱和等问题对变电站二次继电保护保护系统带来影响的弊端。
(2)系统二次回路接线变得简单清晰,用光纤电缆取代了常规二次控制信号电缆,减少了变电站综合自动化系统实际安装调试和运行维护工作量。
(3)数字化变电站二次系统具备自检等功能,大大提高了系统运行安全可靠性,使整个系统几乎没有安全问题。
(4)基于统一通信规约标准的网络信息通信平台,实现了各设备间数据信息的实时共享和互操作,同时集成化功能系统,有效避免了变电站综合自动化系统建设时功能单元的重复配置,在保证变电站综合自动化系统调度运行自动化水平的基础上有效减少了变电站投资,提高了变电站建设技术经济性能水平。
2数字化变电站综合自动化系统改造技术支持
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专业论文
电气一次设备智能化、二次设备集成网络化、调度运行管理经济自动化是数字化变电站综合自动化系统建设改造的重要特征。利用高效精确的电子式互感器,结合IEC61850变电站统一通信标准,建设数字化变电站综合自动化系统,不仅实现变电站内部各种数据信息高度实时共享,同时智能集成化电子设备(IED)具备的即插即用集成运算分析功能,构筑了集保护、实时测控、在线运行监视、以及状态检修等功能为一体的数字化变电站综合自动化系统。基于IEC61850标准的数字化变电站与基于IEC60870标准的常规变电站间逻辑拓扑架构对比如图1所示。
2.1智能化电气一次设备
数字化变电站智能化电气一次设备是变电站高效经济调度运行的重要信息载体,为变电站综合自动化系统提供系统运行的实时可靠数据信息,主要包括电子式电压(电流)互感器、智能集成型断路器和隔离开关、智能型动态调压装置、以及其他辅助单元智能电气设备等。从图1可知,数字化变电站综合自动化系统中电气一次设备与二次设备间的数据通信接口媒介由原来的继电器、电缆等模数转换数字通信接口模式转化为光纤光缆的光电数字直接通信接口模式,且数字接口满足数字化变电站相关通信规约标准,能够被变电站通用的保护、测控、以及其他IED智能电子设备访问。此外,数字化变电站中智能化电气一次设备还能对设备自身运行工况特性进行实时自检,拥有实时数据信息记录和运行状态检测等功能,并把其运行的健康状态、运行工况模式等数据信息直接以数字信号形式传输给相关数据运算分析单元,实现数据信息资源共享。在数字化变电站中,电子式电流互感器一般遵循IEC60044-8通信规约标准,而电子式电压互感器则遵循IEC60044-7通信规约标准,经过数字化变电站综合自动化系统中智能设备合并单元(MU)进行通信规约转换后,就能满足变电站二次继电保护系统IEC61850-9-2实时运行数据信息采样值的发送,经GOOSE变电站通信过程总线与变电站层中的工作站、远动站等功能单元进行实时数据信息通信。
2.2网络化电气二次装置
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以变电站IEC61850标准形成的变电站各种二次装置,不仅可以有效提高各装置间的集成自动化水平,同时有效增强其相互间的互操作性。数字化变电站中的各类电气二次设备,如:保护测控装置、防误闭锁功能设备、电压无功实时调节等设备装置不再像常规变电站那样相互间通过独立静态耦合方式进行简单数据信息互联,而是通过具有数据信息传输速率大、传输精度高等特性的以太网形式进行平行互联,且各二次设备间接口通信规约具有统一IEC61850标准,不仅优化了变电站综合自动化系统网络结构,减少了设备间电缆连线复杂性,使整个系统变得简洁明了,提高了系统调试维护、生产运行的综合效率;同时实现了数据信息资源间的高度实时共享互操作,避免了常规变电站二次设备间功能重复设置、采集数据传输转换延时性等弊端。
2.3变电站调度经济运行自动化管理
常规变电站在进行调度运行时,需要运行管理人员对设备进行定期检修维护管理,不仅会造成日常大量人力物力浪费,同时还会由于运行维护措施不及时、不合理等影响系统精密仪器设备的综合使用性能,严重时还可能造成设备内部一些隐性故障由于没有及时发现处理,使故障演变为事故,给变电站经济运行带来巨大损失。数字化变电站中的所有电气一次设备、二次设备均具备完善可靠的自检和互检功能,不仅能够快速、可靠、准确的识别出各类设备系统中的轻微异常信息,同时还能根据设备实时自检数据信息,构筑科学合理的运行管理策略,利用设备“状态检修”自检功能达到对整个数字化变电站设备的自动化调度管理。
3数字化变电站综合自动化系统改造方案
某城市拟对一座220kV变电站进行数字化综合自动化系统改造,以作为该区域变电站后期建设改造的典型示范变电站。在数字化变电站综合自动化系统改造设计过程中,选用电子互感器和智能控制单元作为变电站过程层主要数据信息采集、现地操作功能设备;采用数字化电能表进行电能数据计量统计分析;采用符合变电站IEC61850标准的二次智能电子设备IED和具备在线智能分析运算的集成监控系统,该变电站综合自动化系统改造方案如图2所示。
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从图2可知,在拟实施改造的220kV数字化变电站中,整个综合自动化系统将完整采用变电站统一IEC61850标准通信规约。过程层合并单元MU将电子式电压(电流)互感器通过光纤通信媒介,直接与间隔层的保护、测控装置进行互联,同时采用光纤以太网点对点通信模式,完成数字化变电站过程层交流数据信号的实时采集和远程传输。采用现地安装的智能控制保护单元和操作执行控制机构实现对智能开关、刀闸运行状态的采集和“分合闸”操作的动态控制。过程层中的智能控制单元和间隔层中的测控、保护等装置间的数据信息交换通过间隔层中的内组网方式(GOOSE网),并按照双网冗余设计原则构筑数字化变电站综合自动化系统通信网络。间隔层中的保护、测控、以及其他智能电子设备IED通过系统总线式100M双以太网与变电站站控层中的工作站、服务器、工程师工作站进行互联。对于变电站中少数不支持IEC61850通信规约的智能设备单元而言,可以通过相应规约转化器转换后接入到变电站站控层各功能单元中。
4结语
常规变电站综合自动化系统在调度运行过程中存在的问题和不足,其原因是多方面,会直接或间接影响到变电站安全可靠、节能经济的高效运行。数字化变电站综合自动化系统的建设改造是变电站安全经济高效运行的重要技术平台,同时也是真正实现智能电网远程调度运行的基本保障基础,必将是国内变电站综合自动化以适应智能电网建设发展需求不断完善建设改造必然方向。
参考文献
自动化数字化 篇3
关键词：校园数字化；办公自动化系统；系统开发研究
中图分类号：TP317.1
以数字化的信息为依托，我们称之为信息化校园，也叫数字化校园。随着社会经济和科学技术的发展，高校规模不断扩大，使得竞争力越来越激烈。面对网络的挑战，高校也开始利用信息技术推进学校的信息化建设。一套完善的办公自动化可以实现事务处理自动化、公文处理无纸化、资讯决策智能化。其对数字校园化有十分重要的意义[1]。
1 办公自动化系统现状
1.1 水平发展不平衡
目前，计算机是所有管理部门的辅助管理工具，其中有一些部门逐渐建立了一套完善的信息管理系统，形成了网络管理。但，还是有一些部门没有形成网络管理，依然局限在单机操作，使网络资源的优势不能充分利用，无法共享信息资源。甚至还有一些部门还存在信息利用深度不够、广度不够宽、系统应用简单等这些问题。
1.2 管理人员水平参差不齐
管理人员办在公自动化要求下不仅要掌握信息技术还要懂管理。管理人员的水平只有影响到办公自动化的应用。目前，办公室管理人员的计算机应用水平参差不齐，网络应用知识的水平也不高，这都是影响计算机及网络发挥的效率，也成为了办公自动化发展的一个瓶颈。
1.3 缺乏整体规划
为了提高部门的工作效率，各部门充分结合了自身的工作特点和业务流程，建立了一套属于自己的信息管理系统。虽然建立了自身的信息管理系统，但是，因为没有统一的标准和规范，从而缺乏整体的规划，导致了各信息管理系统的资源分散、数据重复、任务分割，变成了一个信息孤岛，从而制约了办公的效率，无法协同工作及数据共享[2]。
2 办公自动化系统的设计原则和内容
2.1 设计原则
办公自动化系统有其自身的特点，所以在设计时要遵循以下原则：
（1）标准性。要严格遵循国家和教育部的信息管理标准和规范设计办公系统自动化，在保证教育机构内部信息可以相互交换的同时，还要遵循学校的相关标准，以保证其他系统和学校系统的无缝连接功工作。
（2）先进性。办公自动化系统先进的技术和先进的结构体系在采用通用的和标准的网络设备及协议；采用三层体系的构件化设计；采用时下流行的B/S结构体系。
（3）可靠性。办公自动化系统的强容错性、办公自动化系统的稳定运行，可在最大程度上降低错误率。办公自动化系统软件通过数据库集群动态实现实时备份、负载平衡、磁盘镜像、数据库动态复制等这些技术手段，为系统提供无间断服务，并保证系统稳定运行。所以，网络系统一定要有一定的容错能力，保证系统在发生意外情况时还能正常的运行工作。
（4）实用性。办公自动化系统要确保所有子系统完全使用模块化设计且操作方式相同，保持界面的一致，容易学习容易使用的同时，还要确保系统的操作简单、功能实用、容易学习使用。
（5）安全性。为确保符合系统信息的安全管理要求，其要严格控制安全级别，有效的采取措施控制数据库存，并提供数据的恢复手段和数据的备份。这些都需要充分利用网络、主机提供的安全保障系统。
（6）可扩展性和开放性。为保证系统的高度可扩展性，应该基于构件的软件开发和设计思想采用主流的软件体系。采用先进的技术进行网络的建设不光要注重技术的成熟性，还要选择符合国家标准的技术，并与主流厂商产品兼容，及网络技术的兼容。办公自动系统化必须要有其一定的灵活扩展性和超前性。如果网络需要升级，不需要改变信息点的设备，只需要改动些许设备就行。
3 办公自动化系统的模块
办公自动化在工作流平台的基础上，能提供一个很强大的非结构化数据库功能和工作流机制。一方面以Lotus/Domino为代表的工作流平台迅速发展，不但可以利用Domino的Inter-net技术，实现平滑衔接。另一方面办公自动化系统避免了传统的开发手段造成的一系列问题，使办公流程成了系统集中开发的重点[3]。
4 开发中需要解决的一些重要问题
4.1 数据交换问题和工作流的自动化和灵活化的问题
办公自动化系统为了便于与业务MIS集成，其必须提供一个接口，一个访问外部关系型数据库的接口。人们在实际应用中，对工作流的灵活化和自动化程度要求也越来越高，解决工作流程化行之有效的方法是应用Lotus Notes/Domino 的事务流程特性。
4.2 安全问题
（1）系统安全。由于办公自动化可以同时实现数据资源共享，而且是在不同类型、不同地点的计算机上实现。为了确保网络、應用程序、Web 站点、服务器能达到最大程度上的保障，为了充分考虑在设计和规划办公自动化系统时整个系统的安全性，其安全型必须覆盖很多层次，小到数据库文档，大到Internet和网络安全性，这都需要进行完善的安全策略规划。办公自动化系统的安全性可以在多个层次上得到实施。当然，Notes应用开发者和Notes管理员可以采用不止一种的安全类型，而且一级比一级精细，从网络环境实际安全到高度微观的安全性层次。
（2）安全控制。安全控制通常有两种策略，一种是没有被列为访问的服务器都是被允许的，我们称之为乐观法。另一种是没有被列为允许访问的服务都是被禁止的。我们称之为保守法。这两种安全控制策略通常都用在网络安全管理。但是，在整个办公自动化系统中都可以依照这两种策略做规划，衡量易访问性、增加安全性、易使用性之间的取舍。通常，乐观法是对内部成员的网络访问控制，而保守法则是对外部人员的网络访问控制的，也可以是对Internet用户的网络访问控制。对管理的普通资源采取乐观法，而对内部安全资源管理要求高的采用保守法。
5 结束语
办公自动化系统建设是一项综合性强、复杂庞大的系统工程。办公自动化系统需要高校的各行政部门的配合和参与。高校的各项政策推行者、学校师生的服务者都是学校的行政管理部门。所以，行政管理部门的公务电子程度不仅关系到管理者自身的管理水平，还关系到数字化校园的建设进展，甚至是影响到学校的声誉和名望。除此之外，影响办公自动化系统运行因素还有高校工作人员的素质。只有让工作人员熟练掌握并操现代化的办公设备，才能真正的有效的实施好运转办公自动化系统。所以，不但要加强培训工作人员，还要大力推行办公自动化系统的建设。让高校办公自动化系统不仅能适应高校发展的要求，还能深入发展数字化校园[4]。
参考文献：
[1]张大斌，李玉海，陈绪君.数字化校园的办公自动化系统开发研究[J].现代教育技术，2005（01）：69-73.
[2]蔺媛，王国成，韩建新.数字化校园建设中的OA系统[J].机械管理开发，2007（01）.
作者简介：李燕（1970.01-），女，重庆市永川人，北京航空航天大学本科，学士学位，副教授，研究方向：计算机科学与技术。
数字化变电站自动化技术探讨 篇4
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象, 以高速网络通信平台为基础, 将物理设备虚拟化, 对数字化信息进行标准化, 实现信息共享和互操作, 满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类即智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构上可分为3个层次:“过程层”、“间隔层”、“站控层”, 各层次内部及层次之间采用高速网络通信。符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一侧设备、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统, 是其最主要的技术特征。
1 智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计, 简化了常规机电式继电器及控制回路的结构, 数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之, 变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替, 常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
智能化开关设备提供更完善的状态检测功能, 节省了传统方案一次设备和二次设备之间的大量电缆, 原来冗余控制回路如防跳、不一致、压力闭锁等回路得以简化和优化, 取消了一次和二次之间的大量的端子排连接设计, 简化了设计工作, 一、二次界面清晰, 联调与现场安装方便快捷, 调试工作量减少人为出错率降低, 投运时间缩短。
传统互感器测量大短路电流存在的问题是直流分量测不到、大电流易发生磁饱和, 电压互感器有铁磁谐振;绝缘结构在高电压时体积大、成本高, 安全系数降低;二次负载对精度有影响, 输出没有数字化。随着IEC61850标准在数字化变电站中的应用, 作为过程层设备的互感器也逐步数字化。电子式互感器的优势有无油浸式电流互感器的爆炸危险, 可提供保护和测量需要的大范围量程 (动态范围从<10%In到2000%In) , 无CT饱和问题, 无电容式电压互感器的暂态过程, 体积小、重量轻。
2 网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备, 全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造, 设备之间的连接全部采用高速的网络通信, 二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口, 通过网络实现数据共享、资源共享, 常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
3 IEC 61850标准
IEC61850是关于变电站自动化系统通信体系结构的国际标准, 更确切地说, 它是一种新的变电站自动化的方法, 一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法。它采用面向对象的建模技术, 面向未来通讯的可扩展架构, 来实现“一个世界, 一种技术, 一个标准”的目标。
IEC61850具有如下突出的特点:
1) 应用面向对象建模技术;
2) 采用分层分布式的结构体系;
3) 使用抽象通信服务接口ACSI和特殊通信服务映射SCSM技术;
4) 实现智能电子设备间的互操作性;
5) 提供自我描述的数据对象及其服务;
6) 具有面向未来的开放的体系结构。
IEC6185O和以前使用的协议不同之处在于对象模型, 它建模了大多数公共实际设备和设备组件。这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制, 例如变电站和馈线设备。
4 自动化的运行管理
变电站运行管理自动化应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告, 指出故障原因, 提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告, 将“定期检修”、改变为“状态检修”。
5 对继电保护的影响
数字化变电站对继电保护的影响主要体现在两个方面:
1) 简化变电站继电保护的配置。由于面向变电站事件的通用对象 (generic object oriented。substation event, GOOSE) 通信技术的应用, 可以实现同一标准平台上的实时信息数据共享, 从而简化了继电保护的配置[2];
2) 简化二次接线设计:ECT和EVT实现了数字化输出, 并借助光纤传输, 不仅增强了抗干扰能力, 也完全摒弃了传统互感器的二次交流回路, 不再有二次回路开路及短路接地的传统概念, 真正实现了一、二次系统之问的电气隔离。由于智能开关的应用, 现场执行机构的控制与主控室的保护及测控设备之间已没有直接的电联系, 现场的智能开关单元作为终端设备接受并执行控制命令, 各单元之间界限分明, 可减少现场继保工作人员误接线、误触碰等情况, 同时也可简化断路器控制回路的二次接线设计, 减少继电保护装置的I/O插件。
6 结论
数字化变电站综合自动化的实现, 推动了电网自动化技术的进一步发展。数字化变电站是智能变电站的初级阶段。从长远发展来看, 面向数字化电网的需求, 数字化变电站技术还将涉及的内容有变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术, 信息安全技术, 广域同步采样技术, 实时动态监测技术, 一、二次系统的技术融合, 电能质量在线监测技术和实时分析技术。
参考文献
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[2]林金洪.110kV数字化变电站继电保护配置方案.南方电网技术[J], 2009, 3 (2) :71-73.
自动化数字化 篇5
数字技术的应用越来越广，有助于计算机网络技术的快速发展，在工业电气自动化的实践中，可以采用光纤进行连接，通过智能终端和间隔层对数据进行采集和控制，这样可以进一步增强数字技术在工业电气自动化中应用的可靠性。此外，工业电气自动化的优良运作还需基于标准化的程序接口上，因此PC平台自动化的解决就显得尤为重要，它将有利于ERP和MES的系统连接，而将TCP/IP作为办公环境通讯的标准，便能有效地解决这一问题。计算机网络技术的快速发展，尤其Internet技术的发展，提升了数字技术的应用在工业生产中，提高了工业现代化进程发展。
2.2GOOSE虚端了的运用
GOOSE虚端了改良了二次回路，使得工程调试既便于理解，又方便运用;能有效地控制全站线路、母线、开关和主变等，并能开启跳合闸功能，从而保护测控遥控锁的间隔层。GOOSE虚端了的运用，促使数字技术的应用过程中，引起的实际应用过程中，对其实用技术的应用过程中，数字技术在电气自动化技术中的应用，符合现代工业现代化进程。
2.3加强程序化的操作理念
程序化建设强调的是执行力，数字化也亦然。执行力是一种操作理念，提升操作的进程，符合工业现代化发展需要。在调度命令下达以前，还有部分的前期工作需要完成，例如核实之后的票据需要先存入电脑中，实际操作来临时，还需设置人工的预界面，进行诸如闸刀、开关等设备的确认设计。这有利于不断完善系统的应用功能，更可明朗工业电气自动化信息化、开放化的未来。
参考文献
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自动化数字化 篇6
一、从何入手解决信息采集问题
人力资源市场的信息主要分为两大块：人力资源信息和用工招聘信息，用工信息相对较少，有一定的计划性，该市场是每天安排70 家用工单位进场，用工单位一般要提前7 ～ 8 天预定，用工信息可以有宽松的时间来录入处理，就算人手不够也可以通过加班来完成；而每天的求职者信息，就需要实时处理，按高峰期一小时1000 人来考虑，如果安排16 个岗位来做信息登记、求职登记表发放，则为每个求职者的服务必须在一分钟内完成，靠手工操作根本无法完成。通过实际测试，从求职者进场排队、登记、领表、填写到进场面试，平均每个求职者需要十几分钟的时间。工作人员要把求职人员的信息录入电脑每个也要3 ～ 4 分钟，而且大部分登记表字迹潦草根本无法准确录入。
通过分析，我们发现求职者的求职登记表上的内容有大部分是来自其身份证上的公开信息，如：姓名、年龄、性别、住址、如果这部分信息能实现自动录入，填表、登记的效率会有所提高，经过观察与统计，我们发现很多求职者都是多次来求职的，其求职信息基本没有改变，如果我们有资料库可以快速调取的话，这部分人来求职的效率也可以提高。从求职者的情况来看，每一次都要登记、领表、填表、复印几份，字写不好的影响应聘；没带笔的到处借，想多应聘几个单位的要多复印几份，很是麻烦。很多附近农村的求职者一大早赶车来到这，排队领填表后真正应聘面试的时间很少，仓促的应聘决定往往又带来就业的不稳定。从市场方管理人员来看，整天忙得不可开交，疲于应付，工作只能局限在搞好环境卫生、服务态度方面，根本没有精力更好地为求职者提供更多的求职个性化服务，而巨大的电脑设备却只能装点门面，实在是浪费。
用科技的手段改变目前的工作方式成为了一件刻不容缓的大事，突破信息采集这一技术难关成为了关键，解决好这一问题，后面的难题就势如破竹，可以迎刃而解了。
二、如何实现自动化的信息采集
由于市场上没有这方面的专用设备，我们在综合分析了各方面的最先进技术后，发现市面上有可以对身份证进行扫描识别的专用设备，如果能够再按照我们的业务特点进行一下设计，就可以拥有对求职者信息进行采集的功能。于是我们决定与有关计算机专家一起开发一套新的适合职业介绍工作使用的信息采集设备——自助式身份识别与录入系统，以实现自动化的信息采集。
所谓自助式身份识别与录入系统，即可以由使用者自行操作（录入）的设备；可以对身份证进行自动识别和录入。
在通过身份扫描仪自动读取了求职者身份证上的信息后，通过触摸屏的提示，求职者可以把有关求职所需的相关信息录入进去，如：联系电话、文化程度、求职意向等。由此构成一套完整的求职应聘信息，打印后就是求职登记表。资料自动存入电脑后，求职者下次来求职放上身份证后，屏幕自动显示出求职者的求职信息，如无修改，按打印键便可以打出一份求职登记表。第一次来求职在一分钟内完成。第二次来求职可在5 秒内完成。
通过半年多的设计开发和安装调试，自助式身份识别与录入机已经可以以整机的形式进入市场使用，由于目前存在一、二代身份证并存使用的情况，在一代证的扫描成功率仍不能达到百分之百准确的情况下，对持一代身份证的求职者我们仍需要有工作人员帮助求职者检查录入信息的准确情况；对持二代证的求职者基本可以实现求职者自行完成求职信息的录入，对第二次来求职的求职者因数据库中已有记录，只需按“直接打印”键即可完成求职表的打印。通过试运行，该市场配有十台配人工服务的自助式身份识别机和五台由求职者自行操作的自助式身份识别机，基本能满足高峰期的业务需要。
三、开发信息的使用价值实现多种就业服务
在实时获取了大量的求职者求职基本信息的情况下，我们通过设定程序进行自动统计分析，实现了我们多年的愿望，了解了许多我们想知道却只能估计的数字。如设定到我市场求职超过六次未成功的求职人员，我们将通过短信群发的方式定期为他们进行职业指导，对有培训愿望的则通知他们参加免费培训。有的放矢地开展工作，大大提高了效率，减轻了劳动强度。从设定发送短信对象的条件到求职者收到信息，一小时内可以轻松完成。经查看我们获得，有一求职者一年内来求职164 次，41.71% 的求职者来求职一次，2 ～ 3 次来求职的占总人数的27% 等等统计数据。
通过8 个月的试运行，这套系统深受广大求职者的欢迎，来求职的人数比上年多了11 万人次，增长140%。
四、实现全过程的数字化监控和服务
在攻克了求职人员数据统计难题的基础上，我们又进行了下一步的创新尝试：通过计算机网络对进入面试大厅的求职人员进行自动扫描识别，在每一个面试卡位设立一套由电脑和扫描仪组成的服务终端，实时掌握面试求职录用的情况：求职者持应聘报名表到想应聘的单位前通过扫描仪扫描后，用工单位的电脑显示屏上自动显示求职者的基本信息，用工单位用鼠标点击“录用”、“拟录用”“不录用”其中一项，在招聘结束时即可得到一张求职者的花名册。通过电脑自动汇总当天的录用成功率即可得到。
由于存在求职者为提高成功率而同时应聘几个单位的现象，给用工单位在录取时造成了很大的误差，特别是一些外地的用工单位在预定包车时，往往把握不准实际到位的人数造成浪费，通过我们的这套系统，用工单位就能知道来应聘的人是否已报名应聘其他单位及其他单位对求职者的录用情况，减少录用时人数的误差。求职者也可以了解用工单位的需求热度，正确做出求职判断，减少失误，提高被录取率。
自助式身份识别与录入系统在开发和设计时力求通俗、简洁、能让大多数求职者一看就会，求职者无需填表就能拿到一张有个人信息资料的求职登记表，非常愿意使用这套系统；用工单位在使用这套系统时也免去了过去抄写登记花名册的烦恼；对求职者身份的识别也使用工单位可以较放心地招聘求职者。
总之，自助式身份识别与录入系统可以实现对面试应聘全过程的数据采集与监控，可以让供需双方的交易情况透明，彼此更了解，避免期望值过高产生的盲目性，对提高成交率有很大的帮助。职业介绍部门可以通过这套系统及时了解供求双方的整个互动过程，引导他们更快地找到合适的岗位（人员），真正履行职业介绍的职责。
浅谈数字化变电站自动化技术 篇7
变电站自动化技术经过10多年的发展已经达到一定的水平, 在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班, 而且在220k V及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术, 从而大大提高了电网建设的现代化水平, 增强了输配电和电网调度的可能性, 降低了变电站建设的总造价, 这已经成为不争的事实。然而, 技术的发展是没有止境的, 随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟, 以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用, 势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响, 全数字化的变电站自动化系统即将出现。
1 数字化变电站自动化系统的特点
1.1 智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计, 简化了常规机电式继电器及控制回路的结构, 数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之, 变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替, 常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
1.2 网络化的二次设备
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全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造, 设备之间的连接全部采用高速的网络通信, 二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口, 通过网络真正实现数据共享、资源其享, 常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
1.3 自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报告, 指出故障原因, 提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告, 即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
2 数字化变电站自动化系统的结构
在变电站自动化领域中, 智能化电气的发展, 特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现, 变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中, 保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元, 如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割裂出来作为智能化一次设备的一部分。反言之, 智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分;而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化, 完整地安装在开关柜上, 实现了变电站机电一体化设计。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类, 即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次, 根据IEC6185 A通信协议草案定义, 这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”, 各层次内部及层次之间采用高速网络通信。
2.1 过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面, 或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分3类:a.电力运行的实时电气量检测;b.运行设备的状态参数在线检测与统计;c.操作控制的执行与驱动。
2.1.1 电力运行的实时电气量检测。
与传统的功能一样, 主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测, 其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代;采集传统模拟量被直接采集数字量所取代。这样做的优点是抗干扰性能强, 绝缘和抗饱的特性好, 开关装置实现了小型化、紧凑化。
2.1.2 运行设备的状态参数在线检测与统计。
变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
2.1.3 操作控制的执行与驱动。
操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制, 电容、电抗器投切控制, 断路器、刀闸合分控制, 直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的, 即按上层控制指令而动作, 比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令、对断路器的遥控开合命令等。在执行控制命令时具有智能性, 能判别命令的真伪及其合理性, 还能对即将进行的动作精度进行控制, 能使断路器定相合闸、选相分闸, 在选定的相角下实现断路器的关合和开断, 要求操作时间限制在规定的参数内。又例如对真空开关的同步操作要求能做到开关触头在零电压时关合, 在零电流时分断等。
2.2 间隔层
间隔层设备的主要功能是:a.汇总本间隔过程层实时数据信息;b.实施对一次设备保护控制功能;c.实施本间隔操作闭锁功能;d.实施操作同期及其他控制功能;e.对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;f.承上启下的通信功能, 即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时, 上下网络接口具备双口全双工方式, 以提高信息通道的冗余度, 保证网络通信的可靠性。
2.3 站控层
站控层的主要任务是:a.通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息, 不断刷新实时数据库, 按时登录历史数据库;b.按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;c.接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;d.具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;e.具有 (或备有) 站内当地监控、人机联系功能, 如显示、操作、打印、报警, 甚至图像、声音等多媒体功能;f.具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能;g.具有 (或备有) 变电站故障自动分析和操作培训功能。
3 数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉, 它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的, 使得同步采样、A/D转换、运算、输出控制命令整个流程快速、简捷, 而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的, 如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题, 其最基本的条件是网络的适应性, 关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。目前以太网 (ethernet) 异军突起, 已经进入工业自动化过程控制领域, 固化OSI七层协议, 速率达到l00MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现, 数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用l00MHz以太网技术是可行的。
4 结论
在三个层次中, 数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。目前研究的主要内容集中在过程层方面, 诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有一定的成熟经验, 国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投人了相当的人力进行开发研究, 并且在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来, 目前存在的主要问题是:a.研究开发过程中专业协作需要加强, 比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关;b.材料器件方面的缺陷及改进;c.试验设备、测试方法、检验标准, 特别是EMC (电磁干扰与兼容) 控制与试验还是薄弱环节。
参考文献
[1]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展[J].电工技术杂志, 2001 (4) .
数字化变电站自动化技术的应用 篇8
1 数字化110k V燕南变电站关建技术
1.1 智能化的一次设备
智能化的一次设备包括光电/电子式互感器,智能化断路器等一次设备。
1.1.1 光电/电子式互感器
110kV燕南变电站按无人值守数字式变电站设计,按照数字式程控化变电站设计要求,一次设备配置光电式电流、电压互感器。
光电/电子式互感器的最大特点是可以输出低压模拟量和数字量信号,直接用于微机保护和电子式计量设备,特别是光电/电子式互感器的应用,克服了传统互感器绝缘复杂、体积大且笨重,CT动态范围小、易饱合且二次输出不能开路,电磁式PT易产生铁磁谐振等诸多缺点。光电/电子式互感器具有绝缘简单、体积小、重量轻等优点,特别是CT动态范围宽、无磁饱合、二次输出可以开路,PT无谐振现象,精度高,暂态特性好。
1.1.2 智能化断路器
110kV燕南变电站按数字化变电站的设计要求配置智能化断路器。110kV设备采用合资户内GIS装置,额定电流2000A,开断电流40kA,动稳定电流100kA;10kV开关柜选用合资厂中置柜,柜中配进口或合资厂真空断路器,电动弹簧操作机构,电动手车及电动机构接地开关。断路器同时配有微处理器、传感器和执行器,不仅具有开关设备的基本功能,还具有附加功能,尤其在监测和诊断方面。
智能化断路器代替常规机械结构的辅助开关和辅助继电器,实现按电压波形控制跳、合闸角度,精确控制跳、合闸时间,减少暂态过电压幅值;检测电网中断路器开断前一瞬间的各种工作状态信息,自动选择和调节操动机构以及灭弧室状态相适应的合理工作条件,以改变现有断路器的单一分闸特性;在轻载时以较低的分闸速度开断,而在系统故障时又以较高的分闸速度开断等,这样就可获得开断时电气和机构性能上的最佳开断效果;断路器设备的信息由微处理器直接处理,并独立执行当地功能。
1.2 网络化的二次设备
1.2.1 二次回路参数
直流电压110V,交流电压380V/220V。110kV电流、电压互感器采用光学电子式互感器(ECT,EPT),提供数字输出。10kV采用一体化模拟小信号输出的电子式一体化电流/电压互感器(ECT/EPT),提供模拟小信号输出。
1.2.2 继电保护
110kV燕南变电站继电保护按《继电保护和安全自动装置技术规程》GB 14285-2006的要求配置。110kV线路、分段及主变保护组屏安装于二次设备室,采用直接接入数字量输入的数字型保护装置。10kV部份采用保护与测控一体化并支持IEC 61850的常规模拟量输入保护装置,安装在开关柜上。
1.2.3 防误操作闭锁
10kV配电装置采用带五防功能的开关柜,110kV GIS部分采用带现场布线式电气闭锁的汇控柜。变电站自动化系统五防功能按照与变电站自动化系统一体化配置,并应满足《广东电网110kV~220kV变电站自动化系统技术规范》要求。变电站五防子系统应由站控层防误和间隔层防误两层构成,站控层防误包括防误闭锁软件系统、电脑钥匙及锁具,间隔层防误是由测控装置的软件逻辑闭锁来完成。
现场布线式电气闭锁也作为整个变电站五防的组成部分,并应满足《广东电网防止电气误操作闭锁装置技术规范》要求,实现本间隔内电动隔离开关(接地开关)、断路器之间的电气闭锁,以及为完成线路倒闸操作所必需的母线接地开关与线路隔离开关之间跨间隔的电气闭锁。现场布线式单元电气闭锁与变电站自动化系统五防子系统相互配合,共同完成刀闸闭锁,正常操作时,二者之间逻辑为“与”的关系。
1.2.4 测量
110kV燕南变电站由数字化综自系统实现电气测量,二次设备室及配电装置不设常规测量表计。110kV部分采用直接采集数字量输入的测控装置,于主控室集中组屏。10kV保护测控装置采用支持IEC 61850,按照点对点面向间隔配置的保护测控一体化装置,支持模拟小信号输入,采用下放10kV开关柜分散布置。
测量采集符合现行标准《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T 5137-2001,向地调传送的遥测量还应满足《广东电网110kV~220kV变电站自动化系统技术规范》及深圳供电局企业标准《调度和变电站监控系统信息规范》的要求。
1.2.5 同期
本站同期点为全站110kV断路器,同期功能由数字化综自系统间隔层测控单元完成。
1.2.6 继保信息管理子站
设继保信息管理子站一套,继电保护信息与监控系统共享,采用扩展103规约并经一路2M专用光纤通道将采集的保护及故障信息上送地调保护管理及故障信息主站。
1.2.7 GP S时间同步系统
全站设一套专用的GPS对时系统,系统独立组网,系统满足《广东电网变电站GPS时间同步系统技术规范》(Q/GD001.1154.3-2005)的要求。为全站微机保护装置、测控装置和站控层设备等提供统一的时间基准。全站设一套专用的数字采样同步对时系统,建立同步采样对时网络,用于过程层设备的同步采样对时满足要求。
1.3 IEC61850标准
IEC61850是关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准,其目的是使变电站内不同厂家的电子设备(IED)之间通过一种标准(协议)实现互操作和信息共享。IEC61850标准主要围绕四个方面展开。
(1)功能建模。从变电站自动化通信系统的通信性能(PICOM)要求出发,定义了变电站自动化系统的功能模型(PART5)。
(2)数据建模。采用面向对象的方法,定义了基于客户机/服务器结构的数据模(PART7-3/4)。
(3)通信协议。定义了数据访问机制(通信服务)和向通信协议栈的映射,如在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到MMS(IEC61850-8-1),在间隔层和过程层之间的网络映射成串行单向多点或点对点传输网络(IEC61850-9-1)或映射成基于IEEE802.3标准的过程总线(IEC61850-9-2)(PART7-2,PART8/9)。
(4)变电站自动化系统工程和一致性测试工。定义了基于XML(Extensible Make up Language)的结构化语言(PAPT 6),描述变电站和自动化系统的拓扑以及IED结构化数据。变电站自动化系统工程和一致性测试工。定义了基于XML(Extensible Make up Language)的结构化语言(PAPT 6),描述变电站和自动化系统的拓扑以及IED结构化数据(如图2)。
IEC61850明确表示,支持互操性(interoperability)是其主要目标。EC61850互操性支持的是颁布在不同IED中的自动化子功能之间的信息互通和协调操作能力,为此IEC61850将常规的变电站自动化功能进行了分解(decomposition),分解后的最小单元称为LN(逻辑节点),它代表“能够进行信息交换的最小模块”,也就是可参与到应用集成中的最小模块。IEC61850互操作性定义中的“协同操作能力”正是由LN之间的协调配合完成的。
2 数字化110kV燕南变电站系统结构
根据IEC61850A通信协议定义,数字式自动化系统采用变电站功能分层方式,分为3层,即变电站站控层、间隔层和过程层。各层次内部及层次之间采用高速网络通信,通信媒介为网络线或光纤。三个层次的关系如图3所示。
2.1 站控层
站控层设备由主机/操作员站(双套,其中一套设置于变电站,1套设置于集控中心)、远动装置(双套)、五防工作站、继电保护信息子站等组成,按全站最终规模设置。站控层设备采用100M工业以太网(双星型),系统按照IEC61850通信标准进行建模和信息传输。监控网络设A/B双网及对时网。配置公用设备接口单元、公用测控单元各一台,用于接入其他非IEC61850规约的装置(如直流、站用电、视频等)。
站控层主要功能:(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库。(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心。(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行。(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能。(5)具有站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警、甚至图像,声音等多媒体功能。(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能。(7)具有变电站故障自动分析和操作功能。
2.2 间隔层
间隔层设备包括保护装置、测控装置、备自投装置等设备,所有间隔层设备之间及间隔层对站控层的网络均采用100M工业以太网(双星型),系统按照IEC61850通信标准进行建模和信息传输,应支持GOOSE方式实现间隔层防误闭锁功能。
间隔层设备的主要功能是:(1)汇总本间隔过程层实时数据信息。(2)实施对一次设备保护控制功能。(3)实施本间隔操作闭锁功能。(4)实施操作同期及其他控制功能。(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制。(6)承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时,上下网络接口具备双口全双式方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
2.3 过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面,或者说过程是指智能化电气设备的智能化部分。
过程层设备主要包括光电式/电子式互感器、智能一次设备等,现阶段智能化开关考虑由开关设备+智能终端方式来实现开关设备智能化。断路器、刀闸等一次设备,采用智能操作装置对一个完整电气单元(含断路器及相关刀闸)的遥控/遥信进行处理,并经过GOOSE网进行联系,从而在过程层、间隔层和站控层实现IEC 61850规约。间隔层设备与过程层MU之间的数字通信协议必须符合IEC 61850的要求。
合并单元(MU):基于IEC61850标准的合并单元是用于与数字/或模拟小信号输出的电子式互感器连接。其主要功能是同步采集多路(面向一个间隔、最多12路)ECT/EPT输出的数字信号后并按照规定的格式发送给保护、测控设备。因此,MU实际上是作为电子式互感器的一部份。根据本期电子式互感器的配置方案,本方案中使用两种MU。其一是支持接入数字输出110kV ECT及EPT的数字接口MU;其二是支持接入10kV及以下的传统互感器/或模拟小信号输出电子式互感器的模拟接口MU。
过层程的主要功能:(1)电力运行的实时电气量检测。(2)运行设备的状态参数在线检测与统计。(3)操作控制的执行与驱动。
3 数字化110kV燕南变电站的优势
3.1 以新型光电式/电子式互感器取代常规互感器,具有以下优点
(1)高低压完全隔离,安全性高,具有优良的绝缘性能。(2)不含铁芯,消除了磁饱和和铁磁谐振等问题。(3)抗电磁干扰性能好,解决低压侧开路引起的过电压问题。(4)动态范围大,测量精度高,频率响应范围宽。
3.2 智能断路器技术
智能操作断路器是配有电子设备、数字通讯接口、传感器和执行器,不但具有分合闸基本功能,而且在监测和诊断方面具有附加功能的开关设备。本站采用符合数据通信要求的断路器智能操作控制装置,主要实现目前操作箱的基本功能,并实现就地化布置。同时,由于智能操作箱引入了微电子技术、计算机技术,因此,除完成基本操作功能外,还可以有效地实现对于断路器状态的监视。这种方案的最大优点在于基于成熟的间隔层数字化技术,能在大量减少电缆、节约占地、提升数字化水平的同时,满足可靠性和稳定性的要求。
具体体现有:(1)节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资。(2)节约了保护小室及二次设备室等的占地面积和投资。(3)GIS智能控制柜优化了二次回路和结构。(4)智能控制装置提供了系统的交互性。
3.3 网络通信技术
通信技术是变电站自动化系统信息传输的基础,所采用的技术必须满足变电站内通信网络传输时间要求,随着以太网技术不断成熟和改进,嵌入式以太网在工业控制领域地广泛应用,在网络负荷得到有效控制的情况下,变电站网络采用低廉、成熟的以太网可以满足变电站实时通信的要求。
对数字化变电站有重要影响的网络技术主要有:(1)交换式以太网技术。根据实验,在网络负荷小于25%情况下,以太网响应时间要比令牌总线网络快得多。(2)IEEE802.IP排队特性。该技术使得数字化变电站过程总线和变电站总线有可能合并为同一个物理网络。(3)虚拟局域网VLAN(Virtual Local Area Network)。VLAN使得变电站中控制网段和非控制网段可以从逻辑上划分,而不需依赖物理组网方式以及设备的安装位置,从而有效保证了控制网段的安全性。(4)快速生成树协议IEEE802.lw。在变电站网络中可以采用多种冗余链路设计,以保证网络的可靠性。
3.4 程序化控制技术
变电站程序化操作是指变电站内智能设备依据变电站操作票的执行顺序和执行结果校核要求,由站内智能设备代替操作人员,自动完成操作票的执行过程。实际操作时只需要变电站内运行人员或调度运行人员根据操作要求选择一条程序化操作命令,操作票的执行和操作过程的校验由变电站内智能电子设备自动完成。
本站考虑由间隔层设备和程序化操作服务器共同实现站内设备程序化操作,可以减少甚至杜绝因为人为原因导致的误操作,提高自动化水平,减员增效,缩短事故情况下电网的恢复时间,简化管理流程,提高管理效率。程序化操作是无人值班变电站展的必然。
总之,变电站采用数字化程控操作技术使变电站获得提高信息传输可靠性;简化二次接线;提高测量精度;共用统一信息平台,减少重复设备;便于功能扩充;操作管理自动化,提高生产可靠性,减员增效的优势。
4 结语
数字化110kV燕南变电站还将节约能源、降低能耗、保护环境全面融入电网规划、设计、建设、运营和管理全过程。数字化110kV燕南变电站以传统变电站不可比拟的绿色环保、节约土地、节约资源、节能降耗、安全生产、供电可靠等优点,引领了国内和国际科技发展的潮流,产生了良好的经济和社会效益。作者提昌在开展节能设计、环保设计,推行全过程和全寿命周期最优化设计的同时,建设数字化型、资源节约型、环境友好型绿色智能电网。
摘要：数字化变电站技术涉及计算机、通信网络、继电保护自动化等多个高端科研领域,随着智能化电气的发展,变电站自动化技术即将进入数字化时代。数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革。本文结合110kV燕南变电站论述了数字化变电站自动化技术特征、网络结构及系统组成等。
综合自动化和数字化变电站技术 篇9
关键词：常规综合自动化系统,数字化变电站系统,优越性,变电站发展方向
1 前言
我国变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平, 随着智能化开关、光电式电流、电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟, 以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用, 变电站中所有信息的采集、传输和处理, 全数字化的变电站将成为变电站自动化建设的必然趋势。
2 变电站自动化系统
2.1 变电站自动化系统的基本概念
变电站自动化系统是基于微电子技术的智能电子装置IED和后台控制系统所组成的变电站运行控制系统, 包括监控、保护、电能质量自动控制等多个子系统。根据IEC国际电工委员会电力系统控制与通信技术委员会的划分以及变电站自动化系统的特点, 变电站内的设备可划分为如下三个层次。
1) 设备层:
包括各种一次设备如开关、线路、变压器、电容器、CT/PT等。
2) 间隔层:
是各种二次设备包括采集、测量、控制、保护、自动装置、故障滤波等, 它们大多能独立完成某种功能, 且具有与外部进行数据交换的能力。
3) 变电站管理层:
对整个变电站进行安全监视、控制、操作, 并与变电站外部进行数据交换, 如当地监控微机、与控制中心通信的网关等。
图1变电站的三个层次和数据交换。从对变电站电能传输、分配进行检测、控制和管理的观点出发, 可以认为变电站由母线、变压器、线路、电容器等基本元件组成;一个基本元件通过一个或多个间隔向二次系统提供数据, 接收二次系统的控制命令。根据每一个基本元件自身的特性和检测、控制要求, 并按照基本元件内部数据采集及故障检测和隔离由元件自身解决的原则, 设计每一种基本元件对应一种硬件结构即智能电子设备 (IED) 。
2.2 变电站综合自动化系统发展历程
变电站自动化技术的典型应用最初体现在远方终端装置RTU技术上。20世纪80年代中期, 我国开始了微机型继电保护装置的研究工作并得到广泛应用, 为变电站综合自动化理论的提出提供了一个基本的技术基础;20世纪90年代数字式保护的广泛应用, 使变电站自动化技术取得快速的进展。
2.3 常规变电站综合自动化系统的不足
目前, 国内大多采用传统互感器的分布式变电站自动化系统, 见图2。
图1-2中保护单元和测控单元在电网运行中所履行的职能是不同的, 这两种应用对于TA的工作范围及角度要求是不一样的。常规TA分为保护级与计量级等不同等级, 测量单元、计量系统和保护装置分别取之不同特性的电流互感器。此外, 常规TA存在二次负载问题, 对于二次回路线路长, 所接设备多、负载重的情况, 如果超过了TA的二次额定负载能力, 需要考虑换用负载能力强的TA或用多组TA串接以提高负载能力。所以, 在现场应用中往往可以看到反应同一个电流的位置上安装了一串不同型号不同类型的TA, 设备的投资大, 占地多, 与二次设备的配合比较复杂。
常规变电站自动化系统应用的特点是变电站二次系统采用单元间隔的布置形式, 装置之间相对独立, 装置间缺乏整体的协调和功能优化, 输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂, 主要有以下几方面的问题:
1) 信息难以共享。
2) 设备之间不具备互操作性。
3) 系统的可扩展性差。
4) 系统可靠性受二次电缆影响。
3 数字化变电站
3.1 数字化变电站的基本概念
一般认为, 数字化变电站就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息, 并建立与之相适应的通信网络和系统。即数字化变电站是由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建, 建立在IEC61850通信标准的基础上, 能够实现变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作得变电站系统。
3.2 数字化变电站的结构体系
数字化变电站以非常规互感器代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分;以交换室以太网和光缆组成的网络通信系统替代了以往的二次电缆和回路;从物理上看, 数字式变电站任然是一次设备和二次设备两个层面。由于一次设备的智能化以及二次设备的网络化, 数字式变电站一次设备和二次设备之间的结合更加紧密。从逻辑上看, 数字式变电站各层次内部及层次之间采用高速网络通信, 三个层次关系见图3。
可见, 传统的变电站自动化系统已经实现了间隔层到变电站层的数字化, 因而当前数字化变电站的重点在于过程层实现数字化。
4 数字化变电站的优越性
4.1 数字化变电站的优越性
与常规综合自动化变电站比较, 数字化变电站的主要优点有以下六个方面:一是各种功能共用统一的信息平台, 避免设备重复投入。二是测量精度高、无饱和、无CT二次开路。三是二次接线简单。四是光纤取代电缆, 电磁兼容性能优越, 节约资源, 节省投资。五是信息传输通道都可自检, 可靠性高。六是管理自动化。数字化变电站的主要特点也是六个方面:一是变电站传输和处理的信息全数字化。二是过程层设备智能化。三是统一的信息模型:数据模型、功能模型。四是统一的通信协议:数据无缝交换。五是高质量信息:可靠性、完整性、实时性。六是各种设备和功能共享统一的信息平台。
4.2 数字化变电站的发展方向
数字化变电站技术工程化的推进将为构架数字化电网提供坚实的基础, 这种技术的应用同时构成了调度自动化技术发展的内在推动力, 有利于促进调度自动化技术向智能化程度发展。数字化变电站技术的影响将主要体现在以下几个方面:
1) 电气量采集环节的数字化可实现一、二次设备之间电气上的有效隔离, 常规变电站由于交流电缆引起的传导性电磁干扰现象将不复存在, 以往因一次系统故障产生的干扰对于二次系统的影响将得到有效的抑制, 二次系统的安全性将大大提高;
2) 变电站内信息交互基于对等通信模式, 信息交互基于GOOSE组网, 变电站自动化系统的组网方式变得异常灵活, 不同类型的网络结构将直接影响到数字化变电站的可靠性、安全性;
3) 非常规互感器较大的动态范围使得常规变电站自动化系统因互感器精度和动态响应范围引起的测控、保护电气量采集环节分离变得毫无意义, 变电站内信息集成应用具备了可靠的基础, 数字化变电站自动化系统将实现装置的冗余向信息冗余的转换;
4) IEC61850标准体系实现了应用与数据通信的分离, 为建立基于VLAN的站内局域网信息安全机制, 和基于可信计算技术的远程信息完全机制提供了技术基础;
5) 数字化变电站体现为分层分布式结构, 具有自治性、协调性等特征的多智能体技术将在未来数字化变电站技术发展中发挥重要作用, 多智能体技术可以有效地综合各种信息, 实现信息应用的协调判断和处理, 有利于提高变电站自动化系统应用的智能化程度;
6) 基于数字化变电站技术实现的变电站自动化系统将具有设计、制造、工程实施、运行维护、故障分析、系统效用评估等方面的便利性, 并将极大的改变变电站的建设和运行模式;
7) 全数字化变电站自动化系统具有典型的结构化特征, 可以有效地建立可靠性、安全性、经济性分析模型, 对于不同应用模式的全数字化变电站自动化系统进行量化分析, 评估不同应用模式 (如冗余度、元件重要度等) 效用, 为合理地确定数字化变电站的配置方案和设计原则提供支撑。
5 结束语
数字化变电站自动化技术是常规变电站自动化技术的发展和延续, 数字化变电站技术的实际工程应用与常规变电站技术兼容将利于促进技术的成熟度。随着各种相关应用技术的成熟和发展, 数字化变电站技术将逐渐代替常规变电站自动化技术成为未来变电站自动化技术发展的主流。
参考文献
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[2]卓乐友电力工程电气设计手册 (电气二次部分) [M].中国电力出版社
[3]高翔.数字化变电站应用技术.中国电力出版社2008
[4]王国光.变电站综合自动化系统二次回路及运行维护[M].中国电力出版社2008
浅谈数字化变电站的自动化系统 篇10
所谓数字化变电站, 就目前变电站发展技术而言, 实际上就是对变电站自动化技术自身发展的一种较为概括的定义。其主要是将变电站中的一次系统以及二次系统作为数字化对象, 将所获取的信息进行统一的数字化建模, 并将其所需的物理设备进行虚拟化处理, 依靠目前网络通信平台标准化等方面的特点, 实现数字化信息之间的互相操作以及资源共享, 从而满足目前建立起安全、可靠、经济以及稳定的现代化数字化变电站的客观要求。
目前我国的数字化变电站主要采用的具备IEC61850标准通信系统以及通信网络, 其主要的技术特征除此之外还包括智能化的一次设备、网络化二次设备以及自动化的运行管理系统, 这在下文数字化变电站自动化系统的特点中笔者将会较为详细的介绍。从目前数字化变电站的全面发展上来看, 为了能够满足数字化电网运行的客观需要, 所必须要涉及到的内容还包括上文中所提到的一、二次系统之间的融合、信息安全以及交互技术、实时动态监测技术、实时分析技术、广域同步采样技术以及电能质量在线监测技术。
2 数字化变电站自动化系统的特点
2.1 智能化一次设备
在数字化变电站自动化系统中, 智能化一次设备由于在被控制的操作驱动回路以及被检测的信号回路上采用了光电技术和微处理器设计, 从而实现了对控制回路和常规机电式续电器机构的简化, 在传统的导线连接上利用数字公共信号网络以及数字程控器所替代。因此, 智能化一次设备的主要特点就在于将可编程序代替变电站中的二次回路中所依靠的常规逻辑回路以及续电器, 同时利用光纤和光电数字来代替常规的强电模拟信号。
2.2 网络化的二次设备
数字化变电站中所涉及的常规二次设备有很多, 包括电压无功控制、远动装置、防误闭锁装置、继电保护装置、故障录波装置、测量控制装置以及目前处于发展阶段的在线状态检测装置, 而网络化的二次设备就是要将这些常规的二次设备进行模块化以及标准化的微处理机处理, 同时所有的设备之间都要实现高度网络通信连接, 因此在网络化二次设备的连接上不会再出现像常规设备那样装置重复的I/O现场接口, 将所有传统上的常规功能装置都转变成逻辑行动等功能模块, 从而利用网络化二次设备真正实现变电站中的资源共享和信息共享。
2.3 自动化的运行管理系统
自动化运行管理系统是数字化变电站中的重要组成部分, 其包含的内容有4个方面:首先是在电力生产过程中, 尤其是针对运行状态记录以及相关数据的记录上实现无纸化;其次是要实现分流交换上的自动化以及对数据信息分层管理的自动化;第三是要在变电站电力运行过程中出现故障时及时对故障所出现的原因、相关因素进行分析, 并自动提出相关的处理意见;第四是可以改变传统意义上变电站设备的定期检修模式为数字化自动化下的状态维修, 让系统自动对变电站的相关设备进行状态检修。
3 数字化变电站自动化系统结构分析
上文中对于数字化变电站的特点所提到的智能化一次设备以及网络化二次设备, 是从变电站的物理结构上分析的, 而在逻辑结构上可以分为过程层、间隔层和变电站层。
3.1 过程层
首先是运行设备需要进行在线监测, 其监测的参数数据主要包括压力、绝缘性、密度、温度以及相关的机械特征;其次就是需要在电力运行的过程中进行实时的电气量检测, 除了有些电气量可以通过在间隔层运算得出之外, 主要包括电压、电流、谐波分量以及相位的检测。
3.2 间隔层
间隔层所包括的内容主要有以下几个方面:实现对本间隔层中所有实时信息数据的汇总;对智能化一次设备的功能控制;对本间隔层的操作实施闭锁;实现对间隔层的同期操作以及控制功能;实现对控制命令、数据采集以及统计运算等方面的优先控制和命令发出;实现对其他逻辑层的网络高速通信。
3.3 变电站层
变电站层的主要功能在于:首先需要依照具体的规定将变电站的相关数据及时送至调度中心;其次是要对变电站中的所有的实时数据信息利用高速网络通信来进行汇总, 并且要对这些实时数据信息进行不断刷新, 同时要按时登陆历史数据库;第三就是要将调度中心相关的调度控制命令转移到其他的逻辑层来进行执行和处理。
4 数字化变电站自动化系统中存在的问题及应对措施
4.1 数字化变电站自动化系统设计阶段
(1) 对时接口缺乏兼容性。由于在变电站的设备采购中, 所有所需的自动化装置几乎都是来源于不同的厂家, 而这些厂家所出厂的自动化装置在接口上的种类各不相同。因此在数字化变电站自动化设计过程中就会遇到接收设备接口与GPS对时接口之间不兼容这样的问题, 而这种问题所引发的必然结果就是会在接收GPS对时设备信号的过程中出现接收上的故障。虽然在实际操作中可以通过厂家对这些接口插件进行更新来实行完善, 但是这种被动更新的方式在一定程度上不仅会延长自动化系统的工作时间, 同时还会增大整体工程的成本投入, 给数字化变电站自动化系统设计造成一定的困难。
(2) 微机测控装置的利用率有待提高。目前在我国变电站设计过程中, 将会用到很多微机测控装置, 但是如果在一个系统中该装置的数量较多, 不但会无形中增大了对该设备维修的工作量, 同时还会降低对微机测控装置的利用率, 这是在数字化变电站自动化系统的设计过程中所必须注意的问题。在实际设计过程中, 因为不能减少这些微机监控装置的数量, 所以必须尽可能的将可以合并的装置进行合并, 从而将微机监控装置的数量降到最低, 这样既可实现对微机监控装备的利用率, 也可减少对这些设备进行维修的工作量。
4.2 数字化变电站自动化系统安装调试阶段
现在在数字化变电站自动化系统运行过程中, 虽然数字通信是整个系统的重要神经中枢, 但是并没有给予足够的重视, 主要由于数字通信是来源于很多细小的通信网络所构成, 无论是在问题的发现和预测上都存在一定的困难。但是通信出现故障所造成的问题也是不容忽视的, 在现实操作中出现的问题主要包括以下几方面的内容:首先是整个系统缺乏对通信网络的足够保护, 没有针对性的防护措施, 同时对网线的保护也没有足够的重视, 极易受到损害;其次是目前很多厂家出于对自身通信、测控以及保护设备实现通信的目的考虑, 将很多的规约转换器都进行了加装, 而这种加装往往会给通信带来一定程度上的故障, 包括通信不能、中断等方面的问题。
4.3 数字化变电站自动化系统运行维护方面
(1) 备用电源不稳定。在最初的工程实践中, 曾以站内直流, 辅以逆变的方式作为备用电源。但随后发现, 在故障情况或事故状态下, 站内直流极不稳定, 容易造成网络设备和通信设备的不正常工作, 严重时甚至会造成事故状态信息的丢失。为此, 采用专用UPS对站内监控后台、网络设备、光纤通信等进行供电, 因为UPS可提供高精度、高稳定性的电压波形与频率, 具有承受电网波动或扰动 (浪涌、跌落、谐波) 、间断甚至短时停电的能力, 无论是线性负载或是非线性负载, UPS都具有低阻抗输出的特性, 因而极大地提高了运行的可靠性和稳定性。但不正确使用UPS, 会影响其功能, 甚至导致其损坏。因此, 要禁止在UPS的输出端乱接试验设备。为防止过载、短路等情况损坏UPS电源, 可以考虑采用在UPS输出端插座备用插口上加贴封条的措施。
(2) 后台机运行维护管理缺位。目前, 变电站后台机的运行维护管理办法还不完善, 存在管理缺位的现象, 主要表现为只重视后台机防病毒的管理, 在USB、串口、光驱等数据交换位置加上了封条, 而忽视了后台机的散热和清理工作;忽视设备运行环境的管理, 由于后台机属于常年运行设备, 加上现场没有通风除尘设备, 时间久了后台机内就会堆满尘土, 极可能造成后台机蓝屏、死机等故障, 严重影响后台机的正常运行。
5 数字化变电站自动化系统发展趋势
数字化变电站对电气设备行业影响巨大, 将导致二次设备行业、互感器行业甚至开关行业的洗牌, 并且以IEC61850为纽带将促进一次设备和二次设备企业的相互合作与渗透。未来数字化变电站将实现一次设备的智能化和二次设备的信息化, 通过在变电站的站控层、间隔层以及过程层采用全面的标准IEC61850通信协议, 避免设备的重复投入。据行业内的分析报告显示, 每年都有上千座35 k V及以上等级新建变电站投入运行, 新建变电站基本上都采用自动化系统模式, 因此预计未来几年电力系统变电站自动化市场规模每年将保持在50～80亿元。随着国家电网公司加强对智能电网计划的实施, 变电站将向智能变电站发展, 一次设备要升级为智能电力设备, 二次设备则成为智能控制单元, 这将会是一个革命性的变革。
摘要：首先对数字化变电站自动化系统进行了概述, 简单分析了数字化变电站自动化系统的特点和系统结构, 并指出该系统中存在的问题以及应对措施, 最后简要提出了其发展趋势。
关键词：数字化变电站,自动化系统,智能化,网络通信
参考文献
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自动化数字化 篇11
关键词：数字化；自动化系统；主要问题
随着系统的日趋复杂，有越来越多的问题开始出现在系统中，对此，文章通过下文对有官方方面的内容进行了论述，从而为有关技术人员在实际研究中提供一定的帮助作用。
一、数字化技术的优点分析
首先，性价比高。在生产中，将数字化技术应用进去，能够对数据及信息进行快速的判断和分析，从而对生产中的失误情况进行不断的改正及规范化处理，同时，该技术还有着通信能力强、工作效率高的优点，所以，不但能够有效的降低生产成本，还可以提升生产效率。其次，较强的操作性。数字化技术还有着操作简单、先进、操作技术性含量高、逻辑性强等优点，因此，被广泛的应用于工业生产中。尤其是在数据量的识别及工业电气自动化信号模拟中应用量较大，而且，微电子技术和微电子处理器操作技术也被包含于该技术中。因此，大量的电子技术被应用于工业的电气化中，在不断提升工作效率的提升，也在某种程度上加快了电子技术的更新换代速率。现阶段，在电子技术不断发展的背景下，使编程接口进一步得到完善，大大的缩减了程序编程周期。
二、常见的问题及处理对策分析
（一）设计方面。首先，自投装置及微机测控技术应用率较低。数字化自动系统通常由微机测控装置来支配运行，因为其数量较多，造成设备的应用率较低，其次，也将设备运行维护工作量增加。所以，在工程设计时建议将微机测控装置的数量要尽量的压缩，尽可能的合并一些装置。其次，监控系统设计存在问题。一般会应用单网结构或者单机结构对后台监控系统进行设计。此种设计方法会降低后台监控系统运行的稳定性，对变电站的稳定、安全运行都会带来伤害。针对上述问题的解决对策：采取有效的设计措施。在对数字化自动系统进行设计时，会应用到不同厂家的自动化装置，所以，这就需要我们从源头出发，选择质量有保证的厂家。并且，根据实际情况，尽量的将微机测控装置的具体数量压缩，合并起那些可以进行合并，而且不会改变其工作性能的装置，但是，应该注意，防止过细的划分测控单元，降低运行维护质量及减少浪费。
（二）安装调试方面存在问题。首先，在数字化自动系统中，通信为其中的神经中枢，由于通过许多细小的通信网一同构成了该结构，因此，很少引起工作人员的重视，如果有问题出现，会带来巨大的后果。其中问题主要表现在：没有采取有效的措施防护通信网线，比如，没有通过钢铠保护通信网线，很容易损坏掉网线；很多生产厂中的通信、保护和测控等设备会对 不同厂商的产品进行应用，为了满足通信需求，还应该将规约转换器加装上去，导致通信中断、不能通信和通信困难的问题时常发生。其次，非标准微机保护功能缺陷和问题。因为每个生产单位会有着不同的运行生产情况，经常产生不同版本、不同特征的非标准微机保护。这种保护版本是厂家在标准保护平台上进行的调整和整改。因为时间缘故，经常发生漏洞问题及逻辑修改错误，这样就会导致有功能缺陷或者有错误出现在你非标准微机保护功能中。而且，一些问题是很难觉察的，这样就会严重的影响到非标准微机保护的正常运行。
处理系统安装调试方面的所存在的问题：首先，对通信网络的保护工作进行强化。比如，将铝塑管加装上去进行保护；对于数字化自动系统中的一些设备装置，最好在同一个生产厂家中进行选择、购买，一旦厂商生产产品会对其带来影响，这样在采购设备时，应该积极采用统筹招标的策略，对于通信接口规则等内容在设备招标文件中进行明确的规定，因此，能够很好的防止一些产品由于接口不匹配而产生通信问题。
针对分标准微机保护问题，需要进一步加强厂家技术部门同制定部门之间的沟通与交流，将具体、详细的说明在技术协议说中做出来；在产品出厂前，厂家需要认真的检查试验非标准微机保护的逻辑功能。保证不存在问题之后，才可以应用系统的运行中。对设备出厂前的跟踪试验工作进行强化，尽早发现问题并着手解决。
结语：数字化自动系统在工业生产中发挥着巨大的作用，
它在提升生产效率和速度等方面有着巨大的优势。但随着技术的不断成熟，其自身的复杂性和多样性也在不断提升。因此，不可避免的会暴露出一些问题，所以，要求我们从实际情况入手，分析其中可能存在的问题，然后将有效的处理对策制定出来。那么，通过文章上文对相关内容的分析与论述，从而为有关单位及研究人员在具体的工作中提供一定的理论和技术支撑。
参考文献：
数字化技术在电气自动化中的应用 篇12
一、数字化技术在电气自动化中的运用特点
(一)可靠性。
系统的可靠性包括耐久性、可维修性和设计可靠性。巧妙地将数字化技术应用于电气自动化产业,在自动化系统中加入网络后就可以运用计算机实施远程操控和实时控制,不仅可以减少不必要的设备,提高生产效率,而且在整个控制过程中可以缩短操作时间,方便工作人员的调配,随时随地进行实时监控,了解自动化生产线的运转状况。数字化的仪器仪表和电气设备的改进形成友好的用户界面,提高了精度和准确度,实用性和灵活性也得到较大的改善。
与传统电气设备相比,数字式电气设备更具可靠性。数字式互感器(光电式电流互感器)与电磁感应式互感器比较有许多优势:数字光电式电流互感器的高压与低压采用纯光纤联系,绝缘性能优良的光纤连接方式在电气上能够达到高压回路与二次回路的完全隔离,低压侧就不会发生高压危险了,同时不存在磁耦合产生的电磁干扰来影响互感器性能。数字式互感器消除了磁饱和和铁磁谐振等,运行时暂态响应快、范围大、稳定性高、测量精度高,保障了电气系统运行的高可靠性。数字式电流互感器动态范围大,不仅可实现同一通道内的高精度测量和继电保护,而且降低了若干个测量通道的复杂程度。数字式互感器在构造上不采用油绝缘,安全性好,避免了充油引发的易燃易爆等问题,体积不大、质量轻盈,以数字量形式输出,顺应了电力计量和数字化保护、保护微机化与自动化发展进步的科技步伐。
(二)安全性。安全性包括操作安全性和外保密安全性。
1. 设计安全生产线可以巧妙地运用数字化技术。
在各个电气设备内设置安全检修、自用自查功能,使用数字化技术的逻辑判断能力有效判断和识别,甚至可以完成校正,从而大大降低危险性,缩小了人力和物力的需求,节约资源。同时,在电气系统中设置安全检测单元并通过数字通信与智能终端相连。在操作过程中遇到紧急状况可以随时控制各电气设备,形成隔离,并且可以精确定位故障区域,反馈给操作人员,迅速快捷地设计出解决方案,完成维修,继续运行,保障了系统的安全性,简化了操作控制,提高了自动化效率。数字化技术的应用使得系统在故障检测维护等保障安全性方面的性能得到大大提升。
2. 保密性则可以依赖于数字化技术的安全性。
信息保密包括信息加密和信息隐藏技术,是保证信息机密性最有效的办法,信息加密可以利用DES或IDEA算法,回话密钥的传送利用RSA算法;隐藏技术是将有用的信息隐藏在其他信息中无法被发现。采取安全保密措施,编写有效的程序可防止文件泄露,维护文件安全。数字化技术的应用使得系统的安全保密性得到极好的保障。
(三)可操作性。
数字化技术是计算机技术的应用,以计算机技术为根底。Windows等微软技术已经普及,并逐步成为言语和标准的示范性平台。在电气自动化中运用计算机主要是运用了计算机的辅助系统。电气CAD就是基于计算机辅助设计CAD所推出的软件,其就是借助计算机,绘制电气专业的设计图,比如电路控制图等。将电气系统数字化后形成程序模型,操作时先检测电气设备的功能即是否能安全准确操作,然后将采集后的数据输入计算机后启动,整个系统便可以在无人操作的情况下完成运行。实际上,整个系统是以计算机为基础,只需形成一套系统的计算机指令与程序,并通过光纤、电缆、网络、微波等介质,数字化技术可以自行完成逻辑分析和判断并进行系统校正,对整个过程实现安全准确的控制。
西门子人机界面系统将Web转换成控制台,经过企业内网和英特网监控工厂的运转情况,也可以使稳定的客户端形式集成化,能在控制台和自动化级间建立链接并连接无线LAN或移动电话,利用便携式网络浏览器或者数据管理器,将进程、维护和管理信息发散给每一个用户。设备级有一些操作员面板支持远程操作,衔接控制台和自动化级,可以在网络上完成维护与诊断操作。关于机器操作与监控,服务器可以实现工厂区域内访问图像及变量,分布式操作员站经过网络进行远程控制和维护。标准化、开放式的硬件软件接口能够立刻完成生产层、自动化层与管理层的集成,可连接的PLC选择性大,组态与可视化软件采用多种语言版本,便于全球范围内通信交流。
二、数字化技术在电气自动化中的应用
(一)智能技术运用与电气自动化系统。
数字化是智能技术的基础,智能技术是数字化的典型应用。智能技术即为了有效地实现原先预期的目标,利用知识技术所使用的各种措施和策略。智能技术的应用大大改善了操作者的作业环境,减轻了工作强度,提高了作业质量和工作效率,优化了机器的自动化程度及智能化水平和设备的可靠性,而且具有环保节能的优点,降低了维护成本,故障诊断也实现了智能化,在一些危险场合或重点施工点得到了广泛的应用。
智能技术主要包含专家控制、神经网络控制、模糊控制等控制技术。专家控制推理与决策的实时性,设计知识库的规模适宜,推理机构简略,可以满足工业过程的实时性需求。运用专家控制技术,以系统控制理论和技术为依据,根据控制经验实现智能电气自动化控制,具备很强的灵活性和自适应能力。神经网络控制以人脑神经元活动为基础,以逼近原理为依据,解决电气控制问题,可以提高人工智能水平。模糊控制器是一种易于控制、把握理想的非线性控制器,具备优良的鲁棒性、适应性和容错性,运用于电气自动化控制,电气自动化系统形成包含反馈通道的闭环结构的数字控制系统,优化控制过程,提高智能化水平,实现了电气系统的高度自动化。
智能技术运用于自动化专业,可以加强控制性能、简化使用方法、保持高度一致,不仅可以运用于电气设备,实现电气设备的自动化运行,提高设备的安全性和准确性,还可以运用于电气控制,对控制过程实时监控,掌握动态信息,了如指掌,同时可以运用于故障诊断,精确判别系统故障类别,锁定故障位置,并进行隔离和修复。此外,运用于电力系统和日常操作,实现远程控制,提高生产效率,保障生产安全。电气自动化中运用智能技术的优势是不需要建立控制模型、稳定性高、误差小、响应操作无滞后、参数调节便利、性能一致性好、操作误差小,节省资源,利于控制过程中的调整。智能化后的电气自动化体系十分便捷,电气智能化体系朝着网络化、模块化、智能化方向前进,对电气自动化的发展进步有着改革性的意义。
(二)数字化变电站。
用户对电网的安全性能与品质质量的要求随着国家电网的飞速发展不断提高,变电站是电网系统内的主要环节,国家电网已经开始朝着数字化的变电站系统发展。
数字化变电站是基于IEC61850标准通信规范,由智能化一次设备、网络化二次设备和自动化的运行管理系统三个部分构建,是可完成变电站系统内部智能电气设备之间的互操作与共享信息的现代式变电站,数字化特点集中表现为开关设施的智能化和内部信息的网络化以及过程层设施的数字化。智能化一次设备包括智能化开关设施、数字电子式互感器等,工作原理是被检测的信号与被控制的操作驱动回路重新设计,再经过采样微处理器与光电技术设计,采用电子式互感器,改变了电压电流信号经过二次采样电缆的输入路线,数字程控器和公共数字网络代替传统的导线,常规机电式继电器与控制回路的构造得到简化。在二次回路中可编程器件取代了传统的继电器逻辑回路,光电式数字量取代了强电模拟信号,光纤网络取代了控制电缆。网络化二次设备是以模块化和标准化的微处理机为基础,二次设备进行设计并重新制造,高速通信网络完成各设施间的信息交流、数据和资源共享的任务,逻辑功能模块取代了功能装置。自动化的运行管理系统具备无纸化的电力生产运行数据和状态记录统计、自动化的数据信息分层分流交换、实时的变电站系统运转故障剖析报告以及自动生成的变电站设备检修报告和状态检修说明等功能。
数字化变电站系统中数字技术的运用使设备之间的关系更为紧密,每层分为过程层、间隔层与站控层三层,每层内的数据通信均采用以太网方式,网络的参与影响到了整个系统的可靠性。数字互感器排除了电流互感器二次开路和电压互感器二次短路等危险,具备高安全性的优势;数字信号以光缆为传输介质,数字信号的衰减与失真几乎不存在,数字式互感器有高精度且不存在磁饱和,通信速度大大提高,系统简单且维护方便,具备高性能的优势;系统有很强的自检功能,系统出现通信故障并警告一般为合并器无法接收数据,具备运行可靠性高的优势,提高了运行操作员的工作效率;高兼容性和信息共享的实施以及数字互感器渗漏问题的处理,大大降低了变电站的运行成本和维修成本,符合节能环保、节约经济资源的绿色工业理念。
数字化变电站的发展带动了电气设备行业的进步,站控层不仅应包含常规的监控系统,还需要采用远动工作站,来实现向调度远程数据传输;间隔层应采用不同的IED,数字化变电站呈现出多种多样的结构框架;过程层需完成高级设施的开发与运用的任务。虽然有数字式互感器和智能化开关等设施的运用,但数字式电能表和在线检测功能并没有计划投入应用。按照智能电网方案的施行,智能电力设备将取代一次设备,智能控制单元将取代二次设备,未来的变电站将真正取得智能化的进步。
三、数字化技术在电气自动化中的创新应用
(一)虚端子技术。
GOOSE输入输出信号为网络上的传输信号,与传统电气柜存在着对应的关系,将GOOSE信号形象地称为虚端子。虚端子的作用主要有数字化站内装置之间的连接关系明确(开入、开出、模拟量)、系统SCD配置连接线关系、产生GOOSE需要的文本信息等。虚端子的应用改良了二次回路,使得全站的线路、母线、主线、开关等得到有效的控制。与传统二次回路相比,由于配置了智能终端,可以方便地管理和操纵信号,开启跳合闸功能,保护测控遥控装置及使用连闭锁的间隔层。GOOSE网、MSS网双网配置,相关接口组屏集中,MSS网对各IED与主机之间的通信管理,实现GOOSW跳闸功能/测控遥控及联闭锁。各智能终端间信息交流与反馈方便,对连接线路、操作开关即电气设备的检测进行全方位的控制,是人工智能数字化技术的重大变革。
(二)智能终端。
智能终端的体系构造和嵌入式系统体系构造是统一的,是嵌入式计算机系统设施,其结构明确、粒度细小,高集成度、低功耗,设计的复杂水平不高,要求简单、操作方便。智能终端处理器具备较全面的功能,展现给用户完美的使用体验,提高了系统的可靠性。相比于传统的电气系统,安装了智能终端的系统结构简单、操作方便,数据可以实时传输到数字设备上,便于控制启动停止,在发生意外的情况下保障设备安全。智能终端的引入使得电气自动化信息化、开放化,也是工业自动化的未来。
(三)光纤连接。
光纤即光导纤维,该纤维由塑料或玻璃制作,基于光的全反射的传输原理来用作一种光传导工具。光纤通信有较大的通信容量和较长的中继距离、优良的保密性能和适应能力、原材料造价低且资源充足等特性,因此在现实中广泛运用于宽带接入。光纤传输则具备抗干扰能力强、保真度高、频带宽、功耗低、传输性能优良、质量轻、成本低廉等优点。利用光纤作电气的传输材料,发挥其传输优点,可以提高信号间的传输效率和精确度。其工作原理是通过其他的智能终端与技术层对有效的数据进行分析与总结,最终采集和控制数据。以光纤为媒介,标准化接口为基础,以TCP/IP为通信标准,可以实现就地安装,保证了信息传输的保密性和安全性,最终提升了电气系统的操作性、可靠性和安全性。
四、结语