变电站集中控制应用

变电站集中控制应用（精选10篇）

变电站集中控制应用 篇1

作为就地安装的装置的主要宿主设备,智能控制柜在智能变电站中具有重要地位。智能控制柜的全环境适应性、完备的信息交互、高可靠易维护性、高性价比节能设计都会对智能变电站安全运行和经济节能环保产生深刻影响。通过本项目对智能控制柜运行环境控制技术的专项研究,引入合理有效的散热设计、温湿度智能控制系统,使得智能控制柜在温湿度控制、节能环保等各方面性能有显著的提升。

依据国网《智能变电站继电保护技术规范》相关要求,目前的智能化变电站均将智能终端、合并单元就地化安放。由于智能终端、合并单元等设备对环境温湿度、抗电磁干扰能力等要求较高,当它们集中布置于二次设备室时,由于二次设备室良好的温湿度环境和抗电磁干扰能力,可以保证这些二次设备的安全可靠运行和较长的使用寿命,但当它们下放一次设备场地,就地化布置时,外部的温湿度环境和电磁干扰影响都远比二次设备室恶劣,尤其在户外GIS和AIS站中,这一情况将更加严重。因此,要保护它们的正常运行,就必须对用于安装它们的智能控制柜提出更高的要求。

1 当前户外柜环境控制主要方式

1.1 强迫风冷方式

采用风机(轴流风机或离心风机),实现柜内外空气的对流,将室内热空气排到室外,同时将室外的冷空气排入室内,实现柜内热量的转移。

优点:(1)风机结构简单,体积小,安装、维护方便;(2)能耗低;(3)成本很低;

缺点:(1)夏天环境温度过高时,散热效果差,不能长期承担对机柜降温的重任;(2)防护等级低,灰尘、湿气及腐蚀性气体进入机柜内部,容易积聚粉尘等污垢,并污染柜内的元器件,进而加剧元器件热岛效应;(3)风扇只能散热降温,冬天环境温度过低,不能给机柜加热升温。

1.2 热交换器散热方式

热交换器装置是一种利用低于柜内温度的柜外空气,通过热交换芯进行有效交换,把柜内热量传递给柜外空气。热交换器工作时,不同温度的柜外空气和柜内空气在风机的驱动下通过由金属材料制成的分隔板进行热量交换,两边的气流100%完全隔开。

优点:(1)防护等级高,排除了湿度、灰尘对柜内可能产生的污染,避免由于热量、湿度、灰尘和其它污染物引起的故障等功能。(2)散热效果较风扇好。

缺点:(1)由于热交换器的本质是热传导,因此柜内温度总是高于环境温度,夏天环境温度过高时,将导致柜内温度过高;(2)热交换器风扇只能散热降温,冬天环境温度过低,不能给机柜加热升温。

1.3 空调器温控方式

机柜空调器有壁挂、半嵌、全嵌、顶置等多种安装方式,可以根据机柜中具体温度情况决定是制冷还是加热。

优点:(1)散热效果好,由于冷风直接送至热源附近,可以保证机柜内不出现热点;(2)防护等级高,能阻止灰尘、湿气及腐蚀性气体进入机柜内部;(3)冬天环境温度过低时,可以加热升温。

缺点:能耗高。

2 一种基于空调与风扇协同工作的户外柜温控系统

以往的电力系统二次装置都是按照室内的环境条件设计,由于变电站设备室良好的温湿度环境和抗电磁干扰能力,可以保证这些二次设备的稳定运行。而智能控制柜安装在户外条件下,需要提供更加优良的运行环境。针对目前主流的三种环境控制方式的优缺点,我们需要研究一套更加优化的方案已适应户外柜特殊的环境控制要求。

基于目前户外柜所使用的环境控制方式的优缺点,研究出了一套基于空调与风扇协同工作的户外柜温控系统。该系统充分利用空调、风机的自身优势,大大提高温控系统的可靠性,并降低了系统能耗,延长系统使用寿命。

2.1 方案概述及操作原理

(1)该系统包括机柜、空调、若干风机、以及一个与风扇配套的电动百叶窗。

(2)更进一步,所述电动百叶窗安装在钣金折弯盒中,组成电动百叶窗模块;所述风机安装在风机安装板上,组成风机模块;所述钣金折弯盒安装于风机安装板上,电动百叶窗、钣金折弯盒、风机、风机安装板组成独立的强迫风冷模块。

(3)更进一步,所述机柜为双层壳体结构,包括内层壳体和外层壳体;所述强迫风冷模块吊装于机柜内层顶板上,通过螺钉连接。

(4)更进一步,所述电动百叶窗为所述风机的进风口,所述内层顶板与外层顶罩的架空空间为所述风机的出风口。

(5)更进一步,所述电动百叶窗包括叶片、电机、连接条、窗框;所述叶片具有凝露积水槽;所述窗框具有承接叶片凝露积水的引水槽;所述电机驱动连接条运动,所述连接条串接所有叶片,驱动百叶窗的开启与关闭。

(6)更进一步,所述空调选用带有除湿功能的壁挂式机柜空调,可安装于机柜后门或侧板上。空调可根据当地湿度情况选择一般的除湿空调,也可选择除湿性能强劲的转轮空调系统.空调在制冷的过程中，空气中多余的水汽会以冷凝水的形式析出,从而达到除湿的作用.转轮除湿原理是利用硅胶,氯化锂等除湿剂吸附空气中的水汽以达到除湿的功能。

2.2 控制逻辑

由于现在的智能变电站大多是无人值班甚至是无人值守变电站,要求智能控制柜在日常运行中能自动调节控制柜内运行环境,并及时准确将柜内运行环境状态进行实时监控和数据上传。因此,智能控制柜需采用智能化集成式设计,通过配置智能温湿度控制系统实现对柜内运行环境的实时调节、控制,并具备将环境参数信息实时上传的能力,即智能温湿度控制装置可对柜体内部环境温度、环境湿度,温控电源、风扇状态、加热除湿状态等信息进行实时监控和数据上传,保证后台运行人员能随时了解和记录柜体内部环境,并在风扇卡死损坏等故障情况下的时候采取人工干预措施。本系统控制逻辑如下:当柜内环境温度首次达到35℃时,启动风扇,经一定时间(5分30秒)后,读取柜内环境温度。如温度降低32℃以下(风扇3℃回差),则风扇停机。如温度仍不低于35℃,则启动空调进行降温,同时风扇停机。如柜内温度降低至30℃以下(空调5℃回差),则空调停机。

与当前环境控制方式的对比:本方案的基于空调与风机协同工作的户外柜散热系统,与现有技术相比,优点如下:(1)与强迫风冷的方式对比:1.本方案在环境温度过高、或过低时,均具有很好的温度调节能力。2.防护等级有很大提高,当风扇停止工作时,机柜内部为封闭环境。3.双散热系统,可靠性更高。(2)与热交换器散热方式对比:热交换器散热方式,不具备低温加热功能。热交换器散热方式,柜内温度适中高于柜外空气温度,当环境温度过高时,散热性能大大降低。

3 本方案双散热系统,可靠性更高

与空调器温控方式对比:由于环境温度处于高温、或低温的时间,空调才工作,因此本方案的能耗大大降低。

可靠性更高,空调、与风扇交替工作,将减少空调自身故障率,且本方案为双散热系统,二者互为备用。

(1)高温实验验证

将装有空调与风扇协同工作温控系统的智能户外柜放置在常温和高温环境下,采用FLUKE2620A数据采集器各个探头采集并记录柜内各点的温度。

(2)温度采集点布置

机柜内部温控系统配置的温度传感器位于机柜背面右上方紧挨空气开关,图1所示红色圈内。

(3)温度采集结果及分析

常温下测得的户外柜温度曲线分布图(2014.8.19 19:30~2014.8.2015:30)

说明:

1)10号、14号采集点为柜顶和柜底部环境温度。图2所示,曲线显示环境温度23℃~27℃,符合夏季高温夜间温度实际情况;14号采集点为柜下方环境温度,略低于10号采集点的柜上方环境温度,也符合热力学原理。

2)7、9号采集点为第三和第一层装置的温度。图2所示,曲线显示装置内部环境温度在35±6℃区间波动,符合温控系统的设定,表明温控系统工作正常;7号采集点位置较低,温度明显低于9号采集点,说明随着装置高度的提高,其周边环境温度也相应提高,在工程设计时可考虑将发热量较大的装置安装在较低的位置。

3)12号采集点为风扇上部盲区的温度,图2所示,最高41℃,说明在风扇工作无法影响的区域,温度相对较高;

4)5号采集点为传感器附近的温度,由图3可知:当传感器附近温度达到35℃时,温度曲线上升变缓慢,说明风扇在35℃时已启动,并对柜内温度产生影响。但温度扔不下降,说明风扇无法将柜内环境温度控制在35℃以下,经过预设的时间间隔后,温度明显下降,说明系统控制空调启动,曲线显示当低于30℃时,温度又迅速回升。这是因为根据设定,当温度低于30℃时空调会自动关闭而导致柜内温度上升。

通过上述数据分析说明,柜内温度的变化符合环境控制系统设计的控制逻辑,且装置工作区域温度范围在27℃-37℃之间,也符合预期的要求。环境控制系统工作正常且有效。

说明:

1)10号、14号采集点为柜顶和柜底部环境温度。曲线显示大部分时间环境温度在43℃~53℃,;14号采集点为柜下方环境温度,略低于10号采集点的柜上方环境温度,也符合热力学原理。

2)7、9号采集点为第三和第一层装置的温度。曲线显示装置内部环境温度在35±6℃区间波动,符合温控系统的设定,表明温控系统在外部环境处于超高温状态时,也能工作正常,保证柜内装置的环境温度处于预期的状态下。其中7号采集点位置较低,温度明显低于9号采集点,说明随着装置高度的提高,其周边环境温度也相应提高,在工程设计时可考虑将发热量较大的装置安装在较低的位置。

3)12号采集点为风扇上部盲区的温度,5号采集点为传感器附近的温度,两处温度曲线基本重合,处于40±2℃的区间,即在环境温度超高的状态下,风扇盲区温度与传感器附近温度基本一致。说明在此温度状态下,风扇基本处于不工作的状态,主要依靠空调进行环境控制。

4)1号采集点为空调出风口温度,温度区间为23℃-35℃,说明当空调启动时,出风口温度为35℃,当空调停机时,出风口温度为23℃。

5)由图4可知:当传感器附近温度达到38℃时,空调启动,由于出风口温度35℃,仍处于较高的温度,空调对机柜的降温作用存在滞后现象,当传感器温度达到42℃时,柜内温度达到稳定状态,此时7号、9号采集点的装置位置环境温度在35±6℃区间,符合预期要求。

通过上述数据分析说明,柜内温度的变化符合环境控制系统设计的控制逻辑,且装置工作区域温度范围在35±6℃区间,也符合预期的要求。环境控制系统工作正常且有效。

通过温度分布曲线,图表及分析,表明装有风扇空调协同工作温控系统的智能户外柜能在环境温度达到53℃的恶劣情况下,仍然能将柜内设备运行环境温度控制在45℃以下,提供满足DL/T478-2010所规定-10℃~+55℃的大气环境温度条件,保障柜内继电保护设备的可靠运行,同时风扇空调能按照控制逻辑正常切换,降低能耗。

4 结束语

本文总结以往户外柜环境控制方式,分析现有方式的优缺点,研究出了一种基于空调和风扇协同工作的温控系统,大大提高了户外柜温控系统的可靠性,并降低了系统能耗,延长系统使用寿命。并且经过高温实验论证,本系统安全可靠,达到温控目标。

摘要：本文主要是对户外智能控制柜温度智能控制设计研究。智能终端和户外柜安装在主控室外,受环境温度影响较大,设计户外柜就是要由柜体本身来承担和消除由这些差异带来对终端及保护等自动化装置不利影响,即必须为这些设备提供了接近室内的工作环境,从而保证自动化设备及其它普通电气设备在户外条件下的正常运转和工作。

关键词：变电站,智能控制柜,环境控制

变电站集中控制应用 篇2

【关键词】水电站；PLC；厂用电自动切换控制系统；设计；应用

将PLC加入到厂用电自动切换控制系统中，既提高了运行的可靠性，其自动化水平也有效的提高，最重要的是其使用性效果非常好，除此之外，该系统结构非常简单，容易操作，这也是其可靠性提高的重要原因，再加之，该系统维护能力比较强，即使出现了差错，也能够通过程序的改变，对其进行维护，而不需要改变硬件系统，因此这种系统的设计具有非常大的推广价值。

1.水电站PLC厂用电自动切换控制系统的设计

我国某些水电设备已经呈现出老化的态势，因此需要对其进行系统的设计与改造，否则会影响系水电站的安全运行，在系统设计中，PLC是设计应用的重点，将其应用在自动化切换系统中，能够大大提高水电站的安全运行效果，而且因为PLC的特性，其维护能力也比较强，本文主要以莲花站水电站为例来具体的介绍一些对该系统的设计。

1.1水电站概况

莲花发电厂10.5kv厂用电系统自动切换为主线，莲花发电厂10.5kv厂用电分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，其中Ⅰ、Ⅱ段分别通过电缆接至高压厂用变压器低压侧，且Ⅰ、Ⅱ段互为备用，Ⅲ段接至地方电网莲花变电所，Ⅲ段作为Ⅰ、Ⅱ段的后备电源厂用电系统自动切换。

1.2设计要点

针对莲花水电站的具体情况应该要对其PLC厂用电自动切换控制系统进行设计，其设计要点如下：

1.2.1系统软硬件的设计

首先要选择合适的PLC型号，一般情况下选择FXON-40MR-D型号即可，因为这个型号的可编程控制器属于小型结构，而且其输入利用的是光电隔离技术；输出利用是继电器，这种输入与输出方式，有很大的优势，其中最重要的优势就是抗干扰能力与其他方式相比很强，另外，这种型号PLC具有LED指示的功能，这种功能的运用，能够快速的查找与设备故障；其次，选择好型号之后，就要从硬件设施开始设计，绘制硬件接线图以及相关的逻辑框图，之后开始编程，在绘制相关图形时，一般设计人员会使用原水电站逻辑框图，之后再对其进行简单处理，这种方式最大的弊端就是设计人员需要对原水电站使用的自动切换装置非常熟悉与了解，对其动作逻辑掌握清楚，否则非常容易出现寄生回路，影响设计效果。而采用PLC编程的方式，出现寄生回路的情况就比较小，只要根据已经设计好的切换方式进行切换即可；最后，设计结束之后，要进行实际的检验，根据莲花站水电站的具体情况，利用PC机将设计人员设计的程序输入到PLC中，之后将利用相关设备进行调试，如果调试结果符合水电站现场的实际要求，就设计符合要求，可以对其进行安装。

在安装的过程中，安装人员要十分了解厂用电的运行模式，而且编制程序要与实际相符，主要注意的是，要对通电联进行验证，并对验证结果进行分析，如果符合要求之后，还要对设计回路进行检查，检查的主要目的就是为了降低调试的工作量，同时也能够降低电气切换出现差错的概率。通过这几方面工作的准备，设计出来的系统在安装结束之后就可以马山投入使用，而且其实用化水平也会非常高。

1.2.2抗干扰措施的设计

选择FXON-40MR-D型号的可编程控制器的主要目的就是其抗干扰能力比较强，但是因为各种因素的综合影响，不可能不会产生干扰，为了降低这种干扰能力，提高PLC的可靠性，需要对其进行优化设计。一般情况下，在设计过程中，主要就是PLC供电方式的选择，如果是220V直流电源来供电，就会降低干扰的概率。之后选择电源模块，针对莲花水电站的具体情况，选择的是DC24V供电模块，与此同时将开关电源方式选择好，实践证明这种设计方式，非常有效而且可靠。除了上述设备达到要求之外，控制电缆也要符合要求，一般情况下，使用的电缆是屏蔽电缆，并且保证电缆屏蔽层能够可靠接地。

1.2.3输出继电器选型

PLC输出模块内的小型继电器的接点容量较小。其输出性能指标是：负载交流电压240V时为80VA；负载直流电压30V时为100W。因此，不能直接用于发电厂的DC220V控制回路中，必须用PLC驱动外部继电器，用外部继电器的接点驱动DC220V的负载。在调试时发现PLC输出直接带DC220V的ST2-2A2B继电器不行，故改用DC24V的ST2-2A2B型中间继电器。

2.水电站PLC厂用电自动切换控制系统的应用

2.1厂变微机保护在电流互感器大变比下的测量精度问题

由于厂变10kV侧电流互感器变比为5000A/5A，太大，厂变过流保护二次电流整定仅为0.14 A，因此要求RCS-9621AⅡ保护装置满足此测量精度要求。若选RCS-9621AⅡ保护装置的额定电流为5A，其整定值范围为0.5A～100A，不能满足现场要求。在现场不更换电流互感器、不加装电流互感器的情况下，为避免存在保护死区及提高保护的灵敏度等问题，采用了额定电流1A的装置，其整定值范围为0.1A～20A，只要满足故障时装置二次电流不大于20A即可安全运行，在现场采用新型高压限流熔断器负荷开关时可以满足此条件。同时，将厂变低压侧中性线的电流互感器变比适当增大，由300A/5A更换为600A/5A。由于RCS-9621AⅡ微机保护装置的抗干扰性能很好，当保护的动作电流整定在很小的电流值情况下，仍能安全可靠地运行。

2.2厂变微机保护与高压限流负荷开关的整定值和操作回路配合问题

莲花水电站1号、2号厂变10.5kV开关的型号为SN4-10G，长期运行导致其运行可靠性降低，同时其遮断容量不满足现场要求。为此，将厂变高压开关更换为凯立FURN-01型高压限流熔断器负荷开关，其熔断器与氧化锌元件配合的电气特性能有效地限制一次短路电流值。电动机操作机构系ABB公司产品，合闸时间需4s。因此，RCS-9621AⅡ控制回路与FURN-01开关操作回路要进行配合，当开关操作把手KK合闸后，经4s负荷开关触头闭合，由FURN-01的辅助接点重动RCS-9621AⅡ中的KKJ，TWJ和HWJ；当开关操作把手KK分闸后，KK接点直接启动KKJ，以确保KKJ和TWJ及保护动作后才能发出保护动作事故信号。将RCS-9621AⅡ出口板TWJ-HBJ的407（1D30）到406（1D29）连线断开，并把出口跳闸接点与其他控制回路分开，以防止两个操作回路之间发生短路。RCS-9621AⅡ的其他控制回路不用，仅用开关本身的电机操作控制回路。

3.结语

综上所述，可知针对水电站的具体情况，对其进行PLC厂用电自动切换控制系统的设计实用价值非常高，其应用效果也非常好，尽管本文是以莲花水电站为例，但是其他水电站完全可以从中总结经验，根据自身水电站自动切换控制系统的要求来选择设计出更加科学合理的系统。 [科]

【参考文献】

[1]许德荣，邓东.飞来峡水利枢纽10kV厂用电PLC备自投试验[J].水电站机电技术，2003（01）.

[2]陈学杰，张军，申日海.MFC—2000—2型厂用电快切装置改造应用与分析[J].太原科技，2006（08）.

变电站集中控制应用 篇3

变电站电压无功控制的目标是保证变电站负荷侧电压无功,在合格范围内的基础上尽量减少有载调压变压器分接头和电容器动作次数。目前,国内在线运行的变电站电压无功综合控制装置多数基于传统九区图控制策略。但是,实践表明,九区图的分区控制策略是基于理想的电压和无功控制,在实际控制中会出现振荡动作现象,也就是变压器的分接头和电容器频繁交替动作。对此,笔者在传统九区图的基础上,结合模糊控制理论形成了合理的变电站电压无功控制策略,保证了变电站低压侧电压质量,对系统无功进行有效补偿,明显地解决了设备振荡投切问题,减少了设备动作次数,从而为电力系统的安全运行提供了基本保障。

1模糊控制理论

模糊逻辑控制的理论基础是模糊数学,一种描述和处理模糊信息的数学方法。而模糊数学则源于人在感知、知识、推理、决策中所采用的模糊概念,所以,模糊逻辑控制是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑的规则为依据,把人的经验形式化、模型化,变成计算机可以接受的控制模型,让计算机代替人进行有效的实时控制。当被控对象因过程复杂、机理不明、缺乏必要的检测手段等原因无法建立被控过程的数学模型时,采用模糊控制往往可以取得比较满意的果,图1为模糊控制器的结构。

2系统的总体设计

变电站电压无功控制系统包括控制策略库、实时数据库、控制模块、控制对象部分。为克服九区图的边界相对固定而导致的设备频繁投切问题,利用模糊算法处理不确定现象的优势,将九区图的电压无功限值用电压无功的模糊语言变量来描述,模拟专家经验辨别电压与无功联系较强或较弱的区。在联系较弱的区域采用解耦控制方式,即单独控制电容器或变压器;在联系较强的区域,采用综合控制方式。明确地分配各设备的动作权限和动作时间,引进延时概念,使设备的动作次数更加合理。本次设计的模糊控制器分为电压模糊控制器和无功模糊控制器,均是双输入双输出的模糊控制结构。传统的九区图根据电压偏差和无功功率的有效值作为边界来划分运行区域。模糊变中心九区图则根据电压偏差和无功功率输入量的模糊语言变量来划分运行区域。电压偏差与无功功率输入的模糊语言变量如表1所示。系统运行在模糊九区图的不同区域,则对应不同的控制方式。运行区域与控制方式对应关系如图2所示。某变电站电气主接线如图3所示。

None—正常状态,设备不需动作,不启动子模块;Cap—启动无功模糊控制模块来投切电容器;Tap—启动电压模糊控制模块来调整有载调压变的分接头;Both—启动综合控制子模块来对变压器和分接头进行综合控制

2.1电压模糊控制子系统的设计

电压控制子系统包括2个输入量、模糊控制器、2个输出量。输入量为二次侧实时母线电压偏差ΔV2和当前分接头挡位NT0,输出量为分接头控制策略TAP和控制输出的延时时间TD。模糊控制器采用Mamdani推理方法,共有2×3×5=30条控制规则。二次侧实时母线电压偏差ΔV2为实时电压偏离预设运行点的值,其语言变量值有5个,即“负”(nm)、“较负”(ns)、“零”(zo)、“较正”(ps)、“正”(pm)。其基本论域为[-ΔUm,+ΔUm], ΔUm为故障母线允许的最大电压偏差。当前分接头挡位NT0记载了当前变压器分接头所在的位置,其语言变量有3个,即低(LOW)、正常(NOR)、高(HIGH)。分接头控制策略记录了按实时算法计算后分接头应该调整后的位置。因为分接头不能连续调整,所以要在算法的设计上避免。因此该策略的语言变量值设为“升”(UP)、“不动”(UC)、“降”(DOWN)。

2.2无功模糊控制子系统的设计

无功模糊控制子系统包括2个输入量、无功模糊控制器和2个输出量。输入量为变压器二次侧无功功率偏差ΔQ和当前电容器组数NC0,输出量为电容器的控制策略CAP和控制输出的延时TD。模糊控制器有2×5×3=30条规则,采用Mamdani推理方法。变压器二次侧无功偏差ΔQ表示变压器高压侧总的无功注入(无功负荷与电容器无功注入之差)与预设运行点的偏差,其语言变量定义为 “负”(nm)、“较负”(ns)、“零”(zo)、“较正”(ps)、“正”(pm)。当前投入的电容器组数,其语言变量为“少”(SM)、“中等”(NOR)、“多”(M)。对状态电容器实施的调节策略,其语言变量有3个,即“投”(ON)、“不动”(UC)、“切”(OFF)。该控制延时与电压模糊控制器的控制延时作用类似,实际论域又都为[0,30]min,所以与其具有相同的语言变量、量化论域定义与隶属函数。

3计算仿真结果分析

应用matlab软件对某变电站某日的电压无功进行了算例仿真试验,通过采用实时控制、九区图控制、模糊控制方法调整变压器二次侧电压,模糊控制调控效果明显优于传统的实时控制、九区图控制,而且变压器二次侧电压波动小,在预设供电电压范围(62.4～64.2 kV)内波动,波动次数少,这说明模糊控制可使变压器二次侧输出电压稳定,满足设计要求。

4结论

实践证明,模糊控制技术在工业控制领域的成功经验最多,模糊控制策略已经应用于变电站电压无功综合控制装置中,形成了变电站电压无功控制系统,较好地控制了变电站电压无功,有效地减弱了传统九区图的振荡投切和电压波动大的问题,保证了电压合格和无功平衡,提高了电网的可靠性和经济性。

参考文献

[1]李华.变电站电压无功综合控制(VQC)装置的应用[J].广东电力,2006,19(11):62-65.

[2]王彬,李付强.变电站电压无功综合控制策略的研究[J].农村电气化,2010(3):46-47.

[3]赵永存.基于九区图控制的变电站电压无功自动装置[J].山西电力,2005(2):1-3.

变电站运行维护风险分析与控制 篇4

摘要：变电站是电力系统的主要组成部分，变电站的运行状况关系着电力设备的运行安全可靠性，其中变电站运行管理人员是确保电网运行安全稳定、经济可靠的执行者，在变电站运行维护过程中，起到了举足轻重的作用。变电站运行过程中的任何一个环节处理不好，都可能会导致安全事故的发生，轻者造成变电站电气设备损坏停电，重者危及人身安全和电力系统的正常运行。本文将从宏观和微观两个方面着手，就如何加强变电站运行维护风险控制，谈一下自己的观点和认识，以供参考。

关键词：变电站；运行维护；风险控制；研究

变电站运行过程中的风险关系着电力系统的运行安全可靠性，因此，加强对变电站运行风险控制问题研究，具有非常重大的现实意义。

1、变电站运行过程中的宏观控制

本文所讲的变电站宏观方面的运行维护管理，主要是从制度、人力资源和运行管理体制构建等方面，加強对变电站的运行管理。具体分析如下：

1.1 加强班组管理和人力资源调整

对供电企业核心班组而言，变电站运行过程中应当以安全风险管理体系为基础，应用规范化、系统化的管理方法，务实地开展制度化、规范化建设工作。同时，还要加强宣传，全面贯彻落实风险管理机制，从危险源识别到具体管理工作中的整改、实施和考核，都应当加以重视，并且将风险管理机制有效地渗透到具体工作实践之中。根据安全风险管理方案要求，组织开展全站工作人员学习，要求他们掌握安全管理知识、技能，不仅要求全员积极参加风险管理工作培训和学习，而且还要结合实际进行现场交流，从而使运行人员更加了解变电站运行风险管理本质。针对变电站运行管理人员流动性大以及新员工所占比例逐步增大等问题，笔者建议建立变电站技术培训资料库，将有关电气设备的巡检、操作和注意事项，通过图片或者视频等形式展现出来，以此来提高变电站员工对电力设备的认知深度。

1.2准确把握危险点成因

所谓危险点，即在变电站运行与维护管理过程中，所有能够造成或者危害人员、设备的因素，都是危险点，同时还包括操作人员的各种不规范行为和习惯。危险点管控过程中，需要对变电站运行过程中的每一项工作，根据内容、方法以及环境条件和人员设备现状进行分析，从中查找出可能会导致人为失误的危险因素，根据规程机制，制订有效的防范措施，在生产现场实施规范化、程序化作业，以防范人为因素造成的风险事故。

1.3严格按照风险管理制度要求，做好班组管理工作

在变电站运行管理过程中，应当严格按照风险管理制度和相关要求，尤其是班组成员应当按照PDCA循环要求执行操作。工作中，要认真对照计划方案、“三措”等，将任务交待好，并指定具体的负责人、操作人和监管人，注意工作环境条件、危险点以及操作过程中的风险防范事项；同时，督促人员应当正确应用防护用品，增强预见性。开好班前班后会，小结当天生产任务的完成情况和执行安全规程、“两票三制”等，对违章行为发展或存在的问题，提出针对性的整改意见和防范措施，一旦发现问题，应当及时进行整改，杜绝电力设备隐患。

2、变电站运行过程中的微观控制

变电站运行过程中的微观控制，主要体现在具体的风险和问题控制技术层面，具体分析如下：

2.1主变开关跳闸问题控制

变电站运行管理过程中，应当根据断路器跳合以及监控系统指示状况，对主变运行故障、跳闸问题进行管控，一旦发现问题应及时汇报；正常操作时应做好主变跳闸前的油温检查工作，并且将负荷、油位和油色控制好，保证压力释放阀一直处于正常状态。对变电站站用电切换情况、直流系统进行全面的检查，保证故障录波形一直处于正常形态。如果出现主变动作跳闸现象且未查清事故原因，则坚决不能强送；如果主变发生瓦斯保护以及差动保护时，应当对动作跳闸进行详细检测，判定是否为主变内部故障；如果主变后备保护动作造成了跳闸，则应当在查明故障问题后将其隔离，可对变压器进行互补性试送。

2.2智能电网故障问题控制

电网信息处理系统，主要是利用电网中的微机保护设备、微机故障录波装置设备，对故障问题信息进行数据化采集，并利用现代计算机技术手段，实现智能电网的高可靠性管控。同时，要注意搜集各站端保护动作信息、故障录波信息，将其传送至调度端；在此基础上，应当建立既可服务于继电保护，又可服务于电网调度的继电保护自动化管理系统，通过该系统的有效应用，来提高电网对故障问题的分析速度和准确度。

2.3变电站故障处理中的注意事项

变电站运行过程中的相关操作，需以变电站本身有电为先决条件；如果没有站用电，则会给事故处理带来很大的难度。所以，在规定时间内，应当尽快恢复站用电，只有这样才能使事故范围不至于扩大，避免因严重的事故问题而损坏变电设备。变电设备故障及故障情况处理过程中，应当坚持的基本原则是避免事故范围进一步扩大，最大限度地减少损失。如果因为运行人员在面对故障问题时过于紧张而出现误操作，则会带来巨大的损失，甚至可能会引发电力系统连锁停电现象。

2.4接地线装设

接地线装设的主要目的在于避免工作地点突然来电，消除停电设备、线路中的静电感应电压，同时有效泄放停电设备的残余电力，以确保操作人员的人身安全。一般而言，接地线需安装在停电设备、或者可能来电的部件上，同时也可以安装在可能产生感应电压的部分；接地线装设过程中，操作者应穿绝缘鞋、戴绝缘手套，以保证装设操作安全可靠性。装设接地线以及操作接地隔离开关时，至少应有两人参加，装设顺序为先安装接地端，然后再接导体端，拆除时则相反。安装时应保证接触良好。

2.5电压互感器故障问题处理

电压互感器一次侧、二次侧保险可能会熔断、冒烟，甚至发出焦臭味。此外，内部也会有轻微的声音，在外壳和引线之间有火花放电现象发生，运行中一旦出现这种情况，应当立即停止设备运行，对其进行检查和处理。当电压互感器一二次侧保险熔断时，应当及时进行更换，以确保系统电压正常，避免因失压而造成无保护和测量计量不准确带来的运行风险。

结语

变电站运行维护风险管理与控制是一项非常复杂的工作，涉及到诸多方面的内容，实践中只有加强风险管理与控制，不断创新管控技术手段，才能确保变电站的安全运行。

参考文献：

[1]刘宾；张博.变电站运行维护风险分析及其控制措施探讨[]J.科技创业家，2013（09）.

[2]赵月 孟旭.对变电运行故障问题及处理方法的分析[J].科学与财富，2010（12）.

[3]刘忠杰.发电厂电气设备检修方案优化探讨[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2012（08）.

[4]陈莉莉；苏乃明.变电站运行维护工作的现状与完善措施研究[J].河南科技，2012（03）.

变电站自动化控制技术及应用研究 篇5

1 变电站自动化控制关键技术的分析

一般情况下来说, 变电站自动化涉及到方方面面的内容, 但是从总体上来说, 变电站自动化控制的关键技术主要有计算机技术、通信技术和数据采集技术三个重要的方面, 接下来我们一一进行分析和研究。

1.1 计算机技术在变电站自动化控制中的应用分析

从某种程度上来说, 计算机技术在变电站自动化控制中起到了核心作用, 有力地促进了变电站自动化控制的发展和进步[1]。具体来看, 计算机技术主要是对变电站进行远程的自动化操作, 在这个过程中需要用到的关键技术是计算机控制技术, 主要有人工神经网络技术、PID控制技术等。通过这些高新控制技术的实际应用, 可以使变电站的隔离开关以及继电保护等装置的操作变得更加简单和快捷, 这就是计算机技术在变电站自动化控制中的应用所带来的优势。

1.2 通信技术在变电站自动化控制中的应用分析

实现变电站自动化控制, 必须要将许多关键的信息传输到控制中心进行操作, 然后由控制中心将相关的指令下达到各个端点, 在这个过程中我们必须要依赖一定的通信技术来完成复杂的信息交换, 通信技术在变电站自动化控制中的应用可以很好地满足这一要求。具体来说, 目前大多数的变电站在实现自动化控制的实际过程中使用的是分布式网络来进行良好通信, 这样可以使变电站在采集完重要的数据以后可以及时和控制中心进行数据的传递, 并能够及时接收控制中心的相关指令, 实现变电站自动化的有效控制。

2 变电站自动化控制的系统结构分析

一般情况下来说, 变电站自动化控制的系统结构组成是非常复杂的, 我们必须要仔细注意方方面面的内容才能在根本上健全和优化变电站自动化控制的系统结构。本文从以下两个角度对变电站自动化控制的系统结构进行分析。如图1所示。

一般情况下来说, 变电站自动化控制的数据采集配置主要涉及到模拟数据的采集还有开关量数据的采集[3]。模拟数据的采集主要关系到变电站的电流数值、功率数值和电压数值等。开关数量的数据采集主要涉及到变电站的断路器设置、隔离开关的具体位置、事故信号以及保护信号等方面的内容。做好变电站自动化控制的数据采集配置主要是通过先进的控制技术, 实现模拟数据的还有开关量数据的有效控制, 保证我们可以远程进行变电站中变压器、隔离开关以及分接开关等的控制, 从而真正实现变电站管理和控制的自动化。

3 结语

综上所述, 变电站是电力系统的输电和配电的枢纽性质的设施。随着时代的发展和进步, 我们加强了计算机技术、通信技术和控制技术等高新技术在变电站中的实际应用, 并取得了良好的效果。但是技术的进步是没有止境的, 我们要进一步加强研究和创新, 促进变电站自动化水平的不断提高。一般情况下来说, 变电站自动化涉及到方方面面的内容, 本文主要从变电站自动化控制的关键技术主要有计算机技术、通信技术和数据采集技术三个重要的方面进行了分析和研究。另外, 变电站自动化控制的系统结构组成是非常复杂的, 我们必须要仔细注意方方面面的内容才能在根本上健全和优化变电站自动化控制的系统结构。本文从以下两个角度对变电站自动化控制的系统结构进行分析。

摘要：一般情况下来说, 变电站自动化涉及到的内容很多, 但是从总体上来说变电站自动化控制的关键技术主要有计算机技术、通信技术和数据采集技术三个重要的方面, 接下来我们一一进行分析和研究。随着时代的进步和科技的发展, 变电站自动化控制技术获得了良好的发展和进步, 为了进一步提高变电站自动化控制技术的应用质量。本文从计算机技术、通信技术和控制技术等领域对变电站自动化控制技术的应用进行了深入的分析和研究, 希望对于促进变电站自动化控制的良好发展有一定帮助。

关键词：变电站,自动化控制技术,应用研究

参考文献

[1]刘敏.综合自动化控制技术在智能变电站电力调度中的应用研究[J].中国科技信息, 2014 (17) :93-94.

[2]范智翔, 陈烽, 周伟, 王伟.智能变电站自动化系统关键技术应用研究[J].中国高新技术企业, 2012 (Z2) :20-21.

顶弯角度控制器在变电站的应用 篇6

变电站内接地线和母线铜排的制作, 是电气安装中人工消耗较大的工艺环节, 传统母线顶弯机制作过程必须2人操作, 一人负责控制液压机, 另一人负责控制铜排顶弯角度。在顶弯角度的控制上, 制作人员只能通过视觉判断来比较实际放样的角度, 工艺效果过分依赖于制作人员的技能水平。由于制作人员技能水平的参差, 导致实际制作出的铜排存在顶弯角度不一致情况, 增加了后续调整的工作量, 也大大增加了制作人员的劳动强度[1]。因此, 研发一个顶弯角度控制器, 制作人员只要需输入顶弯角度, 控制器即可实时监测铜排的顶弯角度, 达到预定角度后, 自动断开液压机电源, 从而实现对顶弯角度的精确控制。

1 资料收集及设备选型

在2015年1~2月, 项目人员收集了市场中常用顶弯机类型, 对常用型号顶弯机的性能及使用方式进行对比, 确定顶弯机研制型号并在2月初对设备进行采购。图1是CB-150D型弯排机, 玉环奔工液压工具有限公司生产。

考虑到设备日后运行的可靠性、使用性能及相关元器件购买的难易程度, 决定使用STC89C52单片机, 该型号单片机高性能、低成本、低功耗, 标准外设包括10个定时器、2个12位1-Msample/s模数转换器 (交错模式下2-Msample/s) 、2个12位数模转换器、2个I2C接口、5个USART接口和3个SPI端口。此外, 为了满足后续编程及程序写入, 还购置了该型号单片机的开发板。

2 控制器主要功能介绍

对顶弯作业的相关人员调查并结合项目立项的初衷, 项目组编制了顶弯角度控制器的需求分析。根据需求分析, 控制器需实现角度的数字输入及显示、顶弯角度实时测量、金属回弹量修正及角度达到后液压泵的自动泄压等功能。

2.1 角度数字输入及显示

考虑到单片机的IO资源及使用可靠性, 装置使用扫描按键矩阵按键输入方式, 可以很好利用IO资源, 使得8个IO可以实现16键键盘, 而数字输出则采用数码管显示方式。

2.2 顶弯角度实时测量

顶弯角度测量的准确性是角度控制的关键, 由于CB-150D弯排机无法直接安装角度传感器。因此本控制器没有采取直接的角度测量, 而是通过间接测量铜牌单边距离的变化量, 经三角函数换算而得出角度值。距离测量使用市场上成熟的红外测距方式, 测量的距离变化量, 通过数模转换器储存在单片机的外接FLASH上。由于STC89C52单片机的指令周期为1μs, 因此可以实现1μs的数据擦写, 亦满足了实时测量的技术要求。

2.3 金属回弹量修正

由于CB-150D弯排机为金属冷弯的方式, 在冷弯过程中由于金属材料弹性模量的不同, 金属在塑性形变后会出现不同程度的回弹现象。控制回弹的大小直接影响角度控制的准确度, 也是控制器必须解决的技术难题。为此, 在角度换算公式中引入了金属回弹系数。

为了能得到各种金属不同的回弹系数, 分别对常用弯制材料 (铜、铝及铁) , 共10个规格的材料进行了顶弯试验, 分别记录各规格材料的回弹值。由于回弹量的大小与金属的弹性模量、外形尺寸有关, 项目组制作了回弹值的变化曲线图。并将该曲线进行数学公式的模拟, 得出关于回弹系数的近似公式。公式有3个变量, 分别为金属弹性模量、金属的宽度、厚度。顶弯前只需输入金属的弹性模量、金属的宽度、厚度以及所需弯制角度, 控制器就可以通过内置公式换算实时的测量形变角度。相关试验数据证明, 回弹系数的引入很好地修正了金属回弹现象并有效达到较为准确的角度控制。

2.4 角度达到后液压泵自动泄压

该功能的实现较为简单, 仅需将单片机的输出通过三极管放大后输入到继电器中, 然后通过继电器实现电机的启停。

3 角度控制器设计原理

(1) 主控制模块。通过应用单片机, 对系统进行初始化, 主要完成对数码管显示、按键的处理、角度数据的采集、运算及目标值得对比等功能, 起到总体控制和协调各模块工作的作用。

(2) 键盘输入模块。主要完成目标角度、弹性模量、外形尺寸的输入。

(3) 数码管显示模块。主要对系统界面及输入数字的显示功能。

(4) 角度测量模块。采用红外测距模块向单片机提供实时距离变化的数字量输入。

(5) 输出回路。通过单片机电平的输出实现液压泵电机的启停控制。

4 各模块实现方式

4.1 主控制模块

控制器的核心是STC89C52单片机, 为51系列增强型8位单片机, 有32个I/O口, 片内含4K FLASH工艺的程序存储器, 便于采用电方式瞬间擦除和改写且价格便宜, 外部晶振为12 MHz, 1个指令周期为1μs。使用该单片机完全可以完成设计任务, 其最小系统包括位电路、振荡电路及存储器选择模 (EA脚的高低电平选择) , 电路见图2。

4.2 键盘输入模块

键盘输入模块上0, 4, 8和C, 可以配置成独立按键, 通过跳帽J11切换, 在独立按键中, 应该把跳帽接到左端 (图3) 。

其中P3.0~P3.3的4个独立按键分别是目标角度输入、弹性模量输入、尺寸输入、确认。当P3.0按下系统进入目标角度输入状态:用户可以输入0~9的数字, 输入完成后按P3.3确认。按下P3.1系统进入弹性模量输入模式, 用户可以输入0~9的数字, 输入完成后按P3.3确认。按下P3.2系统进入尺寸输入, 用户需分别输入材料的长度及宽度, 输入完成后按P3.3确认。

4.3 数码管显示模块

因为所有位数码管的段选线并联在一起, 由位选线控制哪一位数码管的有效, 所以就需要为每一位数码管配一个锁存器, 进而简化了硬件电路[2]。点亮数码管采用动态扫描显示, 所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选, 利用发光管的余辉和人眼视觉残留作用, 使人感觉到各位数码管似乎同时在显示[3]。由于动态显示的亮度比静态显示要差一些, 所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的限流电阻。数码显示模块电路见图4。

4.4 角度测量部分

控制器使用红外距离来换算出角度, 其中红外测距传感器使用夏普生产制造的DS18B20 (GP2D12) 。传感器输出信号进4.7 K的上拉电阻直接接到单片机的P1.0引脚上。该器件将A/D转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。控制器采用外部供电方式实现DS18B20 (GP2D12) 传感器与单片机的连接, 接口电路见图5。

红外测量的距离数据以16 bit带符号位扩展的二进制补码形式读出, 图6给出了距离值和输出数据的关系。程序中需将16进制距离值通过编程公式, 转化为十进制的得出数值, 再转化为数码管显示需要的段码表数据格式, 显示效果见图7。

5 样机制作及效果检验

2015年8月, 顶弯角度控制器在220 k V锦霖变电站完成了样机组装及调试工作, 并在站内进行了效果测试。在第一次测试当中制作人员分别对30×4 mm的铜排和40×4 mm的扁铁进行了30°, 60°, 90°和120°弯制。测试中控制器操作稳定, 控制器能对液压机进行有效启停。顶弯角度与目标角度的误差控制在2%以内, 满足项目立项时所设立的目标。

为了更好地测试控制器的可靠性, 2015年9~10月期间, 施工人员使用顶弯角度控制器对220 k V锦霖站全站设备接地扁铁进行弯制。在2个月的测试当中, 控制器性能稳定并很好地完成了弯制任务, 期间未出现任何故障。

6 结论

通过设计和应用顶弯角度控制器, 改变了以往顶弯角度依靠人工控制的局限性, 实现顶弯角度的实时且精确控制。回弹系数的引入, 使得顶弯材料、材料厚薄以及金属回弹等影响角度控制的变量, 有了数字化的控制, 角度控制更加准确。该控制器可广泛用于各种型号的顶弯机和液压设备, 控制器补偿值的设定, 可根据顶弯材料种类、顶弯材料厚薄进行设置, 操作简单方便。

参考文献

[1]王理金, 李金雄.接地线使用注意事项[J].电力安全技术, 2005, (04) :43-43.

[2]刘军, 曲宏毅.500 k V超高压接地线夹的改进[J].高电压技术, 2008, (03) :619-619.

变电站集中控制应用 篇7

一、变电站控制系统的主要控制方式

经过对变电站自动化控制系统的调查研究, 发现当前的变电站控制系统中主要包含集中控制、远程监控、线路监控以及现场监控等版块, 各版块经过联合协调之后实现变电站的自动化控制, 现对其中的主要版块进行具体的分析。

(一) 集中控制

在我国当前的电力行业之中, 变电站是其中最为主要的变电装置, 输送的电压值大小都是由变电站来统一完成的。因此在对变电站进行控制的时候, 采取集中控制的方式能够为自动化控制的实施带来极大的便利, 让设备和设备之间的协调变得更加的容易, 从而为我国变电站自动化控制奠定基础。

(二) 远程监控

远程监控模式是在基于当前网络技术发展下构建起来的, 其为自动化控制的实现提供了更大的便利。远程监控的应用极大的节省了自动化控制的物质材料和人力, 如电缆的使用和铺设等。工作人员在工作的时候, 只需要通过远程监控设备上显示的数据做出操作和调整, 使得操作和监控都更为容易。

(三) 线路监控

变电站自动化控制系统之中必然离不开线路的控制, 各变电设备之间的连接需要使用线路作为载体。并且变电站自动化控制系统中的每条线路都有着不同的作用, 每条线路的连接也存在着很大的差异。这也就使得设计人员在设计之初必须考虑好每条线路的作用和连接方式, 然后严格要求施工安装人员按照设计要求施工连接, 保证线路监控的准确性。

(四) 现场监控

在变电站电气自动化控制中需要设置变电站现场监控, 通过变电站现场监控可以非常全面的去查看电气自动化生成。能够在监控的过程中及时发现生成过程中存在的问题, 并对此及时的采取相应补救措施, 使得变电站电气自动化的整体操作得到优化和改进。

二、电气自动化控制发展的趋势

变电系统自动化技术在保护、控制和测量方面相互结合, 实现一体化, 是未来电气自动化技术发展的一个趋势。它可以减少设备的重复配置, 提高技术的合理性, 并且有效减少维护的工作量。其主要实现方式, 在于信息源的可确定性, 并根据对测量精确度的要求不同, 进行必要的校核, 再有智能控制发布命令, 从而实现自动化。目前我国根据国际电工委员会制定的IEC61850标准研发电气综合自动化系统, 成为电气自动化技术发展的趋势。其中现代计算机技术是主要技术, 由其来推动自动化系统的智能程度也是在情理之中。

三、变电站电气自动化控制的应用分析

经过一段时间的发展, 我国变电站电气自动化控制的应用已经变得非常的广泛, 其具体的应用主要表现在以下的几个方面。

(一) 电气管理方面的融合应用

在电气管理方面的融合应用, 通过运用电气自动化技术, 在电气管理中采用编程调试方法, 有效的采集和分析处理了变电站中流量电流、电压、公路等数据信息, 有效确保了电气管理与控制的稳定性和精确性。电气自动化技术在电气管理中应用, 不但促进了电气管理中新技术的更新和发展, 而且在实践应用中有效的避免了变电站人工操作过程中出现失误的问题, 充分展现出电气自动化控制对于变电站的重要性。

(二) 在电网调度的融合应用

在电网调度的融合应用, 电气自动化技术在电网调度融合应用中, 将变电站终端、发电厂与其下级调度中心有效的衔接起来, 确保各流程之间实现自动化操作。在电网调度中应用电气自动化控制, 既可以实现对电气系统运行状态的实时监控, 并对监控数据信息进行正确的预测分析, 也可以有利于电气工程整体持续、安全、稳定的运行, 让变电站自动控制能够更加高效的运转。

(三) 在变电站自身自动化分析上的应用

在变电站自身自动化分析方面, 融入电气自动化控制技术既可以有利于变电站监控水平的提升, 又对于实现变电站自动化操作和自动化监视具有积极作用, 进而降低了变电站工人成本。在变电站电气自动化技术的应用中, 以电磁装置设备技术为典型代表, 其实现了全微机化控制模式, 进而在进行数据信息的传输时尽可能的减少计算机电缆的使用。因此, 电气自动化控制技术在变电站的应用, 有效的促进了变电站科学管理模式和自动控制模式的实现。

四、结语

总之, 变电站自动化控制系统在我国的实际应用中已经取得了非常显著的效果, 让我国的电力经营和运转变得更加的稳定和高效, 将其同传统的变电站操作方式进行比较, 主要表现出以下的一些优势:第一, 减少了因为操作人员操作不当或者误操作造成的问题;第二, 减少了二次接线, 使得占地面积减少;第三, 监视设备等的利用, 增加了系统运行的安全性和稳定性等。变电站自动化控制的优势和作用是十分明显的, 因此在我国今后的变电站建设中, 应当尽可能多的实行自动化控制。

参考文献

[1]王培.变电站电气自动化控制系统分析及其应用[J].电子世界, 2013, 09:48-49.

[2]王骏.220k V变电站电气自动化系统控制的分析[J].中国新技术新产品, 2014, 13:21-22.

[3]覃明炜.对220k V变电站电气自动化系统控制的分析[J].通讯世界, 2016, 21:97-98.

[4]许懿, 史成钢, 李军.对220k V变电站电气自动化系统控制的分析[J].广东科技, 2011, 24:136-137.

变电站集中控制应用 篇8

国家电网自2009年首批智能变电站建设开始,变电站智能辅助控制系统的相关集成技术、信息交互技术等均得到发展。“变电站智能辅助控制系统”采用自动化、计算机、网络通信、视频压缩、射频识别以及智能控制等多种技术,对变电站动力环境、视频图像、火灾报警、消防、照明、采暖通风、安防报警、门禁识别等进行在线监视和智能控制[1]。

智能辅助系统以“智能控制”为核心,对变电站的主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制,以满足电力系统安全生产和变电站安全警卫的要求。系统的实质就是通过监测、预警和控制3种手段,为变电站的安全生产提供可靠的保障,从而解决变电站安全运营的“在控”、“可控”等问题。

1 系统组成

智能化辅助系统组成如图1所示。

智能视频综合监控子系统在智能辅助系统中起着承上启下的作用,和其它子系统以及SCADA系统紧密联系,从而与变电站自动化系统构成了一个有机整体。其主要功能:通过视频监控结合防盗报警子系统,保护智能变电站设备的安全;通过视频监控结合远程和本地人员操作经验的优势,避免误操作;通过智能视频分析功能,完成对监视对象状态的判断,为远程操作开关、刀闸等对象提供辅助的判断信息;通过视频监控、灯光联动、环境监测来监视现场设备的运行状况,起到预警和保护作用;配合其它子系统完成视频联动和视频互动。

其它的子系统采集相应的环境参数、告警信号、红外传感、控制信号、GIS监测信息等数据,并实时将数据转发上传至统一信息平台或智能视频综合监控系统中进行图像化显示。

2 设计总体方案

变电站智能辅助系统基于变电站智能图像监控和数字硬盘录像机硬件设备,把环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、防盗报警、门禁等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制;同时,还通过软件方式进行站内自动化系统联动和用户自定义的设备联动,包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等;此外,根据变电站现场需求,完成自动闭环控制和告警,如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭门禁系统等。

这种基于变电站现有硬件设备和监控系统实现整个变电站智能辅助的方式,其优点在于可直接利用变电站集控中心现有的图像监视系统和网络,只需要为辅助系统建立一个专用的独立后台,配置一台辅助系统智能主机及其相关后台智能分析控制软件。各个子系统独立与智能总控装置通信。智能总控装置则对各子系统采集的数据进行集中处理和IEC61850规约转换,并上送到后台主机,最终通过后台智能主机的调配和控制,实现各子系统之间的相互联动。

智能总控装置服务器与站内监控系统也通过IEC61850规约通信,接收或发送少量告警信息;智能主机通过综合数据网或专线方式将信息发至调度端或集控中心,同时可接受调度端或集控中心主站的命令,完成变电站辅助设备信息历史数据存储、报表编辑、设定及显示等。

3 软件框架

3.1 整体框架

图2显示了软件的整体框架结构。设计中为了保证数据通信的可靠性及实时性,数据转发部分采用UNIX操作系统;考虑到大多数用户的使用习惯,人机界面部分采用Windows操作系统。同时为了充分利用公司已有的SCADA组态平台和已经开发完成的PRP视频监控软件,将两者有机整合,形成一套全新的、高集成性能的智能变电站辅助控制系统软件平台。

增加了Web发布功能,用户通过在监控中心配置的Web服务器,可以在不同网段内,不需要安装软件的情况下,实现对变电站智能辅助控制系统的数据进行简单的统计和查询,特点是操作简单、应用方便。主要功能包括:实时监控前端环境报警以及人员进出等状态;查询和统计;支持主流的网络浏览器;Web客户端程序及所需控件自动下载及升级;具备同时50~200人的并发访问能力,在并发访问人数达到上限值后按照登录用户的重要等级自动将等级低的连接中断。

3.2 数据交互

各模块之间的数据交互方式如图3所示。

各个子系统的采集数据,采用设备厂家的通信协议,通过串口总线上送,并写入实时数据库;本地实时数据库与当地后台、上级服务器之间则是通过61850协议进行数据交互。后台发遥控命令前先通知智能辅助控制系统要控制的设备地址,智能辅助控制系统将与该设备关联的摄像头调到对应的预置点,然后给后台发送确认信号(摄像头已就位),后台收到确认信号后再发实际的遥控命令;同时,后台可以通过智能辅助控制系统查看遥控操作结果,并下发需要通过视频系统采集的数据,而智能辅助控制系统采用图像识别等技术将遥控结果直接回馈给后台。

3.3 人机交互界面

人机交互显示视频监控图像,可显示和实时控制各子系统相关设备,设置各子系统之间的联动。人机界面具体功能如图4所示。各个子系统的界面与组态中画面一一对应,并且在编辑状态下可以对每一个画面进行修改,修改以后重新运行组态,则修改成功。

4 现场应用

该系统于2011年5月28日在安徽省首个无人值守的智能变电站———合肥东郊变投运。

安徽省电力公司领导及电科院的专家对该套系统的智能总控单元、辅助控制单元等各个模块的功能特性、性能指标及安全稳定可靠性等多方面做了详细的验收和测试工作。系统通过验收,并在现场稳定可靠运行。

5 结语

(1)该变电站智能辅助控制系统实现了变电站内安全监控系统各设备运行环境状态信息的实时网络自动化监测管理。

(2)该智能控制系统可对任意视频进行手动或自动录像,对任一帧实时视频以JPEG、JPG或BMP图片格式进行抓拍和存放,具有通用性。

(3)系统具有动态侦测报警、视频丢失报警、视频遮挡报警等功能,对系统监测到的设备及运行环境突发故障实施及时、针对性的有效处置,提高了变电站安全管理效率与质量。

(4)具有触发自动调用预置位功能,实现故障、警情的联动确认。

(5)直接将变电站检测的相关信息通过综合数据网与集控中心通信,保证了信息的独立性和实时性。

(6)智能辅助控制系统在合肥东郊变的投运情况表明了该套系统功能完善、性能可靠,满足现场安全稳定运行要求。

摘要：介绍变电站智能辅助控制系统,采用双操作系统开发环境(应用UNIX操作系统实现IEC61850规约的数据传送,而人机界面部分采用Windows操作系统),利用SCADA组态平台和视频监控软件,实现了变电站内各相关辅助系统之间的高度集成。

关键词：智能安防,辅助控制,高度集成,视频监控,IEC61850

参考文献

[1]李孟超,王允平,李献伟,等.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制,2010,38(18):59-64

[2]侯伟宏,张沛超,胡炎.数字化变电站系统可靠性与可用性研究[J].电力系统保护与控制,2010,38(14):34-38

变电站集中控制应用 篇9

关键词：变电站 监控信号 优化处置 集中监控

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0077-01

随着经济的不断发展，电力系统中的变电站集中监控的漏洞逐渐暴露出来，必须对变电站集中监控信号给予相关的重视，因为变电站集中监控是电力监控系统中的重要组成方式。与此同时，变电站实时监控包括很多种监视信号，其中包括频发信号。伴随信号以及调试信号等多种干扰信号，根据电力系统中的变电站集中监控的干扰信号，必须对干扰信号进行科学的分级，采取延时屏蔽频发信号、过程信号、挂牌屏蔽调试信号等进行优化处置，以减弱实时监控信号的比重来提高变电站集中监控效率。

1 变电站集中监控系统的相关理论性概念

变电站的集中监控系统一般分为多个站点，采取分级式的管理方案，并且以现代电力传播途径为媒介对变电站的网络实施统一的监控。对整个监控系统进行集中的管理，也就是对相关的用户进行认证并且集中前端设备的管理，对于用户数量较多的地方，设置频繁的监控点，并且通过相应的服务器进行转发，并进行相关的宽带调节，用组播的方式进行访问，对变电站实施集中监控有利于对地方和监控中心实施监控，可以建立录像资料集中管理，并且可以建立科学的、有效的相关检索机制，方便对检索的查找，并且可以解决跨网络对相关设备的监控。

2 变电站监控的现实使用状况

目前变电站监控系统的遥信信息相对繁杂，各个厂家获取的实际信息和实际操作出现较大的差异，在变电站监控中难以合理地对型号进行划分，以至于遥信的信息重复覆盖了设备自身的基本使用属性，导致相关监控人员难于关注其他的信号。在变电站相关的监控设备中经常出现抖动情况，产生信号的频发现象，由于这些问题的出现导致监控中心不能及时区分各种告警信息，不能及时屏蔽调试信号，未能合理地屏蔽开关分合操作伴随信号。这些现象的发生致使现实生活中变电站监控弊端的暴露，这些问题必须要引起人们的高度重视，采用相关的集中监控系统对变电站实施监控，利用先进的科学技术，针对变电站在使用过程中出现的弊端，对传统的分散监控系统实行改革，建立一项健全的监控技术平台，降低人工工作量，提高监控的科学化，增加监控的效率，减少危险的发生[1]。

3 变电站集中监控相关优化方案

3.1 科学地对信号进行分类

变电站集中监控顾名思义就是集中一体化的对变电站中的设备进行监控、调节和控制，如何科学的对信号进行分类，首先就要对相关信息的性能充分掌握，按照不同的类别逐条地进行分类，将信号分为事故信号、异常告警信号、越限告警信号、变位告警信号、告知信号五种。在设置信号集中监控系统的实时事项窗口时将这五种信号分别显示在事故、异常、越限、变位、告知这五个信号窗口中[2]。

3.2 信号监控系统的优化以及不同功能信号的设置

合理地对信号进行分级，设置不同功能的信号处理方案。根据以上的信号分类区别不同类别信号的轻重缓急，事故信号是反映各类事故的监控信息，需要实时监视、立即处理。异常信号是反映电网设备非正常运行状态的监控信息，需要实时监视，及时处理。越限信息是反映重要遥测量超出告警上下限区间的信息，需要实时监视、及时处理。变位信号是指各类开关、装置压板等状态改变的信息，该类信息直接反映电网运行方式的改变，需要实时监视。告知信号是反映电网设备运行情况、状态监测的一般提醒信息，该类信息需由运维人员定期查询。

3.3 挂牌屏蔽调试信号

变电站的调试信号给变电站设备的监控工作带来负担，影响监控人员对实际事故情况的判断，导致监控人员难以对设备运行状况进行掌控。因此应该在监控系统中实施手动挂牌检修，以挂牌的方法使间隔上送的遥信、遥测信号不在实时的监控事项窗口显示，调试工作完成后及时摘除挂牌，恢复正常的监控状态。

3.4 对同类信号进行筛选，以及删除重复信号

对同类信号进行筛选，以及删除重复信号可以减少对大量的信息进行处理，以便提高变电站监控系统的工作效率。可以根据不同类别的告警信号进行相关地处理，如果10 kV系统接地时，系统会及时发出警告，以及其他消谐设备和接地母线连接的所有间隔保护装置都会发出警告，对于多次无用的告警信号可以有效地进行删除，增加监控人员精准的掌握相关告警信息[3]。

3.5 监视屏蔽开关分合操作伴随信号

开关分合时会产生多种信号，在固定时间内限制相关告警信号自动复位，影响监控工作的正常进行，根据伴随信号短时复位的属性，可以对屏蔽开关分合操作进行延时，可以延时15 s来屏蔽“弹簧储能”信号，致使在这15 s内信号不再进行上传工作，在15 s后相关的报警信号再上传。

3.6 降低信号频发现象

由于设备缺陷造成变电站设备的辅助接点、保护装置等会经常出现频发信号，这样将严重的影响着监控工作的顺利开展。应该根据信号的抖动频率设置相关的信号，以监控信号分类原则优化延时屏蔽频发信号，将相关信号及时存储在数据库中，等到设备缺陷现象消除后，快速取消延时信号，最后达到降低信号频发的现象。

4 结论

综上所述，通过科学地对信号进行分类、延时屏蔽频发信号以及其他非重点信号、合理的对信号进行分级，设置不同功能的信号处理方案、挂牌屏蔽调试信号、对同类信号进行筛选，以及删除重复信号到最后屏蔽开关分合操作伴随信号，这些都能有效提高对变电站集中监控的效率，并促进对电力系统中其他的监控系统进行升级，增加电力系统的安全，确保电力系统能有效地、合理地為人民大众服务，不断促进我国国民经济的快速发展和壮大。

参考文献

[1]梁燕.浅谈变电站集中监控信号优化处置办法[J].广东科技，2013，22（16）：88-89.

[2]林秋燕.变电站集中监控信号优化处置办法[J].科技风，2012（23）：8.

变电站集中控制应用 篇10

一、如何对爆破进行技术安全控制

要想实现对变电站的安全爆破, 首先就必须明确爆破中的控制要点:第一, 控制地震波, 因为一旦由于爆破引发地震会造成人员与财产的巨大损失;第二, 对爆破所飞溅起的残渣以及碎石加以管理和控制, 确保它们不伤害周边的工作人员与生活的居民;第三, 对爆破所引起的空气冲击波, 以及粉尘等危害人身体健康的有害气体加以控制。

合理选用爆破方法:

第一, 通过增加装药孔, 减少每个药孔的装药量, 通过缩短最小抵抗线来减少每次准爆的总药量, 确保爆破安全进行。

第二, 在上面所说的基础上, 通过运用切口方案, 在爆破体上重点防范, 对要爆破的建筑覆盖上防护网, 利用它来控制飞溅的碎石以及残渣, 甚至对空气冲击波也会有所控制。

第三, 在上面的条件下, 合理控制每个钻孔的药剂含量在五十克以下, 防止浅孔爆破, 增加堵塞长度, 堵塞长度不得低于装药长度的10倍。

最好采用风动7655型凿岩机, 钻孔直径为四十毫米, 起爆器材为#8瞬发电雷管, #2岩石炸药 (低猛度炸药, 相当于#2岩石炸药) 。

此外, 还要注意要在施工现场设置其他防范性的安全设备, 例如:电焊机、推土机、挖掘机等, 还要对作业现场实施杂散电流引爆实验。

二、具体的变电站爆破控制过程

依照不同的施工现场状况以及周边的环境特征, 来确定具体的爆破方案, 具体的数据参考如下:

首先, 对于建筑中素混凝土的爆破。变电站周边受保护的人或者物要距离爆破点十至十五米, 采用双排布孔法, 修边例外, 两个孔之间的距离a为:三十五至四十厘米, 前排孔与孔之间距离b为二十五到三十厘米, 其抵抗线w=b, 设置爆破的抛掷方向与地面成75度角, 钻孔的深度设置为46至49厘米范围内, 每次起爆的总药量控制在Q=300克, 运用串联的方法对起爆网路进行链接, 通过电话发射出击命令, 修边, 采用垂直钻孔, 每次起爆二至四个孔, 控制每个孔内药物含量在16至19克, 最小抵抗线w小于二十厘米, 孔的深度H要大于三十厘米。

如果周边的人或物距离爆炸点二至五米, 在距离比较近的情况下, 适宜运用每三个孔引发一场爆炸, 每次的起爆总药量要控制在150克范围内, 最小抵抗线w控制在21至24厘米范围内, 孔距a控制在41至44厘米范围内, 排距b控制在21至24厘米范围内, 孔的深度控制在46至49厘米范围内, 前排孔的用药量控制在25至30克范围内, 后排孔的装药量控制在31至34克范围内, 总的药量大概相当于95克。

其次, 对于大块岩石的爆破。具体的施工过程与上面类似, 每次大概起爆一至二个孔, 如果是单孔起爆, 孔内的药量要控制在八十克范围内, 如果是双孔起爆药剂总量要控制在一百克范围内, 每个孔的用药量用下面的公式:Q=KBLW

其中, Q为装药量, K是一个变化数值, 依照岩石硬度取值, 通常情况为:0.5千克每立方米, B为爆破飞溅岩石的宽度;L为炮眼深度;W为最小抵抗线。依据这个公式, 如果填入药的重量大于100克时, 就可采用增加钻孔, 减少抵抗线的方法, 也可以依照临空面多少和面积的大小来增加或者减少百分之十至百分之三十, 如果是巨大的石块, 而且独立存放, 对其单独爆破施工, 此时设置的孔的深度通常为岩石厚度的二分之一以上, 但是要控制不超过三分之二。

三、具体的施工过程

依照上面的爆破具体数值开展施工工作, 由于用药少, 填塞的长度深, 所以, 要在被爆破的建筑表面覆盖上弹性保护网, 积极避免飞溅的石块与空气冲击波, 最关键的当属地震波的控制, 也就是垂直质点振动速度, 通过对上面起爆药量Q以及爆炸点与被保护物的距离R能够准确测算出地震波V=K (Q/R) a在这个式中, k为与介质性质、爆破方式等密切相关的系数 (根据相关经验以及资料测算看k=80) ;R为爆破点距离保护物的长度, a为与传播途径有关的一些因素, 参照这个工程的具体情况, 表明a取值为1.36;Q是一次起爆的总药量。

参照上面的公式:当R=10米时, 质点振动速度V为:2cm/s;当R为2米时, 质点的振动速度V为:10.27cm/s。

经过以上的测算, 进行质点振动速度的控制, 可以有效保证建筑安全。而且, 从对测算的结果进行对比研究, 可以得出:质点的振动速度与爆炸点离保护物之间的距离成反比, 与一次起爆总药量成正比。要想确保周围的居民不受到地震的威胁, 就要控制质点振动速度, 拉近爆破点与保护物之间的距离并减少起爆装药量。

遵照以上参数进行爆破, 待一切完工后, 结构表明:基础岩石等彻底损坏, 而且不存在乱石飞溅的现象, 除了部分地方, 需要人工进行橇挖以外, 其他地方都符合要求, 因为运用了"增加钻孔, 减少装药, 严格控制质点爆破震动"等技术, 调查表明, 变电站周边的所有房屋、人员以及交通设施都有保持原有状态, 没有任何损坏。达到了预期效果, 确保了现场主体工程的正常开工, 有效地缩短了施工工期, 而且还会提前竣工, 增加了施工效益, 取得了非常显著的经济收益。

四、光面爆破技术与预裂爆破技术在变电站中的应用

随着科技的飞速发展, 近年来, 我国的爆破技术也实现了创新与发展, 为我国的工程建设提供了新的创造性的支撑力量。新的爆破技术也就是光面爆破技术和预裂爆破技术, 均得到了应用和发展, 这一技术为经济和社会的发展带来了巨大的经济效益, 充分体现了科学技术力量的伟大, 优良的爆破技术是要使岩石按照设计规范进行破裂和抛掷, 从而形成新的岩石构筑物, 对于设计外的岩石则要尽最大努力防止爆破对建筑物的损坏, 要对要求炸开的变电站中的建筑物进行彻底的损毁, 又要确保变电站周边的建筑物以及交通运输设施不受到丝毫影响, 这是最佳的爆破效果。经过几代人的努力研究出了光面爆破和预裂爆破技术。

光面爆破是沿着设计开挖的边界设置比较稠密的炮孔, 运用不耦合装药或者装填低威力炸药, 在主爆区开爆之后再起爆, 以便形成比较平整的开挖轮廓的爆破作业;与此类似的是预裂爆破, 与之不同的是气爆区发生在主爆区之前, 这样就会确保在爆区与保留区之间会出现一个预裂缝, 这样, 就不会对要保护的岩体形成严重的破坏, 还能保持岩体的完整清晰样子。这两个技术大多被利用于地下或者露天工程的爆破, 并经过大量的实践证明这两项技术已经发挥了巨大作用, 通过这两项技术, 已经获得了完整的岩体,

减少了超欠挖和保护保留的岩体, 解除了过去由于工期过长投资增加的情况, 为工程建设经济效益的提高贡献了巨大力量。

例如:在20世纪中期在湖北陆水电站中, 就做过浅孔预裂爆破实验, 以及国内其他的变电站中都有预裂爆破技术以及光面爆破技术的应用。事实证明:他们已经成为良好的爆破技术, 整齐的预裂面像纪念碑一样标志着我国爆破开挖质量进入新的发展阶段, 预示着爆破技术的成功运用。

任何一项高端的爆破技术都只有在科学的理论指导下才能取得良好的效果, 确保预裂爆破成功的条件就是:确保孔壁完好无损, 以及在适当的地方出现裂缝, 经过人们的刻苦研究, 世界一些发达国家先后提出了预裂成缝原理, 我国对这一技术的研究始于1970年, 到了80年代, 我国的这一爆破技术已经取得了不小的发展, 大大缩小了与世界发达国家的距离, 在1987年, 我国的相关部门开展了关于爆破技术的学术研究, 在爆破技术方面取得了一定的理论成果, 在这些系统的理论成果的有效支撑下, 对这些技术进一步创新, 新技术得到了进一步推广和应用, 在自身技术有效支持的基础上, 我国也注重引进世界先进国家的技术和经验, 对爆破技术进行全面的提高和优化, 有效提高了爆破工程的质量。

结语

爆破技术是工程施工中不可或缺的一项技术, 它使工程建设节省了人力、物力和财力, 加快了工程的有效进展, 并提高了建设工程的施工质量, 提高了资金的利用率, 所以, 一定要注重加强对爆破技术的研究, 在总结原有经验的基础上不断引进和运用新兴的外来技术, 提高爆破的安全度, 使爆破工作不会损害人们的利益, 加强对先进爆破技术的理论研究, 使爆破技术成为一项强有力的工程建设支持的技术力

摘要：随着经济的发展与社会的进步, 我国的基础设施建设不断发展和完善, 电力事业也得到了突飞猛进的发展, 对变电站进行建设难免会涉及到拆除重建工作, 实施大规模的爆破性作业能够加快变电站工程建设进度, 然而, 通常情况是变电站周围环境复杂, 使这一工作危险又复杂, 所以, 必须对爆破工作的安全性加以控制。本文分析了如何控制爆破技术在变电站施工中的安全应用, 确保工程按时保质完成, 又能保证周边居民的安全。

关键词：控制爆破技术,变电站施工,安全应用探讨

参考文献

[1]徐明全, 王可廷, 李峰.合理爆破方式是提高高岭土大块率的关键[J].电力应用, 2001 (01) .

[2]宗琦.软岩巷道光面爆破技术的研究与应用[J].电力学报, 2002 (01) .