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電力工程自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)探究
一、電力自動(dòng)化技術(shù)概述
所謂電力自動(dòng)化技術(shù),即是在電力工程中融合現(xiàn)代的電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及相關(guān)的信息處理技術(shù),最終形成一個(gè)綜合性的、自動(dòng)化的管理系統(tǒng)。對(duì)于電力系統(tǒng)而言,通過自動(dòng)化系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。具體而言,電力工程自動(dòng)化技術(shù)主要功能包括以下幾個(gè)方面:首先,保證電力系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性,使其可以滿足系統(tǒng)整體的技術(shù)要求;以設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況為依據(jù),輔助操作人員完成系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào);其次,自動(dòng)化技術(shù)可以有效改善電力系統(tǒng)的安全性能,減少事故的發(fā)生與發(fā)展;而且自動(dòng)化技術(shù)可以大大提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,節(jié)約人力資源成本;最后,通過自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)及參數(shù)的搜集、整理及分析,通過數(shù)據(jù)分析可以實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)采取措施,降低系統(tǒng)的安全事故發(fā)生率。
二、電力工程自動(dòng)化安全系統(tǒng)的建設(shè)
具體而言,在進(jìn)行電力工程自動(dòng)化安全系統(tǒng)的建設(shè)過程中,需要注意以下幾點(diǎn):
(一)設(shè)備選型
在電力工程運(yùn)行過程中,繼電保護(hù)裝置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到?jīng)Q定性作用,因此在自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)過程中,要保證繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量與性能,選擇技術(shù)成熟、設(shè)計(jì)完善且性能穩(wěn)定的產(chǎn)品,保證自動(dòng)化系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)方面的穩(wěn)定性與安全性。要基于系統(tǒng)整體的角度選擇繼電保護(hù)裝置,遵循設(shè)計(jì)科學(xué)、配置合理的原則,實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)、計(jì)量、測量、信號(hào)控制及遠(yuǎn)動(dòng)等各項(xiàng)功能的科學(xué)配置,保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
(二)安裝調(diào)試
在建設(shè)綜合性自動(dòng)化變電站過程中,繼電保護(hù)所涉及到的設(shè)備十分廣泛,他們作用不同,性能各異,比如測量表計(jì)、后臺(tái)監(jiān)控、直流系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)等,所以在安裝調(diào)試?yán)^電保護(hù)裝置過程中,要進(jìn)一步明確繼電保護(hù)與其它設(shè)備的責(zé)任界限,保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性、及時(shí)性及詳細(xì)性,提高繼電保護(hù)裝置與其它設(shè)備之間的協(xié)調(diào)性。雖然比較傳統(tǒng)的電磁型保護(hù),微機(jī)保護(hù)具備更加先進(jìn)的功能,但是其可靠性及安全系數(shù)與其先進(jìn)性是不成正比的。因?yàn)槲C(jī)裝置無論是抗干擾能力還是防潮性能,均相對(duì)較差,并且容易受到雷擊侵?jǐn)_,安裝過程中要嚴(yán)格選擇其工作環(huán)境及電源電壓。所以采用微機(jī)保護(hù)時(shí)要注意,二次回路及網(wǎng)絡(luò)線均要設(shè)置避雷器,要在控制室中安裝空調(diào)以起到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的作用;設(shè)備的直流電源要進(jìn)行濾波及穩(wěn)壓處理等。安裝過程中,繼電保護(hù)與相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備的背板與壓板、端子排及插頭的接線要牢固,采取措施防止光纜或網(wǎng)絡(luò)線受到外力的破壞。針對(duì)中一些關(guān)鍵的質(zhì)量點(diǎn)要加大控制力度,比如GPS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)精度、傘站模擬量精度以及遠(yuǎn)動(dòng)通道的質(zhì)量等。在調(diào)試過程中難免會(huì)遇到運(yùn)行設(shè)備無法停電的情況,此時(shí)可以采用技術(shù)手段加強(qiáng)安全保證,校驗(yàn)時(shí)可以采用模擬開關(guān)。
(三)工程的驗(yàn)收與投運(yùn)
工程竣工后要對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收,要嚴(yán)格按照繼電保護(hù)要求來進(jìn)行,不僅要做常規(guī)的保護(hù)整組傳動(dòng)試驗(yàn),而且還要進(jìn)一步結(jié)合設(shè)備的具體特點(diǎn)驗(yàn)收設(shè)備的遙控、遙信、遙調(diào)及遙測操作功能,保證后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行中的可靠性,并制定出科學(xué)的設(shè)備運(yùn)行操作規(guī)程。比如在系統(tǒng)運(yùn)行中,認(rèn)真列出各個(gè)設(shè)備的管理要點(diǎn),為后續(xù)的設(shè)備維護(hù)提供參考;此外,工程圖紙、校驗(yàn)報(bào)告以及相關(guān)技術(shù)資料等,要及時(shí)上報(bào)對(duì)應(yīng)的管理部門進(jìn)行存檔備查,做好電力工程系數(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)的備份,為后續(xù)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、改造、擴(kuò)展提供技術(shù)參考。
三、電力工程自動(dòng)化配網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)
配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)包括主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)以及終端子系統(tǒng):
(一)主站系統(tǒng)
配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)又包括配電SCADA主站系統(tǒng)、配電故障診斷與恢復(fù)功能、配電管理DMS等三個(gè)子系統(tǒng)。其中SCADA主站系統(tǒng)包括前置機(jī)服務(wù)器、 SCADA服務(wù)器、MMI調(diào)度員工作站、報(bào)表工作站、DA服務(wù)器以及GIS服務(wù)器等幾個(gè)部分。在整個(gè)主站系統(tǒng)中,配電故障診斷與恢復(fù)功能十分重要,其是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)投運(yùn)后可以滿足系統(tǒng)技術(shù)要求的必要條件,因此要對(duì)DA功能進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試,聯(lián)調(diào)測試前要具備以下條件:完成主站置庫且檢查無誤;主站與子站及 FTU之間要保持正常的通訊;FTU在進(jìn)行DA測試時(shí),要進(jìn)行必要的遙測、遙控及遙信調(diào)試,以保證其功能處于正常狀態(tài);由于無故障區(qū)段恢復(fù)供電會(huì)影響到變電站出口斷路器,所以也要對(duì)其做遙控測試;此外,DA測試過程中,可以利用繼電保護(hù)測試儀模擬故障引起開關(guān)跳閘的方案啟動(dòng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的DA功能。 DMS的實(shí)現(xiàn)過程要遵循循序漸進(jìn)的原則,可以借鑒輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn),突出重點(diǎn),提高配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用性,提升系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,不斷完善于配電管理系統(tǒng)性能。
(二)配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)
在配電網(wǎng)中存在多種監(jiān)控設(shè)備,并且分布廣泛,配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的SCADA系統(tǒng)的測控對(duì)象,包括開閉所與環(huán)網(wǎng)柜,這些設(shè)備容量較大,此外,柱上開關(guān)也是監(jiān)測控制的范圍,其不僅數(shù)量多,而且比較分散,因此將這些站端的監(jiān)控設(shè)備全部直接連接到配電主站也是不現(xiàn)實(shí)的,所以要增設(shè)配電子站,用于柱上開關(guān)、開閉所以及配電站端監(jiān)控設(shè)備的管理,并負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控饋線等,此外,通過自動(dòng)化子站系統(tǒng)還可以向配電主站通信處理器傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)不僅可以節(jié)約主干通道,可以主站SCADA網(wǎng)絡(luò)可以通過子站系統(tǒng)繼承輸電網(wǎng)自動(dòng)化的成果。由此可見,配電子站系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是起到一定的中介作用,其是一種集中與轉(zhuǎn)發(fā)裝置,其主要構(gòu)成就是工業(yè)控制PC機(jī)及多路串行口擴(kuò)展板,其與FTU柱上開關(guān)控制器均采用面向?qū)ο蟮膯柎鹨?guī)約,多臺(tái)柱上開關(guān)控制器可以共用同一條通道,配電子站不僅要對(duì)各個(gè)柱上開關(guān)控制器所收集的現(xiàn)場信息進(jìn)行查詢,將其輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中,而且還要反過來根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的值向配電SCADA系統(tǒng)上報(bào)信息。
(三)配網(wǎng)自動(dòng)化終端
配電網(wǎng)自動(dòng)化終端的主要作用是實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的柱上開關(guān)、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜以及配電變壓器等,自動(dòng)終端不僅要具備對(duì)FTU、TTU的三遙功能,而且還要能準(zhǔn)確識(shí)別、控制故障,從某種程度上講,自動(dòng)化終端系統(tǒng)是主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)的輔助系統(tǒng),三者相輔相成互相配合,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理與監(jiān)控,包括工況檢測、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、故障隔離以及恢復(fù)非故障線路的正常供電等。
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