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1、高低压预装式变电站论文：高低压预装式变电站智能化技术【摘要】本文介绍了高低压预装式变电站的智能化技术，这种变电站具有成套性强、可伸入负荷中心、体积小等优点,可广泛用于各类场所.【关键词】高低压预装式变电站;智能化技术1.高低压预装式的结构模式1.1 集中式结构集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其 io 接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。例如监控机要
2、担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。1.2 分布分散（层）式结构分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站层（站级测控单元）和间隔层（间隔单元） 。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆
3、，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备制造厂家完成。2.变电站综合自动化发展历程2.1 传统的变电站运行方式20 世纪 80 年代早期，变电站的保护设备还是以晶体管、集成电路为主。变电站二次设备均按传统方式布置：控制屏实现站内监控，保护屏实现电力设备保护，远动设备实现实时数据采集。它们各司其职、互不相联。2.2 综合自动化方式2.2.1 集中式自动化系统20 世纪 90 年代数字保护技术(即是微机保护)的广泛应用，使变电站自动化取得实质性的进展。20 世纪 90 年代初研制出的变电站自动化系统是在变电站
4、控制室内设置计算机系统作为变电站自动化的心脏，另设置一数据采集和控制部件用以采集数据和发出控制命令。微机保护柜除保护部件外，每个柜有一个管理单元，其串行口和变电站自动化系统的数据采集和控制部件相连，传送保护装置的各种信息和参数，整定和显示保护定值，投/停保护装置。此类集中式变电站自动化系统结构紧凑、体积小、造价低，尤其适合 35kv 或规模较小的变电站，柳州箭盘变电站等。2.2.2 分散式自动化系统由于集中式结构存在软件复杂系统调试麻烦、精度低，维护工作量大，易受干扰，扩容灵活性差等不足；随着计算机技术、网络技术及通信技术的飞跃发展，同时结合变电站的实际情况，各类分散式变电站自动化系统纷纷研制
5、成功和投入运行。分散式系统的特点是各现场输入输出单元部件分别安装在中低压开关柜或高压一次设备附近，现场单元部件可以是保护和监控功能的二合一装置，用以处理各开关单元的继电保护和监控功能，也可以是现场的微机保护和监控部件分别保持其独立单元部件进行通信联系。通信方式大多数通 rs-422/rs-485 通信接口相连。但近年来推出的分散式变电站自动化系统更多地采用了网络技术，如 lonworks 和 can 等现场总线型网。至于变电站自动化的功能，如遥测、遥信、采集及处理，遥控命令执行和继电保护功能等均由现场单元部件独立完成，并将这些信息通过网络送至后台主计算机，而变电站自动化的综合功能均由后台主计算
6、机系统承担。分散式面向对象的变电站综合自动化系统由于大大缩小了主控室的面积，可靠性高，组态灵活，检修方便，降低总投资，目前已成为发展趋势。3.高低压预装式变电站智能化技术3.1 智能化变电站的技术特征 各类数据从源头实现数字化,真正实现信息集成、网络通信、数据共享。在电流、电压的采集环节采用智能化电气测量系统,如光电/电子式互感器,实现了电气量数据采集的智能化应用,并为实现常规变电站装置冗余向信息冗余的转变,为实现信息集成化应用提供了基础。打破常规变电站的监视、控制、保护、故障录波、量测与计量等几乎都是功能单一、相互独立的装置的模式,改变了硬件重复配置、信息不共享、投资成本大的局面。智能化变电
7、站使得原来分散的二次系统装置,具备了进行信息集成和功能合理优化、整合的基础。 系统结构更加紧凑,数字化电气量监测系统具有体积小、重量轻等特点,可以有效地集成在智能开关设备系统中,按变电站机电一体化 设计理念进行功能优化组合和设备布置。对一、二次设备进行统一建模,资源采用全局统一命名规则,变电站内及变电站与控制中心之间实现了无缝通信,从而简化系统维护、配置和工程实施。 设备实现广泛在线监测,使得设备状态检修更加科学可行。在智能化变电站中,可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置 ied(intelligent electronicdevice)的故障和动作信息及信号回路状态。智能化变电站
8、中将几乎不再存在未被监视的功能单元,在设备状态特征量的采集上没有盲区。设备检修策略可以从常规变电站设备的定期检修变成状态检修,这将大大提高系统的可用性。3.2 高低压室的防凝露保护预装式变电站一般装于户外,要及时对高压室、低压室实时在线监测温湿度信号,并根据当前温湿度值及时启停除湿、升温设备,破坏凝露的生成,有效防止高压开关和低压开关设备因表面出现凝露而发生闪络放电事故。3.3 基于 fpga 的数字继电保护技术在数字继电器中,输入的电压、电流信号通过等间隔采样被转换为数字信号,再经过相应的算法求解出输入信号的幅值与相位,通过判断幅值及其相位等之间的关系可以确定电力系统处于什么状态,根据所处的
9、状态决定采取跳闸、告警等处理措施,保证系统的安全运行。另外,还要根据显示的要求获得电压、电流、功率、电能等信息。为此,用现场可编程门阵列(fpga) 来实现信号的采样控制与数字处理,并根据结果做出相应动作。整个系统由 2 片 fpga 共计 6 个主要模块构成:a/ d 转换模块、fft 模块、频率测量模块、继电保护模块、通信模块、接口模块。4.结束语变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站在电力系统中起着至关重要的作用。随着我国 国民经济的飞速发展，我国变电站自动化技术已 经达到一定的水平。如今新建变电站，无论电压等 级高低，基本采用变电站自动化系统。许多老变电站也通过改造实现变电站自动化。与此同时，随着 电力系统安全性、可靠性要求的提高，对变电站的 自动化技术也提出了新的要求。【参考文献】张惠刚.变电站综合自动化原理与系统m.北京：中国电力出版社，2004.江智伟.变电站自动化新技术m.北京：中国电力出版社，2006.林栩栩、陆继明.变电站综合自动化技术的发展j.大众用电，2004， （4）.黄益庄变电站综合自动化技术m北京：中国电力出版社，2000.李林锋变电站综合自动化技术的最新应用j华通科技，2007,1(2).
