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基于DSP技术的变电站综合自动化系统简介

发布时间:2020-02-03 05:04:13 阅读: 来源:订书针厂家

概述 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备f包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合,优化设计,对变电站全部电器设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行中的自动监视和控制。变电站综合自动化系统替代了变电站常规二次设备的功能,简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 我国变电站综合自动化系统的发展经历了半导体分散控制、单片机智能控制、DSP(数字信号处理器)智能集中控制几个阶段,目前使用最多、性能价格比最高的还是以DSP为核心组成的变电站综合自动化系统,下面就简单介绍该系统的设计思想及主要特点。2 设计思想 基于DSP技术的变电站综合自动化系统,是以DSP为核心,组成各种保护测控单元(间隔层设备),以嵌入式计算机为核心组成通信管理机,通过现场总线(CAN bus)构成通信网络。变电站运行的各种工况信息,首先由对应的保护测控装置采集到,通过通信网络传输到通信管理机,再把这些信息传输到变电站当地监控系统和远方调度控制中心,实现变电站的自动保护和远方监控。图1为系统结构图。

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2.1 系统的组成 主要保护和测控单元有:①线路保护和测控单元;②变压器差动保护单元;③变压器后备保护和测控单元;④电容器保护和测控单元;⑤备用电源自投和测控单元;⑥电动机保护和测控单元;⑦PT保护和测控单元;⑧中央信号单元;各个保护和测控单元分散安装在主控室或一次设备附近,便于安装、维护、管理。各种保护测控单元采用嵌入式数字信号处理器(DSP)完成间隔层设备的保护、测控、通讯等功能,充分重视并满足变电站不同专业的要求,真正实现变电站的协调化、数字化及智能化。 通信管理机与各保护单元间以现场总线、RS232、以太网等通讯方式中的一种,实现实时数据传输和信息交换,并与当地监控系统、远方调度系统实现双向通信。2.2 保护单元 每种保护和测控单元的硬件结构相似,分模拟量输入,核心处理器,开关量输入、输出,人机接口,通讯和电源模块6大部分,其框图如图2所示。

保护和测控单元采用嵌入式数字信号处理器与多片串行A/D转换器且同步采样技术为主构成简洁高效的数据采集和处理系统,具有高可靠性和高性能的特点。 保护和测控单元每周32点采样州并具有安全的频率跟踪技术,确保测控功能的技术要求,在一个采样间隔内可以轻松完成保护的数据计算和逻辑判别功能,提高了保护处理的实时性,也便于复杂保护算法的实现。 灵活的现场网络技术,可选择现场总线、RS232、以太网通讯方式。 保护和测控单元均能通过IEC60255-22-4标准规定的IV级(4 KV±10%)快速瞬变干扰试验、IEC60255-22―2标准规定的IV级(空气放电15 kV,接触放电8 kV)静电放电干扰试验,使用时不必另加抗干扰模块。 保护和测控单元采用SMT工艺及无可调节元件的设计,主要元器件采用丁业级标准,提高了装置运行的稳定性和环境的适应能力,可以安装在开关现场。 产品工作的透明化,通过记录的事件、事故、告警、故障录波,可清楚产品的工作过程和动作原因,非常便于事故的分析。 保护和测控单元具有全汉化液晶界面,配套的保护分析软件以及数字变电站管理系统(通信管理机)的320x240汉化液品界面,查看保护和测控装置的故障数据和运行数据。通用的软硬件平台和上下代产品代码兼容,可以为用户提供更好的服务,也使公司推出的新产品具有良好的稳定性和持续提高质量的特点。 采用串行EEPROM存放保护定值、系数、配置,并实时自检,确保定值、系数、配置的使用正确和即使在定值、系数、配置遭到破坏时仍不会误动。

3 主要特点 保护和测控单元可独立完成变电站的保护、测量、控制、信号、故障录波、谐波分析、电能采集、小电流接地选线和低周减载等功能,可完全取代传统的变电站二次系统。 保护和测控单元可分散安装于一次设备附近,完成该一次设备对应的所有二次功能,也可集中组屏安装于控制室内。 采用串行的双14位A/D同步采样,再加上每周波32点采样和软件上安全频率跟踪技术使得电压、电流测量精度达0.2级,有功、无功测量精度达0.5级,真正满足了110 kV变电站对测量精度的要求。采用现场总线或以太网通讯方式,具有高可靠性、实时性及开放性的特点。介质可根据用户需要选用电缆或光纤。 全变电站GPS同步对时,具有硬脉冲对时接点输入,确保SOE的分辨率小于1 ms。 DSP主板硬件具有二级看门狗.保证处理系统在运行异常时能够及时复位。 统一的外形尺寸和软、硬件平台,易于产品的使用和维护。具有网络打印功能,可自动或手动打印事故报告、事故录波、定值内容等信息,便于存档和分析。 每个保护和测控单元具有16个开入和11个开出,每个保护动作开出可经软件编程和硬件矩阵选择相应的继电器出口,方便用户的特殊要求。 除变压器保护单元采用硬压板投退保护功能外,其余保护测控单元采用软压板投退保护功能,方便远方和就地操作。可实现远方修改定值、切换定值、远方投退软压板、远方信号复归、遥控操作、远方读取录波、遥测、遥信、遥脉功能。

4 结语 随着计算机技术和集成电路技术的不断发展,变电站综合自动化系统的技术水平也将随之得到不断提升,同时可不断提高变电站安全稳定运行水平,降低运行维护成本、提高经济效益。电力供应企业必将不断为广大用户提供更可靠、更稳定的电能供应,为国民经济的持续健康发展做出应有的贡献。

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