变电站监控系统的研究.ppt

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变电站监控系统的研究变电站监控系统的研究答辩人：

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指导老师：

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所在学院所在学院：

目录目录n选题意义及依据选题意义及依据n课题相关国内外研究现状课题相关国内外研究现状n论文研究内容论文研究内容n关键技术关键技术n总结总结选题意义及依据选题意义及依据n变电站是电力系统的枢纽，电能转换和电能重新分配都要变电站是电力系统的枢纽，电能转换和电能重新分配都要在这里完成，电在生产和生活中是必不可少的元素，因此，在这里完成，电在生产和生活中是必不可少的元素，因此，电网的安全和正常运行对当地的经济和人民群众的生活起电网的安全和正常运行对当地的经济和人民群众的生活起着重要的作用。

着重要的作用。

n特别是现代工业的快速发展，大功率电量的需求，要求必特别是现代工业的快速发展，大功率电量的需求，要求必需运行大发电机组，还要有远距离的超高压网线，对于这需运行大发电机组，还要有远距离的超高压网线，对于这样复杂的情况原有的人工操作就很难进行安全控制了，如样复杂的情况原有的人工操作就很难进行安全控制了，如果不对原有的设备和技术进行改造的话，就会超负荷运转，果不对原有的设备和技术进行改造的话，就会超负荷运转，给企业带来非常大的危险或事故。

给企业带来非常大的危险或事故。

选题意义及依据选题意义及依据n现代化的电力管理模式是为了适应现代化工业发展的需要，现代化的电力管理模式是为了适应现代化工业发展的需要，自动监控系统能保证变电所内部及输出高压网线的安全、自动监控系统能保证变电所内部及输出高压网线的安全、稳定，在社会经济和企业经济的运转中起着重要作用，也稳定，在社会经济和企业经济的运转中起着重要作用，也是变电站综合自动化的核心是变电站综合自动化的核心n现代化的电力管理模式对整个运行系统做到实时监视、自现代化的电力管理模式对整个运行系统做到实时监视、自动测量，保护和控制，随时将数据传送到调度监控的系统动测量，保护和控制，随时将数据传送到调度监控的系统中，对远方的工作场景随时进行监控、调整和保护，真正中，对远方的工作场景随时进行监控、调整和保护，真正达到了对远方的定值保护，实现了少人或无人值班的目的，达到了对远方的定值保护，实现了少人或无人值班的目的，并且提高了供电质量和电压合格率、设备运行的可靠性和并且提高了供电质量和电压合格率、设备运行的可靠性和安全性以及提高管理水平和减少资金投入提高经济效益。

安全性以及提高管理水平和减少资金投入提高经济效益。

课题相关国内外研究现状课题相关国内外研究现状n在在2020世纪世纪8080年代，我国才开始变电站自动化技术进行研制与开年代，我国才开始变电站自动化技术进行研制与开发的，起步相对较晚，我国是在微机保护能与监控系统成功交发的，起步相对较晚，我国是在微机保护能与监控系统成功交换数据之后才开始使用的，系统采用的是集中换数据之后才开始使用的，系统采用的是集中RTURTU模式。

模式。

n到了到了9090年代，微机保护装置的单元式被广泛应用，按功能设计年代，微机保护装置的单元式被广泛应用，按功能设计的测控系统也得到了推广。

的测控系统也得到了推广。

n在在9090年代中期，变电站的自动控制系统能有效地保护测控单元，年代中期，变电站的自动控制系统能有效地保护测控单元，是因为采用了分层分布式的结构，按间隔来划分的，这时分层是因为采用了分层分布式的结构，按间隔来划分的，这时分层分布式自动化才可以正常使用。

分布式自动化才可以正常使用。

n到了到了2121世纪后，我国变电站综合自动化技术是因为数字保护技世纪后，我国变电站综合自动化技术是因为数字保护技术的发展才进入了实质性发展阶段，在技术上有了一个飞跃的术的发展才进入了实质性发展阶段，在技术上有了一个飞跃的发展。

分散分布式交流采集系统成为当前比较主流系统。

发展。

分散分布式交流采集系统成为当前比较主流系统。

课题相关国内外研究现状课题相关国内外研究现状n国外是从国外是从2020世纪世纪7070年代中后期采用了变电站自动化技术的。

到了年代中后期采用了变电站自动化技术的。

到了7070年代末，年代末，微机型远动装置在法、英、澳、意、西等国均已使用，微机型远动装置在法、英、澳、意、西等国均已使用，1616位小型计算机在位小型计算机在个别国家也已经使用了。

个别国家也已经使用了。

n在在2020世纪世纪9090年代，日本运行支援系统是在计算机监控系统的基础上研制而年代，日本运行支援系统是在计算机监控系统的基础上研制而成的，并且在其日后新建和扩建的高压变电站上得到了广泛的应用。

在开成的，并且在其日后新建和扩建的高压变电站上得到了广泛的应用。

在开关现场安装继电保护装置，终端自动控制，在主控制室后台，通过光缆传关现场安装继电保护装置，终端自动控制，在主控制室后台，通过光缆传输到计算机系统就能得到需要的测量值以及开关接点信息，最终通过光缆输到计算机系统就能得到需要的测量值以及开关接点信息，最终通过光缆把信息传到主控制室，主控制室系统采用以太网运行。

把信息传到主控制室，主控制室系统采用以太网运行。

n当前，国外的产品均简化了，他们是将保护、计量等功能在间隔层终端集当前，国外的产品均简化了，他们是将保护、计量等功能在间隔层终端集于一体，这样就能全面分散和下放信号采集。

通信网要求的介质必需具有于一体，这样就能全面分散和下放信号采集。

通信网要求的介质必需具有很高的通信速率和抗干扰能力，在所有的介质中，光纤就具备这样的特质。

很高的通信速率和抗干扰能力，在所有的介质中，光纤就具备这样的特质。

现场总线的抗干扰的性能也很高、传速适中，因此，在一些变电站自动化现场总线的抗干扰的性能也很高、传速适中，因此，在一些变电站自动化系统将现场总线在通信网广泛推广和应用，成本相对较低，施工起来也方系统将现场总线在通信网广泛推广和应用，成本相对较低，施工起来也方便便论文研究内容论文研究内容n本课题主要针对本课题主要针对35KV35KV变电站的供电系统情况及有关要求，研究变电站的供电系统情况及有关要求，研究微机监控系统的建立与实现，重点设计实现基于微机监控系统的建立与实现，重点设计实现基于PLCPLC的变电站的变电站一次侧数据采集、安全监控、电压无功综合控制及网络通信系一次侧数据采集、安全监控、电压无功综合控制及网络通信系统，课题内容包括：

变电站综合自动化系统结构、数据采集工统，课题内容包括：

变电站综合自动化系统结构、数据采集工作、安全控制工作、防误闭锁与电压无功综合控制、建立监控作、安全控制工作、防误闭锁与电压无功综合控制、建立监控数据通信系统等等，重点研究变电站监控系统的电压无功综合数据通信系统等等，重点研究变电站监控系统的电压无功综合控制。

本文主要从以下几方面进行了研究：

控制。

本文主要从以下几方面进行了研究：

1.1.自动监控系统硬件配置自动监控系统硬件配置2.2.信息的采集与处理信息的采集与处理3.3.综合控制防误闭锁综合控制防误闭锁4.4.电压无功综合控制电压无功综合控制5.5.建立监控数据通信系统建立监控数据通信系统关键技术关键技术一、断路器控制一、断路器控制控制断路器的稳定性与安全性在电力系统中尤为重要。

本文控制断路器的稳定性与安全性在电力系统中尤为重要。

本文中，主要用中，主要用PLCPLC来对断路器的触点进行控制，此方法可以简化来对断路器的触点进行控制，此方法可以简化接线电路，提高系统稳定性，同时利用接线电路，提高系统稳定性，同时利用PLCPLC编程来控制断路器编程来控制断路器动作，增强了控制精度以及可靠性。

动作，增强了控制精度以及可靠性。

1.11.1断路器控制回路设计断路器控制回路设计断路器的控制回路设计必须完整，可靠，且满足以下要求，断路器的控制回路设计必须完整，可靠，且满足以下要求，首先在一起，断路器跳闸设计遵循短通电时，操作完成后，要首先在一起，断路器跳闸设计遵循短通电时，操作完成后，要迅速切断在一起行程循环，解除命令脉冲，以防止烫伤在一起，迅速切断在一起行程循环，解除命令脉冲，以防止烫伤在一起，跳闸线圈。

在结束访问该断路器辅助触点，无论是切环跳闸回跳闸线圈。

在结束访问该断路器辅助触点，无论是切环跳闸回路可以进行下一步的准备。

第二，断路器只能进行通过远程控路可以进行下一步的准备。

第二，断路器只能进行通过远程控制开关中的手动闭合和跳闸还可以自动闭合和跳闸中的自动装制开关中的手动闭合和跳闸还可以自动闭合和跳闸中的自动装置和保护的作用。

第三，控制电路断路器必须反映该位置信号置和保护的作用。

第三，控制电路断路器必须反映该位置信号的状态，并自动切换对不同的显示信号。

的状态，并自动切换对不同的显示信号。

关键技术关键技术断路器控制回路部分的接线图：

断路器控制回路部分的接线图：

关键技术关键技术1.2PLC1.2PLC控制断路器设计控制断路器设计断路器是电力系统中极其重要的控制部件之一，但是传统的断路器是电力系统中极其重要的控制部件之一，但是传统的断路器存在很多缺点，所以本文使用了断路器存在很多缺点，所以本文使用了PLCPLC控制断路器。

控制断路器。

PLCPLC断路器的断路器的I/OI/O接线如图：

接线如图：

关键技术关键技术1.31.3防误闭锁控制防误闭锁控制变电站的防误闭锁的对象共有两大类，一种是带着电动机可变电站的防误闭锁的对象共有两大类，一种是带着电动机可进行遥控操作的设备，典型代表如断路器和有载调压分接头开进行遥控操作的设备，典型代表如断路器和有载调压分接头开关等；另一种是不带电动机的手动操作的设备，典型的代表是关等；另一种是不带电动机的手动操作的设备，典型的代表是地刀。

地刀。

网络型防误操作系统具有实时监控、实时数据采集、网络化网络型防误操作系统具有实时监控、实时数据采集、网络化操作、匹配性能强、系统实用性强的特点，由此形成的网络化操作、匹配性能强、系统实用性强的特点，由此形成的网络化防误管理平台大大提高了变电站的防误操作功能和安全性能，防误管理平台大大提高了变电站的防误操作功能和安全性能，很大程度上解决了对变电站五防装置的实时监控职能。

因此本很大程度上解决了对变电站五防装置的实时监控职能。

因此本变电站的安全控制装置主要采用的是网络型防误操作系统。

变电站的安全控制装置主要采用的是网络型防误操作系统。

关键技术关键技术按照变电站电气设备的控制方式，网络型防误系统主要采取按照变电站电气设备的控制方式，网络型防误系统主要采取下面两种闭锁方法：

下面两种闭锁方法：

关键技术关键技术二、变电站电压无功综合控制二、变电站电压无功综合控制电力系统中，由于电压和无功功率的调整对于电网输电的电力系统中，由于电压和无功功率的调整对于电网输电的能力、安全稳定运行水平以及降低电能损耗有很大的影响。

因能力、安全稳定运行水平以及降低电能损耗有很大的影响。

因此电压无功综合控制是本设计最关键的一个环节。

为确保电力此电压无功综合控制是本设计最关键的一个环节。

为确保电力系统的正常运行系统的正常运行,供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。

供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。

频率的控制与有功功率的控制密切相关频率的控制与有功功率的控制密切相关,而电压控制的重要方而电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制。

法之一是对电力系统的无功功率进行控制。

2.12.1改进九区图法改进九区图法-模糊无功边界的九区图控制策略模糊无功边界的九区图控制策略考虑到模糊逻辑的优越性，本文以九区划分控制思想为基础，考虑到模糊逻辑的优越性，本文以九区划分控制思想为基础，综合考虑运行点在区内的实际位置，电容器组与变压器的可调综合考虑运行点在区内的实际位置，电容器组与变压器的可调性比较，峰谷期和历史参考数据等因素，提出了计及多因素的性比较，峰谷期和历史参考数据等因素，提出了计及多因素的电压无功综合模糊逻辑控制策略，并给出了实现该策略的软件电压无功综合模糊逻辑控制策略，并给出了实现该策略的软件结构。

变电站综合自动化系统必需具有保证安全、可靠供电和结构。

变电站综合自动化系统必需具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。

提高电能质量的自动控制功能。