芜湖县110kV万春变电站综合自动化系统设计与配置开题报告

1. 研究目的与意义

变电站综合自动化是20世纪70年代国际上兴起的，在计算机技术、自动控制技术和通信技术发展到一定程度的基础上，为了使变电站二次设备更合理、有效地运行而产生的一种变电站自动化模式。

变电站是电力系统中不可缺少的重要组成部分，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。

尤其是现在大容量发电机组的不断投运、超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂，如果仍依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，依靠原来变电站的旧设备操作控制，而不进行技术改造的话，必然没法满足安全、稳定运行的需要，更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。

2. 课题关键问题和重难点

本课题研究的综合自动化变电站具有3层结构--主站层、间隔层、过程层；其中主站层可分为工程师站、本地监控主站、遥控主站等；而间隔层主要是包含各种保护、测控装置、自动装置、测量单元等。其中间隔层上的设备可以集中分布在本地开关柜上，由于没有统一的建模，综合自动化变电站系统中的规格繁多，这使得系统的设计和维护非常麻烦。综合自动化变电站的通信网络层一般采用现场总线类型：422 485、CAN、非工频等，少数采用以太网通信，综合自动化变电站的通信介质一般采用带屏蔽电缆的双绞线，通信速率低，效率低。综合自动化变电站的间隔层和主设备由电缆连接，由于采集单元和执行单元在每个间隔单元内分散，导致间隔层与主设备之间存在大量重复电缆连接，除此之外还有相关的保护计算，从而对站内所有电器设备进行相应合理的保护，以上这些都是要解决的问题。

3. 国内外研究现状（文献综述）

变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术；变电站综合自动化是指将二次设备（包括控制、保护、测量、信号、自动装置和远动装置）利用微机技术经过功能的重新组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统，它是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用。

变电站综合自动化系统的出现是电网运行管理中的一次变革。它为变电站实现小型化、智能化、扩大监控范围以及为变电站的安全、可靠、合理、经济运行提供了数据采集及监控支持，同时为实现高水平的无人值班变电站管理打下了基础。

此外，变电站综合自动化也是电网调度自动化基础，只有通过厂站自动化装置和系变电站自动化装置和系统向调度自动化系统提供电网中各个变电站完整可靠的信息，调度控制中心才可能了解和掌握整个电力系统的实时运行状态和变电站设备工况，也才能对其控制、调整做出决策；同样，也只有依靠变电站的自动化装置才能完成调度控制中心发出操作命令，实现远方控制。因此，变电站综合自动化系统的设计和实现，是建立一个先进的、高水平的电网调度自动化的前提和基础。

4. 研究方案

1，110kv变电站综合自动化的设计原则：根据客户需求以及目前以至将来对变电站自动化系统所应包含的内容和要求，本次变电站自动化系统平台设计将遵循以下设计原则： (1)系统具有分层、分布式结构，所有保护和控制等二次设备将从集中控制室下放到保护小室或者是高压设备现场以减少建筑和安装空间，缩短控制电缆，提高可靠性；(2)系统应用软件平台系统必须具有可靠性、可扩充性、可维护性、性能价格比高、易于升级、兼容性良好； (3)提供标准、规范的软硬件接口，最大可能地实现数据共享； (4)满足无人值班的要求，使调度与变电站之间建立起现代化的信息网络，调度能及时的根据变电站提供了大量数据进行科学的决策，以实现电力生产的现代化、科学化和自动化的管理。(5)提供友好方便的用户界面。

2，110kv综合性自动化的设计方案： 110kv变电站原有的保护装置中所具有的性能并不能很好地满足现阶段综合性自动化的需求，所以就需要替换110kv的间隔保护监控项目与电压切换装置。这是一种集保护、监控的设备，并把它经由规约转换器在监控网中接人．从而实现110kv全部出线p、q、i的遥测与保护信号、断路器的遥信以及遥控复归保护信号、断路器的遥控操作等。而对于一些重要的保护装置信号，要接人公用的测控系统，加装隔离110kv间隔刀闸的辅助接点，其具体的内容主要体现在下列几个方面：①对110kv母线的二次电压回路向二次措施票转移的过程要严格地执行。②把110kv母线原来的二次电压回路向220kv的电压接入，同时切换并列装置。

3，后备控制与紧急控制的功能设计：在变电站的综合性自动化系统的功能设计中。主要采用后备控制与紧急控制的功能，其功能主要包括：人工进行的操作控制功能、低频减载的功能、备自投使用功能及稳定控制的功能等。完善后备控制与紧急控制的功能设计，能够地实现变电站综合性自动化。

5. 工作计划

1、对变电站综合自动化系统的特点与功能进行大量地查阅与学习并做总结：特点(1)提高供电质量，提高电压合格率。(2）提高变电站的安全、可靠运行水平。 (3）提高电力系统的运行、管理水平。 (4）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。 (5）减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效。

2、掌握变电站综合自动化系统基本硬件软件配置及其功能的描述：变电站综合自动化系统的硬件配置一般由中央处理机（包括打印们、监视器、通信接口等外围设备）、数据采集与处理、微机保护、操作与控制、故障滤波等各种功能模块及所内通信网络组成。变电站综合自动化系统软件包括：操作系统软件、支撑软件、应用软件和通信接口软件等几个部分。

3、了解并分析变电站综合自动化算法。