研华电站工程综合自动化系统

项目背景 变电站自动化是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的，即应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置，代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。其基本功能包括：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等。对此，研华科技提供了一个电站工程综合自动化系统，可作为变电站自动化的解决方案之一。 变电站自动化系统需求某变电站根据其实际情况，提出如下需求： ·运行稳定的Windows2000操作系统 ·基于分层的高速网络结构（Lonworks、Ethernet），容量大、拓展性强，多任务操作平台，能够提供完善的在线帮助 ·要求采用新型测控装置，具有仪表的精度、保护的可靠性 ·要求采用单元式加强型机箱结构，以及抗震动、抗电磁干扰设计，可分散安装在高压机柜上 ·能够集成电压无功综合调节（VQC）、小电流接地选线功能，具有防误操作闭锁键盘控制，具有自诊断和自修复功能 ·操作方便，可靠性高，报表可由值班人员任意设置，具有所见即所得的打印功能 ·需要采用模块化软件设计，配置灵活，提供与其他厂家产品的通信接口，单台计算机即可完成所有通信、管理功能；提供双后台热备用配置，满足枢纽变电站需要 ·系统应提供多个RS232/485/422智能接口, 可与智能电度表、直流电源监控等其他IDE设备连接 研华系统解决方案 研华所提供的变电站自动化系统集测量、信号、保护、控制、远动、管理为一体，满足综合自动化系统有人或无人值守变电站的要求， 35KV以下的保护测控装置可分散安装在高压开关柜上以节省部分电缆、土建。该系统适用于110KV及以下变电站综合自动化系统，与客户WFB-100发变组保护、WCB-110厂用保护一起可构成电厂自动化系统。具体来看，该系统具有如下功能： ·完成数据采集与处理，对一次侧的模拟量、数字量进行实时采集。 ·监视功能，具有变电站主接线图、潮流图、负荷曲线、电压棒图、实时数据显示、信息记录，越限报警等显示。 ·进行自动控制与调节，保留历史记录，可以对各分散单元的运行状态和网络通讯状态进行自检。 ·操作票、运行班志制作功能 ·可对保护装置的定值进行远程查看和修改，对保护软压板进行远程投退 ·对于线路、变压器、馈线、电容器等保护设备，采用ID系列统一硬件平台，运行稳定、可靠 研华针对客户的上述系统要求，建议客户系统采用分布式结构，从而实现灵活配置，具有多种安装模式，既可采用分散安装，也可以进行集中组屏。设备选型过程中，研华建议客户选用的是能适应各种恶劣环境的IPC-610P4原装整机。此机型扩充性好，提供4个PCI槽， 9个ISA槽；在机箱底部加4个垫子，在机箱内部上部增加紧压板卡条以满足抗震功能；因客户现场无人，为防误键盘操作，客户要求现场键盘能锁，因此又在机箱面板内设计键盘锁开关，客户不在现场时可用来控制键盘使用权；整机中包括PCA-6180E主板和300W带PFC保护功能电源，主板带有看门狗，能满足系统自诊断和自修复功能；由于客户实际现场供电电压不稳，对此在系统中使用300W带PFC保护功能的电源，此电源满足90V—265V无间隙供电，且具较强抗电磁干扰性，减小了客户因供电不正常而出故障的可能性。整个变电站综合自动化系统结构如图1所示。 图1 变电站综合自动化系统原理图 系统运行及客户评价 在正式投入运行后，在变电站综合自动化系统中，由监控主站负责所有变电站保护装置的数据采集、监控和通讯。监控主站一般采用两台计算机互为备份，互为冗余，自动实现双机的切换。作为监控主站，这是因为在高电压等级的变电站中，时刻要监视整个变电站的运行情况，采用一台计算机作为主站计算机时，当主站出现故障或需要升级软件等情况时，则变电站不能进行正常的工作。所以要采用两台主站计算机互为备份，从而大大提高安全系数。而远动主站一般和调度进行远程通讯，并可和外厂家的通讯管理机进行通讯。 经过实际应用，可以认为，研华这一解决方案在以下几个方面具有较为突出的特点： ·高稳定性：由于采用了高可靠的研华原装整机作监控主站和远动主站，增强了系统的稳定性； ·灵活配置：采用分布式结构，配置灵活； ·安装简单：多种安装模式，既可采用分散安装，也可进行集中组屏； ·高性价比：研华工控机具有较好的扩充性，合理运用各种通讯方式，优化整个系统的成本。 总体来说，此方案投入运行之后，解决了许多实际问题，改进了变电站原有的工作模式，大大提高了变电站效率。 图1 变电站综合自动化系统原理图