DQZHAN訊：【漲知識】變配電所監(jiān)控技術

主要內容：

1. 變配電所監(jiān)控技術及綜合自動化系統(tǒng)

2. 配電網通訊技術

3. RS485通訊接口技術及通訊特點

4. 生產調試時的**注意事項

5. 電力系統(tǒng)用電**

1變配電所監(jiān)控技術

一、變配電所監(jiān)控的基本概念

變配電所的監(jiān)控分就地監(jiān)控和遠方監(jiān)控。遠方監(jiān)控在60年代初期就實現了，其采用設備是機電型繼電保護裝置和電子型遠動裝置，來實現遠方對變配電所電氣設備的監(jiān)控，80年代初期才得到廣泛的應用。

常規(guī)變配電所的二次部分主要由繼電保護、就地監(jiān)控和遠動裝置組成。到了80年代，由于微處理器的普遍應用，這些裝置都開始采用微機技術而成為微機繼電保護裝置、微機監(jiān)控和微機遠動裝置。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，對變配電所的二次部分從技術和管理的綜合化方面進行了全微機化的優(yōu)化設計，形成了變配電所的綜合自動化。

變配電所綜合自動化是將變配電所的二次設備(包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等)利用計算機技術、通訊技術、經過功能組合和優(yōu)化設計，對變配電所執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和調節(jié)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。變配電所綜合自動化具有功能綜合化，操作、監(jiān)視微機化，結構分布分層化，通信網絡光纖化及運行管理智能化的特征。他的出現為變配電所的小型化、智能化、擴大監(jiān)控范圍及變配電所**可靠、上等經濟運行提供了現代化和基礎保證。

變配電所綜合自動化是自動化技術在變配電所應用的一種集中體現，它可以收集到非常齊全的數據和信息，有強大的計算機計算能力和判斷能力，還有巨大的數據儲存能力，可以極為放你不地監(jiān)視和控制變配電所的各種設備。

實現綜合自動化的變配電所可有人值班，也可以無人值班，但兩者對綜合自動化的要求有較大的差異。前者的服務對象是變配電所內的值班員，它以計算機的強大功能和人機系統(tǒng)的完備功能，非常及時地向值班員提供*詳細的信息，提供運行參數的參照值，各項操作的參考性意見，為變配電所的**經濟運行提供有力的保證措施。

變配電所綜合自動化的*終目的是為了實現變配電所無人值班，實現“減人增效”，提高勞動生產率，促進變配電所的**穩(wěn)定運行，推動生產管理現代化。無人值班變配電所是指無固定值班人員在當地進行日常監(jiān)視與操作的變配電所。對變配電所的操作和監(jiān)視由遠方調度中心來進行。建設無人值班變配電所必須提供變配電所的基礎自動化水平，對于簡單、單項的操作由基礎自動化裝置自動完成，而復雜和涉及系統(tǒng)運行的操作則由遠方調度中心來控制。

變配電所綜合自動化是建立在以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為基礎之上的，能對整個變配電所從負載的分配，主設備的工況監(jiān)視，主變壓器，無功補償設備，電力線路的投、切操作，直到有載調壓裝置的調節(jié)的全過程進行自動控制，并能夠快速地與調度中心進行實時數據通訊。

變配電所綜合自動化一般包括計算機監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、消防計算機監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)。

二、變配電所監(jiān)控系統(tǒng)的結構類型

變配電所采用的計算機監(jiān)控系統(tǒng)大體上可分為集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)和分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

(一) 集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結構

這種方案是按變配電所的規(guī)模配置相應容量、功能的微機保護裝置和微機遠動裝置，他們安裝在變配電所主控制室內。主變壓器、各進出線路以及所內主要電氣設備的運行參數通過電流互感器、電壓互感器或變送器，經電纜傳送到主控制室的微機保護裝置和微機遠動裝置，經初步顯示后送到前置機進行預處理，并與調度端的主計算機進行數據通訊。當底監(jiān)控計算機完成顯示、控制和制表打印功能。

特點：能實時采集各主要設備的模擬量、脈沖量和開關量，并建立實時數據庫，通過處理產生各種所需要的信息。

系統(tǒng)信息集中處理，需敷設大量電纜，投資和工程量大。

裝置調試麻煩，維護工作量大，擴容靈活性較差。

(二) 分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結構

分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以采用星形網絡結構、總線形網絡結構或環(huán)形網絡結構，其特征是各種結構的網絡都具有自治性、模塊性和并形性。

(1) 不同電氣設備均單獨安裝對應的微機保護裝置和微型控制裝置，其任一裝置出現故障，均不會影響系統(tǒng)的正常運行;

(2) 系統(tǒng)為多CPU工作方式，各裝置都具有一定數據處理能力，從而大大減輕了主控制機的負擔;

(3) 系統(tǒng)擴充靈活、方便;

(4) 實時檢測數據和保護信息分別存放在數據庫中，調度中心直接從前置機中獲取，為無人化建立了可靠的自動化監(jiān)控系統(tǒng);

(5) 系統(tǒng)自診斷能力強，能自動對系統(tǒng)內所有裝置進行巡減，發(fā)現故障能自動檢出，并加以隔離，可診斷到每塊板;

(6) 具有事件順序記錄功能，分辨率可打1ms,為事故分析提供了有效的數據。

三、變配電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

變配電所的計算機監(jiān)控系統(tǒng)應能對全所主要電氣設備進行控制，對所有設備的運行情況進行**監(jiān)控，能準確可靠地接收和處理工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)和消防計算機監(jiān)控系統(tǒng)等的上送信息，并能夠實現與上級調度中心之間的通信。

(一) 數據采集

變配電所的數據采集量有開關量、模擬量、脈沖量及數字量。

1.開關量

主要指斷路器和隔離開關狀態(tài)，分接頭的開關位置及一些信號量(電源消失、故障信號)等一些狀態(tài)量的采集。

2.模擬量、脈沖量

主要指有功、無功功率、電流、電壓等還有一些非電量模擬量，例如主變壓器溫度等。

3.數字量

主要指裝置發(fā)送的數字信息，如微機測量裝置的測量值，微機保護發(fā)送的定值，故障動作信息等。

(二) 數據處理

(1) 對主要設備功況參數巡回檢測的數據進行實時數據庫更新、越限復位檢查。

(2) 對某些重要的模擬量(如變壓器的溫度)，除監(jiān)視其數值外，還要監(jiān)視其變化趨勢，進行梯度值越限檢查。

(3) 對全所主要設備的狀態(tài)、繼電保護動作狀態(tài)以及各種事件和故障信號等開關量進行監(jiān)視，通過定時掃查和中斷響應兩種方式記錄的變化順序和事件發(fā)生的時間，形成事件順序記錄，并按規(guī)定產生報警和報告。

(4) 在變配電所發(fā)生事故后，監(jiān)控系統(tǒng)將組織與該事故相關的若干模擬量在事故前和事故后一段事件內的數值形成追憶記錄，以供分析事故使用。

(三)**監(jiān)控和實時報警

監(jiān)控系統(tǒng)通過人機接口向運行人員提供全所的運行情況，并產生報警，運行人員可通過人機接口對主要設備進行控制。

1.控制與操作閉鎖

(1)所有的控制操作均能就地控制和遠方控制，就地和遠方切換相互閉鎖，自動和手動相互閉鎖。

(2)操作管理權限分層(級)原則管理。監(jiān)控系統(tǒng)必須設置專用密碼的操作口令，使調度員，遙控、遙跳操作員，系統(tǒng)維護員和一般人員能夠按權限分層(級)操作和控制。

(3)對斷路器、電動隔離開關進行分合控制，主變壓器分接頭開關調節(jié)，消弧線圈接頭開關調節(jié)。

(4)無功、電壓控制。

(5)直流母線電壓控制。

(6)繼電保護投入或退出、保護定值切換等。

(7)現場操作防誤閉鎖，其閉鎖應滿足“五防”要求：防止誤合斷路器;防止帶負荷合隔離開關;防止帶電掛(合)接地線(隔離開關);防止帶接地線合斷路器(隔離開關);防止誤入帶電間隔。

2.實時報警

當發(fā)生某些特定情況，如開關量變化、保護動作等，監(jiān)控系統(tǒng)應實時報警;

方式：驅動音響裝置，在屏幕上推出畫面、報警行、閃光裝置、信息操作提示。

(四)統(tǒng)計與制表

在采集各設備的運行情況和參數的基礎上，進一步完成統(tǒng)計制表等一些工作。建立全所運行日志及各種表，包括事故表、故障表、狀態(tài)表等。對事故與操作次數的統(tǒng)計及跳合閘次數。

(五)遠動功能

通過遠動裝置將所內主要設備的運行參數和有關信息實時傳送到調度中心，并接受調度中心的命令控制和操作。

遠動功能主要是指遙測、遙信、遙調、遙控四遙功能。

2.配電網的通信技術

隨著通信技術的發(fā)展，目前采用的通信手段有多種，但沒有任何一種單一的通信手段能夠**滿足各種規(guī)模的配電網自動化的需要，因此多種通信方式在配電網混合使用?，F主要介紹以下三種方式：

一、電力載波通信：

傳輸介質：電力架空線路的某相導線

傳輸原理及過程：將發(fā)送端的數據和遠動信號經調制變換成適合電力線傳輸的高頻信號，再經高頻電纜，結合濾波器和耦合電容器送到電力線上傳輸。

在接收端再將傳輸的信號經過耦合電容，結合濾波器、高頻電纜進入電力線載波終端設備，再由相應頻帶的收信濾波器取出高頻信號，通過解調還原為送端的遠動和數據信號。

特點：此種通訊方式不用單獨架設和維護線路

而且架空電力線路結構牢固、運行可靠、使用方便

尤其現在電力線載波終端設備一般都具有遠動和電話復用功能，技術成熟可靠

二、音頻電纜通信：

傳輸介質：郵電部門的電話電纜，或自行架設專線。

傳輸原理及過程：可直接通過調制解調器將變配電所的遠動裝置或數據傳送裝置與調度控制中心計算機系統(tǒng)連接起來。

特點：構成簡單，具有較高的抗干擾和穩(wěn)定性

但費用較高，且線路的維護比較困難

一般應用于調度或控制中心距離較近的無人值班變電所。

三、光纖通信：

傳輸介質：光導纖維

傳輸原理及過程：在發(fā)送端直接把遠動和數據信號調制在光波上通過光纖傳送到接收端，接收端直接用光檢測器將光信號還原為電信號

特點：1.輸入與輸出之間電隔離，不怕電磁干擾;

2.傳輸頻帶很寬，通信容量大，功能價格高;

3.傳輸衰耗小，適合長距離傳輸;

4.體積小，質量輕，可繞性強，安裝維護方便簡單;

5.抗腐蝕，抗酸堿，且光纖可直接埋于地下。

以上幾種通信方式都有各自的優(yōu)、缺點，變配電所應根據實際情況和重要性確定采用某單一通信方式或組合通信方式。

3.RS485通訊接口技術及通訊特點

綜合自動化和計算機監(jiān)控技術的基礎就是計算機，因為信息的采集和控制信息的發(fā)送都是計算機完成的，而計算機(微機)的核心就是CPU(中央處理器)，主要完成信息的處理。CPU同樣要與外部設備、存儲器連接和進行數據交換，這些就是通過接口設備來實現的。前者稱為I/O接口，后者稱為存儲器接口。

I/O接口又可分為并行接口、串行接口等。

一、并行接口

并行接口是指8位數據同時通過并行線進行傳送。

特點：速斷快;但傳送的線路長度不能太長，因為長度越長，干擾就會增加，容易出錯。

二、串行接口

串行接口是指數據和控制信息是一位一位串行的傳送。

特點：傳送速度慢一些，但它的傳送距離比并口要長。因此適合長距離傳輸。

三、RS485

串行通訊時，要求雙方都采用一個標準接口，使不同的設備可以方便的連接起來進行通訊。

RS485是一種串行數據接口的標準，它只對接口的電氣特性作出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。

RS485采用差分傳輸模式，也稱為平衡傳輸。

特點：

1.電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2～6)V表示。

邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2～6)V表示。

2.*高傳輸速率為10Mbps。

3.*大傳輸距離1200多m，實際上可達3000m。

隨著距離的增加，傳輸速率會降低。

4.RS485接口在總線上允許連接多個收發(fā)器(32)，這樣用戶可利用單一的RS485接口方便的建立網絡。

5.抗噪聲干擾性強。

4.生產調試時的**事項

一、 人員**：

1. **使用烙鐵。在進行印制板或導線的焊接時，一定不要使正處于高溫的烙鐵頭**自己。而且在進行焊接時，需要將烙鐵頭上的錫甩去時，一定要注意不要甩到自己其他人身上。

2. 在調試臺上調試或做試驗時，如果需要用調壓器加入交流電壓時，為確保人身**，一定要按下列步驟進行：

(1)將調壓器調至0V;

(2)將調壓器的電壓輸出線(首端套有線夾)夾住所要試驗的電壓輸入端子;

(3)將調壓器的電源輸入端(帶有電源插頭)接通電源;

(4)調節(jié)調壓器至所需要的電壓值。

在電壓試驗完畢之后，為確保設備和人身的**，一定再按下列步驟進行：

(1)將調壓器調至0V;

(2)斷開調壓器的電源;

(3)將調壓器的電壓輸出線從所要試驗的電壓輸入端子上移去。

3. 在調試臺上調試或做試驗時，如果用調壓器加入交流電壓時，看到調壓器出現了“冒煙”現象且伴隨有異味，一定要迅速切斷調壓器的電源輸入線或者迅速將調壓器調至0V。禁止用手移去帶線夾的電壓輸出線，以免造**身觸電事故。然后檢查調壓器是否已被損壞。

4. 在調試保護裝置時，裝置上電后，出現以下幾種情況：

(1) 聞到異味或刺激性氣味;

(2) 正在調試的印制板上出現了“冒煙”現象，即某個元器件正處于積聚發(fā)熱狀態(tài);

(3) 電源指示燈閃亮且亮度微弱或不亮;

(4) 某個芯片發(fā)熱厲害，溫度很高;

必須迅速先將裝置的電源輸入線切斷(如拔去電源插頭)，以免造成更嚴重的后果，然后再去查找出現此故障的原因。

5. 在調試保護裝置時，如果印制板上的極性電容發(fā)生爆炸，一定要迅速先離開現場，然后迅速切斷裝置的電源輸入線。

6. 車間內的一些用電設備發(fā)生故障時，如日光燈等，必須先操作其電源開關切斷其電源，然后進行維修，禁止在沒有切斷設備電源的情況下去進行維修，否則容易發(fā)生觸電事故。

7. 生產調試時，如果需要用萬用表測量交流或直流電壓時，一定不要用手去接觸表筆的金屬部分。

8. 在調試保護裝置時，如果將某一通道校驗完畢，必須將電流退去，再去校驗其它通道。如果電流沒有退下去，直接將調試臺的電流端子接入其它通道，會對人身造成傷害。

9. 保護裝置生產裝配完畢之后，將其拿入高溫老化室進行通電老化。將裝置通電，在將裝置電源接插頭同老化室里的接插頭進行接插時，一定要觀察接插頭是否有問題，在確認沒有問題后，然后小心進行接插。

10. 對于正在高溫老化室通電運行的保護裝置，如果需要將其拿出進行調試或質檢時，一定注意不要碰觸裝置的電源端子。

11. 本公司保護裝置的B型、D型殼體，棱角比較鋒利，容易劃傷皮膚。在進行這兩種殼體裝置的裝配時，或者由于工作情況需要拆卸這兩種殼體時，一定要非常小心，注意不要被殼體劃傷皮膚。

12. 在生產過程中，如果由于操作不當造成短路而停電時，一定要先將漏電斷路的復位按鈕按下去，然后將電源開關、漏電斷路器合上去。

13. 在使用一些比較鋒利的工具時，如刀片，鋸調等，一定注意不要劃傷自己或者傷害帶到其他人。

二、 設備**：

1. 在進行焊接時，一定經常“保養(yǎng)”烙鐵頭，如此將會延長烙鐵頭的使用時間，而且也易于焊接。

2. 車間內的工具，要注意愛惜，輕拿輕放，不能惡意使用工具，造成工具的損壞。

3. 車間的所有用電設備，包括電烙鐵，日光燈，調壓器，電動螺絲刀，毫秒計等，在每天下班時，如果沒有特殊情況，一律將其電源斷開。。

4. 調試臺在不使用時，一定要將調試臺電源斷開，而且調試臺所用調壓器一定將其調至0V。

5. 在調試保護裝置過程中，持續(xù)加入大電流(超過10A的電流)的時間不能過長，否則滑動變阻器長時間發(fā)熱，導致滑動變阻器燒壞。如果加入40A以上的電流時，電流的持續(xù)時間要更短。

6. 保護裝置裝配完畢之后，在接入裝置的電源接線時，一定要看清裝置上的電源端子，一定不能接錯。否則會造成電源的短路或者燒壞裝置內部的某些元器件。

7. 由于某種原因，需要拆卸印制板上的元器件時，一定不要將焊盤損壞，焊盤一定不能脫離印制板。遇到某些多管腳器件，如繼電器、互感器、運放等，一定要與其他人合作進行拆卸，否則容易造成焊盤的脫落。

8. 在調試臺上調試或做試驗時，將調壓器的電壓輸出線(首端套有線夾)夾住所要試驗的電壓輸入端子時，兩線夾一定不能距離太近，否則會造成短路而將調壓器燒壞。

9. 在生產調試微機電動機綜合保護功能中的低電壓保護時，一定要正確選擇電壓輸入點，必須經過56K的電阻加電壓，如果不注意將電壓輸入點接錯，將會燒壞電壓互感器。

10. 萬用表使用完畢之后，一定要將其檔位調至“OFF”檔位。

11. 酒精、天那水、洗板水等一些易揮發(fā)的物質，使用之后一定要牢記緊蓋瓶蓋。

5.電力系統(tǒng)用電**

1. **電流

**電流，是人體觸電后*大的擺脫電流。我國一般取30mA(50HZ交流)為**電流值。但是觸電時間按不超過1s，因此這**電流值也成為30mA.s。如果通過人體電流不超過30mA.s時，對人身不會有損傷;如果通過人體電流達到50mA.s時，對人就有致命危險。如果通過人體電流達到過100mA.s時，則一般要致人死亡。

2. **電壓和人體電阻

**電壓，是指不致使人直接致死或致殘的電壓。

實際上，從電氣**的角度來說，**電壓于人體電阻有關。

從人身**的角度考慮，人體電阻一般取下限值1700Ω，由于**電流取30mA，而人體電阻取1700Ω，因此人體允許持續(xù)接觸的**電壓為50V，這50V(50HZ交流有效值)稱為一般正常環(huán)境條件下允許出現接觸的“**特低電壓”。

6.繼電保護及自動裝置現場**注意事項

1. 在現場工作過程中遇到異常情況(如直流系統(tǒng)接地等)或斷路器跳閘時，不論與本身工作是否有關，應立即停止工作，保持現狀，待找出原因或確定與本工作無關后，方可繼續(xù)工作。上述異常若為從事現場繼電保護工作的人員造成，應立即通知運行人員，以便有效處理。

2. 在一次設備運行而停用部分保護進行工作時，應特別注意斷開不經連接片的跳、合閘線及與運行設備**有關的連線。

3. 在進行試驗接線前，應了解試驗電源的容量和接線方式;配備適當的熔斷器，特別要防止總電源熔斷器越級熔斷;試驗用刀閘必須帶罩。禁止從運行設備上直接取得試驗電壓。在試驗接線工作完畢后，必須經**人檢查，方可通電。

4. 在帶電的電流互感器二次回路上工作時應采取下列**措施：

1) 嚴禁將電流互感器二次側開路;

2) 短路電流互感器二次繞組，必須使用短路片或短路線，短路應妥善可靠，嚴禁用導線纏繞;

3) 嚴禁在電流互感器與短路端子之間的回路和導線上進行任何工作;

4) 工作必須認真、謹慎，不得將回路的長久接地點斷開;

5) 工作時，必須有人監(jiān)護，使用絕緣工具，并站在絕緣墊上。

6. 在帶電的電壓互感器二次回路上工作時應采取下列**措施：

1) 嚴格防止電壓互感器二次側短路或接地。工作時應使用絕緣工具，戴手套。必要時工作前停用有關保護裝置。

2) 二次側接臨時負載，必須裝有專用的刀閘和熔斷器。

7. 更改二次回路接線時的注意事項：

1) 首先修改二次回路接線圖，修改后的二次回路接線圖必須經過審核，更改拆動前要與原圖核對，接線更改后要與新圖核對，并及時修改底圖，修改運行人員及有關各級繼電保護人員用的圖紙。

2) 修改后的圖紙應及時報送直接管轄調度的繼電保護部門。

3) 保護裝置二次線變動或更改時，嚴防寄生回路存在，沒有用的線應拆除。

4) 在變動直流回路后，應進行相應的傳動試驗，必要時還應模擬各種故障進行整組試驗。

5) 變動電壓、電流二次回路后，要用負荷電壓，電流檢查變動后回路的正確性。

8. 現場試驗工作結束前應做下述工作：

1) 工作負責人應會同工作人員檢查試驗記錄有無漏試項目，整定值是否與定值通知單相符，試驗結論、數據是否完全正確。經檢查無誤后，才能拆除試驗接線。

2) 復查臨時接線是否全部拆除，拆下的線頭是否全部接好，圖紙是否與實際接線相符，標志是否正確完備等。

9. 清掃運行中的設備和二次回路時，應認真仔細，并使用絕緣工具(毛刷、吹風設備等)，特別注意防止振動，防止誤碰。

10. 在全部停電或部分停電設備工作時，必須完成下列保證**的技術措施有

1) 停電;

2) 驗電;

3) 裝設接地線;

4) 懸掛標示牌和裝設遮攔。