对电气自动化系统应用的研究

减小字体 增大字体 作者:刘少泽  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-06-28 10:24:57

 1、水电站自动化的主要内容
  水电站自动化的内容,与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说,水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运。
  1.1机组运行状况的自行工况的控制和监视几个方面。
  动控制与监测发电机组运行状况的自动控制与监测主要通过现场监控设备和控制设备实现的,通过监控设备将监控数据发送到中控室计算机计算机根据已经设定的运行程序判断水电机组的运行情况,并及时向控制设备发出相应的指令,实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等管理自动化的目的。除了保证机组的正常运行之外,水电站自动化还要自动维持水轮发电机组的经济运行,也就是根据机组运行情况自动选择最佳运行机组数,并不断调整运行数据,根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率,并通过对表征机组运行状况特性的参量跟踪监测值是否超出正常运行范围来判断运行设备的状态是正常、异常或故障进行监测,并且要对机组运行过程中可能出现的故障及时检查发现排除故障,必要时要启动备用机组,保证供电秩序、安全。
  1.2 辅助设备运行状况的自动控制与监视
  辅助设备主要由油、气、水系统及其操作系统等组成。水电站的自动化也要实现对这些辅助设备运行状况的自动控制与监视。主要就是通过控制节点、监测设备和控制设备,将辅助设备的运行数据发送到计算机计算机通过数据库对运行数据进行监测,控制辅助设备的电流、判断辅助设备是否处于正常工作的状态。一旦发现出现不正常工作状态或发生事故时,能够及时排查事故原因,并启动报警系统或紧急停机检查,保证机组的运行安全。
  1.3 对主要电气设备的控制、监视和保护
  水电站的主要电气设备有变压器、母线及输电线路等,水电站自动化也要实现对这些电气设备控制、监视与保护,主要是记录每一时间段的设备运行情况,根据运行数据判断输电线路是否畅通、母线是否正常使用、变压器是否正常工作。一旦出现安全事故要及时启预备设备并报警,排除电气设备事故保证供电安全。
  1.4 对水工建筑物运行工自动控制和检测
  水工建筑物主要指的是闸门、拦污栅、泄洪闸等建筑设施。如自动控制闸门开启数量,控制水量和水力,满足水电站的运行要求。拦污栅是否正常运行,是否有破损的地方,是否堵塞影响到水平。泄洪闸是否能正常开启,是否有必要开启确保大坝安全等等。
  2 、水电站监控模式选择
  2.1 集中监控方式
  这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。集中监控方式主要原理如下图1。
  
  图1 集中监控方式示意图
  集中监控方式设计比较简单,成本较低。但是由于线路采用的是硬地接线,一旦发生事故二次接线非常复杂,并且对于事故地点的判断也有较大的难度,这无形的增加了系统维护的难度,增加了系统维护人力成本,造成了不必要的浪费。
  2.2 远程监控模式
  远程监控方式也是我国水电站自动化实现过程中运用较早的一种方式,远程监控相对于集中监控方式而言,由于是在多颗CPU下工作,有效的摆脱了一个地方故障影响整个系统的弊端,并且控制更加精确、合理,能够节约大量的电缆材料,组态灵活,初期使用成本较低。如下图2
  
  图2 远程监控模式示意图
  但是由于采用的是lonworks总线或CAN总线等比较老的现场总线设计,它的通讯速度大打折扣,而水电站的通讯量是由于水电站的规模决定的,现在我国的小水电站已经很少了,集中监控的方式所能承受的通讯量较少,因此并不适用于大型水电站的自动化。
  2.3 现场总线监控方式
  上面两种监控方式都是以微电子技术辅以电子计算机

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