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第1篇

關鍵詞：變壓器自動化變電站綜合自動化系統

1概述

可編程邏輯控制器（PLC）作為新一化的工業控制裝置，結構簡單、性能全面、可靠性高。其突出的優點是：使用方便，具有杰出的實時功能和強大的通訊能力。在其小小的單元中，包含了強大的功能，使之能夠獨立地或通過網絡分布式系統輕而易舉地完成復雜的控制任務，很小的投入即能獲得最有效的自動化系統，在工業現場領域深受歡迎，特別是經過特殊模塊配置后，可以在保持簡單易用的特點的同時大大擴展其應用領域。PLC的體積小，結構緊湊，編程方便，梯形圖編程方式面向一般電氣技術人員，操作簡單，維修方便，易于實現機電一體化，因而在變電站綜合自動化中得到了廣泛的應用。

中小變電站綜合自動化中的自動化設備有：可編程自動化監控裝置、可編程變壓器自動化屏、可編程微機計量屏、可編程微機線路保護屏、可編程微機同期系統、可編程中央信號屏、可編程電容屏、可編程微機直流電源系統等均應用了PLC為其智能化單元，并且都能夠掛網運行，方便地實現遙信、遙測、遙控功能，取代了傳統的RTU。本文主要介紹由PLC構成的變壓器自動化部分在自動化變電站中的實現。適用于老式變電站的自動化改造及新式變電站的建設。

2變壓器自動化的構成方案

在中小型變電站中，一臺變壓器及其配套設備一般包括：斷路器及操作單元、變壓器、變壓器控制屏、避雷器、差動保護屏、變壓器接地系統等。下面以兩種情況分別講述變壓器的自動化構成方案。

2.1變壓器及配套設備為常規設備

如果斷路器及操作單元、變壓器、差動保護屏、變壓器防雷接地系統等均為不含智能單元及計算機接口的常規設備，那么只需將變壓器控制屏部份選用可編程（PLC）變壓器自動化屏，就能構成比較完備的變壓器自動化系統。其系統框圖如圖1所示，變電站中控室內的變壓器控制屏及其配套設備分別與可編程變壓器自動化屏通過電纜直接連接，進行信息交換。中控室或遠方的主計算機監控系統通過對可編程變壓器自動化屏的監控來實現對變壓器的監控，其中的信息交換由主計算機監控系統中的工控機（IPC）與可編程變壓器自動化屏中的PLC通過工業現場通訊網絡來實現。這種變壓器自動化系統一般適用于改造舊站或建設資金規模不大的自動化新站。

2.2變壓器及配套設備為智能化設備

如果斷路器及操作單元、變壓器、差動保護屏、變壓器防雷接地系統等均已含有智能單元及計算機接口，那么變壓器控制屏部份選用可編程（PLC）變壓器自動化屏，就可以非常方便地構成功能強大的變壓器自動化系統。其系統框圖如圖2所示，變電站中控室內的變壓器控制屏及其配套設備分別與可編程變壓器自動化屏通過工業現場通訊網絡與中控室或遠方的主計算機監控系統進行信息交換。可編程變壓器自動化屏與變壓器及配套設備之問僅有極少量的電纜連接，整個系統顯得非常簡單。

3可編程變壓器自動化屏的組成及實現

可編程變壓器自動化屏的硬件設備一般包括：PLC，PLC輸入/輸出信號隔離繼電器，近地操作按鈕及故障事故指示燈、報警器、智能變壓器油溫度巡檢儀，智能信號測試議，小直流電源，通訊適配器等。其系統框圖如圖3。軟件主要由PLC自動化監控程序和與監控主計算機(上位機)的通訊程序組成。

3.1PLC的選型

從上述的被控對象(變壓器)的電氣特性看出，這個系統幾乎是對開關量進行監控。溫度模擬量及信號模擬量均有智能儀表對其監控,智能儀表的輸出觸點開關量進入PLC，因此PLC只需選用基本模塊及通訊模塊，而不需特殊模塊。接下來應確定PLC輸入∕輸出點數，統計可編程變壓器自動化屏對變壓器及配套設備的監控點數，一般輸入不超過64點數，輸出不超過40點。在實際中我們選用了北京安控科技發展有限公司研制的Rock系列PLC產品：RockE20系列PLC產品。此產品采用先進的16位CPU，配置嵌入式實時多任務操作系統，可實現采集、運算、邏輯、定時、控制、通訊等功能，其單CPU＋擴展模塊，可承載32模塊，測控500個I∕O點。以RS485或Intranet進行本地擴展，以撥號Modem或GPRS等方式進行遠程擴展。該產品采用插撥方式擴展、模塊尺寸小巧，安裝使用方便、維護簡單，具有應用靈活、安全、可靠等特點。

3.2可編程變壓器自動化屏的硬件

組成可編程變壓器自動化屏的各部件應嚴格照按電氣規范設計、連接。此外，與PLC相連的部份應嚴格按照PLC廠家技術要求進行設計、連接。

3.3PLC的自動化監控程序

變電站的變壓器組成方式不同決定了可編程變壓器自動化屏PLC的監控程序的不同。在此以35KV單母線、一臺主變壓器為例，其開機準備條件及開機程序如圖4，停機程序如圖5。

3.4PLC與監控主計算機串行通訊的實現

4可編程變壓器自動化屏的運行

可編程變壓器自動化屏在變壓器的自動化運行中處于實時監控的重要位置，它通過輸入∕輸出信號隔離繼電器按變電站變電設備(隔離刀閘、斷路器、電壓互感器、電流互感器、變壓器防雷接地系統等設備)的狀態∕控制信號，可編程邏輯控制器(PLC)將上述信號按具體的自動化流程進行實時控制，并與監控主計算機通過網絡傳遞數據。完成變壓器的開、停，運行維護與繼電保護（過電流保護、電流速斷保護、差動保護、瓦斯保護和過負荷保護等）。它不僅使變壓器處于閉環自動控制之中，而且使變壓器自動化與測控保護系統協調運行，從而使整個變壓器處于最佳運行狀態。由于PLC自身的特性，每個輸入∕輸出信號都有指示燈，使得變電站這個信號比較分散的場所維護檢修工作變得異常容易。

5結束語

本系統已在我市多個變壓器的自動化工程中成功投運。我們發現其處理故障十分容易，既縮短了停電維護時間、運行維護費用又很低。運行中發生諸如變壓器的瓦斯繼電器觸點進水短路、中控室各接觸器電觸點斷線、變壓器控制回路等故障均能及時發現、報警與自動進入其處理程序，并能在監控主計算機上集中監視。用PLC構成的應用環境，可以構成滿足不同用戶或同一用戶不同時期對系統的需求，改變系統的組織方式只需重新輸入PLC監控程序即可，我們對此相當滿意。

參考文獻：

1楊士元可編程序控制器編程應用和維修1995年清華大學出版社

第2篇

1.1智能保護與自動化技術

隨著自動化技術在電子應用領域的普遍應用，相關的學者對自動化技術的關注度也在提高并對自動化的相關理論知識和操作原理進行了深入探究，而且在深入了解其原理的基礎上對與自動化技術密切相關的理論相結合，即將國內外最新的有關控制論、人工智能、計算機技術以及互聯網技術等理論綜合運用到自動化技術的創新和完善，進而為自動化的保護裝置創造智能化的控制特點，同時也是對電子領域整體的安全環境和水平有一定的提高。除此之外，我國依照本國的實際狀況對當前自動化技術的發展前景和趨勢進行了預測和深入研究，其中對電子應用的整體運行狀況也進行了細致觀察和廣泛討論，從而提出了適合電子市場未來運營模式的方案。

1.2仿真系統的電子自動化技術

自動化仿真系統在電子企業中占據著非常重要的地位，扮演著非常重要的角色，其能夠將計算機技術、網絡技術和多媒體技術的最新研究成果與傳統電子分析理論結合，是一種非常強有力的方法。相關研究人員通過監測電子負荷及其相關的動態特性，對電子自動化的仿真系統進行了細致研究，從而將實時的電子仿真系統引入自動化技術并建成了具有仿真環境的實驗基地。這種仿真系統的構建不僅可以提供大量實驗數據，而且還可以對研究人員的測試研究提供一定程度的幫助作用，為其研究的靈活性與智能保護提供基礎和條件。

1.3配電網模式中的自動化技術

在配電網模式之中，自動化技術在其網絡數字、配網模型、信息配網一體化以及應用軟件等方面屬于一種創新型的技術突破，其中有關數字信號的相關處理技術能夠有效提升載波的接受靈敏性，進而使得載波在應用消耗以及路由等方面的技術難題得到有效解決。

1.4人工智能在電子自動化技術中的應用

當下對電子自動化技術進行創新和完善必須要具體問題具體分析，根據現階段我國電子領域的實際發展需求以及未來趨勢，將模糊邏輯以及理論知識等均與電子元件的實踐運行和典型故障的確定相結合進行相關的實用性研究。進而才能將電子自動化技術在智能化水平方面的有所提高。與此同時，自動化技術在應用電子領域的實際應用還需要與現代日新月異的電子技術相結合，對各種有關電子的裝置和設備進行研究和細致分析。

2自動化技術在應用電子中的設計方案構想

2.1選擇自動化技術系統的考慮因素

（1）從電子監測的自動化和遠方調度等角度來看，當下的首要考慮因素就是在相關研究進程中要選擇帶有微機保護功能的綜合自動化系統。（2）電子自動化的類型選擇以及接線方式總體來說都是相對簡單的，其主要內容就是實現繼電保護，因此，選擇性能可靠且性價比較高的智能化的開關是比較合適的做法，從而才能將常規的繼電保護取消。（3）與集中監測與遠方調度進行比較后可以發現，自動化技術選型主要包括兩種形式，一是集中式，另一種是分散式，其中的分散式是指分散在開關柜中的集散系統內。

2.2自動化技術的相關設計原則

自動化技術廣泛應用于人類生產以及生活的各個方面，它能通過一定的技術裝置和設計策略使得在應用電子的發展中減少人工干預，甚至做到沒有人工干預，從而節約人力資源的配備并相應提高工作效率和經濟效益。但是，自動化技術的應用不能采取隨意化的態度和原則，因此自動化技術在應用電子方面的實現和運用也是需要遵循一定的原則的。（1）自動化技術的主接線方式應該按照原來的設計方案進行并在單線的系統圖中將監測以及控制系統的有關設備型號進行明確標注，其中相關設備數量的增加以及型號的變更也要隨時關注并予以記錄。其次，對于那些需要利用計算機監控系統進行遠程操作開關時，在實踐操作中一定要采取能夠進行遠程分閘以及合閘的自動型開關，此外，開關的狀態也要記錄到計算機監控系統的操作開關之中。（2）在對低壓自動開關進行型號選擇的時候，應該最大程度的多選擇一些輔助接點，而且對于繼電保護的相關系統而言，繼電保護系統的設計要優先考慮變壓電站的綜合性自動化技術。（3）對于控制回路的相關設計也要根據相關規定以及現實需求進行考量。對于信號回路設計來講應注意以下兩點：第一，計算機監測與控制系統在進行設計時必須要有合閘以及分閘繼電器的輸出接點，合并連接到開關柜的合分閘開關或著在按鈕上就可以進行遠方合分閘操作；第二，計算機監測與控制系統的合分閘繼電器，接點與開關柜上合分閘開關之間應設計手動與自動轉換開關。

3結語

第3篇

關鍵詞：csc2000變電所綜合自動化應用

1概述

新區110kv變電所座落在資興市新市區境內，是即將興建的程江口(裝機2×1250kw的并網點)，擔負著城區生活及主要市辦工礦企業負荷供電任務。從諸多因素來看，新區變電所的建設及所起的作用、意義都十分重大，因此，我們按無人值班變電所的要求，作為窗口變電所來建設。在設備無油化、布置清晰化、建筑美觀化、場地綠化化等方面都進行了新的嘗試，并采用了目前國內較先進的四方公司csc2000變電所綜合自動化系統。

2變電所基本情況

主變壓器兩臺總容量40000kva，型號為sfsz7-20000/110有載調壓變壓器；110kv間隔6個、35kv間隔8個、10kv間隔8個；工程分期實施，近期規模如下：

2.1設有載調壓主變壓器1臺，容量為20000kva，型號為sfsz7-20000/110。三繞組電壓等級為110kv/35kv/10kv，其容量比為100/100/110。

2.2主變壓器35kv進線間隔一回，連接于主變壓器和現有35kv變電所主母線之間，原有35kv出線4回。

2.3110kv間隔4個，其中110kv母線分段兼旁路母聯間隔占2個，出線間隔2個，分別對應于聯網和程江口電站。

2.4主變壓器10kv進線1回連入現有10kv供電母線，10kv出線4回(現有)。

3變電所綜合自動化實施的指導思想

通過模擬量，狀態量的采集、管理、統計，準確真實地反映現場設備實際運行情況，以比較完善的“四遙”功能，為值班人員創造如臨現場的運行條件，并達到各類設計技術規范的要求。

4csc2000變電所綜合自動化系統

csc2000變電所綜合自動化系統，按分層分布式的設計指導思想，把系統分為變電所層和間隔層，采用模塊化結構，間隔層裝置一一對應于所內一次設備(如一臺主要變壓器間隔、一條出間隔)，對35kv及以下電壓等級，裝置分別安置在各開關柜上，且集保護、測量、控制、遠動、通信等功能于一體，各裝置相互獨立，獨立完成各自功能，僅僅通過所內通信網互連，以實現各裝置相互間的通信以及同變電所層的當地監控裝置，遠方監控裝置及工程師站的通信。

4.1新區變電所csc2000的系統配置

新區變csc2000的系統配置圖1。

4.1.1所內通信網用雙絞線敷設而成總線形網，考慮變電所二期工程及遠期規模，能夠很靈活地在網上增加各間隔層裝置；

4.1.2當任一部分裝置有故障時只影響局部的可靠性；

4.1.3所內二次電纜大大減少，使安裝、維護工作量簡化并節省投資；

4.2所內通信網

4.2.1ccs2000系統采用總線形網，其主要優點有：

4.2.1.1網內各樓層地位平等，任意兩節點之間可以直接通信，可設置多個主站。新區110kv變電所設有當地監控主站1個，遠動主站2個(擴頻通信和載波通信各一個)，工程師站1個。

4.2.1.2組態靈活、擴展性好、網上增加或減少接點非常方便，任一接點的投入或退出都不影響其他接點的正常通信；站增接點可以設在任意地點，原有接點移動集團不經網絡初始化文件作任何改變；特別重要的是，對繼電保護動作等重要信息設有優先權，在最短的時間內及時響應。

4.2.1.3可靠性高，總線形網不像星形網那樣有一個中央控制接點而形成可靠性的瓶頸，也不像環形網那樣，每一條信息都通過多個接點的轉換，中間任一接點失效應會中斷通信同時，總線形網對全網通信中斷的兩種可能情況也給予了充分考慮：

其一，每個接點都采用耐磨型的脈沖變壓器隔離，使網絡的總線為無源的電纜，從而大大降低了總線上的故障幾率，同時也大大提高了通信網的抗干擾能力。

其二，每一接點網絡連接處采用一小型繼電器，能在檢測到該接點異常時自動脫離網絡，從而避免了由于該通信媒介而使全所通信中斷的可能。另外，在雙絞線敷設時，用pvc管穿管保護，避免了雙絞線的侵蝕及小動物的損傷。

4.2.2網絡的通信媒介

csc2000系統可用光纜和電纜作為通信媒介，新區110kv變電所采用了對稱雙絞線電纜，同光纖相比，電纜可任意支接而連成總線，且造價低，施工和維護方便，除110kv裝置及公用部分安裝在控制室內，35kv裝置安裝在各自的開關柜上，距離不是很遠，完全能滿足雙絞線在300m范圍內正常通信的要求，況且，雙絞線在網絡中僅僅是無源電纜，較好地解決了抗干擾問題。因此，雙絞線用作通信媒介比較適中，從投運至今已近幾個月，運行情況基本穩定。

4.2.3媒介占有控制方式

csc2000系統采用csma/cd(載波監聽多路訪問/沖撞檢測)的控制方式，即各接點在發送信息之前先偵聽總線是否空閑。如果空閑就發送的“先聽后講”的競爭方式，并采用隨著網絡的繁忙程度自動調整隨機等待時間，使2個及以上等待發信的接點在發現網絡空閑時發信，避免引起沖撞，同時，為了提高發現沖撞率，采用了若在某一接點發現網上不僅有自己的信息，還有別的信息時就停止發送。過一個隨機時間后再競爭的方式。

csma/cd是網上各接點共同遵守的通信原則，它有效地減少了信息沖撞機會。

4.3裝置功能及應用

4.3.1csl-216裝置用于35kv及以下電壓等級的出線間隔集保護、控制、測量、通信。在實施中，我們在該裝置上安裝了本出線間隔內斷路器，隔離開關小車的位置狀態，遠方操作閉鎖(開頭柜上裝有遠方/就地切換開關)等遙信量6個；一相電流，有功、無功功率，有功、無功電能等遙測量5個；開關及各種保護壓板的遙控量等(包括zch和dpjh)7個。

4.3.2csl-164b裝置用于110kv線路保護，除具有距離、零序、三相一次重合閘外，還有共用的故障錄波插件，并執行和反應保護壓板的遙控、遙信及保護定值區切換的遙調命令。

4.3.3csl-231a裝置用于110kv主變壓器保護，其保護配置與常規保護相同。但它是一個多cpu保護、cpui用于主保護(差動)，cpu2～4分別用于高、中、低側后備保護，且配有專用的故障錄波插件，能反映保護壓板的投退狀態，并執行保護壓板的遙控和保護定值區切換的遙調命令。實施中，我們配置了兩套cst-231a，一套用于主保護，另一套用于后備保護，這樣，既滿足了主保護與后備保護完全分開的反措要求，又能互為備用。

4.3.4csi-200a數字式斷路器控制裝置適用于單路器及其周圍隔離開關的控制，具有遙信功能和對遙控對象的可編程控制，以滿足斷路器和隔離開關的順序操作。實施中，我們在該裝置上安排了15個遙信量，9個遙控量(每個110kv出線間隔)。

4.3.5csi-301a裝置：數定式斷路器控制裝置用于主變壓器各側斷路器及其隔離開關的控制，除具備csi-200a裝置功能外，還能反應主要分接開關位置并執行主變壓器有載調壓的遙控命令。實施中，我們在該裝置上安排了38個遙信量，19個遙控量。

4.3.6csd12a、csd21a、csd22a裝置：數字式綜合采集裝置，用于各模擬量，開關量的采集，我們分別在裝置安排了62個遙側量，28遙信量。

4.3.7csm100a裝置：當地監控網絡主站，主要功能為：

a.收集各間隔層裝置上送的網絡信息；

b.將網絡信息轉換成與后臺機約定協議所要求的格式；

c.與后臺機配合完成“四遙”功能；

d.驅動事故音響和預告音響

實施中，在發出事故音響預告音響時，驅動語言報警系統，利用清晰明了的話語，告訴值班員當時發生的事件。

4.3.8csm300a遠動網絡主站主要功能為：

a.收集間隔層裝置上送的網絡信息；

b.將網絡信息轉換成標準遠動規約所要求的格式，并傳輸到遠方監控站；

c.接受遠方監控站的命令，完成“四遙”功能；

d.驅動事故音響和預告音響。

實施中，我們采用了擴頻、載波兩個通道，利用cdt規約進行傳輸。

4.3.9工程師站主要用于保護定值的調整和修改，并對專用錄波網送來的事故信息進行圖形、波形、數據分析。

4.3.10當地監控站以清晰的畫面和準確及時的數據、文字提示，告訴值班員設備的運行情況，同時，值班員通過鍵盤或鼠標完成各項操作，是整個變電所的樞紐和核心。

軟件采用nspro1.2版本

4.3.11yqx-110裝置的電壓切換箱，用于110、35、10kv母線tv二次電壓切換，本期未用。

4.3.12scx-11b裝置：三相操作箱。

新區110kv變電所共設置“三遙”量676點，其中遙信387點，遙測160點(其中電能量30點)，遙控129點，基本上準確而真實地反映了設備實際運行情況。

5評價

csc2000系統自投運四個多月以來，運行情況良好，各類技術數據基本滿足要求。

具體指標為：

5.1模擬量測量精度：≥98.9%。

5.2遙信量正確動作率：≥98%。

5.3遙控正確率：≥99%。

5.4遙測傳送延時：＜2s。

5.5遙信變化傳送時間：＜2s。

5.6遙控、遙調命令傳送時間：＜4s。

5.7畫面響應時間：＜3s。

6下一步的工作

6.1建立消防報警及自動滅火系統。

6.2完善防誤操作功能，csc2000系統的操作軟件，利用遙信量和遙測量為判據，在人為地設置閉鎖條件下，可對作對象加以控制，從而實現倒閘操作的順序化。但操作對象僅限于具有遙控功能的操作元件，因而不能解決對所內所有一次設備的防誤操作。應利用國內已有成功的運行經驗的微機防誤裝置，有機地與csc2000系統結合起來，從而完善防誤操作系統，達到“五防”功能要求。

6.3解決接點抖動問題：大量的遙信量取源于各種類型的開關接點，而這些開關接點基本上長時間處于“通”或“斷”的某種狀態，而使接觸面滋生氧化膜。一旦從一種狀態轉入另一種狀態，則極易出現狀態不變的假像而造成嚴重后果，故應利用220v光耦取代現有24v光耦，以提高氧化的擊穿電壓，從而正確反映接點的位置狀態。