Развојен статус и трендови на интегрирана автоматизација на трафостаницата

Трафостаницата е незаменлива и важна алка во електроенергетскиот систем. Тој е одговорен за тешките задачи на конверзија и прераспределба на моќноста и игра одлучувачка улога во економското работење на електричната мрежа. Со цел да се подобри стабилното ниво на работа на трафостаниците, да се намалат трошоците за работа и одржување, да се подобрат економските придобивки и да се обезбедат висококвалитетни услуги за електрична енергија за корисниците, сеопфатната технологија за автоматизација на трафостаниците почна да се појавува и широко се користи.

Сеопфатната автоматизација на трафостаницата е да се примени компјутерска технологија и модерна комуникациска технологија на секундарната опрема на трафостаницата (вклучувајќи контрола, сигнал, мерење, заштита, автоматски уреди и уреди за далечинско управување, итн.), и спроведување на автоматско следење и мерење на трафостаницата преку функционална комбинација и оптимизирана контрола и координација на дизајнот, како и сеопфатни системи за автоматизација како што е комуникацијата за испраќање. Реализацијата на сеопфатна автоматизација на трафостаниците може да го подобри нивото на економско работење на електричната мрежа, да ги намали инвестициите во инфраструктурата и да обезбеди средства за промовирање на трафостаници без надзор. Брзиот развој на компјутерската технологија, информатичката технологија и мрежната технологија доведе до унапредување на сеопфатната технологија за автоматизација во трафостаниците. Во последниве години, со развојот на дигиталните електрични мерни системи (како што се фотоелектрични трансформатори или електронски трансформатори), интелигентна електрична опрема и поврзаните комуникациски технологии, интегрираниот систем за автоматизација на трафостаниците се движи кон дигитализација.

I. Главни функции на интегрираниот систем за автоматизација на трафостаницата

Основните функции на интегрираниот систем за автоматизација на трафостаницата се рефлектираат во функциите на следните шест потсистеми:

1. Подсистем за следење;

2. Подсистем за релејна заштита;

3. Сеопфатен потсистем за контрола на напон и реактивна моќност;

4. Нискофреквентен потсистем за контрола на ослободување од оптоварување на ЕЕС;

5. Подсистем за автоматска контрола на префрлување на напојување во мирување;

6. Подсистем за комуникација.

Овој дел е релативно богат со содржина, а има многу документи кои детално го објаснуваат, па затоа овој напис нема да навлегува во детали.

II. Традиционален систем за автоматизација на трафостаницата

1. Структура на системот

Во моментов, структурите на интегрираните системи за автоматизација на трафостаниците дома и во странство се класифицирани во следните три типа врз основа на дизајнерските идеи [1]:

(1) Централизирано

Користете компјутери од различни степени за проширување на нивните кола за периферни интерфејси, централно собирајте аналогни, прекинувачки и дигитални информации на трафостаницата, изведувајте централизирана обработка и пресметки и комплетно следење на микрокомпјутерот, заштита на микрокомпјутер и некои функции за автоматска контрола. Неговите карактеристики се: високи барања за компјутерски перформанси, слаба приспособливост и одржливост и погоден за средни и мали трафостаници.

(2) Дистрибуирани

Поделени според набљудуваните објекти или системските функции на трафостаницата, повеќе процесори работат паралелно, а мрежна технологија или сериски методи се користат за имплементација на податочна комуникација помеѓу процесорите. Дистрибуираниот систем е лесен за проширување и одржување, а локалните дефекти не влијаат на нормалното функционирање на другите модули. Овој режим може да се користи за централизирано групирање екрани или групирање со поделен екран за време на инсталацијата.

(3) Децентрализирана дистрибуција

Секое собирање податоци, контролна единица (I/O единица) и заштитна единица во слојот на заливот се инсталирани локално на кабинетот на прекинувачот или во близина на друга опрема. Секоја единица е независна една од друга и е само меѓусебно поврзана преку комуникациската мрежа и е поврзана со главната мерна и контролна единица на ниво на трафостаница. комуникација. Функциите што можат да се завршат на ниво на заливот не зависат од комуникациската мрежа, како што се заштитните функции. Комуникациската мрежа е обично оптичко влакно или искривен пар, кој максимално ја компресира секундарната опрема и секундарните кабли, заштедувајќи ги инженерските градежни инвестиции. Инсталацијата може да биде дисперзирана во секој оддел или може да биде централизирано или хиерархиско групирање на екраните во контролната соба. Исто така, може да биде дека едниот дел е во контролната соба, а другиот дел е расфрлан на кабинетот со прекинувачи.

2.Постоечки проблеми

Интегрираниот систем за автоматизација на трафостаницата постигна добри резултати при примената, но има и недостатоци, кои главно се рефлектираат во: 1. Размената на информации помеѓу примарната и секундарната сè уште го продолжува традиционалниот режим на кабелска жици, што е висока цена и незгодно во изградбата и одржувањето; 2. Во голема мера се повторува делот за собирање на секундарни податоци, што ги троши ресурсите; 3. Стандардизацијата на информациите е недоволна, споделувањето информации е ниско, повеќе системи коегзистираат, а меѓусебното поврзување помеѓу уредите и помеѓу уредите и системите е тешко, формирајќи информациски острови и ја отежнува сеопфатната примена на информациите; 4. Кога ќе се случи незгода, ќе се појави голема количина на информации за аларм за настани, без ефективен механизам за филтрирање, што го попречува правилното проценување на дефектот од страна на дежурните оператори.

III. Дигитална трафостаница

Дигиталните трафостаници се следната фаза во развојот на автоматизацијата на трафостаниците. Во „Единаесеттиот петгодишен план“ на „Единаесеттиот петгодишен план“ за развој на науката и технологијата на компанијата „Power Grid Company“ е јасно наведено дека во периодот на „Единаесеттиот петгодишен план“ ќе се изучуваат дигитални трафостаници и ќе се изградат демонстрациски станици. 2, а во моментов има дигитални трафостаници. Завршена и ставена во функција, како што е конвенцијата и изложбата за трансформација на Фужоу 110 kV дигитална трафостаница.

1. Концепт на дигитална трафостаница

Дигитална трафостаница се однесува на трафостаница во која процесите на собирање, пренос, обработка и излез на информации се целосно дигитални. Нејзините основни карактеристики се интелигентна опрема, комуникациска мрежа и автоматско работење и управување.

Дигиталните трафостаници ги имаат следните главни карактеристики:

(1) Интелигентна примарна опрема

Интелигентна примарна опрема како што се електронски трансформатори и интелигентни прекинувачи (или традиционални прекинувачи со интелигентни терминали) со помош на дигитален излез. Примарниот уред и секундарниот уред разменуваат вредности за земање примероци, статусни количини, контролни команди и други информации преку пренос на оптички влакна на дигитално кодирани информации.

(2) Вмрежување на секундарна опрема

Комуникациската мрежа се користи за размена на информации како што се аналогни вредности, вредности на префрлување и контролни команди помеѓу секундарните уреди, а контролните кабли се елиминираат.

(3) Автоматизација на системот за управување со операции

Треба да се вклучат системи за автоматизација како што се системи за автоматска анализа на дефекти, системи за следење на здравствениот статус на опремата и програмирани системи за контрола за да се подобри нивото на автоматизација и да се намалат тешкотиите и обемот на работа при работењето и одржувањето.

2. Главни технички карактеристики на дигиталните трафостаници

(1) Дигитализација на прибирањето податоци

Главниот знак на дигитална трафостаница е употребата на дигитални електрични мерни системи (како што се фотоелектрични трансформатори или електронски трансформатори) за собирање на електрични параметри како струја и напон 3 за да се постигне ефективна електрична изолација на примарните и секундарните системи и да се зголеми Ја зголемува динамиката мерниот опсег на електричните величини и ја подобрува точноста на мерењето, со што се обезбедува основа за реализација на трансформација од конвенционален вишок на уреди на трафостаница во вишок на информации и примена на интеграција на информации.

(2) Системска хиерархиска распределба

Развојот на системите за автоматизација на трафостаниците доживеа транзиција од централизирана во дистрибуирана. Повеќето од втората генерација хиерархиски дистрибуирани системи за автоматизација на трафостаници користат зрела мрежна комуникациска технологија и отворени протоколи за интерконекција, кои можат поцелосно да снимаат информации за опремата и значително да ја подобрат брзината на одговорот на системот. Структурата на системот за автоматизација на дигиталната трафостаница може физички да се подели во две категории, имено интелигентна примарна опрема и мрежна секундарна опрема; во однос на логичката структура, може да се подели на „процесен слој“ и „слој за залив“ според дефиницијата на стандардот за комуникација IEC61850. "," контролен слој на станицата" три нивоа. Се користи мрежна комуникација со голема брзина во и помеѓу секое ниво.

(3) Вмрежување на информациска интеракција и интеграција на информациски апликации

Дигиталните трафостаници користат дигитални нови трансформатори со мала моќност наместо конвенционални трансформатори за директно претворање на високиот напон и висока струја во дигитални сигнали. Размената на информации се случува помеѓу уредите на локацијата преку мрежи со голема брзина. Секундарните уреди немаат I/O интерфејси со дупликат функции. Конвенционалните функционални уреди стануваат логички функционални модули за да се постигне споделување на податоци и ресурси. Во моментов, IEC61850 е меѓународно определен како стандард за комуникација за автоматизација на трафостаницата.

Дополнително, дигиталната трафостаница интегрира информации и ги оптимизира функциите на оригиналните расфрлани секундарни системски уреди, така што може ефикасно да избегне дуплирање на хардверските конфигурации во проблемите за следење, контрола, заштита, снимање на дефекти, мерни и мерни уреди на конвенционалните трафостаници, како што се бидејќи се јавува несподелување на информации и високи инвестициски трошоци.

(4) Интелигентна операција на опрема

Новиот секундарен систем за прекинувачи со висок напон е воспоставен со помош на микрокомпјутери, технологија за енергетска електроника и нови сензори. Интелигенцијата на системот за прекинувачи се реализира преку секундарниот систем контролиран од микрокомпјутер, IED и соодветниот интелигентен софтвер. Може да се пренесат команди за заштита и контрола. Мрежата со оптички влакна допира до системот на секундарно коло на неконвенционалната трафостаница, овозможувајќи дигитален интерфејс со механизмот за работа на прекинувачот.

(5) Статус на одржување на опремата

Во дигиталните трафостаници, податоците за статусот на работната мрежа за електрична енергија и информациите за дефекти и активности на различни IED уреди може ефективно да се добијат за да се постигне ефективно следење на работата и статусот на сигналната јамка. Во дигиталните трафостаници речиси и да нема ненабљудувани функционални единици и нема слепи точки во собирањето на карактеристиките на статусот на опремата. Стратегијата за одржување на опремата може да се смени од „редовно одржување“ на конвенционалната опрема на трафостаницата во „условно одржување“, со што значително ќе се подобри достапноста на системот.

(6) Принципот на мерење на LPCT и изгледот на инспекцискиот инструмент

Како што споменавме претходно, LPCT е всушност електромагнетен струен трансформатор со карактеристики на мала излезна моќност. Во стандардот IEC, тој е наведен како форма на имплементација на електронски струен трансформатор, што претставува електромагнетен струен трансформатор. Развојна насока со широки изгледи за примена. Бидејќи излезот на LPCT генерално се обезбедува директно до електронските кола, секундарното оптоварување е релативно мало; неговото јадро е генерално направено од високо магнетно пропустливи материјали како што е микрокристална легура, а точноста на мерењето може да се исполни со помал пресек на јадрото (големина на јадрото). барања.

(7) Стандардизација на набивање и моделирање на структурата на системот

Дигиталниот електричен систем за мерење има карактеристики на мала големина и мала тежина. Може да се интегрира во интелигентниот разводен систем, а функционалната комбинација и распоредот на опремата може да се оптимизираат во согласност со концептот за дизајн на мехатроника на трафостаницата. Во високонапонските и ултра-напонските трафостаници, влезно-излезните единици на заштитни уреди, уредите за мерење и контрола, снимачите на грешки и другите автоматски уреди се дел од примарната интелигентна опрема, реализирајќи го процесот на затворање на дизајнот на IED; во средно и нисконапонски трафостаници Заштитните и мониторинг уредите може да се минијатуризираат, компактни и целосно да се инсталираат на прекинувачот.

IEC61850 го воспоставува стандардот за моделирање за електроенергетските системи и дефинира унифициран и стандарден модел на информации и модел за размена на информации за системи за автоматизација на трафостаници. Неговото значење главно се рефлектира во остварувањето на интероперабилноста на интелигентните уреди, остварувањето споделување информации во трафостаниците и поедноставувањето на одржувањето на системот   конфигурацијата и имплементацијата на проектот.

3.IEC61850 стандард

IEC61850 е серија стандарди за „Мрежи и системи за комуникациски мрежи на трафостаници“ формулирани од работната група TC57 на Меѓународната електротехничка комисија. Тоа е референца меѓународен стандард за системи за автоматизација на трафостаници базирани на мрежни комуникациски платформи. Исто така, ќе стане стандард за електроенергетските системи од диспечерски центри до трафостаници, во трафостаници и дистрибутивни системи. Комуникацискиот стандард за беспрекорно поврзување на електричната автоматизација, исто така, се очекува да стане индустриски контролен комуникациски стандард за универзална мрежна комуникациска платформа.

Во споредба со традиционалниот систем на протокол за комуникација, технички IEC61850 ги има следните извонредни карактеристики: 1. Користете објектно-ориентирана технологија за моделирање; 2. Користете дистрибуирани и слоевити системи; 3. Користете Abstract Communication Service Interface (ACSI) и мапирање на специјални комуникациски услуги SCSM технологија; 4 користи технологија MMS (Спецификација за пораки за производство); 5 има интероперабилност; 6 има отворена архитектура ориентирана кон иднината.

VI. Заклучок

Примената на системите за автоматизација на трафостаниците во нашата земја постигна многу значајни резултати и игра важна улога во подобрувањето на економското ниво на работа на електричната мрежа. Во моментов, со континуиран развој на новите технологии, се појавуваат дигитални трафостаници. Во споредба со традиционалните трафостаници, дигиталните трафостаници ги имаат следните предности: намалување на секундарните жици, подобрување на точноста на мерењето, подобрување на доверливоста на преносот на сигналот, избегнување проблеми како што се електромагнетна компатибилност, пренапон на преносот и заземјување во две точки предизвикани од кабли и решавање проблеми помеѓу опремата. Прашањата за интероперабилност, различните функции на трафостаницата можат да споделуваат унифицирана информативна платформа, избегнувајќи дуплирање на опремата и дополнително подобрување на нивото на автоматизирано работење и управување. Дигиталната трафостаница е развојна насока на технологијата за автоматизација на трафостаницата.

Weshine Electric Manufacturing Co., Ltd.