Entegre trafo merkezi otomasyonunun gelişim durumu ve eğilimleri

Trafo merkezi güç sisteminde vazgeçilmez ve önemli bir bağlantıdır. Güç dönüşümü ve gücün yeniden dağıtımı gibi ağır görevlerden sorumludur ve elektrik şebekesinin ekonomik işleyişinde belirleyici bir rol oynar. Trafo merkezlerinin istikrarlı çalışma düzeyini iyileştirmek, işletme ve bakım maliyetlerini azaltmak, ekonomik faydaları artırmak ve kullanıcılara yüksek kalitede elektrik enerjisi hizmeti sunmak amacıyla trafo merkezleri için kapsamlı otomasyon teknolojisi ortaya çıkmaya başlamış ve yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.

Kapsamlı trafo merkezi otomasyonu, trafo merkezinin ikincil ekipmanına (kontrol, sinyal, ölçüm, koruma, otomatik cihazlar ve uzaktan kontrol cihazları vb. dahil) bilgisayar teknolojisi ve modern iletişim teknolojisini uygulamak ve trafo merkezinin otomatik izleme ve ölçümünü uygulamaktır. işlevsel kombinasyon ve optimize edilmiş tasarım kontrolü ve koordinasyonunun yanı sıra sevk iletişimi gibi kapsamlı otomasyon sistemleri. Trafo merkezlerinin kapsamlı otomasyonunun gerçekleştirilmesi, elektrik şebekesinin ekonomik çalışma düzeyini iyileştirebilir, altyapı yatırımını azaltabilir ve gözetimsiz trafo merkezlerini teşvik etmek için bir araç sağlayabilir. Bilgisayar teknolojisinin, bilgi teknolojisinin ve ağ teknolojisinin hızlı gelişimi, trafo merkezlerinde kapsamlı otomasyon teknolojisinin ilerlemesine yol açmıştır. Son yıllarda dijital elektriksel ölçüm sistemlerinin (fotoelektrik transformatörler veya elektronik transformatörler gibi), akıllı elektrikli ekipmanların ve ilgili iletişim teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte trafo merkezlerinin entegre otomasyon sistemi dijitalleşmeye doğru ilerlemektedir.

I. Trafo merkezi entegre otomasyon sisteminin ana fonksiyonları

Trafo merkezi entegre otomasyon sisteminin temel fonksiyonları aşağıdaki altı alt sistemin fonksiyonlarına yansıtılmaktadır:

1. İzleme alt sistemi;

2. Röle koruma alt sistemi;

3. Gerilim ve reaktif güç kapsamlı kontrol alt sistemi;

4. Güç sisteminin düşük frekanslı yük atma kontrol alt sistemi;

5. Bekleme güç kaynağı otomatik anahtarlama kontrol alt sistemi;

6. İletişim alt sistemi.

Bu bölüm içerik olarak nispeten zengin ve detaylı olarak anlatan birçok belge mevcut olduğundan bu yazıda detaya girmeyeceğim.

II. Geleneksel trafo merkezi otomasyon sistemi

1. Sistem yapısı

Şu anda, yurt içi ve yurt dışındaki entegre trafo merkezi otomasyon sistemlerinin yapıları, tasarım fikirlerine dayalı olarak aşağıdaki üç tipte sınıflandırılmaktadır [1]:

(1) Merkezileştirilmiş

Çevresel arayüz devrelerini genişletmek, trafo merkezinin analog, anahtarlama ve dijital bilgilerini merkezi olarak toplamak, merkezi işlem ve hesaplamaları gerçekleştirmek ve mikro bilgisayar izleme, mikro bilgisayar koruması ve bazı otomatik kontrol işlevlerini tamamlamak için farklı sınıflardaki bilgisayarları kullanın. Özellikleri şunlardır: yüksek bilgisayar performansı gereksinimleri, zayıf ölçeklenebilirlik ve bakım kolaylığı ve orta ve küçük trafo merkezleri için uygun.

(2) Dağıtılmış

Trafo merkezinin izlenen nesnelerine veya sistem işlevlerine göre bölünmüş birden fazla CPU paralel olarak çalışır ve CPU'lar arasında veri iletişimini gerçekleştirmek için ağ teknolojisi veya seri yöntemler kullanılır. Dağıtılmış sistemin genişletilmesi ve bakımı kolaydır ve yerel arızalar diğer modüllerin normal çalışmasını etkilemez. Bu mod, kurulum sırasında merkezi ekran gruplaması veya bölünmüş ekran gruplaması için kullanılabilir.

(3) Merkezi olmayan dağıtım

Bölme katmanındaki her veri toplama, kontrol ünitesi (G/Ç ünitesi) ve koruma ünitesi, yerel olarak şalter kabinine veya diğer ekipmanın yakınına kurulur. Her ünite birbirinden bağımsız olup sadece iletişim ağı üzerinden birbirine bağlanır ve ana trafo merkezi düzeyinde ölçüm ve kontrol ünitesine bağlanır. iletişim. Bölme düzeyinde tamamlanabilecek işlevler, koruma işlevleri gibi iletişim ağına bağlı değildir. İletişim ağı genellikle fiber optik veya bükümlü çifttir; bu, ikincil ekipmanı ve ikincil kabloları maksimum ölçüde sıkıştırarak mühendislik inşaatı yatırımından tasarruf sağlar. Kurulum her bölmeye dağıtılabilir veya kontrol odasındaki ekranlar merkezi veya hiyerarşik olarak gruplandırılabilir. Ayrıca bir kısmı kontrol odasında, diğer kısmı ise şalter dolabına dağılmış olabilir.

2.Mevcut sorunlar

Trafo merkezi entegre otomasyon sistemi iyi uygulama sonuçları elde etmiştir ancak aynı zamanda aşağıdakilere de yansıyan eksiklikler de mevcuttur: 1. Birincil ve ikincil arasındaki bilgi alışverişi, inşaat ve bakım açısından yüksek maliyetli ve zahmetli olan geleneksel kablo kablolama modunu hâlâ sürdürmektedir; 2. İkincil veri toplama kısmı büyük ölçüde tekrarlanıyor, bu da kaynakların israfına yol açıyor; 3. Bilgi standardizasyonunun yetersiz olması, bilgi paylaşımının düşük olması, birden fazla sistemin bir arada bulunması, cihazlar arasında ve cihazlar ile sistemler arasında bağlantının zor olması, bilgi adacıkları oluşması ve bilgilerin kapsamlı bir şekilde uygulanmasını zorlaştırması; 4. Bir kaza meydana geldiğinde, etkili bir filtreleme mekanizmasından yoksun olan ve görevdeki operatörlerin arızayı doğru şekilde değerlendirmesine müdahale eden büyük miktarda olay alarmı bilgisi ortaya çıkacaktır.

III. Dijital trafo merkezi

Dijital trafo merkezleri, trafo merkezi otomasyonunun geliştirilmesinde bir sonraki aşamadır. "Enerji Şebekesi Şirketinin "Onbirinci Beş Yıllık Planı" Bilim ve Teknoloji Geliştirme Planı"nda, "Onbirinci Beş Yıllık Plan" döneminde dijital trafo merkezleri üzerinde çalışılacağı ve deneme istasyonlarının inşa edileceği açıkça belirtiliyor. 2 ve şu anda dijital trafo merkezleri var. Fuzhou Kongre ve Sergi Dönüşümü 110 kV dijital trafo merkezi gibi tamamlanıp işletmeye alındı.

1. Dijital trafo merkezi kavramı

Dijital trafo merkezi, bilgi toplama, iletim, işleme ve çıktı süreçlerinin tamamen dijital olduğu bir trafo merkezini ifade eder. Temel özellikleri akıllı ekipman, iletişim ağı ve otomatik operasyon ve yönetimdir.

Dijital trafo merkezleri aşağıdaki ana özelliklere sahiptir:

(1) Akıllı birincil ekipman

Dijital çıkış kullanan elektronik transformatörler ve akıllı anahtarlar (veya akıllı terminallere sahip geleneksel anahtarlar) gibi akıllı birincil ekipmanlar. Birincil cihaz ve ikincil cihaz, dijital olarak kodlanmış bilgilerin optik fiber iletimi yoluyla örnekleme değerlerini, durum miktarlarını, kontrol komutlarını ve diğer bilgileri değiştirir.

(2) İkincil ekipman ağı

İletişim ağı, ikincil cihazlar arasında analog değerler, anahtarlama değerleri ve kontrol komutları gibi bilgilerin alışverişi için kullanılır ve kontrol kabloları ortadan kalkar.

(3) Operasyon yönetim sistemi otomasyonu

Otomasyon düzeyini iyileştirmek ve işletme ve bakım zorluklarını ve iş yükünü azaltmak için otomatik arıza analiz sistemleri, ekipman sağlık durumu izleme sistemleri ve programlı kontrol sistemleri gibi otomasyon sistemleri dahil edilmelidir.

2. Dijital trafo merkezlerinin ana teknik özellikleri

(1) Veri toplamanın dijitalleştirilmesi

Dijital trafo merkezinin ana işareti, primer ve sekonder sistemlerin etkili elektriksel izolasyonunu sağlamak ve arttırmak için akım ve gerilim 3 gibi elektriksel parametreleri toplamak için dijital elektriksel ölçüm sistemlerinin (fotoelektrik transformatörler veya elektronik transformatörler gibi) kullanılmasıdır. elektriksel büyüklüklerin ölçüm aralığını artırır ve ölçüm doğruluğunu artırır, böylece geleneksel trafo merkezi cihaz yedekliliğinden bilgi yedekliliğine ve bilgi entegrasyonunun uygulanmasına dönüşümün gerçekleştirilmesi için bir temel sağlar.

(2) Sistem hiyerarşik dağılımı

Trafo merkezi otomasyon sistemlerinin geliştirilmesinde merkezi sistemden dağıtık sisteme geçiş yaşanmıştır. İkinci nesil hiyerarşik dağıtılmış trafo merkezi otomasyon sistemlerinin çoğu, ekipman bilgilerini daha eksiksiz ve önemli ölçüde kaydedebilen olgun ağ iletişim teknolojisini ve açık ara bağlantı protokollerini kullanır. Sistem yanıt hızını artırır. Dijital trafo merkezi otomasyon sisteminin yapısı fiziksel olarak akıllı birincil ekipman ve ağ bağlantılı ikincil ekipman olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir; mantıksal yapı açısından IEC61850 iletişim standardının tanımına göre "işlem katmanı" ve "bay katmanı" olarak ikiye ayrılabilir. "İstasyon kontrol katmanı" üç seviyelidir. Her seviyenin içinde ve arasında yüksek hızlı ağ iletişimi kullanılır.

(3) Bilgi etkileşiminin ağ oluşturması ve bilgi uygulamalarının entegrasyonu

Dijital trafo merkezleri, yüksek voltajı ve yüksek akımı doğrudan dijital sinyallere dönüştürmek için geleneksel transformatörler yerine düşük güçlü, dijital yeni transformatörler kullanır. Sitedeki cihazlar arasında bilgi alışverişi yüksek hızlı ağlar üzerinden gerçekleşir. İkincil cihazlarda yinelenen işlevlere sahip G/Ç arayüzleri yoktur. Geleneksel işlevsel cihazlar, veri ve kaynak paylaşımına ulaşmak için mantıksal işlevsel modüller haline gelir. Şu anda IEC61850, trafo merkezi otomasyon iletişim standardı olarak uluslararası olarak belirlenmiştir.

Buna ek olarak, dijital trafo merkezi, bilgileri entegre eder ve orijinal dağınık ikincil sistem cihazlarının işlevlerini optimize eder, böylece geleneksel trafo merkezi sorunlarının izleme, kontrol, koruma, arıza kaydı, ölçüm ve ölçüm cihazlarında donanım konfigürasyonlarının kopyalanmasını etkili bir şekilde önleyebilir. Bilginin paylaşılmaması ve yüksek yatırım maliyetleri ortaya çıkmaktadır.

(4) Akıllı ekipmanın çalışması

Yeni yüksek gerilim devre kesici ikincil sistemi, mikrobilgisayarlar, güç elektroniği teknolojisi ve yeni sensörler kullanılarak oluşturulmuştur. Devre kesici sistemin zekası, mikrobilgisayar kontrollü ikincil sistem, IED ve ilgili akıllı yazılım tarafından gerçekleştirilir. Koruma ve kontrol komutları iletilebilir. Fiber optik ağ, alışılmamış trafo merkezinin sekonder devre sistemine ulaşarak devre kesici çalıştırma mekanizması ile dijital bir arayüz sağlar.

(5) Ekipman bakım durumu

Dijital trafo merkezlerinde, güç şebekesi çalışma durumu verileri ve çeşitli IED cihazlarının arıza ve eylem bilgileri, çalışma ve sinyal döngüsü durumunun etkili bir şekilde izlenmesini sağlamak için etkili bir şekilde elde edilebilir. Dijital trafo merkezlerinde neredeyse hiç izlenmeyen işlevsel ünite yoktur ve ekipman durum özelliklerinin toplanmasında kör noktalar yoktur. Ekipman bakım stratejisi, geleneksel trafo merkezi ekipmanının "düzenli bakımı" yerine "koşullu bakım" olarak değiştirilebilir, böylece sistemin kullanılabilirliği büyük ölçüde artırılabilir.

(6) LPCT'nin ölçüm prensibi ve muayene cihazının görünümü

Daha önce de belirtildiği gibi LPCT aslında düşük güç çıkış özelliklerine sahip bir elektromanyetik akım transformatörüdür. IEC standardında elektromanyetik akım transformatörünü temsil eden elektronik akım transformatörünün uygulama şekli olarak listelenmiştir. Geniş uygulama olanaklarına sahip bir geliştirme yönü. LPCT'nin çıkışı genellikle doğrudan elektronik devrelere sağlandığından ikincil yük nispeten küçüktür; çekirdeği genellikle mikrokristalin alaşım gibi manyetik açıdan oldukça geçirgen malzemelerden yapılır ve ölçüm doğruluğu daha küçük bir çekirdek kesiti (çekirdek boyutu) ile karşılanabilir. Gereksinimler.

(7) Sistem yapısının sıkıştırılması ve modelleme standardizasyonu

Dijital elektriksel ölçüm sistemi küçük boyutlu ve hafif özelliklere sahiptir. Akıllı şalt sistemine entegre edilebilir ve fonksiyonel kombinasyon ve ekipman düzeni, trafo merkezinin mekatronik tasarım konseptine göre optimize edilebilir. Yüksek gerilim ve ultra yüksek gerilim trafo merkezlerinde, koruma cihazlarının I/O üniteleri, ölçüm ve kontrol cihazları, arıza kaydediciler ve diğer otomatik cihazlar, IED'lerin proses yakın tasarımını gerçekleştiren birincil akıllı ekipmanın parçasıdır; orta ve alçak gerilim trafo merkezlerinde Koruma ve izleme cihazları minyatürize edilebilir, kompakt hale getirilebilir ve şalter kabinine tamamen monte edilebilir.

IEC61850, güç sistemleri için modelleme standardını oluşturur ve trafo merkezi otomasyon sistemleri için birleşik ve standart bir bilgi modeli ve bilgi alışverişi modeli tanımlar. Bunun önemi esas olarak akıllı cihazların birlikte çalışabilirliğinin gerçekleştirilmesi, trafo merkezlerinde bilgi paylaşımının gerçekleştirilmesi ve sistem bakımı yapılandırmasının ve proje uygulamasının basitleştirilmesinde yansıtılmaktadır.

3.IEC61850 standardı

IEC61850, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu'nun TC57 çalışma grubu tarafından formüle edilen "Trafo Merkezi İletişim Ağları ve Sistemleri" için bir dizi standarttır. Ağ iletişim platformlarına dayalı trafo merkezi otomasyon sistemleri için uluslararası bir standart referanstır. Aynı zamanda dağıtım merkezlerinden trafo merkezlerine, trafo merkezleri içindeki güç sistemleri ve dağıtım sistemleri için de bir standart haline gelecektir. Elektrik otomasyonunun kesintisiz bağlantısına yönelik iletişim standardının aynı zamanda evrensel ağ iletişim platformu için endüstriyel kontrol iletişim standardı haline gelmesi bekleniyor.

Geleneksel iletişim protokolü sistemiyle karşılaştırıldığında teknik olarak IEC61850 aşağıdaki üstün özelliklere sahiptir: 1. Nesne yönelimli modelleme teknolojisini kullanın; 2. Dağıtılmış ve katmanlı sistemler kullanın; 3. Soyut İletişim Hizmeti Arayüzü (ACSI) ve özel iletişim hizmeti haritalama SCSM teknolojisini kullanın; 4, MMS (Üretim Mesajı Belirtimi) teknolojisini kullanır; 5 birlikte çalışabilirliğe sahiptir; 6 geleceğe yönelik, açık bir mimariye sahiptir.

VI. Çözüm

Ülkemizde trafo merkezi otomasyon sistemlerinin uygulanması çok önemli sonuçlar elde etmiş ve elektrik şebekesinin ekonomik işletme düzeyinin iyileştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Şu anda, yeni teknolojilerin sürekli gelişmesiyle birlikte dijital trafo merkezleri ortaya çıkıyor. Geleneksel trafo merkezleriyle karşılaştırıldığında dijital trafo merkezleri şu avantajlara sahiptir: ikincil kablolamayı azaltmak, ölçüm doğruluğunu arttırmak, sinyal iletim güvenilirliğini arttırmak, elektromanyetik uyumluluk, iletimde aşırı gerilim ve kablolardan kaynaklanan iki nokta topraklama gibi sorunları önlemek ve ekipmanlar arasındaki sorunları çözmek. Birlikte çalışabilirlik sorunları, trafo merkezinin çeşitli işlevleri, birleşik bir bilgi platformunu paylaşabilir, ekipmanın kopyalanmasını önleyebilir ve otomatik çalışma ve yönetim düzeyini daha da geliştirebilir. Dijital trafo merkezi, trafo merkezi otomasyon teknolojisinin gelişim yönüdür.

Weshine Electric Manufacturing Co., Ltd.