CN101387885B - 一种应用于可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种可重构型SVC/直流融冰复合装置的监控系统。该系统采用底层、中层和上层的分层分布式结构，包括上级自动化系统、通信管理机、一次设备微机保护单元、前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元、操作执行单元、水冷系统监控和阀基电子设备，该监控系统通过与上级自动化系统进行通讯，自动进行与一次设备连接的相关刀闸的倒换操作，实现SVC和融冰两种工作模式的重构，并与变电站综合自动化系统进行信息交互，确保工作模式与一次设备运行工况的一致性，满足在正常情况下和冬季覆冰情况下的系统需求。
Description
技术领域
本发明属于电力电子应用技术领域，主要涉及可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统。
背景技术
2008年初，我国华中、西南、华东地区法生了严重的雨雪冰冻灾害，电网设施覆冰覆雪严重，断线倒塔线路跳闸现象频发，造成电网巨大损失，局部地区电网甚至遭受毁灭性打击。由于冰灾发生的时间和频度都较小，若直流融冰设备仅能够作为融冰装置使用，其经济性较差。可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，除能满足220kV及以上电压等级输电线路融冰需要外，一般时间也可作为常规动态无功补偿装置使用，为系统提供动态无功支撑，阻尼系统低频振荡，提高系统稳定极限和输送能力。
目前，国内没有此类装置的应用。本发明的监控系统针对可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统两种运行工况所设计，保证装置在两种不同运行工况下均能稳定、可靠运行。
发明内容
本发明所介绍的监控系统可保证可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统在两种不同的工况下均能可靠运行，当发生一次设备或系统故障时，能可靠跳闸。
本发明提出了一种应用于可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，该系统采用底层、中层和上层的分层分布式结构，包括上级自动化系统、通信管理机、一次设备微机保护单元、前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元、操作执行单元、水冷系统监控和阀基电子设备，其中所述一次设备微机保护单元、水冷监控系统、阀基电子设备处于监控系统的底层，并通过RS485串口和CAN网1现场总线与监控系统中层进行通信，监控系统中层包括前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元和操作执行单元，他们通过CAN网1和CAN网2相互连接，实现信息共享，监控系统的上层为上级自动化系统，其通过以太网与所述监控系统中层的前置机实时通信，实现对复合装置的控制与检测，完成包括系统模式切换、遥控、查询、设置保护定值及压板的人机交互操作和显示，从而将多个不同子系统有机联系起来。
依据本发明的可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，其静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统重构方法是由运行值班人员在所述上级自动化系统中操作完成，只需进行简单设置，不需要逐一进行每把刀闸的操作。
依据本发明的可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，其通过与所述上级自动化系统进行通讯，该监控系统能自动进行与所述一次设备连接的相关刀闸的倒换操作，并与变电站综合自动化系统进行信息交互，保证工作模式与一次设备运行工况的一致性。
由于装置重构时涉及操作的刀闸很多，依据本发明的可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统省去了变电站运行值班人员手动依次操作刀闸的繁琐过程，避免了误操作，只需在上层操作台进行简单设置就能完成刀闸倒换操作。本监控系统能确保重构装置投入时，上层自动化系统、中层控制保护系统和底层晶闸管、电容器、电抗器等一次设备工作方式的一致协调性，整体装置操作简单、运行可靠。
此外，本发明还具有以下的优点：
1、本发明的监控系统采用分层分布式体系架构，各层之间相互隔离，可大大简化系统设计，增加系统设计的灵活可靠性，方便各层单元的扩展。
2、本发明的监控系统内部通过CAN现场总线实现现场级的数据共享通道，多单元协调工作，大大提高了运行速度；各单元间通讯灵活，且信息交互量大；避免了各单元间功能的重叠，减少硬件投资，提高了系统的可靠性和灵活性。
3、本发明的监控系统可以运行于静止无功补偿和直流融冰两种工作模式，通过设定工作模式，自动完成对应刀闸倒换操作、与上层自动化系统进行工作模式和线路模式的相互校核，确保一次设备相关刀闸位置与中层控制保护系统运行模式、上层自动化系统运行模式相吻合，最终完成装置的重构功能。
4、本发明的监控系统只需在上层自动化系统进行简单设置，就能完成两种不同工作模式下的相关刀闸的自动投入控制功能，减轻操作人员的工作负担，避免误操作。
附图说明
图1是复合装置监控系统组成框图；
图2是复合装置监控系统层次结构框图；
图3是重构方式示意图。
图4是静止无功补偿装置重构示意图。
图5是直流融冰装置重构示意图。
具体实施方式
依据本发明的可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统组成框图如附图1所示，该系统采用了分层分布式结构，包括上级自动化系统、通信管理机、一次设备微机保护单元、前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元、操作执行单元、水冷系统监控、阀基电子设备(VBE)等。复合装置的监控系统包括底层、中层和上层三个层次，如附图2所示。其中一次设备微机保护单元、水冷监控系统、阀基电子设备处于监控系统的底层，他们通过RS485串口和CAN网1现场总线与监控系统中层进行通信；监控系统中层包括前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元、操作执行单元，他们通过CAN网1和CAN网2相互连接，实现信息共享。监控系统的上层为上级自动化系统，他通过以太网与中层前置机实时通信，实现对复合装置的控制与检测，完成系统模式切换、遥控、查询、设置保护定值及压板等人机交互的操作和显示，将多个不同子系统有机联系起来。
监控系统主要由装置工作模式重构子系统，装置投入运行监控子系统，与电容器支路及电抗器支路相联系的监控辅助保护子系统，用来给装置中的晶闸管阀供水的水冷装置监控保护子系统组成。
监控系统针对控制器、一次设备微机保护装置本身可能出现的故障进行动作，避免因辅助系统的故障导致主系统产生故障，实现及时隔离切除故障，确保装置稳定可靠运行。
实施例1：复合装置工作模式重构为静止无功补偿装置模式
如附图4所示，给出了复合装置工作模式重构为静止无功补偿装置的具体实现方法。监控系统接收到运行值班人员的静止无功补偿工作模式切换命令及刀闸自动操作命令后，将静止无功补偿刀闸闭合，融冰刀闸打开。刀闸操作完成后的一次设备连接方式为：晶闸管阀组接线形成反并联接线形式，三个相控电抗器分别串接于每相晶闸管阀组后面，三相晶闸管阀组形成三角形接线形式接于整流变压器低压侧。整个重构过程无需人为手动操作，也不需要增加或减少一次设备间的连接线，只需在上层操作台进行简单设置即可完成全过程，体现了变电站无人值守的发展趋势。
实施例2：复合装置工作模式重构为直流融冰装置模式
如附图5所示，给出复合装置工作模式重构为直流融冰装置的具体实现方法。监控系统接收到运行值班人员的融冰工作模式切换命令及刀闸自动操作命令后，将静止无功补偿刀闸打开，融冰刀闸闭合。刀闸操作完成后的一次设备连接方式为：两组晶闸管阀组正负极首尾相接接线形成串联接线形式，三个相控电抗器并联后作为平波电抗器接于直流母线输出侧。在一次设计时晶闸管阀组留出较大裕度，该重构方式在实现过程中不需要增加任何设备的容量，就能满足线路融冰时所需的直流电流大小要求。
已经根据优选的实施例描述了本发明。显然，在阅读和理解了上述详细说明书后能做出多种修正和替换。本发明意欲的是本发明构建成包括了落入附属的权利要求书或其等同物的范围之内的所有这些修正和替换。
Claims (3)
1.一种应用于可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，其特征在于：
该系统采用底层、中层和上层的分层分布式结构，包括上级自动化系统、通信管理机、一次设备微机保护单元、前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元、操作执行单元、水冷系统监控和阀基电子设备，其中所述一次设备微机保护单元、水冷监控系统、阀基电子设备处于监控系统的底层，并通过RS485串口和CAN网1现场总线与监控系统中层进行通信，监控系统中层包括前置机、数据采集单元、保护逻辑单元、监控单元、调节单元、开入开出单元和操作执行单元，他们通过CAN网1和CAN网2相互连接，实现信息共享，监控系统的上层为上级自动化系统，其通过以太网与所述监控系统中层的前置机实时通信，实现对复合装置的控制与检测，完成包括系统模式切换、遥控、查询、设置保护定值及压板的人机交互操作和显示，从而将多个不同子系统有机联系起来；
其中，所述复合装置工作模式重构为静止无功补偿装置的具体实现方法为：监控系统接收到运行值班人员的静止无功补偿工作模式切换命令及刀闸自动操作命令后，将静止无功补偿刀闸闭合，融冰刀闸打开，刀闸操作完成后的一次设备连接方式为：晶闸管阀组接线形成反并联接线形式，三个相控电抗器分别串接于每相晶闸管阀组后面，三相晶闸管阀组形成三角形接线形式接于整流变压器低压侧；
其中，所述复合装置工作模式重构为直流融冰装置的具体实现方法为：监控系统接收到运行值班人员的融冰工作模式切换命令及刀闸自动操作命令后，将静止无功补偿刀闸打开，融冰刀闸闭合，刀闸操作完成后的一次设备连接方式为：两组晶闸管阀组正负极首尾相接接线形成串联接线形式，三个相控电抗器并联后作为平波电抗器接于直流母线输出侧。
2.如权利要求1所述的可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，其特征在于：
静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的重构方法是由运行值班人员在所述上级自动化系统中操作完成。
3.如权利要求2所述的可重构型静止无功补偿装置和直流融冰装置的复合装置的监控系统，其特征在于：
通过与所述上级自动化系统进行通讯，该监控系统能自动进行与所述一次设备连接的相关刀闸的倒换操作，并与变电站综合自动化系统进行信息交互，保证工作模式与一次设备运行工况的一致性。
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