变电站自动化设计论文（精选7篇）
关键词：变电站,电气自动化,设计
0 引言
随着我国市场经济的迅猛发展, 科技水平的不断提高, 我国变电站电气自动化设计的技术水平也在不断提高。但它还只处于初始阶段, 针对变电站电气自动化设计还没有明确的方案和相关的规定。因此, 电力系统的设计者为努力提高变电站电气自动化设计技术水平, 对变电站电气自动化设计这项课题开展了深入的研究工作, 以不断适应变电站电气自动化设计水平发展的整体趋势, 促进变电站电气自动化系统的不断升级。
1 变电站电气自动化设计的概况
变电站电气自动化设计主要是对电力系统中变换电压、分配电能、控制电力流向、调整电压的电力设施等方面进行设计。目前, 我国对变电站电气自动化设计的研究已经取得了一定的成果。在电气自动化设计的超高压变电方面, 我国普遍采用了微机故障录波装置、微机线路保护、微机远动装置检测系统, 并设计了实时在线的微机监测装置、远动设备以及继电保护等, 这些装置的使用为变电站电气自动化设计奠定了坚实的基础。但我国在变电站电气自动化设计方面也一直存在着一些问题, 特别是变电站电气自动化设计中的系统配置及其系统网络结构无法满足变电站电气自动化系统的要求, 变电站综合自动化系统发生故障等, 这都严重影响着变电站电气自动化系统的正常运行。因此, 诸方面问题还有待进一步解决。
2 电气自动化设计要点
2.1 电气自动化系统结构设计
电气自动化设计的要点之一是电气自动化系统结构设计。电气自动化设计必须采用分散分布式结构, 应该以电气自动化单元为配置对象。电气自动化系统结构装置具有一定的相对独立性, 合理的电气自动化系统结构设计可以解决电气自动化系统结构装置中存在的一系列故障问题, 避免测控以及通信网发生故障所带来的不良影响。
2.2 电气自动化信息的分层设计
电气自动化设计的要点之二是电气自动化信息的分层设计。在进行电气自动化设计时, 必须完善一次设备与间隔层间的信息分层设计, 这样才能有利于电压和电流相关设备的正常运行。
(1) 间隔层的信息交换设计。针对在一个间隔层内部的功能模块进行设计, 保持继电保护和控制、监视、测量之间的信息交换。
(2) 间隔层与变电站的信息设计。变电站电气自动化监控系统的信息主要由间隔层采集, 发送到监控管理机, 这些信息设计内容大体上包括多个方面, 主要有正常情况以及事故情况下的测量值和计算值、断路器状态、保护操作等。
3 电气自动化设计原则
3.1 遵循电气自动化系统设计原则
应遵循电气自动化系统设计原则, 设计电气自动化系统方案时应注意:在变电站开关柜内的继电保护等相关方面的设计应保持不变, 值班室的继电保护屏与中央信号系统也应保持原设计, 然后再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。因此, 我们不难看出, 遵循电气自动化系统设计原则是非常关键的一个环节。
3.2 遵循电气自动化监视和控制原则
电气自动化设计原则之二是电气自动化监视和控制原则。电气自动化监视系统的数据是统一采集处理的, 以达到资源共享的目的, 因此不用再另外设计其他常规的控制屏及模拟屏。电气自动化监视系统有与电力调度数据专网的接口, 具备软、硬件配置相互支持的联网平台。电气自动化控制系统具备防误闭锁功能, 能完成全站防误操作闭锁。
3.3 遵循保护电气自动化配置原则
电气自动化设计原则之三是保护电气自动化配置原则。电气自动化系统配置一般采用微机型保护测控一体化装置, 装设在成套开关柜上, 这种设置具备自投功能, 可以在一定程度上保护微机的低周减载功能。
4 电气自动化设计方案
4.1 坚持监测范围设计
电气自动化设计方案之一是坚持监测范围设计。坚持监测范围设计, 必须根据不同电压等级的断路器和隔离开关, 对接地开关电动操作中的主变压器接头进行合理的设计, 提高电气自动化补偿装置的自动切换水平, 以保证电气自动化监测工作的顺利进行。与此同时, 坚持监测范围设计主要采用直流UPS系统, 这对提高通信设备、通信电源报警信号, 视频监控系统及保安员报警信号的稳定性都有一定的作用。变电站监控系统要满足无人值班的要求。操作控制功能要遵循集控中心 (调度端) 、站控层、间隔层、设备层的分层操作原则, 操作权限要按集控中心 (调度端) 、站控层、间隔层、设备层的顺序层层下放。原则上, 站控层、间隔层和设备层只作为后备操作或检修操作的范围, 这3层的操作控制方式和监控范围可按实际要求和设备配置灵活应用。
4.2 坚持监测设备设计
电气自动化设计方案之二是坚持监测设备设计。坚持监测设备设计是一项十分重要的工作, 因为变电站很多设备都跟电有关, 只要是涉及人身安全的设备都要加强监测。每个电池组一定要根据实际情况计算来进行确定并安排在继电器室内, 同时还要为变电站电气自动化设计提供有利的数据资源。例如, DSA系列变电站保护监控一体化系统是南瑞集团针对中低压变电站推出的一套技术性能适合中低压变电站建设与改造的变电站综合自动化系统, 该系统在硬件设计、软件设计、用户接口、变电站信息共享、通信接口等方面作了一些优化处理, 在技术经济综合指标方面具有极强的竞争力。某电气自动化公司就采用了DSA系列保护监控一体化系统, 在变电站控制室内安装3面控制屏, 屏内设备为35 k V系统的进线、变压器、母联设备、监控设备以及总控单元。6 k V系统的线路、电动机等回路的监控设备安装在开关柜仪表室内, 通信网选用的是CAN网。
4.3 面向对象的分布式设计
所谓面向对象的分布式结构, 就是将现场级单元按一次设备和二次保护设备对应配置原则———一个一次设备间隔对应一个二次保护监控单元, 保护就地下放, 减少CT负担, 节省二次电缆, 进一步减轻二次回路负载, 使系统组态和操作更为方便, 从而提高系统排除故障及调整操作的速度。同时各保护单元通过总线连至站控级设备, 利用保护工程师站承上启下, 使现场维护过程概念清晰、责任明确。变电站对下除完成常规自动化的保护管理功能外, 还可以通过现场高速总线实现保护单元的自适应调整;对上设立开放式站级网络接口, 以方便地与管理级建立联系, 充分保证了体系的可互动性和可扩充性。这样, 继电保护重要的快速决策功能在现场级即可实现, 而涉及多点的综合保护及与系统结构相关的自适应功能则由工程师站及现场总线协调完成。
5 结语
在科学技术的引领下, 变电站电气自动化设计越来越受到人们的广泛关注。虽然我国的变电站电气自动化设计取得了一定成就, 但由于其一直在不断升级, 就必然会对电气自动化设计的技术和标准提出更高的要求。我国变电站电气自动化设计还面临着很多问题, 但是我们必须坚信我国的设计水平将会有更大的提高, 我国变电站电气自动化设计将会发展得更好。
参考文献
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【关键词】电网建设；变电站；自动化系统；硬件结构设计；软件结构设计；问题；研究
前言
现代社会对于电力资源的需求量不断提升，需要电力系统具有更大的输电容量，电力系统的良好的社会环境中得到了长足的发展，而社会对电力资源需求量的变化，使得电网的情况发生了较大的变化，包括电网的覆盖率提升、结构复杂化、接入的各种设备上数量多、种类繁杂等，对于其自动化系统提出了更高的要求。现代计算机技术的广泛应用及网络技术成熟等，使得变电站逐步转变为自动化、智能化。为活动提供准确、可靠的信息，也恩能够够实现电网的远程监督和管理，减少了人员的投入，减轻了工作量，也能够有效的保障电网的安全稳定的运行，对于变电站自动系统的设计进行深入的研究与探讨是十分有必要的。
1.变电站自动化系统的基本结构
高电压及以上的输配电自动化变电站中，其各个构成要素自动装置的I/O单元均均具有较强的独立性，包括保护装置、测控单元装置、故障录波装置等，以此作为智能化设备的一部分。如果是中低压系统变电站，其继电保护装置、测控装置等均十分小巧紧凑，并被完整的放置于开关柜内部，达到变电站一体化的设计目标。根据其结构的构成，可以将其分为三个不同的层次，包括过程层、间隔层、所控层，三者的特点、性质等均有较大的区别，具体情况如下：①过程层 过程层属于一次设备和二次设备的连接面，即变电站中智能化设备的智能化部分；②间隔层 间隔层主要是能够将进行间隔时生成的的数据信息及时进行总结，在保护及控制一次设备，不仅能够操作正在运行设备，也能控制其他设备；能够实现本间隔操作的闭锁功能，还能收集、计算各项运行数据，优先控制各项指令的发送，另外还可以迅速实现过程层和所控层之间的网络化通信；③所控层所控层主要功能是利用高速网络，及时更新汇总数据库中信息，并准点登录历史数据；根据规定事项把数据信息传输至控制中心；可以对全站进行监督与控制，实现人机联系，并对整个变电站实时在线可编程式闭锁控制；接受控制中心指令并将其转传输给间隔层和过程层进行执行；对变电站故障进行深入分析及部分操作培训，并能够对间隔层、过程层各项设备实施在线维护、组态、修改等[1]。
2.变电站自动化系统设计
2.1自动化系统软件结构设计。2.1.1通讯协议设计。变电站的自动化通讯协议把该通讯协议表示层中的各项协议数据，均转化为C语言结构表达出来，利用高效的ASN.1编解码函数对其实施分析及处理，使得协议的扩充等各个处理操作简单、方便，分配方式为动态的内存分配方式，有效的防止内存出现泄漏的情况，其变电站的自动化系统自身含有数据包的采集工具，调试操作也十分方便[2]。2.1.2间隔层保护装置设计。一般的变电站自动化系统中的保护装置，同一个CPU能够分别控制其的信息保护算法及采集活动，实现同步采样。其各种流程均十分便捷，包括A/D的转换、计算、控制命令的发出等。
2.2自动化系统硬件结构设计。2.2.1上位机通信接口设计。从本质上讲，自动化变电站中的智能变压器具备较多的功能模块，而自动化硬件系统仅仅是作为其中的数据采集模块。各种信号经过收集后还需要进行处理及打包后，输送至上位机，传输方式一般为简单的RS232，把所有的数据一次性输送给上位机，上位机将其再次实施打包处理后，再通过TCP/IP传输至监控中心，完成信息的通信。2.2.2合理选择多路开关。变电站自动化系统的需要采集大量的信息，而计算功率因数角和介损角必须为统一时间的电压及电流的相位差，基于该要求需要同时收集三相电压对应的三相电流值及三相末屏电流值。MAX125属于双通道8路数据采集系统，每一路均可以实现4路信号的收集，自动系统会控制其中3路的使用，而另一路则被空出来。2.2.3信号调理电路的设计。从变压器发出去的信号，需要经过各种不同的环境保护，过程较为复杂，才能再次输入传感器。从传感器输入0MAX125的信号，在传入的过程中也需要通过长线实现传输。一般情况下。控制单位无法直接接收到该信号，信号调理电路在该过程中能够充分展出其优势功能。差分输入端采用一系列转换方式，把20mA的标准电流信号变为1～5V的标准电压信号，信号调理电路对其进行再次处理，并传输至A/D转换器，其输出端电压相较A/D转换器输入端电压更高，最后对其实施分压采样[3]。
3.变电站自动化系统常见问题
3.1远动信息分流。一般情况下，自动化系统需要向上传输大量的信息，才能实现一次设备的远程操作及二次设备的状态监督控制，有效的降低了操作人员的劳动强度，尤其是微机监控站，不仅在保护设备通信中发出大量的信息，硬接点也有大量的信息输入。在自动化系用的运行过程中输入大量数据，会使得监控人员的工作量增加。如果出现事故，各种不同的信息均需要利用远动通道进行上传，其远动信息的全面性、真实性及可靠性無法得到保障，对信息进行处理也存在较大的困难。自动化变电站需要使用光纤或者是微波来作为通信通道。变电站条件允许的情况下，可以选择多通道的信号分流方式，防止由于事故警报信息量大而影响到及时维修[4]。
3.2远方数据终端的安全问题。监控系统及远方数据终端出现死机现象，是造成数据丢失，带来安全隐患的常见原因，而远方数据终端运行中出现死机的因素包括以远方数据终端为核心的数据收集和传输，没有采用控制屏操作，而是由微机综合操作，对整个变电站进行监控，远方数据终端主控模块CPU，而造成死机。在进行系统设计是也重点考察了负载问题，配置有数量不等的主要控制模块，但是企业设备均需要与远方数据终端模块相连，转换信息流量极大，加之奇特不稳定因素，就会造成远方数据终端模块负载过大，出现死机现象。在系统的设计中，应选择冗余配置方式。实施双机配置，并将远动通信双重化，使用两套设备运，并能够自动切换运行，且具有自检功能，一旦出现问题，可以发出警报提升，及时检修，保障系统的运行安全。
4.总结
现代社会的发展及科技的进步，变电站全面运用各项自动化技术，并逐步转变为智能化变电站，是变电站的发展的趋势，其不但适应社会的变化，也属于未来电网主要的发展的方向。在对其自动化系统进行设计的过程中，需要考虑到各个方面的因素，是一项系统的工程，也会受到不同要素的影响，出现许多问题，本文仅从一般的角度分析了现代变电站自动化系统的设计内容及存在的问题，实践的设计过程中，还需要设计人员全面把握变电站的实际情况，制定科学的设计方案，提升设计水平，设计更加合理，保障变电站运行的安全与稳定性，带来良好的经济效益与社会效益。
参考文献
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基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计Design of Automatic Control System of Marine Ship Power Station Base on PLC 诚信承诺
我谨在此承诺:本人所写的毕业论文《基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计》均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。
承诺人(签名: 年月日 目录 1绪论(1 1.1船舶电站自动化系统(1 1.1.1 船舶电站的组成及特点(1 1.1.2 船舶电站自动化系统的发展及现状(1 1.2 PLC在船舶电站自动化系统中的应用(1 1.2.1 PLC概述(1 1.2.2 PLC的工作原理(2 1.2.3 PLC在船舶电站自动化系统中应用的优势(2 1.3 本文的主要内容和结构安排(3
2船舶电站自动化管理系统(4 2.1船舶电站自动化管理系统的总体构成(4 2.2船舶电站自动化管理系统主要功能(4 2.3集散式船舶电站管理系统(5 2.3.1 集散式电站(5 2.3.2 信号的采集及处理(6 2.3.3 检测单元的设计(7 3集散式船舶电站管理系统的功能流程(9 3.1机组的自动起动模块及流程图(9 3.2并车运行模块及流程图(10 3.3调频调载模块及流程图(11 3.4重载询问模块及流程图(12 3.5自动解列和自动停机模块及流程图(13 4船舶电站管理系统的监控单元设计(15 4.1上位机监控系统功能(15 4.2工业PC机控制软件和监测软件结构(15 4.3设计监控界面(16 4.4船舶电站自动化的发展展望(17 5总结(19
致谢(20 参考文献:(21 附录
附录
一、文献综述 附录
二、外文翻译
基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计 张恒(专业:轮机工程学号:074120230 指导老师:张刚
摘要:本文以两台发电机组的船舶电站为例,在论述自动化电站功能和要求的基础上,设计了集散控制式系统。下位机以PLC做为主要控制装置,上位机用工业PC机作为管理装置。本文将电站的控制功能模块化,再设计出各模块的流程,然后将各模块有机的结合,以实现电站的综合自动控制。在这种点对点的控制系统中,下位机可以完成发电机组的起动、停机控制、调频调载及机、电故障处理等;上位机进行机组的并联运行、解列和重在询问等。同时,上位机的人机界面可以显示、记录机组的运行状态和主要参数。这种集散式控制系统充分体现了分散控制和集中管理的优点。
关键词:船舶电站;自动控制系统;PLC;集散式控制系统。Design of Automatic Control System of Marine Electric Power Plant Base on PLC Zhang Heng(Speciality:Marine Engineering Student ID: 074120230 Supervisor:Zhang Gang
Abstract:This thesis take marine electric power plant which base on two generators for an example and designed a distributed control system after discussed the function and requirement of automatc ship power station.The station uses PLC as main control device and industrial computer as management device.This thesis make the control function modular firstly,and then designed each module control process,combined the modules organic finally in order to realize the synthetical automatic control function.In this point-to-point control system,the PLC can accomplish the function which including automatic start and stop the generator,the frequency and load regulation, and treatment of machine or electric fault,etc.The upper computer realized automatic paralleling,disengaging,and asking overload,etc.Meanwhile Human-Machine Interaction can display and record the generators state and various parameters.This distribution control system fully embodies the advantages of distributed control and central management.Key Words: Ship Power Station;Automatic Control System;Programmable Logic Controller;Distributed Control.1绪论
1.1船舶电站自动化系统
船舶电力系统是孤立于陆地的独立电网,它是产生、输送、分配、使用电能的装置和用电网络的总称,它由用电设备、装配电装置、发电装置和电缆等组成。其中船舶电站是船舶所需的全部电能的来源,处于船舶电力系统的核心地位。
1.1.1 船舶电站的组成及特点
船舶电站由原动机、发电机和附属设备(组合成发电机组及配电装置组成。发电机组是把机械能转化成电能的发电设备;配电装置是接收船舶发电机组所产生的电能,并对所有电力负载进行配电的开关和控制设备的组合装置,也是对电力系统进行测量、监视、保护的控制装置[1]。
船舶电站的主要特点是容量相对较小。当起动某些大容量负载起动时,发电机转速下降,从而使发电频率和电压大幅波动,同时将冲击电网,使电网电压、频率大幅度下降,因此,要求发电机组要具有较大的承载能力和维持电站稳定运行的能力。
1.1.2 船舶电站自动化系统的发展及现状
船舶电站自动化装置经历了采用继电器控制技术、晶体管分立元件控制技术、集成数字电路、模拟电路控制技术、微处理机控制技术和PLC控制技术。
目前我国船舶电站自动化装置的研制和生产水平相对较低,船用电站管理系统国产化率很低,大约有90%来自国外,而国外采用PLC控制技术研制的船舶电站自动化系统,功能完善,技术先进,但是技术垄断严重[2]。随着计算机信息处理技术的发展,船舶电站自动化系统正朝着集散型控制系统(网络式或分布式控制系统的方向发展[3]。船舶自动化电站是集自动控制、报警和监测于一体化的监控系统,涉及到现代控制技术、通讯、信息处理、数字化信息技术、计算机网络等多学科和技术。这就需要研究控制技术、网络通讯技术等,船舶电站正以标准化、模块化、集成化、网络化等方式向船舶电站综合自动化这样高级阶段发展[4]。
目前我国的船电自动化系统还处于研究阶段,只有在局部的环节取得成果,尚不能投入全面使用,所以研究船舶电站自动化,早日实现国产化意义重大。
1.2PLC在船舶电站自动化系统中的应用 1.2.1 PLC概述
国际电工委员会(IEC颁布的可编程控制器的标准及其定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计,它采用可编程序的储存器,用来在其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数等操作的命令,并通过数字式、模拟式的输入输出,控制各钟类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统连成一个整体,易于扩充功能的原则而设计”。
可编程控制器(Programmable Logic Controller简称PLC,是一种工业控制器件。它是微机技术和继电器常规控制结合的产物。PLC这种专用的工业控制机,它的组成与计算机基本相同,也是
由硬件和软件系统两部分组成。PLC的组成方框图如下图所示:
PLC的硬件系统由主机、输入输出扩展机及外部设备三部分组成。主机由中央控制单元、存储器、输入输出单元、输入输出扩展总线接口、外部设备接口以及电源等组成,各部件通过由电源总线、控制总线、地址总线和数据总线构成的内部系统总线进行连接;输入输出扩展机是输入输出单元的扩展部件;外部设备主要是编程器、图形显示器等。PLC软件由系统程序、和用户程序两大部分组成。系统程序包括系统管理程序、用户指令解释程序和系统调用的标准程序模块等。用户程序包括各类画面的操作显示程序,也有人机界面的有关软件,用户可以根据制造商提供的软件使用说明进行操作站的系统画面组态和编制相应的应用程序[5]。
1.2.2 PLC的工作原理
PLC的工作原理与计算机的工作原理是基本相似,它通过执行用户程序来实现控制任务。但是,在时间上PLC执行的任务是串行的,与继电器逻辑控制系统中控制任务的执行有所不同,PLC整个工作过程是以循环扫描的方式进行。循环扫描方式是指在执行程序的过程中,对各个过程输入信号进行收集,对收集信号进行处理和计算,并把计算结果输出到生产过程的执行机构去。这种循环扫描的方式,不断地对输入和输出变量进行收集、计算和输出,使得变量满足程序条件,并且相应的输出使执行结构动作。
随着PLC技术的发展,其集成度越来越高,网络及通信功能越来越强,可靠性和控制功能越来越好,这些都使PLC更广泛的应用于工业自动化领域当中[6]。
1.2.3 PLC在船舶电站自动化系统中应用的优势
船舶电站控制有控制动作复杂、频繁的特点,且有较多的接触器作为执行器。一般的PLC都有几百个内部辅助继电器,而且还有多种专用的内部继电器,可以满足一般的控制要求,唯一需要做的就是对PLC进行编程。同时,PLC在船舶电站抗干扰方面也有其极大的优越性。另外,PLC与继电器控制比较有运行速度快、可靠性和寿命高的优点。
PLC与其他工业控制系统比较具有许多优点[7]:(1更改控制逻辑只需修改软件,无需对硬件做改动;(2程序可以复制,批量生产容易;(3电气硬件设计大大简化;(4由于PLC除有继电器功能外,尚有多种其他功能,可以实现继电器无法实现的控制功能,实现某种程度上的智能化,并有可能使机构简化;(5可靠性高;(6具有扩展单元或扩展模块,当需要较多的I/O时可以方便的扩展。
1.3本文的主要内容和结构安排
本文主要内容是以两台发电机组的电站为例,采用PLC的工业控制技术和工业PC机,设计了基于PLC控制的船舶电站自动化的集散式管理系统。设计电站以两台发电机组为例,下位机PLC 可通过输入输出接口与发电机组和现场仪表相连接,与上位PC机通过网络连接。上位机的人机界面设计机各种界面,在设计的界面上可以显示机组的状态和各主要参数,轮机员通过各种界面能观察和操作机组。
结构的安排:(1首先充分论述自动化电站的组成、原理、功能、要求,在了解控制器功能和监测技术的基础上,选择了集散式船舶管理系统。
(2在集散式系统下,设计实现了PLC控制的发电机组的自动起动、自动并车运行、自动频率和负载调节,重载询问、自动解列以及自动停车的流程。
(3在上位机上提出几种设计界面设计,实现对电站的分散控制和集中管理功能。
2船舶电站自动化管理系统
2.1船舶电站自动化管理系统的总体构成
船舶电站的自动化管理系统一般由电站自动控制、监测报警和安全系统组成[8]:(1控制系统:能实现发电机组的自动起动、并车和解列,还可以实现电站功率的自动管理及电压、频率的稳定,且可处理电站中出现的故障。如果系统出现故障,控制系统可自动地使处于备用状态的机组迅速起动(不超过45s,自动准同步投入电网运行;并网成功后,故障机组将负荷降低至不大于额定功率的10%时,自动脱离电网。
(2自动检测报警系统:此系统的主要功能是自动地实施监测电站各设备运行状态和参数,有原动机、发电机、配电系统的电气参数、机械参数和运行状态,检测量
包括开关量和模拟量。其次,系统会将监测量实时与设定的限制值进行比较,若被测量超限,将发出相应的声光报警信号。最后,系统可以对监测结果进行记录、打印,并对超限参数进行记录。
(3安全系统:自动化电站应设安全系统。如果电站控制和监测系统在运行过程中发生危及电站系统的各主要设备安全的严重故障时,安全系统能自动产生保护动作,避免事故的进一步扩大。自动化管理系统组成结构如下图:
2.2船舶电站自动化管理系统主要功能
自动化电站管理的主要内容包括[错误!未定义书签。]:(1发电机组起动前的准备工作:中国船级社对自动化船舶的有关规定是船舶电网失电应在45s(国外有些是30s内恢复供电,所以自动化电站停车状态下的备用机组应事先做好准备工作。关键的准备工作是发电柴油机的预热和预润滑。
(2发电机组的自动起动:当电网负荷增加使运行机组重载时、运行机组发生机电故障和某机组起动失败或不能合闸时,电站管理系统能自动地发出起动指令使备用机组迅速自动起动,在起动成功后建立压力后投入电网供电。
(3发电机组的自动并车:通过采集电压、频率的基本参数,经过一定的计算发出调频及合闸指令,使待并机与电网上的机组并联运行。
(4并联运行中的功率分配与频率调整:两台机组并联运行供电时,通过原动机调速器和自动调频调载装置配合工作,使电网维持在稳定频率,且使并联运行机组按容量成比例的承担负载。
(5运行机组台数的管理:在完全满足船舶电站供电质量的前提下,使机组以最经济的管理模式运行,充分利用每台机组的功率,降低发电成本。
(6重载询问:大功率负荷起动大,管理系统将判断电网负荷与起动的大功率负荷是否超过运行机组的最大允许负荷率。若满足,则允许其启动,否则,应先起动另一台备用发电机,使之并网,然后允许其起动。
(7机组故障的自动处理与报警及负载自动分级:系统设有故障处理模式与对应的故障相匹配。自动分级卸载:确保重要设备连续供电,在过载的情况时将非重要负载自动切断。
(8机组自动、故障状态下解列、停机控制:轻载或故障需要停机时,并网运行机组先自动转移负载,再按顺序使运行机组逐台退出电网,然后停车。
(9机组的保护:自动化电站除了设有和基本电站一样的过载、短路、欠压和逆功率保护外,还设有欠频保护、高压保护、次要负荷的分级卸载等,进一步的提高了供电质量和电网的连续供电。
(10运行状态显示及故障监视:现代电子触摸屏通过编程可以在屏幕上以画出主配电板、发电机组、主开关等电器元件的状况,除此之外也有开关、按钮等指令开关。总之,触摸屏不仅有显示功能,而且还有操作功能。
(11运行系统给定参数的监视与修改:系统支持参数的监视与在线修改,PLC技术可将设计编制的程序及各种参数存放在随机存储器RAM中,方便在线修改。
自动化系统的方框图如下[9]:
2.3集散式船舶电站管理系统
集散控制形式是每台发电机组配置PLC(或微机控制装置,主要控制发电机组的起动、停机以及处理机电故障等,上面有一套PLC(或微机控制装置主要进行并联运行、功率管理及信息通信等管理控制。此外,系统的通讯接口可以与个人电脑相连,在电脑显示屏用文字和图形来显示各种参数及相关机组、主开关等电器状态。
2.3.1集散式电站
集散式管理系统由PLC控制机组,然后再把信息与工业PC机共享,它们共同来完成电站运行的自动控制和自动管理。
总体框图如下图所示:
图4 电站管理系统的总体功能框图
工业PC控制机置于集控中,作为操作系统的操作管理装置。电站系统各下位机的监测控制和信息管理由工业PC控制机来完成,除此,亦可显示电站系统任何运行过程的全部信息,并存储在存储器中,必要时可以被其它系统调用。在上位机上可以修改系统某些设置参数,并能以指令的形式传递到下位机中,来对电站运行过程进行控制。系统操作站是系统的人机接口,是控制系统与操作管理人员的接口界面[10]。
本文所设计的集散式电站管理系统将各台发电机组的控制功能分散化。两台PLC的控制作用由工业PC机进行协调,来完成整个电站的监控任务。
集散式船舶电站管理系统的主要优点是以数据通信为纽带,完成过程的分散控制、监控和信息集中管理等一系列工作。另外,本系统还具有如下优点[11]:(1改善了系统的运行可靠性,单元故障只影响局部,而且具有自诊断、报警功能;
(2构成灵活,扩展方便。采用了标准的硬件模块和软件模块,可以灵活组建,而且采用了局域网,系统扩展十分方便。
2.3.2 信号的采集及处理
PLC与发电机组之间的信号传输与电网、发电机和柴油机之间传递的信号如下图所示[9]:
图5 PLC与发电机组之间的信号传递图(1关于电网的信号
电网电压、总电流、总电网频率、频率和有功功率及各空气开关线圈的开关状态。
(2关于发电机的信号
发电机端电压、电流、频率、有功功率、发电机电压与电网电压的相位差和发电机绕组温度。
(3关于柴油机的信号
起动空气瓶压力、滑油温度和压力、各缸排烟温度、排烟总管温度、冷却水压力和温度和柴油机飞轮转速。
(4PLC测控单元的控制信号(模拟量和开关量
柴油机组升速和减速脉冲、柴油机组起动和停机、发电机并网合闸和脱网。2.3.3 检测单元的设计
机组的测量控制单元包括模拟量输出/输入、开关量输出/输入、键盘输入、声光报警等。测量控制单元原理框图如图下所示[12]:
数据采集单元主要采集信息有:电压、频率、相位、温度、压力、液位、转速和功率等,及时反映控制对象的状态,发出必要的调节指令,以满足控制要求。上位的工业控制机可以实现控制、显示、记录和打印的功能。
3集散式船舶电站管理系统的功能流程
本文首先把集散式船舶电站管理系统的功能划分为不同的模块,并把它们作为子程序,设计实现这些子程序的流程图,然后,主程序将这些子程序有机结合,来完成对电站的自动化管理。设计的各主要模块有:自动起动模块、并车运行模块、调频调载模块、重载询问模块、自动解列模块和自动停机模块。
系统主程序的工作原理:自动巡回检测电站的主要参数和工作状态,针对不同的参数和状态做出逻辑分析和综合计算,判断当前需要完成哪些工作,从而决定调用哪一个功能子程序来完成该工作,被调用的功能子程序一旦执行完毕,又返回主程序中继续巡回检测,整个系统就如此反复地运行[13]。
3.1机组的自动起动模块及流程图
要起动发电机机组的情况有:电站储备功率不足需要增加机组时、运行机组故障需要换机时、或者电网失去电时。对自动化系统的电站就会自动发出起动指令。下图为具有三次起动功能的起动流程[2]:
图7 发电机组起动程序流程
当系统检测到电站储备功率不够时,就会产生增机指令,与此同时需起动机组起动的逻辑条件也应被检测,只有起动的逻辑条件满足,才发出起动指令。当检测到机、电故障时,根据故障的级别进行处理,若是严重故障,先停故障机,在起动备用机;若是较严重故障,先起动台备用机组,并网后解列故障机。在自动起动过程中,还必须对机组是否成功起动进行检测,若不是三次起动,在一定时间间隔后,重新起动;若机组起动三次仍不成功,则向上位机报告,联系另一台PLC,起动其相应的机组。同时,发出“起动失败”的声光报警。在起动备用机组用完的情况下,发出“备用机组用完”的指示报警。机组起动成功后,在一定时间未建立电压,则停机和发出声光报警。若电压成功建立,则转入单机调频程序或自动并联程序。
3.2并车运行模块及流程图
投入电网并联运行的发电机,不能与电网立即接通,否则将导致并车失败,严重时会导致全船失电,机组也会受到电磁的和机械的有害冲击。因此,并车时应使合闸冲击电流最小,合闸后能迅速进入同步并联运行[14]。为此并车必须满足的下列条件:(1检测电网与待并发电机的电压差、频率差和相位差,当不符合并联运行要求时,继续巡回检测。
(2检测电网与待并发电机的电压频率差,并根据频差对待并机频率发出调节信号,使两者之间频率差减小,当其与电网频率接近设定要求时,就可满足合闸条件。
(3当相位差、电压差和频率差在系统设定范围内时,提前发出合闸指令,实现自动准同步并联运行。并车合闸流程图如下:
图8 并车合闸流程
从上图中可以看出,当接到并车指令时,系统分别先检测电网和待并机电压差、频率差和相角差,而实际操作电站要按船舶电站的规范要求设定。规范要求的并车条件:电压差整定范围为±5% U额定;频率差整定范围为±0.2Hz;相位差为15°的电角
度。主开关接到指令后,从开始动作到主触头闭合要经过一定的时间,考虑的这个问题,合闸指令应该提前发出。要根据主开关合闸时间来确
定设定的提前时间,可用核定超前时间法。合闸时间越短越有利于同步操作,而PLC按扫描的原理工作,因此PLC系统的运算周期就是PLC的扫描周期。而PLC控制器的运算数度都在每千步逻辑指令在1ms以内。
用恒定超前时间法发出合闸指令,先把电网和待并机的正弦电压通过波形变化变为同频方波,然后对电网电压和待并机的电压检测计算,来得到合闸指令提前时间。原理如图所示[15]:
若设主开关的设定值为t则有如下关系: △t=t²(T电网-T待并机/ T待并机
从上式中可以看出,用算出的T电网-T待并机和设定的主开关固有时间t,就可得出待并机滞后时间△t。在待并机频率大于电网的频率的情况下,△t值是不断的在减小的,所以测得△t值小于计算出的△t值时发出合闸脉冲。
3.3调频调载模块及流程图
调频调载又叫自动负荷分配,它的基本功能是自动维持电网的频率恒定,按参与并联运行各机组的容量以既定的比例分配各机组的负荷。当接受到“解列”指令时,能自动控制负荷转移,待其负荷接近5%额定功率后,使其主开关跳闸脱网[16]。船舶电站系统由于负载经常变化,特别是在大功率的起动和停止时,将引起运行机组的转速的变化,从而引起电网频率的变化。发电柴油机本身具有调速器,可以保证转速处于规范之内。
现代船舶电站为提高供电质量,大多在电站中装有自动调频调在装置(简称频载调节器,在调速去动作之后存在固定偏差时,在进行调解。频载调节器的控制信号是频率差与功率差的合成信号,经放大、判别后控制伺服电机,来调节发电机油门来调整转速。可见,频率的调整及有功功率的分配可以有调速器和频载调节装置共同来完成。图中的A值由系统的调节精度决定,一般按并小于±2%、功率差小于±5%的标准来设定。电站供电质量由并联运行的机组频率的恒定和有功功率成比例分配所决定。维持电网频率恒定及有功功率转移可由原动机调速器改变油门的大小进行调节,也可另设调频调载单元。恒频和成比例分功流程控制图如下[2]:
电站频率的调节分为单机调节和并机调节,其实质都是改变柴油机油门的开度的大小。单机调节比较简单,只是调用单机调频程序,在此不用再做讨论。并机调节较复杂,要得到偏差值Δe(由电网和待并机的频率差和功率差组成,偏差值Δe作为调节信号。当偏差值的绝对值小于设定值时,调节过程结束,若偏差值小于零时,开大柴油机油门,使柴油机加速;当偏差值大于零时,减小柴油机油门,使柴油机减速。在两台机组并联运行时,电站负荷的频繁变化会引起电站频率的变化,而且负荷的分配也要比例,否则会造成逆功率,危害电站稳定供电。
3.4重载询问模块及流程图
重载询问:大负载投入电网前,管理系统将判断电网负荷与起动的大功率负荷是否超过运行机组的最大负荷率。若满足,则允许其启动,否则,应先起动另一台备用发电机,使之并网,储备功率达到要求,则允许其起动,若达不到要求则禁止重载起动信号。重载询问模块的功能是合理的管理电站,防止重载起动的冲击对电网造成故障,从而达到电站稳定连续供电的要求。
其流程图如下:
3.5自动解列和自动停机模块及流程图
发电机组可分为自动停机与故障应急停机。所谓自动停机,就是并网轻负荷时的自动减机,出现严重故障停机时处理方法是立即跳闸停电。
在并联机组运行轻载的情况时,造成机组功率不能充分利用,所以,就要解列某台机组。解列机组时,退出电网的机组把负荷转移到运行机组上,当退出机组的功率小于10%额定功率时,主开关脱开,紧接着发出停机指令。机组停机电磁阀动作之前先空转运行10到20分钟,若故障停机则停机电磁阀立即动作。解列和故障停车流程如下图:
4船舶电站管理系统的监控单元设计
本文的下位机PLC控制器控制现场设备即发电机组,通过数据线把现场测得的参数送到上位机,上位机利用人机界面把数据显示在屏幕上。上位机不断地从下位机读取数据,并判断数据是否在设定的范围内,从而完成远程监控任务。
4.1上位机监控系统功能
现场PLC控制器对电站各设备运行状态和运行参数自动的进行实时监测,它的检测量可以是开关量即接通与断开所对应的值,也可以是模拟量如温度、压力等。上位PC机把下位机得到的数据进行计算,判断系统是否正常。如果出现故障及时显示信号并发出相应的声光报警信号,对超限数据可以存储,方便管理人员分析处理,通过外接打印机可以对存储数据进行打印。系统结构图如下:
自动控制系统和自动监测系统组成了电站自动化系统,集散式电站的上位PC监控系统与下位PLC控制系统一起同步工作,通过连线把彼此之间数据实现共享。上位工业PC机得监控系统为下位控制系统提供了友好的人机界面,它有强大的数据统计功能,方便了电站操作人员的操作、维护等。监控系统可以显示测量值、设定值、趋势曲线、故障状态、控制输出值等,还可以设置主监控界面、原理界面、并车界面、故障报警界面、数据报表界面,流程图画面。操作人员通过操作站,可以监视现场装置的情况;可以实现各种状态量的监视和组态,极大地方便了人员的操作,从而实现了集中的操作和监控管理[17]。
4.2工业PC机控制软件和监测软件结构
控制软件由三个层次构成:功能模块层,可以实现电站各种管理要求;数据传输层,采集各数字、模拟量的数据;管理层,通过对下两层之程序的调用,完成主程序的调度、管理功能。这三个层次的关系是,数据传输层进行数据采集,功能模块层在数据层之上是完成各种特定功能的子程
序,管理层调用下两层程序,实现主程序的调度和管理功能[18]。程序框图如下所示:
图14 控制结构框图
控制软件是一个实时性很强的软件,为了实现并车等特定功能,对计算速度要求严格。故在主体上采用模块化结构,部分功能子程序则尽量减少子程序的调用和中间结果的存放,采用直接向输入输出板操作的方法,加快程序运行速度,提高效率。
监测软件:整个监测软件以数据库为核心,各个功能模块围绕数据库,形成星型状态连接,这使软件有很强的可移值性和维护性,可独立对部分程序模块替换、修改,而不会影响其它模块。框图如下所示:
4.3设计监控界面
自动化的船舶电站,应该有用户操作的可视化界面,通过用户界面可以随时观察、了解并掌握整个系统的工作状态,也可设定参数和向控制系统发出控制信号。监控界面包括[19]:(1主监控界面:用来监控每台机组并显示机组和电网的各项参数。可设有报警显示按钮,出现故障时可点击查看具体报警项,除此,也能限制某些用户的权限,禁止或允许其对系统的操作。
(2原理界面:在此界面可以很清楚的知道与机组相关设备的系统原理图,各处开关的分、合闸情况,和有各种重要参数的显示。
(3并车界面:监测各机组的频率和电压且设有同步指示灯,还有各机组并车、解列的功能按钮,实现监控界面的操作。
(4故障报警界面:设置各项报警指示灯,在故障时,指示灯由绿变红。除此在相应报警项里可以修改限制参数值。
(5数据报表界面:一个可以反应过程中的的数据、状态等,并对数据进行记录。可对实时报表和历史报表进行打印,方便了管理人员的统计分析。
通过与上位机连接的鼠标和键盘,可以查看各个界面,也可以在这些界面上实行操作,读数据在线修改以满足对系统新的要求。上位还要有自动/手动切换按钮来转换控制方式,自动状态时,自动起动、并机、解列和停车等控制功能由系统的功能模块程序自动执行;而手动状态时,需管理人员在配电板的控制面板上操作。上位机的这些界面使得整个电站系统处于管理人员的实时监管之下,也使得管理人员的工作更加便捷。
4.4船舶电站自动化的发展展望
随着船舶自动化程度的不断提高,电站自动化由局部控制发展到了综合控制,由就地的控制发集中的控制。集散式系统就是集计算机、通信、显示和控制技术于一体的系统。其核心思想是集中管理、分散控制,即管理与控制相分离,上位机用于集中监视管理功能,下位机分散到现场进行分布式控制。所以,这种集散式的管理系统体系结构有很高的可靠性,且易于扩展,上位机根据需要增减下位机台数。
船舶电气自动化系统发展的趋势[20]:(1系统监控的综合化
由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化,组态灵活;上位控制机所有功能可通过屏幕软件按钮来完成,为系统监控的综合化提供了必要的基础。另外,采用综合监控的形式,可以构成双重或多重冗余,对提高系统或者全船整体可靠性是有积极意义的。
(2系统的网络化
如今,数字化技术和网络技术应用已经相当成熟。现场控制设备和控制系统之间的双向网络通信靠现场总线来实现。使用双层网络,第一层网络采集与传送数据,第二层网络是控制网。从分散危险的原则上,设置独立的控制子网。各子系统的功能由系统网络结合,把数据采集和控制系统分散功能结合,但每个系统又是一个独立的系统,在某系统局部受损时不影响其他系统独立完成工作,采用网络冗余和设备冗余设计及不间断后备电源,增强系统控制能力。利用图像控制功能,在人机界面实现
良好的对话效果。这种网络系统的优势在于采用数字化和高层次的自动化技术代替大量繁琐的人工操作,它有助于减少频繁操作和减轻人员疲劳,把船员从环境恶劣的工作场合中解放出来[21]。
船舶电气自动化领域展望,在计算机、通信、显示和控制技术迅速发展且互相交叉渗透,还有人工智能和模糊技术的应用将会给船舶电站自动化带来重大的变革。未来船舶电站的自动化系统会向着自动故障预测、自诊断的方向发展,上位机将会实现专家系统等智能连接。
计算机监控系统正在经历着从集中型计算机监控系统→分散型微机监控系统→集散型(分布式多级、多微机监控系统→网络型(智能式计算机监控系统。而这些技术的发展会使船舶工业向着智能
宁波大学本科毕业（设计）论文：基于 PLC 的船舶电站自动化系统方案设计 综合自动化、微机监视、智能控制、卫星通信导航、全球定位系统、船岸信息直接交流、全船自动 化领域延伸得更深[22]。18 宁波大学本科毕业（设计）论文：基于 PLC 的船舶电站自动化系统方案设计 5 总结 本文从船舶电站的组成、功能和特点以及 PLC 工作原理开始论述，同时也分析了船舶电站自动 化管理系统的构成和自动管理系统的功能。在此基础上，选择在基于 PLC 控制的船舶电站集散式管 理系统。集散式管理系统的特点是分散管理、集中控制，其中某控制模块出现问题不会影响其他控制模 块。本文设计了一两台发电机组为例的船舶电站，分别由 PLC 控制，以 PLC 为下位机与以工业电脑 为上位机通过组态软件实现通信。此系统由 PLC 控制机组实现了机组自动起动、自动并车、调频调 载、重载询问、自动解列及自动停车等功能。作为上位机的工业电脑与控制系统数据共享，在不同 的控制界面可以显示和修改控制参数，在机组出现故障时，报警和相应的处理，通过工业电脑也能 实施控制动作。机组运行时自动记录数据并存入数据库，与打印机连接后，可以打印历史和当前的 数据，以便管理人员进行处理和分析。19
宁波大学本科毕业（设计）论文：基于 PLC 的船舶电站自动化系统方案设计 致谢 大学四年的学习生活即将结束，海运学院的学习生活将成为我人生中一段重要旅程。回首既往，心中倍感充实，能在众多专业知识渊博、能力和水平很高的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。正是由于你们，我才能在专业知识方面取得显著的进步，在此向你们表示我由衷的谢意，并祝所有 的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！这篇论文是在我的指导老师张刚点拨下完成的。从论文的选题、写作修改、结构的布局到最终 的定稿，张老师提出了很多中肯而宝贵的意见。正是张刚老师的辛勤栽培、才有了我论文的顺利完 成。尤其是在我遇到困难时，帮我开拓思路，指点迷津，使我从中获益非浅。在此，谨向张老师致 以诚挚的感谢！最后，感谢所有在毕业论文写作中曾经帮助过我的良师益友和同学。限于自身专业水平和能力 的不足，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感激！20 宁波大学本科毕业（设计）论文：基于 PLC 的船舶电站自动化系统方案设计 参考文献： [1] 赵殿礼．船舶电气设备与系统[M]．大连：大连海事大学出版社，2009：334-335． [2] 黄丽卿．基于 PLC 的船舶电站自动频载调节装置研究与实现[D]．厦门：厦门大学，2007． [3] 张汝均．舰船电站自动化[M]．武汉：海军工程大学，1992:92-96 页． [4] 陈立定，吴玉香，苏开才．电气控制与可编程控制器[M]．广州：华南理工大学出版，2001:73-86． [5] 刘光起，周亚夫．PLC 及其应用[M]．北京：化学工业出版社,2008：46-49． [6] 孙文福．船舶电站柴油机发电机组网络式监控技术研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工程大学，2006． [7] 廖常初．PLC 编程及应用[M]．北京：机械工业出版社，2002：200-203． [8] 李麟，沈兵．舰船电力系统及其自动化[M]．武汉：海军工程大学出版社，2001：132-207． [9] 马玉鑫．船舶电站管理系统的设计与研究[D]．大连：大连海事大学，2009． [10] 伟光．基于 PLC 的集散型船舶电站监控系统[D]．大连：大连海事大学，2003． [11] Jaseph La Fauci.PLC or DCS:selection and trends[J]． ISA1997：8(1217-21． [12] 樊印海，王勇，王丹．集散式微机控制船舶电站设计原则[J]．大连：大连海事大学，1999：6（9）18-20． [13] 杨家龙．基于网络环境的舰船机舱动力装置监控系统[D]．哈尔滨：哈尔冰工程大学，2006． [14] 黄伦坤，朱正鹏．船舶电力系统及
随着这学期期末的临近，变电站综合自动化这一门学科也接近尾声。经过这一学期的变电站综合自动化的学习，在曾老师的领导下进行了分组讨论研究学习。在我们小组所有成员的努力下，顺利的完成了这学期的学习任务。使我受益匪浅！
这学期我们主要围绕着七个大知识点进行学习。
一、变电站综合自动化
二、变电站综合自动化的结构与配置
三、变电站综合自动化系统的保护与测控单元
四、变电站综合自动化系统的通信
五、变电站综合自动化系统的监控
六、变电站综合自动化的安全自动装置
七、变电站综合自动化二次回路举例
一、变电站综合自动化 主要学习了变电站综合自动化的概念、变电站综合自动化系统的特点、变电站综合自动化系统的优点、变电站综合自动化的发展简史、了解传统变电站与综合自动化站之间的不同、了解变电站综合自动化的现状。
二、变电站综合自动化系统的结构与配置 主要学习了变电站综合自动化系统的硬件结构、变电站综合自动化系统的配置、国内典型的变电站综合自动化系统以及发展的趋势。
三、变电站综合自动化系统的保护与测控单元 主要学习了保护与测控单元的功能与硬件、保护与测控单元的常用算法、保护与测控单元硬件回路的工作原理、保护与测控单元的举例。
四、变电站综合自动化系统的通信 主要学习了变电站综合自动化系统通信的基本概念、了解变电站综合自动化数据通信的内容和功能、了解变电站综合自动化系统的通信规约、EIA RS—232/485通信接口、以太网通信接口、LONWORKS现场总线接口、站控层与单元层的通信、变电站与调度的通信、掌握了监控单元主界面显示的运行参数、熟练掌握了监控单元的功能及其功能按钮与使用。
五、变电站综合自动化系统的监控 主要学习了监控系统、了解了远动主机、掌握了监控单元主界面显示的运行参数、熟练掌握了监控单元的功能及其功能按钮与使用、了解监控单元的配置与维护。
六、变电站综合自动化系统的安全自动装置 主要学习了故障录波装置、电压、无功综合控制装置、了解变电站综合自动化中VQC的基本概念、熟悉了变电站综合自动化系统中VQC的工作原理。
七、变电站综合自动化系统二次回路举例 主要学习了变电站综合自动化系统二次回路的概述、6~~35KV线路的保护、测量、控制二次回路、110KV线路的保护、测量、控制二次回路、主变压器的保护、测量、控制二次回路。
作者：佚名 文章来源：不详 点击数：5 更新时间：5/18/2007 7:44:57 PM摘要：科学技术的不断发展，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为电力系统的发展趋势。本文就变电站综合自动化系统的概念，在工业项目中的应用进行了阐述。
关键词：变电站 综合自动化系统 应用
随着科学技术的不断发展，计算机已渗透到了世界每个角落。电力系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。变电站综合自动化系统的概念
变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。
1.1 系统概念
1.1.1系统设计思想
完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外，其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备，监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。从系统设计的角度来看有以下特点：
(1)分布式设计。
系统采用模块化、分布式开放结构，各控制保护功能均分布在开关柜或尽量靠近开关的控制保护柜上的控制保护单元，所有的控制、保护、测量、报警等信号均在就地单元内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机，各就地单元相互独立，不相互影响。
(2)集中式设计。
系统采用模块化、集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜，所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。
(3)简单可靠。
由于用多功能继电器替代了传统的继电器，可大大简化二次接线。分布式设计在开关柜与主控室之间接线；而集中式设计的接线也仅限于开关柜与主控室之间，其特点是开关柜内接线简单，其余接线在采集、控制保护柜内部完成。
(4)可扩展性。
系统设计可考虑用户今后变电站规模及功能扩充的需要。
(5)兼容性好。
系统由标准化之软硬件组成，并配有标准的串行通讯接口以及就地的I/O接口，用户可按照自己的需要灵活配置，系统软件也能容易适应计算机技术的急速发展。
1.1.2系统规范
采用目前最为流行的工业标准软件，UNIX操作系统，X窗口人机接口及TCP/IP网络通讯规约。为满足开放系统之要求，系统设计一般采用：可携性软件设计——容许硬件技术发展后之软件转换；标准计算机产品——容许整个系统高度兼容性能。
1.2 系统功能
系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示，利用鼠标控制所有功能键等标准方式，使操作人员能直观地进行各种操作。一般来说，系统应用程序菜单为树状结构，用户利用菜单可以容易到达各个控制画面，每个菜单的功能键上均有文字说明用途以及可以到达哪一个画面，每个画面都有报警显示。
所有系统之原始数据均为实时采集。
系统应用程序的每一项功能均能按用户要求及系统设计而改编，以符合实际需要，并可随变电站的扩建或运行需要而灵活地进行扩充和修改。一般情况下系统可按以下基本功能配置：(1)系统配置状况；(2)变电站单线图；(3)报警表；(4)事件表；(5)遥控修改继电器整定值；(6)操作闭锁；(7)电量报表；(8)趋势图。
1.2.1变电站单线图
单线图可显示变电站系统接线上各控制对象的运行状态并动态更新，例如：
(1)馈线开关之状态，开关的状态可用颜色区别。
(2)开关的操作由鼠标选择对应之开关或刀闸。
(3)每路馈线之测量值可在同一画面上显示。
(4)继电器整定值可修改。
1.2.2数据采集、处理
采集有关信息，如开关量、测量量、外部输入讯号等数据，传至监控系统作实时处理，更新数据库及显示画面，为系统实现其他功能提供必需的运行信息。
1.2.3运行监视
系统的运行状况可通过文字、表格、图像、声音或光等方式为值班人员及时提供变电所安全监控所必需的全部信息。
(1)报警。
按系统实际需要，用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警，如一般可设置在以下情况发出报警：开关量突变(如保护跳闸动作)；断路器位置错位；模拟量超过整定值；变压器保护动作(如瓦斯、温度)。
模拟量之越限值可在线修改。每个报警均有时间、报警信息及确认状态显示。
(2)事件。
系统中所有动作事件，如继电保护动作，断路器、隔离开关、接地刀闸的操作等。均可自动打印及存入系统硬盘记忆，如设置对以下情况的事件进行记录：所有报警信息；操作人员确认有关报警；开关的操作；继电器动作和状态信息；系统通讯状况。
每个事件均有时间及有关信息文字说明，并可自动打印记录。
1.2.4调整继电器整定值
可通过系统主机或集中控制柜修改各继电器的保护功能和整定值。所有遥改功能均为在线方式，修改完成后的定值将直接传回对应的继电器储存。
1.2.5操作闭锁
系统对所有操作对象均可设定闭锁功能，以防止操作人员误操作。
1.2.6模拟量采集及报表产生
采集的数据储存於系统硬盘作为编辑报表的基础。按变电站实际输入的信号，可制作出不同的报表：有功电量日、月、年报表；馈线电流日、月、年报表。
1.2.7趋势图
趋势图提供操作人员快速及直观的数据统计，趋势图可分为图形式或表格式两种。2 变电站综合自动化系统在工业项目中的应用 2.1 国产化变电站综合自动化系统运用现状
国产化的变电站综合自动化系统在我院设计中用得并不多，其主要原因如下：(1)由于甲方、设计院对传统的继电器控制保护系统有长期的运行、设计和维护经验，故一般认为老系统的可靠性高；(2)国产化的变电站综合自动化系统目前在国内尚未普及，仅在个别地区供电部门的大力推荐下，在当地的一些变电站中开始尝试这一新技术；(3)进口的变电站综合自动化系统价格昂贵，只有部分大型新建的并由外资贷款的工程，由于外方对技术水平的要求，全套引进这部分的技术及设备；(4)目前操作人员的素质不高，对新系统缺乏了解。由于以上一些原因制约了变电站综合自动化系统在变电站的发展和运用。
2.2 变电站微机保护装置系统应用实例
在我院一个35kV变电所改造工程中，成功地将国产的变电站微机保护装置系统运用于终端变电站。施工图设计初期采用的是传统的电磁式继电器保护，并设置了信号屏。
2.2.1微机保护系统与传统保护系统的比较
传统的保护系统与微机保护装置系统的主要区别，在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器，并取消了传统的信号屏等装置，相应的信号都输入至计算机。为便于集中控制，采用集中式设计——将所有的控制保护单元集中布置，整个变电站二次系统结构非常简单清晰，所有设备由微机保护屏、微机采集屏、交直流屏和监控系统组成。屏柜的数量较传统的设计方式大量减少。由于各种微机装置均采用网络通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏，因此二次接线大量减少。同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。
2.2.2微机保护的系统配置及监控系统
系统保护由下列装置组成：
(1)线路保护装置。
(2)主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护。
(3)综合保护装置。
(4)线路保护装置。
(5)电容器保护装置。
(6)备用电源自投装置。
(7)小电流接地检测装置。(8)综合数据采集装置。
(9)监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。
2.2.3设计微机保护系统时应注意的问题
(1)由于控制和保护单元都是采用微机装置，故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜引至微机采集、保护屏。根据控制和保护要求的不同，输入的量也不同。
(2)开关柜与微机装置之间的端子接线较简单，大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。
(3)传统的继电保护整定计算结果不能直接输入到计算机，须转换为计算机整定值。
该变电所投产运行后，除开始操作人员对微机系统不熟悉原因使用过控制保护单元的紧急手动按钮外，基本上都在微机装置和监控计算机上操作，整个系统运行良好。结束语
变电站自动化系统在我国的应用已经取得了非常显著的效果, 对提高电网的安全经济运行水平起到了重要作用。目前随着新技术的不断发展, 数字化变电站正在兴起。在变电站自动化系统的具体实施过程中, 目前有不同的方法:一种主张站内监控以远动 (RTU) 为数据采集和控制的基础, 相应的设备以电网调度自动化为基础, 保护相对独立;另一种则主张站内监控以保护 (微机保护) 为数据采集和控制的基础, 将保护与控制、测量结合在一起。从我国目前的电力系统运行体制、人员配备、专业分工来看, 前者占有较大优势。因为无论从规划设计、科研制造、安装调试、运行维护等各方面, 控制与保护都是相互独立的两个不同专业, 因此前者更符合我国国情, 而后者因难以提供较清楚的事故分析和处理的界面而一时还不易被运行部门接受。但从发展趋势、技术合理性及减少设备重复配置、简化维护工作量等方面考虑, 后者又有其优越性。此实施方法正在成为一种发展趋势和共识。
1 方案设计思想
从信息流的角度看, 保护 (包括故障录波等) 和控制、测量的信息源都是来自现场TA、TV二次侧输出, 只是要求不同而已。保护主要采集一次设备的故障异常状态信息, 要求TA、TV测量范围较宽, 通常按10倍额定值考虑, 但测量精度要求较低, 误差在3%以上。而控制和测量主要采集运行状态信息, 要求TA、TV测量范围较窄, 通常在测量额定值附近波动, 对测量精度有一定的要求, 测量误差要求在1%以内。总控单元直接接收来自上位机或远方的控制输出命令, 经必要的校核后可直接动作至保护操作回路, 省去了遥控输出、遥控执行等环节, 简化了设备, 提高了可靠性。
从无人值守角度看, 不仅要求简化一次主接线和主设备, 同时也要求简化二次回路和设备, 因此保护和控制、测量的一体化有利于简化设备和减少日常维护工作量, 对110k V及以下, 尤其是10k V配电站, 除了电量计费、功率总加等有测量精度要求而需接量测TA、TV外, 其他量测仅作监视运行工况之用, 可以与保护用TA、TV合用。此外, 在局域网上各种信息也可以共享, 控制、测量等均不必配置各自的数据采集硬件, 常规的控制屏、信息屏、模拟屏等亦可取消。
对于10k V配电站, 由于接线简单, 对保护相对要求较低, 为简化设备节省投资, 建议由RTU来完成线路保护及双母线切换等保护功能。因此需在RTU软件中增加保护运行判断功能, 如备用电源自投功能, 可通过对相应母线端失压和相关开关状态信号的逻辑判断来实现。
随着计算机和网络通信技术的发展, 站内RTU/LTU或保护监控单元将直接上网, 通过网络与上位机及工作站通信。取消传统的前置处理机环节, 从而彻底消除通信“瓶颈”现象。变电站自动化系统和无人值班运行模式的实施, 在很大程度上取决于设备的可靠性。这里指的设备不仅是自动化设备, 更重要的是电气主设备。
2 设计说明
变配电站自动化包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理3部分。继电保护有常规电磁型继电器保护、晶体管继电保护与微机保护3种形式。常规继电器保护仍在继续使用, 晶体管保护是一种过渡型产品, 现在已被先进的微机保护所替代。智能化开关与智能化开关柜, 以及变配电站综合自动化系统集继电保护、数据监测及远方调度于一体, 在变配电自动化设计中应根据工程实际情况选用上述产品。
2.1 系统选型
主要从继电保护及站内集中监测与远方调度几方面考虑。对于继电保护而言, 35k V及以上的变配电站一般都有变压器保护, 应优先考虑选用微机保护或变配电站综合自动化系统。10k V变配电所一般均为电力系统开闭所及用户变配电站, 一次接线比较简单, 应以常规继电保护为主。选用价格低、性能可靠的智能化开关, 智能化开关柜或综合自动化系统之后, 可以取消常规继电保护。
对于站内集中监测与远方调度来讲, 有集中式与分散于开关柜内的集散系统两种形式, 变配电站综合自动化系统是一种最先进的分散安装于开关柜内的变配电站站内集中监测与远方调度系统。集中式变配电站计算机监测与远方调度系统需要安装各种电量变送器。测量、信号与控制电缆要由开关柜内引出, 外部电缆数量多, 设计与施工工作量大, 一般不宜再推广使用。变配电站综合自动化系统的末端数据采集与控制单元直接安装于开关柜内, 大都采用交流采样从电流或电压互感器直接进行测量, 省掉了电量变送器, 有些还可以省掉开关柜上的指示仪表。外部电缆只有一根通信电缆与供电电源电缆, 设计与施工简单, 所以应积极推广选用。智能化开关与智能化开关柜本身已经具备集中监测与远方调度功能。只要设计一根通信电缆引到调度值班室中央控制站计算机就可以实现集中监测与远方调度。但由于各厂家的通信协议不统一, 不同厂家的产品实现联网比较困难, 所以近期还难以推广应用。
2.2 电气设计原则
从一次系统与二次系统两方面考虑。对于一次系统设计而言, 变配电站采用计算机监测与控制后对一次系统接线没有影响, 一次系统接线方式及供电方案仍按有关要求与规定进行设计。变配电站采用计算机监测与控制后, 应发挥计算机的图形显示功能, 模拟盘可以简化或取消。变配电站采用计算机监测与控制后, 可以实现无人或少人值班, 值班室面积可以减小, 分散值班可以集中于一处值班。
对于二次系统, 其设计方案应该注意以下几点:开关柜内的继电保护, 计量, 信号与控制回路设计不变, 值班室的继电保护屏与中央信号系统 (信号屏、计量屏与控制屏) 保持原设计不变, 再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开关柜内的继电保护, 计量, 信号与控制回路设计不变, 值班室的中央信号系统 (信号屏、计量屏与控制量) 取消, 集中保护的继电保护屏应保留, 再将计量, 信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开关柜内的继电保护、计量、信号与控制回路设计不变, 值班室的中央信号系统 (信号屏、计量屏与控制屏) 只包括电源进线与母线联络开关柜, 所有出线开关柜均不进入中央信号系统。电源进线, 母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统 (信号、计量与控制) 全部进入计算机监测与控制系统。
二次系统设计原则是:变配电站采用计算机监测与控制后值班室原有的中央信号系统 (信号屏, 计量屏与控制) 应取消, 采用集中保护的继电保护屏应保留, 应优先选用第二方案。对于有特殊要求的单位或地区, 可以选用第三方案, 第一方案一般不宜设计选用。
2.3 电气设计
一次系统的电气主接线方式按原设计不变, 在单线系统图的设备型号说明中应注明采用计算机监测与控制系统后所增加的设备数量与型号, 如电量变送器, 电力监控器等。对于需要通过计算机监测与控制系统进行远方遥控操作的开关, 一定要选用能进行远方分、合闸功能的自动开关。开关运行状态要进入计算机监测与控制系统的开关, 一般要有一对独立的常开接点引入计算机监测与控制系统。低压自动开关的型号设计时一定要注意满足这一要求, 多选一对常开辅助接点。
对二次系统继电保护设计来讲, 35k V及以上供电系统可以考虑选用微机保护, 而且应优先考虑采用变配电站综合自动化单元。10k V供配电系统仍应以常规继电器型继电保护为主, 可以再设计只有监控功能的变配电站综合自动化单元。220/380V低压配电系统, 仍应以自动开关与熔断器作为保护, 再设计只有监控功能的变配电综合自动化单元。
对于测量回路设计而言, 需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定。需要进入计算机监测与控制系统的各种测量参数, 首先经过电流互感器与电压互感器变为统一的交流。采用变配电站综合自动化系统之后, 其监控单元均为交流采样, 直接从电流或电压互感器取0A~5A或0V~100V测量信号, 低压直接取220V或380V信号。不再需要各种电量变送器, 开关柜上各种测量仪表可以取消。电度计量应选用带脉冲输出的电度表。其型号及一次接线与原电度表相同, 只在备注中说明带脉冲输出, 并注明与计算机监测与控制系统相匹配的直流电源电压, 设计时应优先选用自带供电电源的有源型, 输出为隔离型的脉冲电度表。计量柜电度表一般不进入计算机监测与控制系统, 所以应在进线开关柜内增加有功与无功脉冲电度表各一块, 作为内部统计用电量使用。
对于信号回路设计, 所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态, 均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统。所有常开接点可以共用一个信号地线, 但不能与交流系统地线相连接。所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统。有中央信号系统时, 信号继电器应再有一对常开接点引到中央信号系统, 以下两种常开接点应分开, 由于电压等级不同, 不能共用地线。
控制回路设计中应该注意以下问题:计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点, 将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作。计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应设计手动与远方自动转换开关。10k V及以上的供配电系统需要计算机监测与控制系统进行远方合分闸操作时, 其控制开关应取消不对应接线, 可以选用自复位式转换开关, 也可选用控制按钮。所有进入计算机监测与控制系统的远方操作开关的手动分闸操作开关或按钮应有一对独立的常开接点引到计算机监测与控制系统, 以便在人工手动分闸时给计算机监测与控制系统一个开关量输入信号, 以防止人工就地手动分闸时出现误报信号。
3 变配电站综合自动化系统
变配电站综合自动化系统是以一个配电间隔为单元, 由一台电力监控器完成信号测量、继电保护与控制。测量为交流采样, 直接从电流互感器或电压互感器取交流。--SA电流信号或交流。0V~100V电压信号, 380/220V低压系统直接取交流0V~220V或0V~380V电压信号。所有电力监控器通过通信电缆引到计算机系统。
3.1 变配电站综合自动化系统外部电缆设计
变配电站综合自动化系统的外电缆设计非常简单, 只有一根通信电缆与一根交流220V电源线。通信电缆一般选用计算用屏蔽电缆, 线芯为两对两芯0.5m铜芯线, 使用一对, 备用一对。也可以选用双芯屏蔽双绞线。大型变配电站也可以考虑使用光缆。电力监控器应由专用电源集中供电, 以保证供电可靠性, 增加抗干扰能力。有些电力监控器可以用220V直流电源供电, 此时可以由直流屏集中供电。变配电站数量少时, 可以不设现场控制站, 电力监控器的通信电缆可以直接引到中央控制站。供电电源可由变配电站内单独提供, 距离中央控制站近时, 也可以由中央控制站供电。通信距离可达3km。变配电站内开关柜数量少时, 可以几个变配电站合用一个现场控制站, 每个现场控制站可带犯个电力监控器。电力监控器到现场控制站及现场控制站之间的最远距离均为5km。
3.2 变配电站综合自动化系统的二次接线图设计
变配电站综合自动化系统的二次接线图设计按所选用的电力监控器种类分为只有监控功能与带保护功能两种。10k V及以下电压等级的供电系统一般应选用只有监控功能的电力监控器, 其二次接线图见有关产品设计项或手册。
3.3 变配电站综合自动化系统的选用
变配电站综合自动化系统的成套设备生产厂商有很多, 例如国内的鲁能、南瑞、南自、许继、思达、四通, 国外的SIMENS、ABB等公司。应该根据实际设计要求与系统的功能, 综合考虑选用, 一般的变配电站综合自动化系统应该具有以下功能:SCADA功能、数据库系统、高级专家功能、运行管理功能、网络互联功能。选用的基本原则是:在满足要求的情况下, 系统运行的可靠性好、性能价格比高。
4 结论
以上针对目前我国电力系统运行现状, 阐述了变配电自动化系统的设计思想, 并从系统选型、电气设计原则等方面对设计过程作了相应的说明做了简要介绍, 也是实际工作经验的总结。对于同样的工程, 不同的设计人员, 由于考虑问题的侧重点不同, 可能设计方法会有一定的差异, 但基本内容是相同的。具体设计实施效果需要时间的检验, 也取决于选型设备的性能。
摘要：在城网建设中, 变电站设计是其中比较重要的技术环节, 对变电站电气自动化的系统如何进行设计, 是城网建设和改造中需要研究和解决的一个重要课题。本文对变电站电气自动化的系统设计的系统选型、电气设计原则等方面了探讨, 以和大家交流。
摘要：介绍了变电站自动化系统应用中的工程设计管理，对工作中应注意的若干问题进行了探讨，并提出了解决办法。
关键词：变电站自动化系统 工程设计 应用
1 方案设计
方案设计是变电站自动化系统设计的第一步，其内容是确定系统技术规范，包括系统的功能范围、功能概述、现场(I/O)测控单元的数量、系统配置规模等；根据各地区的运行管理经验和习惯，制定系统设计及应用管理方案、投资概算等。方案设计在系统设计中起着关键的作用，其完成的好坏直接关系到整个工程的进程。主要内容包括：
1.1 确定SAS的功能范围 SAS系统按其实现的基本功能可以分为5个子系统：①监控子系统；②微机保护子系统；③电压、无功综合控制子系统；④电力系统的低频减负荷控制子系统；⑤备用电源自投控制子系统。由于种种原因，目前国内在实际应用当中，主要侧重于监控和微机保护两个子系统的综合应用，其他几个子系统功能的实现，还有待进一步完善。目前国内变电站SAS的设计，以及功能范围的确定也主要是针对监控和微机保护两个子系统而言。现在国内使用SAS 的变电站中，SAS的功能范围的实现主要有以下两种方式。一种是SAS中的监控、微机保护两大部分分别由不同的专业生产厂家配套，通过通信网络实现信息传输、数据共享和分布式处理，优点是SAS系统中的设备之间性能互补，缺点是各厂家设备之间的接口协调配合工作量大。另一种是SAS中的三大部分均由一个厂家供货，实现“统一硬件平台、统一软件平台、统一操作界面、统一信息处理”，优点是便于安装调试及运行人员的掌握，相互通信接口方便，缺点是要求制造厂家具有很强的开发设计、器件选择、生产加工和配套供货能力。从国内采用这两种方式的变电站应用情况看，采用第一种方式的很多，主要用于500kV变电站及220 kV枢纽变电站，采用第二种方式的主要为110kV及以下电压等级的变电站，河北南网的220 kV及以上电压等级变电站均采用第一种方式。笔者认为，具体采用何种方式，除考虑设备之间性能互补外，还应根据具体厂家的供货业绩、运行情况，进行技术经济比较，再行确定。
1.2 编制SAS技术规范书SAS技术规范书是SAS技术及有关方面的具体要求，一般由各个相关专业按照分工，分别编写。继电保护系统的技术规范书，与常规变电站变化不大。主要是监控系统的技术规范书，应当根据变电站运行管理的要求，提出对监控系统硬件、软件、人机接口、控制功能的具体内容及实现、工程服务等方面的具体要求。在编制过程中，设计人员应进行充分的调研，对有关监控系统的性能、技术要求做到心中有数，并与基建、调试及运行管理等各方面人员共同讨论确定。最近，规划院已正式颁发了220-500kV变电所计算机监控系统技术规范书，具体某一工程，应根据建设规模、控制对象及运行方式，编制出详细的切合实际的规范书。
1.3配置系统根据监控系统的功能范围及技术规范书的要求，选择几种厂家的监控系统并有针对性地进行系统配置，例如：操作员站台数及性能、工程师站的配置和软件、数据处理单元的配置、现场(I/O)测控单元的数量、与其它智能设备的接口以及与多个控制中心的连接方式等，从而拟订出几种配置方案。继电保护系统的技术规范书，应提出通信协议和数据接口的要求，作好数据格式和通讯规约等方面的沟通。
2 监控系统的评估
2.1技术性能硬件系统应选用成熟的，先进可靠的和以微处理器为基础的工业产品设备，系统内所有的模件应是固态电路、标准化、模件化和插入式结构，并带有LED自诊断显示。监控系统应采用开放、分层分布式网络结构，采用开放式多任务实时操作系统，多窗口人机界面。系统应具有良好的电磁兼容特性，在任何情况下均不应发生拒动、误动、扰动，影响监控系统的正常运行。系统应采取有效措施，以防止由于各类计算机病毒侵害造成系统内存数据丢失或系统损坏。
2.2应用性能包括监控系统的使用性、开放性、易维护性和企业信誉。所谓使用性指监控系统的市场占有率和适用领域，技术的先进性与成熟性如何，先进控制策略的采用等；开放性指监控系统能否与其它系统相连，与其它智能设备的互相连接和可互操作性，软件的可移植性等；易维护性指不片面追求脱离实际需要的高指标，而是对降低设备运行维护工作量、减轻现场人员工作压力与强度等方面给予充分考虑等。企业信誉包括厂家的售后服务、技术支持等。
2.3可靠性监控系统的可靠性是评价一个系统的重要内容，一般包括系统平均无故障时间(MTBF)、平均维修时间(MTTR)、系统可用率以及系统的容错能力等。
3 监控系统的询价
所谓询价，就是根据监控系统的评价结果及方案论证，以询价书的形式发至3-4个制造厂家。询价书的内容一般包括变电站的一次设备水平、控制方案、测量控制设备的技术要求、系统配置、技术说明、主要控制及调节方案的原则组态图，技术服务事项，要求报价书的深度等内容。
4技术谈判和合同签订
技术谈判是买卖双方就询价和报价中的各种问题进行讨论，以确定监控系统的技术规范、供货范围、交货日期、技术服务等内容。在技术谈判时，买方应详细了解买方的产品，对其报价的内容透彻理解。技术谈判后，买方根据卖方的最终报价以及对各监控系统厂家的评价，从几种监控系统中优选一个性能价格比最优的产品，最终进行商务谈判并签订合同。
5 设计联络会
5.1 第一次设计联络会 ①冻结监控系统的硬件配置方案②修正补充技术协议有关条款③确认双方交接资料④讨论确定第二次设计联络会主要议程。
5.2第二次设计联络会①确认监控系统的具体功能规范和数据库信息表；②确认监控系统的数据库容量、结构及生成定义;③确认控制功能的技术条件;④确认各种测量、接口的要求;⑤讨论和确定画面格式;⑥讨论和确定培训和联合开发计划;⑦讨论和确定工厂检验(FAT)计划;⑧讨论和确定现场检验(SAT)计划;⑨确认第一次设计联络会纪要的执行情况。
6安装调试
在安装调试阶段，有几个问题需要注意：首先，保护装置和监控系统的生产厂家可能不同，受条件限制，无法在产品运抵现场前进行联调，所有的工作都在现场完成，出现问题后，一种可能是相互推诿，无人负责；另一种可能是由于没有专用设备，只好根据经验检查。都可能影响工期。其次，变电站自动化系统的传输规约众多，负责监控系统的厂家需要同时开发不同的传输规约，在工期紧张的情况下，可能会出现一些问题。第三，现场试验应做到：开关量动作到每一个点，模拟量校对到每一个值，控制量操作到每一个设备。对正确的操作及可能出现的误操作应一一验证，使操作控制的正确率为100％。现场试验一般在正常运行条件下进行，但不排除对异常状态的模拟试验。
7 培训
培训内容主要包括微机监控系统的系统结构，设计原理，设备接口，数据库接口，网络接口，现场安装，调试，维护，故障诊断等，并参加微机监控系统生成工作，主要包括监控系统数据库定义、参数设置、画面及报表制作、系统应用软件的使用等。还应能进行故障诊断、更换备品备件等实际操作。
8文件整理与工程验收
8.1 文件整理SAS设计文件较多，主要包括各种设计图表、各种使用手册和操作手册，各种设计变更、组态内容、信号接线图。另外，还应拷贝系统软件和应用软件，以防意外。特别是在现场试验结束后，卖方的现场技术人员应负责完整备份系统软件，并提供给买方。
8.2 工程验收 工程验收应在所有设备安装调试完毕，且设备准备投入试运行时进行，验收应在卖方工程师参加并指导下由买方完成。在验收开始前由卖方应提出现场检验大纲供买方认可。 工程验收要求所有硬件设备同时投入，进行在线168小时连续运行后，测试技术规范书中要求的功能和技术性能指标。工程验收报告需有买方、卖方技术人员签字才能生效。
9 几点建议
9.1 严格微机监控系统的出厂和现场的检验和试验(要把电气性能放在重要位置)，要求制造厂家应有完善的质量保证体系和售后服务质量。
9.2 微机监控系统与继电保护系统的配合和接口十分重要，特别是连接电缆和端子应会同各专业(如设计单位、各制造厂家)进行磋商和协商，以免造成遗漏、误差和冲突的现象，影响整个系统的质量和拖延工期。
9.3 在变电站自动化系统的选型上，建议在一个工程中，监控系统和继电保护系统监控采用同一厂家的设备，实现真正意义上的“四统一”。
参考文献：
[1]汪小明，聂进培.变电站自动化系统中微机保护的改进调试方法.电力系统自动化.1998(5).
[2]王中元.变电站综合自动化系统中有关继电保护问题.电力自动化设备.1995(3).
[3]郭占武，林榕.浅谈变电站自动化系统的现场调试.河北电力技术.2003(5).
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