1 Q:什么是SCADA系統(tǒng)
A:SCADA(SupervisoryControl
And Data Acquisition)系統(tǒng),即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)方設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信號(hào),遠(yuǎn)程測量,遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)等各項(xiàng)功能。它并非一個(gè)單純的控制系統(tǒng),而更多地注重于監(jiān)視的層面,它是一個(gè)立足于硬件平臺(tái)(如:PLC或其他的商用硬件模塊)之上提供交互界面的軟件。它應(yīng)用領(lǐng)域很廣,可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域。主要由現(xiàn)場終端設(shè)備,通信系統(tǒng),中央監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。
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Q: SCADA系統(tǒng)的意義
A:在電力系統(tǒng)中,SCADA系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛,技術(shù)發(fā)展也最為成熟。有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系
統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢,現(xiàn)已經(jīng)成為電力調(diào)度不可缺少的工具。它對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的
可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)效益,減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān),實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化與現(xiàn)代化,
提高調(diào)度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。
SCADA的作用:
數(shù)據(jù)采集與處理,數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì),報(bào)表管理,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ),人工數(shù)據(jù)輸入,圖形編輯和顯示,告警處理,系統(tǒng)監(jiān)視等等。通過SCADA功能,調(diào)度員能夠從主站系統(tǒng)界面上實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。通過SCADA功能采集的數(shù)據(jù),主站可以結(jié)合各地市公司的實(shí)際需求,作一些如:負(fù)載率統(tǒng)計(jì)、不平衡率統(tǒng)計(jì)、電量統(tǒng)計(jì)等實(shí)用功能。通過SCADA功能采集的數(shù)據(jù)可以為其他系統(tǒng)及高級(jí)應(yīng)用模塊提供數(shù)據(jù)源。因此,SCADA功能是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)最基礎(chǔ)的功能。
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Q:SCADA系統(tǒng)的特點(diǎn)
A:1)可以遠(yuǎn)程訪問,使用戶雖遠(yuǎn)離現(xiàn)場,亦可處處關(guān)心
2)廣泛的技術(shù)合作成為可能,多人在多方對(duì)同一問題可進(jìn)行會(huì)診,甚至全世界
3)報(bào)警方式的多途徑實(shí)現(xiàn),不僅能在SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中顯示,還可以通過傳呼、E_Mail甚至手機(jī)短信實(shí)現(xiàn)
4)一個(gè)用戶可監(jiān)控多個(gè)過程,使過程控制人員不再分身乏術(shù);多個(gè)用戶可以監(jiān)控同一過程,真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的開放性及過程信號(hào)的透明化
5)最終用戶參與設(shè)計(jì),使控制過程更趨于合理,生產(chǎn)工藝得到更完美的體現(xiàn)
6)儀器虛擬化,操作簡單,不僅可以進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄,更可以進(jìn)行智能化分析
7)多種儀器、多種控制系統(tǒng)的協(xié)同工作,使全局自動(dòng)診斷能力增強(qiáng)
8)既可在原有的PLC/DCS基礎(chǔ)上安裝,也可以獨(dú)立安裝,能夠?qū)崿F(xiàn)與原系統(tǒng)的無縫連接。
4 Q:什么是SCADA主站系統(tǒng)
A:主站系統(tǒng)(DSCADA):主站由一系列服務(wù)器、工作站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成,負(fù)責(zé)接收各個(gè)終端及子站轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù),獲取配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息,從整體上對(duì)地市供電管轄的電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。主站一般安裝在供電公司機(jī)房,類似與主網(wǎng)的調(diào)度主站。
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Q:什么是SCADA子站系統(tǒng)
A:對(duì)于規(guī)模較大的地區(qū),一般設(shè)立子站層,主要任務(wù)是作為配電監(jiān)測采集數(shù)據(jù)的交換中心,從終端采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到主站。子站系統(tǒng)一般安裝在變電站內(nèi),可以看作是簡單的主站系統(tǒng)。、
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Q:什么是聯(lián)絡(luò)開關(guān),分段開關(guān)
A:聯(lián)絡(luò)開關(guān):顧名思義就是起聯(lián)絡(luò)作用的。主要用在兩個(gè)電源,兩臺(tái)變壓器的配電系統(tǒng)中,兩臺(tái)變壓器的主控柜分別出線到聯(lián)絡(luò)柜里面。聯(lián)絡(luò)柜的上,下口分別接兩臺(tái)主控的出線,即一個(gè)采用上口進(jìn)線,一個(gè)采用下口進(jìn)線,一般兩臺(tái)柜子要形成互鎖,不能同時(shí)使用,平時(shí)只開其中一臺(tái),另外一臺(tái)備用。
分段開關(guān):線路自動(dòng)分段開關(guān),簡稱分段開關(guān),是配電網(wǎng)提高可靠性和自動(dòng)化程度的一個(gè)重要設(shè)備,廣泛的應(yīng)用于配電線路的分支線或區(qū)段線路上用來隔離永久故障;它不具備開斷短路故障電流的能力,不能單獨(dú)作為主保護(hù)開關(guān)設(shè)備,只能與電源側(cè)前級(jí)開關(guān)設(shè)備想配合,在無電流的情況下自動(dòng)分閘。 它們既有相同點(diǎn),也有各自的特點(diǎn)。聯(lián)絡(luò)開關(guān)一般情況下是分開的,如果打開就構(gòu)成環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,如果當(dāng)圖示位置發(fā)生故障的時(shí)候,聯(lián)絡(luò)開環(huán)可以打開,這樣可以減小故障區(qū)段。
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Q:什么是FTU,FTU的功能
A:FTU是裝設(shè)在饋線開關(guān)旁的開關(guān)監(jiān)控裝置。這些饋線開關(guān)指的是戶外的柱上開關(guān),例如10kV線路上的斷路器、負(fù)荷開關(guān)、分段開關(guān)等。一般來說,1臺(tái)FTU要求能監(jiān)控1臺(tái)柱上開關(guān),主要原因是柱上開關(guān)大多分散安裝,若遇同桿架設(shè)情況,這時(shí)可以1臺(tái)FTU監(jiān)控兩臺(tái)柱上開關(guān)。
主要功能:
(1)遙測(電流,電壓,溫度等等)
(2)遙信(開關(guān)狀態(tài)信號(hào),開關(guān)儲(chǔ)能等等)。
(3)遙控(開關(guān)的分合,電池的維護(hù),保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸等等),
(4)數(shù)據(jù)傳輸功能(能與上級(jí)站進(jìn)行通信,將采集和處理信息向上發(fā)送并接受上級(jí)站的控制命令)。
(5)故障識(shí)別,隔離,恢復(fù)供電及保護(hù)。
(6)就地操作(FTU內(nèi)有分合閘按鈕,實(shí)現(xiàn)就地操作)。
(7)環(huán)網(wǎng)功能:當(dāng)FTU設(shè)置為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí),根據(jù)一側(cè)或二側(cè)PT受電狀態(tài),按整定值自動(dòng)控制開關(guān)合分。在開關(guān)雙側(cè)有電時(shí),禁止聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘。需要聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的,主站要進(jìn)行專門設(shè)置和確認(rèn)。當(dāng)一側(cè)失電時(shí),根據(jù)FA方案和主站的設(shè)置,允許自動(dòng)合閘的,自動(dòng)控制合閘,以迅速地恢復(fù)供電。
(8)定值下裝、上傳功能(速斷定值、使能;過電流定值,時(shí)間常數(shù)、使能;
重合閘時(shí)間、使能;環(huán)網(wǎng)功能設(shè)置、取消。
(9)當(dāng)?shù)鼐S護(hù)功能
通過FTU上的標(biāo)準(zhǔn)通信維護(hù)接口,利用專用維護(hù)軟件進(jìn)行調(diào)試及維護(hù)。包括參數(shù)定值配置、檢查;遙測、遙信、遙控、對(duì)時(shí)測試召測;數(shù)據(jù)上傳、通信等。
(10)自診斷、自恢復(fù)功能
具有自診斷功能,當(dāng)發(fā)現(xiàn)FTU的內(nèi)存、時(shí)鐘、I/O等異常,馬上記錄并上報(bào)。具有上電自恢復(fù)功能。
(11)電源UPS和電池維護(hù)功能
滿足操作機(jī)構(gòu)、終端設(shè)備和通信裝置用電。FTU雙電源供電,一側(cè)電源失電后仍可持續(xù)工作。平時(shí)由主電源給FTU供電,同時(shí)給電池浮充。雙側(cè)電源失電后由電池供電,FTU可繼續(xù)工作24小時(shí)(電臺(tái)除外)。
電池低電壓告警保護(hù)功能。電池自動(dòng)維護(hù):在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)由調(diào)度員下發(fā)電池維護(hù)命令,電池開始放電,電池低電壓時(shí)自動(dòng)停止放電,自動(dòng)切換由主電源供電,并給蓄電池充電。電池充電采用恒壓限流充電,確保安全。
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Q:什么是饋線自動(dòng)化FA
A:饋線自動(dòng)化是指變電站出線到用戶用電設(shè)備之間的饋電線路自動(dòng)化,其內(nèi)容可以歸納為兩大方面:一是正常情況下,實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流,電壓情況,實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方或就地合閘與分閘操作;在故障時(shí),獲取故障記錄,并能自動(dòng)判斷和隔離饋線故障區(qū)段,迅速恢復(fù)非故障區(qū)域供電。
例子:
當(dāng)圖示位置發(fā)生短路故障的時(shí)候,產(chǎn)生很大的故障電流,此時(shí)ftu是無法斷開故障電流的,但是斷路器可以,當(dāng)斷路器A斷開后,斷路器后面的部分無電流,這會(huì)ftu1和ftu2就可以控制開關(guān)分開,過一段時(shí)間斷路器A重合,重合成功。同時(shí)將中間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)打開,這樣只有ft1和ftu2之間的故障區(qū)段被隔離,其他部分都可以正常供電,這就是一個(gè)簡單的FA(饋線自動(dòng)化)的過程。、
饋線自動(dòng)化的作用:
提高供電可靠性:
-
縮小停電范圍。
-
減小故障停電時(shí)間。
-
減小故障發(fā)生概率。
提高用戶服務(wù)質(zhì)量
-
減小用戶停電范圍,停電時(shí)間
-
故障后,及時(shí)告知故障位置,原因,停電范圍,以及大致的恢復(fù)時(shí)間。
提高管理效率
及時(shí)確定故障位置和原因,節(jié)約大量的人工現(xiàn)場巡查和操作勞動(dòng)力。
實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能對(duì)主站的要求:
(1)能遠(yuǎn)方或就地控制開關(guān)的分合閘
(2)能實(shí)現(xiàn)閉鎖控制功能
(3)能根據(jù)FTU上傳故障信息,通過主站軟件實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段判斷、故障隔離
(4)能通過主站軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),恢復(fù)非故障區(qū)段供電
實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能對(duì)一次設(shè)備的要求:
(1)線路要使用分段開關(guān)合理的分段
(2)要使用環(huán)網(wǎng)方式供電,并視具體的聯(lián)絡(luò)方式留有一定的備用容量
(3)選用的一次設(shè)備要具有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)并配備必要的電流、電壓互感器
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Q:什么是遙測,遙信,遙控,遙脈,遙調(diào)
A:(1)遙測往往又分為重要遙測、次要遙測、一般遙測和總加遙測等。遙測數(shù)據(jù)是連續(xù)變化的,是個(gè)模擬量。例如:
1)主變壓器及輸電線中的功率與電流
2)輸電線中的電流:
3)母線電壓,
4)主變壓器溫度。
(2)遙信:要求采用無源接點(diǎn)方式,即某一路遙信量的輸入應(yīng)是一對(duì)繼電器的觸點(diǎn),或者是閉合,或者是斷開。通過遙信端子板將繼電器觸點(diǎn)的閉合或斷開轉(zhuǎn)換成為低電平或高電平信號(hào)送入RTU的YX模塊。遙信功能通常用于測量下列信號(hào),開關(guān)的位置信號(hào)、變壓器內(nèi)部故障綜合信號(hào)、保護(hù)裝置的動(dòng)作信號(hào)、通信設(shè)備運(yùn)行狀況信號(hào)、調(diào)壓變壓器抽頭位置信號(hào)。自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)和其它可提供繼電器方式輸出的信號(hào);事故總信號(hào)及裝置主電源停電信號(hào)等。
(3)遙控,操作人員通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送開關(guān)閉合命令,通過配電網(wǎng)通道傳到到現(xiàn)場,使現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作開關(guān)的閉合,達(dá)到給用戶供電,停電的目的。
(4)遙脈,通過使用脈沖信號(hào)向系統(tǒng)發(fā)送信息為遙脈,常用在綜合自
動(dòng)化系統(tǒng)的電能計(jì)量中。
(5)遙調(diào),操作人員通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)或者高級(jí)監(jiān)控程序發(fā)送參數(shù)調(diào)節(jié)命令,通過配網(wǎng)信道傳送至現(xiàn)場,使現(xiàn)場的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)特定的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),達(dá)到負(fù)荷大小,電壓,功率參數(shù)調(diào)節(jié)等目的。
補(bǔ)充說明: 遙測還可以分實(shí)遙測,虛遙測。實(shí)遙測,就是直接可以采集的信息,例如設(shè)備的電流和電壓。虛遙測是間接計(jì)算或分析出來的。例如功率,功率=電壓X電流。
遙信也分實(shí)遙信和虛遙信。實(shí)遙信是可以直接檢測的,例如開關(guān)的狀態(tài)。虛遙信是分析出來的。例如線路過流,某個(gè)時(shí)刻電流過大,或者某個(gè)設(shè)備某段時(shí)間失壓。
遙調(diào),是輸出量,可以是多個(gè)值,例如檔位。
遙控與遙信對(duì)應(yīng),遙調(diào)與遙測對(duì)應(yīng),遙信與遙測屬于輸入,遙控與遙調(diào)屬于輸出。
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Q:什么是SOE
A:SOE為英文SequenceOfEvent的縮寫,即事件順序記錄。而一般的事件記錄只能做到秒級(jí)的分辨率,當(dāng)事件發(fā)生后往往同一秒內(nèi)出現(xiàn)的信息很多,且不能分出先后順序,這就給事故分析造成了很大的困擾而SOE就能更精確地反映事件情況,它能以毫秒級(jí)的分辨率獲取事件信息,為事故分析提供有力的證據(jù)。SOE系統(tǒng)的輸入信號(hào)全部為開關(guān)量信號(hào),它以高分辨率分辨各個(gè)信號(hào)狀態(tài)變化的先后次序,幫助在事故情況下分辨故障的原因找出首出故障因此SOE成為分析事故的主要記錄手段。
SOE的客觀真實(shí)性以及重要性:
SOE是為廠站端RTU采集的現(xiàn)場遙信變位信息,它包含了遙信變位的準(zhǔn)確發(fā)生時(shí)間(精細(xì)到毫秒),RTU將其打包成SOE報(bào)文發(fā)送給主站系統(tǒng),主站系統(tǒng)將規(guī)約報(bào)文解析成SOE報(bào)表,但對(duì)內(nèi)容和時(shí)間不做任何更改處理,即忠實(shí)客觀地反映廠站端的情況。隨著無人值班變電所的推廣,廠站端接入遙信信號(hào)數(shù)量也越來越多,廠站端各種一次,二次設(shè)備的異常情況判斷也越來越依靠SOE所提供的準(zhǔn)確信息。
例如:上圖,如果t1時(shí)刻監(jiān)測到開關(guān)狀態(tài)為分,在t2時(shí)刻監(jiān)測到了開關(guān)的狀態(tài)為合,發(fā)生了遙信變位,但是t2時(shí)刻并不是開關(guān)發(fā)生遙信變位的準(zhǔn)確時(shí)間,但是如果有soe,它就可以以毫秒級(jí)的準(zhǔn)確度記錄下遙信變位tx的時(shí)刻,精確知道遙信變位時(shí)間發(fā)生的時(shí)間。
Soe=遙信值 timestamp(時(shí)標(biāo))
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Q:前置機(jī)以及作用
A:前置機(jī)程序通過各類規(guī)約,將底層智能設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采集;再轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器記錄,各種應(yīng)用的工作站,再往數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中取得需要的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析。
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Q:速斷跳閘的作用
A:如果沒有速斷跳閘功能,當(dāng)線路中發(fā)生短路的時(shí)候,斷路器會(huì)跳閘,過一點(diǎn)時(shí)間,斷路器會(huì)重合,如果再次重合失敗的話,就會(huì)發(fā)生閉鎖,斷路器后面的設(shè)備就都沒有電了。
如果FTU有速斷跳閘功能的話,當(dāng)線路中發(fā)生短路,斷路器跳閘(斷路器可以在故障電流下跳閘),挨著短路區(qū)域的3號(hào)FTU速斷跳閘,這樣過一段時(shí)間斷路器就能重合成功,這樣可以縮小故障區(qū)域范圍。
13Q:負(fù)荷電流與故障電流的區(qū)別
A:負(fù)荷電流指的是設(shè)備正常運(yùn)行(即帶負(fù)荷時(shí))的情況下,負(fù)載所吸收的電流。故障電流指由于故障而流經(jīng)電網(wǎng)給定點(diǎn)或給定元件的電流。故障電流非常大,通常10倍于負(fù)荷電流。
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Q:斷路器與負(fù)荷開關(guān)的區(qū)別
A:負(fù)荷開關(guān)只有在負(fù)荷電流下進(jìn)行開關(guān),在故障電流下不能進(jìn)行開關(guān)。斷路器既可以在負(fù)荷電流下開關(guān),也可以在故障電流下開關(guān)。
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