主頁 > 技術（shù）文（wén）章 > 變（biàn）電站綜合自動化裝置教學培訓工作分析 2024-10-07

變電（diàn）站綜（zōng）合自動化裝置教學培訓工作分析

摘要：本文說明了各種變電站綜合自動化裝（zhuāng）置的硬件具有相同的（de）典（diǎn）型結構，討論了模擬量的輸入（rù）／輸出回路，開關量輸入及輸出（chū）電路，微型機係統和變電站綜（zōng）合自動化算法，人機對話、、通（tōng）信和電源插件，操作回路（lù）等各部分培訓的內容、作用和培訓方法，並具體介紹了測控裝置。
   在變電站綜合自動化培訓教學中，學員要熟悉變壓器、線（xiàn）路、電容器等設備的保護裝置、測控裝置（zhì）、保護（hù）測控（kòng）裝置及各種自動（dòng）控製裝置。若在每個具體裝置中都全麵介紹裝置的結構（gòu）和工作原理，不但重複太多，浪費時間，而且也不容易（yì）全麵深人（rén）地介紹清楚，且（qiě）不利於學員理解掌握。因此在培訓中，都要對各種裝（zhuāng）置的共（gòng）性部分進行統一介紹，即介（jiè）紹裝置的基本結（jié）構、原（yuán）理與接線。下麵就裝置部分教學培訓（xùn）工作進行IV"結，與大家分享。
一、裝置的典型硬件結構：
   裝置部（bù）分教學（xué）培訓中，首先要把裝置（zhì）的典型硬件結構弄清楚。成套的綜合（hé）自（zì）動化係統（tǒng）中微機保護係統、監控（kòng）係（xì）統、自（zì）動控製係統等裝置都是由若幹模塊組成（chéng）的，它們的硬件結構都是大同小異，所不同的（de）是（shì）軟件及硬件模塊化的組合與數量不同。一個變電站綜合自動化係統中（zhōng）各種子係統的（de）典型硬件結構主要包括模擬量輸人/輸出回路、開關量輸人（rén）/輸出回路、微機係統、人機對話接口（kǒu）回路、通信回路和電源。
   裝置（zhì）采用統一硬件平台，變電站綜合自動化裝置硬件采用整（zhěng）體麵板、國（guó）際（jì）標準機箱。裝置強弱電徹底分（fèn）離，CPU板采用印刷（shuā）板、表（biǎo）麵裝貼技（jì）術，提高了裝置的可靠性。可自檢（jiǎn）和互檢（jiǎn），同時減少各部分的關聯性。通信接口方式選擇靈活（huó），與變電（diàn）站自動化係統配（pèi）合，可實現遠方定值修改（gǎi）和切換、事件記錄及錄波（bō）數（shù）據上傳、壓板遙控投退和遙測、遙信、遙控跳合閘。可（kě）通（tōng）過變（biàn）電站監控係統對保護裝置所具有的功能實施全遙控操作。裝置采用統一軟件平台，縮短了產品的研發周期，延（yán）長了產品的市場生命周期，從“作坊生產階段”進人到“大規模生產階段”。裝置采用統（tǒng）一數據庫處（chù）理，在設計裝（zhuāng）置功能模塊時提煉不（bú）同功能應用信息的共性，建立一個統一的應用功（gōng）能數據機構模塊（kuài），包含每種功能所需（xū）的一（yī）切（qiē）信息，形成功能程序的統一的開發平台，降低了功能模塊（kuài）程序開發的難度，提高了功能模塊程序的可（kě）靠性。
二、模擬量的輸入/輸出回路（lù）：
  1.模擬量的輸入電路（lù）：
   變電站綜合自動化係統采（cǎi）集的一次設備的電（diàn）流、電（diàn）壓、有功功率、無（wú）功功率（lǜ）、溫度等都是屬於模擬量，由於微機（jī）隻能識別數字量，故模擬信（xìn）號必須轉（zhuǎn）換成數字信號才能輸人到微（wēi）機中進行處理。典型（xíng）的（de）模擬量輸人（rén）電路的結構（gòu）框圖，主要（yào）包（bāo）括電壓形成（chéng）電路、低通濾波電路、采樣電路、多路轉換開關及A/D變換芯片五部執電（diàn）壓形成電路除了起電量變換作用外，另（lìng）一個重要作用是將一次（cì）設備的電流互（hù）感器（qì）TA、電（diàn）壓互感器（qì）TV的二次回路與微機A/D轉換係統完全隔（gé）離，提高抗幹擾能力。通過低通濾波器（qì）與采樣定理、采樣保持器、模擬量多路轉換開關（guān）、模/數變換(A/D)的詳細講（jiǎng）解，使學員熟悉模（mó）擬量輸人電路如何隔離、規範輸入（rù）電（diàn）壓及完成模/數變換、與CPU接口（kǒu），完成數據采集任務。
   為了使學員更好地理解和掌握培訓內容，講變（biàn）換器時向（xiàng）學員展示變換（huàn）器（qì）插件實物，講清楚變（biàn）換器的輸人信號和輸出（chū）信（xìn）號。講解低（dī）通濾波時也將實物插件展示（shì）給學員（yuán），理（lǐ）論聯係實際，可取得很好的培訓效果。
   2模擬量輸出電路：
    培訓中簡要說明模擬量輸出電路的組成、數/模(D/A)轉換器工作原理。模擬量輸出電路的作用是把微型機（jī）係統輸出的數字量轉換成模擬量輸出，該任務主要由數/模(D/A)變換器來完成。由於D/A轉（zhuǎn）換（huàn）器需要一定的轉換時間，在轉換期間，輸（shū）人（rén）待（dài）轉換的數字量（liàng）應該保持不變，而微型機係統輸出的數據在數據總（zǒng）線上穩定（dìng）的時間很短，因此在微機係統與D/A換器間必（bì）須用鎖存器來保持數字量的穩定，經過D/A轉換器得到的模擬信號一般（bān）要經過低通濾波器，使其輸出波形平（píng）滑，同時（shí）為了能驅動受控設備，可以采用功率放大器作為模擬量輸出的驅（qū）動電踐 D/A轉換（huàn）器的作（zuò）用是將二進製的（de）數字量（liàng）轉換（huàn）為相應的模擬量，其主要部件是電阻開（kāi）關網絡和集成運算放大器。
三、開關量輸入及輸出電路：
   開關量輸人、輸出（chū）電路是非常重要的教學內容。學員隻有（yǒu）明白（bái）了斷路器、變壓器分接頭的位置狀（zhuàng）態是如何被采集和輸出後才能（néng）更好地工作。
在變電站綜（zōng）合自動化係統的數據采集中，除模擬信號外，還有大量的以二進製數字變化為特點的信號（hào），如隔離開關、斷路器的（de）狀態，按鈕、普通的開關、刀閘、斷路器（qì）的觸點以及人機聯係的功能鍵的狀（zhuàng）態等，稱為開關量（liàng）。
     1.開關量（liàng）輸入電路：
   開關量輸（shū）入電路的基本功能就是將變電站內（nèi）需要（yào）的狀態信（xìn）號引人微機係統，如斷路器狀態、繼（jì）電保護信號等。開關量輸人電路由消抖濾（lǜ）波電路、信號調節電路、控製邏輯電路、驅動電路、地址（zhǐ）譯碼電路、隔（gé）離電路等組成。培訓中講清（qīng）消抖濾波電路與信號調節電路、電隔離技（jì）術的應用、驅動控製與端口地址譯碼問題，特別是要了解簡單的開關量（liàng）輸人電路。開關（guān）量信號都是成組並行輸人(出)微機係統的，每組一般為微機（jī）係統（tǒng）的字節，即（jí）8, 16或32位，對（duì）於斷路器（qì）、隔離開關等開關量的狀態，體現在開關量信號的每一位上，如斷路（lù）器（qì）的分、合（hé）兩種工作狀態，可用0, 1表示。簡單的開關量輸人（rén）電路包括斷路器和隔離開關的輔助觸點、跳合閘位置繼電器觸點、有載調壓變壓器的分（fèn）接頭位置等輸入、外部裝（zhuāng）置閉鎖重合閘觸點輸人、裝置上（shàng）連接片位置輸入等回路。
   2．開關量輸（shū）出回路：
  開關量輸出電（diàn）路主要是將CPU送出的數字信號或數據（jù）進行顯示、控製或調節，如（rú）斷路（lù）器跳閘命令和（hé）屏幕顯示、報警信號等。開關量輸出電路與輸人電路基本一樣。簡單（dān）的開關（guān）量輸（shū）出主（zhǔ）要包括保護的跳閘出口以及本地和中央信（xìn）號等（děng），一（yī）般都采用並行接口的輸出來控製（zhì）有觸點繼電器(幹簧或密封小中間繼電器)的方法（fǎ），但為提高抗幹擾（rǎo）能力，最（zuì）好（hǎo）也經過一級光電隔離。
四、微型機係統和變電站綜合（hé）自動化算法（fǎ）：
  微型機係統的CPU是由一片大（dà）規模集成（chéng）電路芯片製成，不僅能進行算法邏輯運（yùn）算，還（hái）能執行各種控製功能。配備（bèi）一定容量的存儲（chǔ）器、輸（shū）人（rén）/輸出設（shè）備的接（jiē）口電路及係統總線。計算機監控係統都應具有數據采集和輸出控製部分，這（zhè）兩個部分構（gòu）成了基（jī）本測控單元的主要（yào）內容。數字信號處理器(DSP)是（shì）一種經過優（yōu）化後用於處理（lǐ）實時信號的微控製器。在變電站綜合自動化係（xì）統中，計算（suàn）機（jī）對采樣值進行分析、計算得到所需的電流、電壓的有效值和相位以及有功功率、無功功率等量，或者算出它們（men）的序（xù）分量，或者線路（lù）和元件的視（shì）在阻抗，或者某（mǒu）次諧波的大小和相位等，並根（gēn）據這（zhè）些參數（shù）的計算結果以及定值，通（tōng）過比較判斷決定裝置的動作行為，而（ér）完成（chéng）上述分析計算和比較判（pàn）斷以實現各種預（yù）期功能的方法（fǎ）就稱為變電站綜合自動化係統算法。其主（zhǔ）要任務是（shì）如何從包含有噪聲分量的輸入信號中快速、準確地計算出所需的各種電氣（qì）量參數。培訓中要說明研究算法的目（mù）的主要是提高運算的精（jīng）確度和提（tí）高運算的速度。算法的運算速（sù）度（dù）將影響自動化裝置檢測量的檢測和自（zì）動化裝置的動作速度。變（biàn）電站綜合自動化係統中保護和監控對算法有不同要求。
五、人（rén）機對話、通信和電源插件：
  1.人機時話：
   人機對話的主要內容有（yǒu）顯示畫麵與數據(包括時間、日期);單線圖的狀態、潮流信息;報警畫麵（miàn）與提示信息;事件順序記錄。事故記錄;趨勢記錄;裝置工況狀態顯示;保護整定（dìng）值（zhí）;控製係統的配置顯示，包括退出運行的裝置的顯示以及（jí）信號流程圖表;值（zhí）班記錄;控製係統的設定顯示等。主要介紹人機對話微型機係統的硬件原理、鍵盤響應電路、屏幕(液晶)顯示電路（lù）、打印機的接口電路、多機通信（xìn）和巡檢開關、人機對話插件等。重點講清人機（jī）界麵操作和命令（lìng）菜單（dān）使用說明。
   2.通信插件：
   通信插（chā）件承（chéng）擔著裝置（zhì）的管理和通信任（rèn）務，是承接裝置（zhì）與夕（xī）卜界通信及交換信息的管（guǎn）理插件，如與麵板、PC調（diào）試軟件、監控後台、工程師站、遠動、打印機等的聯係，根據保護的配置組織上送遙測（cè）、遙信、SOE、事件報（bào）文（wén）和錄（lù）波信息等。通信插件可根據需（xū）要設置有Lan網口、以太網口、RS485口和RS232口，滿足不同監控和遠動係統的要求。另外，還設置有GPS對（duì）時功能，可滿足網（wǎng）絡對時和脈衝對時方式的要求。
   3.電源插件：
   每個裝置均有一個獨立的開關電源，向其他插件供電，此開關電源與插件麵板（bǎn）構成電源插件(又（yòu）叫電源模件)。培訓中（zhōng）要重點說明輸出電壓（yā）的作用。輸出電壓十SV為CPU及其外圍芯片提供工作電源;15V為模擬輸人回路運（yùn）放提供工作（zuò）電源;+24V為開（kāi）出、開人回路提供電源。
六（liù）、操作回路：
  培訓中分兩個方麵介紹操作回路。一是介紹斷路器操作回路的（de）原理框圖，讓學員明白操（cāo）作回路的基（jī）本原理;二是讓學員看懂實際的操作回路。
  1、斷路器操作回路的原理框圖：
  首先介紹斷路器操作回路總體上（shàng）分為合閘回路和跳閘回路兩大（dà）部（bù）分，介紹合閘（zhá）回路（lù）和（hé）跳（tiào）閘回（huí）路的工作過程。手動操作時可選擇遙控操作或（huò）就地操作。當就地/遙控選擇開關打至遙控（kòng）”位置時在後台機上手動遙控操作;當就地/遙控選擇開關打至“就地”位置時（shí）工作人員在裝置上就地操作斷路器。然後介紹自（zì）動操作時保護接（jiē）點通過連接壓板直接接人控製電源進行斷路器操作（zuò），並介紹防跳回（huí）路的作用和原理。最後介紹位置信（xìn）號（hào）、控製回路斷線和事故信號。
  2、斷路器操作回路實例：
   斷路器操作回路的原理框圖（tú）與實際操作（zuò）回路還有一些距離，為了學（xué）員更好地工作，還需（xū）要講解斷路器實例（lì）操作回路，如南瑞繼保電氣有限公司RSC-941A型裝置操作回路和南自IOKV線路保護測控櫃斷路器操作回路。
七、測控裝置：
  測控裝置用於各種電壓等級的變電站中，綜合考（kǎo）慮變電站對數據（jù）采集、處（chù）理的要求（qiú），以微機技術實（shí）現數（shù）據采集、控（kòng）製、信號等功能。采用現場測控網絡（luò）與安裝於控製室的中心（xīn）設備連接，依靠變電站自動化係統的間隔測控單元實現全變電站的監控。裝置（zhì）完全按照間隔單元實現測量、記錄、監視（shì）、控（kòng）製等功能，能夠滿（mǎn）足各種電壓等級的變電站綜合自動化（huà）係統的要求。
  1.測控裝置硬件結構與功能（néng）：
  測（cè）控裝置主要由交流變換插件、CPU插件（jiàn）、顯示麵（miàn）板、通訊插件、開入開出插件（jiàn）、電源插件等模塊構成。測控裝置功能有開（kāi）關量變（biàn）位遙信;電壓、電流的模擬量輸入;斷路器遙控分（fèn）合，空接點輸出，出口動作保持時間可程序設定;脈衝累加單元，空接點開入;遙控事件記錄及事件SOE;支持行業標準通訊接口。
   2.PSR650係列數字式綜合測控裝置：
PSR650係（xì）列數字式（shì）綜合（hé）測控裝置適用於各電壓等級變電站等測量控（kòng）製領域，實現四遙及同期合閘等自動功能。PSR650係列數字式綜合測控裝（zhuāng）置為19英寸機箱裝置配（pèi）置，2一3塊（kuài）交流采集模件(AC)，共采集12路電流、12路電壓、1塊直流溫度采集模件(DC, TDC)可選，共（gòng）12路采集、2塊數字量采集模件(DI)，共40路采集(包（bāo）括脈衝量采集);2塊智能控製模件(OUT)，共20路（lù）開（kāi）接點輸出;CPU模件、POWER模件各一塊。PSR652數字式綜合測控單元麵板由液晶顯示屏、二級（jí）管指示灶（zào）複歸按鈕和鍵盤等四部分組成。PSR 650係列數字式綜合測控裝置的鍵盤操作和（hé）液晶顯（xiǎn）示界麵采用對話框結合菜（cài）單式操作方式。
  培訓（xùn）過程中（zhōng）從一（yī）般（bān）到特殊，再由特殊到一般。先講授一般裝置的原理與組成，再講（jiǎng）一個具體的測控裝置的組成、原理、特（tè）點、功能（néng）。針對受訓人員所在的工作環境、所使用的（de）設備及上述（shù）電路的實物插（chā）件，拍一些相關實物（wù）圖片放在課件裏，讓學員摸得著、看得見，以便（biàn）更好地實施培訓。培訓的目的是為了實（shí）現知識更新，知識更（gèng）新包含兩個（gè）內容:理論學習和實踐技能學習。“讀書是學習，使用也是學習，而且是更重要的學習。”“精通（tōng）的（de）目的全在於應用。”培訓更是體現在應用中（zhōng）。職工培訓注重實際及相（xiàng）關（guān）技能的培養是職（zhí）工培訓（xùn）與傳統學（xué）校教育最大的不同之處，也是職工培訓的（de）特性所在。培訓內（nèi）容的安排、培訓過程的實施、培（péi）訓方式（shì）的設計等都應充分體現這一理念（niàn）。學習內容不是固定不變，而是（shì）根據公（gōng）司的實際情況（kuàng）作相應的（de）變化，即從標準模式到量身定做，直接使用實際（jì）案例，案例分析要與當前的業（yè）務（wù）相結合（hé）。在教學形式上，強調（diào）業務導向、結果導向和日常工作導向，現場培訓采用團隊學習（xí）、專題討論等方式，很好地促進了技能的傳播，使員工具有多種技能（néng）。
幾年的培訓實踐表明，要做好培訓，培訓師的學習力要強，要不斷（duàn）更新（xīn）知識和觀念，在課程中充實新的（de）理論和案例，理論聯（lián）係實際，培訓（xùn）方法多樣，案例教（jiāo）學效果會更好。通過培訓使員工的理論水平和實踐技能綜（zōng）合素質得到提升，從而進一步提升企業（yè）竟爭力。

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