函 授 大 专 毕 业 论 文(XX)

函授大专毕业论文论文题目：浅谈电力二次自动化系统

安全防护设计

年级：

专业名称：发电厂及电力系统

学

姓号：名：

指导教师：

2012年06月

目录1、电力系统自动化系统概述…………………………………

2、安全防护设计……………………………………………21

3、电力二次自动化系统安全防护设计………………………4

4、计算机在电力二次自动化系统安全防护中的应用…………54、1视频系统的应用……………………………………………54、2数据采集……………………………………………………64、3水电厂计算机系统结构……………………………………64、4自动和远方控制……………………………………………8

（一）电力系统自动化系统概述

电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化，电力调度的自动化，是具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA 系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综合化电站，随着信息技术的发展，电力系统的自动化也已经面向信息化发展就目前来说，电力系统自动传输系统就是随着信息技术发展起来的，其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。自动化主要是代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中的人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。把厂站的模拟量通过变换输送到位于调度中心的接收端并加以显示的

过程称为遥测。把厂站的开关量输送到接收端并加以显示的过程称为遥信。把调度端的控制和调节信号输送到位于厂站的接收端的实现对调节对象的控制的过程，称为遥控或遥调。远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。前者由硬件逻辑电路以固定接线方式实现其功能，后者是一种计算机化的远动装置。从各个发面来讲就是现在自动化水平的高度发展，包括管理系统的自动化也是通过计算机来实现。主要项目有电力工业计划管理、财务管理、生产管理、人事劳资管理、资料检索以及设计和施工方面等。

（二）安全防护设计

随着电子技术的飞速发展,自动控制系统在电力生产各个方面的使用越来越广,电力职工在受益于微电子技术的极大方便的同时,也受到其一旦损坏就损失巨大的困扰。实际上,在电力系统增加自动控制系统的时候,对自动控制系统的安全防雷意识相对淡薄,一旦有雷电波侵入设备损坏一般是巨大的,有的甚至使整个系统瘫痪,造成无可挽回的损失.所以就必须进行安全防护，即安防、所谓安全、就是没有危险、不受侵害、不出事故；所谓防护、就是防备、戒备，而防备是指作好准备以应付攻击或避免受害，戒备是指防备和保护。综合上述解释，是否可以给安全防护有如下解释：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。按照电能的生产

和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等，为了让电力系统的自动化更加系统化，就需要建立显而易见，安全是目的，防护是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防护的基本内涵。对于电力二次系统的安全防护我们需要建立一定的安全防护系统，可以建立入侵报警系统。入侵报警系统就是利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法进入或试图非法进入设防区域的行为、处理报警信息、发出报警信息的电子系统或网络。入侵报警系统的构成一般由周界防护、建筑物内（外）区域、空间防护和实物目标防护等部分单独或组合构成。系统的前端设备为各种类型的入侵探测器（传感器）。传输方式可以采用有限传输或无线传输，有限传输又可采用专线传输、电话线传输等方式；系统的终端显示、控制、设备通讯可采用报警控制器，也可设置报警中心控制台。系统设计时，入侵探测器的配置应使其探测范围有足够的覆盖面，应考虑使用各种不同探测原理的探测器。在生产控制大区与管理信息大区之间必须设置经电力专用横向单向安全隔离装置。它由高压电子脉冲主机和前端探测围栏组成。高压电子脉冲主机是产生和接收高压脉冲信号，并在前端探测围栏处于触网、短路、断路状态时能产生报警信号，并把入侵信号发送到安全报警中心；前端探测围栏杆及金属导线等构件组成的有形周界。

（三）电力二次自动化系统安全防护设计

随着电力市场及通讯技术和网络技术的不断发展，在集控中心、调度中心、用户之间进行的数据交换也越来越频繁，这对于电力调度自动化系统的可靠性、安全性及实时性提出了更高的要求，也使得电力调度自动化二次系统的安全防护问题成为调度中心的一项重要工作内容。电力调度自动化二次系统安全防护方案依据电力系统的特点及各相关业务系统的数据流程、重要程度及安全要求规范，在电力二次自动化系统安全防护设计中，需要将资源共享与充分利用。不同的安全区应该要求具备不同的安全防护，需要实现不同的安全等级和防护水平、隔离强度，以实现电力调度自动化系统的安全防护。着重对原有相关系统、设备的信息整合和发掘利用，对安全系统系统建设的可扩充性，未建立便于未来扩容、增设功能，采取上层开放式平台、终端积木式结构措施。开放式平台允许开发者实现平台提供者没提供的功能并且平台允许开发者重构或替代平台提供者提供的不尽让人满意的功能。在建立安全系统的时候需要建立安全防护系统。提高安全性，网际间有安全保护、防误操作和防病毒措施。加强网络管理员安全管理水平，提高安全意识。由于蠕虫病毒利用的是系统漏洞进行攻击，所以需要在第一时间内保持系统和应用软件的安全性,保持各种操作系统和应用软件的应用，要求企业的管理水平和安全意识也越来越高。建立病毒检测系统。能够在第一时

间内检测到网络异常和病毒攻击。建立应急响应系统，将风险减少到最小、在突发情况下来建立一个紧急的响应系统是很有必要的，建立一些安全防护来进行预防。尽量减少通道和上层数据库的负担，如子站范围内的故障处理、配变低压无功投切等。根据所在地区的具体情况来进行安全设计，按照有关规程规范要求，结合本地区客户需求特点及本网络设备运行状况，进行符合自身实际的配电自动化系统功能的规划设计，才能更好的进行安全防护。

（四）计算机在电力二次自动化系统安全防护中的应用

随着计算机技术和网络通讯技术在水电厂中的广泛应用，水电厂二次系统的网络与信息安全对电力系统安全运行的影响越来越大。针对目前水电厂二次系统网络与信息安全存在的问题，电力系统安全设计与计算机技术、安全体系构架、硬件防护设备配置、应用软件安全策略设计等方面密不可分。

（1）视频系统的应用

多级网络结构视频调度系统，系统集视频监控、视频指挥调度、视频会议等多功能于一体，并辅以适当的警戒功能以实现电站“五遥”，为电站实现真正的无人值守创造条件。在满足需要的前提下，保证系统的稳定可靠，节省投资，使系统发挥良好的经济效应。具体如下：多级视频监控，实现对电站，运行重点区域的实时统一监控，各监控点的现场图像和现场环境（红外、烟雾、水浸、门磁等）监控，

并产生告警联动。监控的范围除了设备监控、运行状况监控、安防监控，还可扩展到对所属单位工作人员工作情况的监控。系统监控设计是一个多级的监控系统，不仅实现对口监控，还可以根据具体地理位置，实现相关外派单位的监控，横向的监控。

（2）数据采集

前端采集设备与及网络相连，经过数字压缩后，经本地网络交换机，传送到信息网上，而网上的用户即可实现远程实时监控。在数据采集时要保证数据采集的实时性：电气模拟量采集周期≤1s，非电气模拟量(不包括温度)采集周期≤2s，状态和报警点采集周期≤100ms，事件顺序记录点(SOE)分辨率≤1ms，LCU采集的变化数据到实时数据库时间≤2s。

（3）水电厂计算机系统结构

基于LK 的水电厂计算机监控系统采用开放的总线型网络系统，具有良好的扩充性，可根据用户的需要，灵活配置，例如可配置成最简单的单机单网系统，或配置为多机多网冗余系统，也可配置成多厂的复合网络系统。系统一般分为全厂控制层(PCL)和现地控制层(LCL)两层。对于梯级水电站的计算机监控系统，则可再设一个梯级调度控制层(CCL:CascadeControl Layer)。

根据系统可靠性或功能要求，PCL层可配置一至两台数据库服务器，完成系统的应用计算与历史数据库管理工作，一至多台人机联系工作站，实现生产过程的监视与控制，实现对电站的自动管理。系统设有若干台通讯服务器，负责本系统同其它系统的通讯，如网调、省调、水情测报系统、以及电厂内部的其他智能数据采集功能装置等。

PCL 层还可选配事故语音报警装置，可同电话系统、传呼系统联网，作为水电站“无人值班”(少人值守)自动化系统的必备选件。另外，还可设置工程师工作站，培训仿真工作站，厂长终端等。

根据用户要求，本系统还可配制大屏幕投影系统或大屏幕电子显示屏。

现地控制单元层采用按单元分布的原则，一般每台发电机变压器组各设一个LCU，开关站设一个LCU，厂用电及全厂公用设备共设一个LCU，闸门控制设一套LCU。若有模拟屏，则应设一个模拟屏驱动LCU。

根据机组装机容量的大小，机组现地有人值班与否，对LCU 的可靠性要求也不同。为提高LCU 的可靠性，一般可采用结构冗余的方式。可在影响LCU 可靠性的每一个环节采取改进措施，如CPU、I/O机箱电源、通讯模块、I/O模块、机柜电源等，可进行双冗余配置。根据目前应用经验，一般采用较多的冗余措施有双CPU 配置，I/O机箱配置冗余电源，机柜采用交直流电源供电，双通讯模块或接口等。

系统内部各节点采用开放的以太网总线联接。网络通讯介质可采用光纤、同轴电缆或双绞线。根据电站规模、现场条件、对可靠性要求等情况，可采用单总线或冗余多总线的系统结构。

系统与站级监控系统可采用不同的通讯技术联网，如快速以太网、SDH、广域网等，介质采用光纤或微波。

（4）自动和远方控制

电力自动化系统是基于先进的计算机技术、网络通讯、自动化控制、微机继电保护技术,为用户提供现代化的设备监视控制管理和远程监测,确保电力系统稳定可靠供应的系统结构。目前计算机集散控制在电力自动化系统中的实现主要有两种方式:1)工控机+通信管理机+微机继电保护；2）前端采集设备+PLC+微机继电保护+后台远方控制。结束语：电力二次防护系统是自动化系统的支撑平台，二次防护安全是动力系统安全的保障。同时，电力自动化系统的安全防护是一个动态的工作过程，随着环境、人员、设备及技术不断变化发展，安全目标与安全标准也不断更新，电力二次系统的安全管理也需要不断应用新技术，因此要做到“人、机、环”三要素的高度统一，定期进行风险评估及试验、加强管理，才能保障电力系统安全、稳定、高效、可靠的运行。

参考文献：

1、林坚.电力调度自动化系统的安全防护［J］.科学与文化，2006(11)：55-55.

2、李必清，任强德.关于电力调度自动化系统的安全防护思考［J］.中小企业管理与科技，2009(6)：247-248.

3、吴昊琛.探究电力调度自动化系统应用现状与发展趋势［J］.中小企业管理与科技，2009(16)：246-246.

4、《水电厂计算机监控系统》