《变电站自动化系统》PPT课件.ppt

3.变电站自动化系统 3.1远动终端的发展 3.2RTU的主要功能和结构 3.3RTU的各个输入输出通道（模块） 3.4RTU的数据处理 3.5配电变电站中 RTU需考虑的问题（略） 3.6变电站综合自动化系统 变电站自动化系统简介： 模拟量 YC 电压互感器 TV 电流互感器 TA 变送器 A/D转换器 BCD转换 调 度 所 模 拟 盘 遥信量 YX 远距离收集 信息自动化 3.1远动终端的发展 直流采样 交流采样 单 CPU 多 CPU 小容量 大容量 简单功能 丰富功能 RTU： Remote Terminal Unit，远程 终端控制系统， 是一 种远端测控单元装置， 负责对现场信号、工 业设备的监测和控制。 3.2RTU的主要功能和结构 1.RTU的主要功能 1）数据采集 遥测（ YC）： 遥信（ YX）： 2）执行命令 遥控（ YK）： 摇调（ YT）： 具体解释： 1）数据采集 采集模拟量、数字量、 脉冲量 采集开关量 /状态量 2）执行命令 执行断路器分、合，电容器或 电抗器投、切，分级升降场合 执行有载调压变压器抽头的升、 降 3）与 SCADA系统的数 据通信 4）事件顺序记录 SOE： 5）系统对时： 6）电能采集 PA： 7）自恢复和自检测： 8）其他功能： 4） Sequence Of Event记录故障 发生的时间和事件的类型，比如 某开关 XX时 XX分 XX秒 XX毫秒 发生什么类型的故障。 黑匣子 5） GPS对时 ；软件对时 6）采集变电站各条进线和出线 及主变两侧的电能值。 7）故障时迅速自动恢复 8）（ 1）当地显示与参数整定输 入；（ 2）一发多收；（ 3） CRT 显示，打印制表。 2.RTU的结构和分类 硬件结构分： 采样方式分： 组屏方式分： 体系结构分： 外形上分： 单 CPU结构，多 CPU结构 直流采样，交流采样 集中组屏，分散布置 集中式，分布式 机柜式，机箱式，壁挂式， 单元模块式 单 CPU和多 CPU结构 RTU 单 CPU：无微机保护功能、容量小、并行总线、 集中布置、集中组屏 多 CPU：串行总线、任务分散、结构灵活、 方便扩展 3.3RTU的各个输入输出通道（模块） 1.模拟量输入通道（模拟量） 2.模拟量输出通道 YT 3.开关量的输入 YX /输出通道 YK 4.数字量采集（数字量） 5.电能量采集（脉冲量） 3.3RTU的各个输入输出通道（模块） 1.模拟量输入通道 1）直流采样 定义：采用电量变送器进行采样 原理： 直流采样各部件功能解释： 电量变送器作用： 强电（ 100V， 5A） 弱 电（ 5V， 1mA） 交流 直流 瞬时信号 有效信号 输入输出保持线性关系 输入与输出隔离 滤波电路 (RC电路 )作用： 提高信 /噪比 将电信号处理为 A/D能 接受的范围 多路转换开关 MUX作用： 选择一路信号通过开关 送入 A/D 采样保持器 S/H作用： 保持采集模拟信号到 A/D转换结束 2）交流采样 定义：不经过变送器，以交流模拟信号供 A/D按一定规律进行直接采样，并加以处理， 计算出电压、电流有效值及有功、无功功率 的采样方法。 2.模拟量输出通道 YT 锁存器的作用：保持数字量的稳定 3.开关量的输 入 YX/输出通 道 YK 开关的两种 状态：闭合、 断开 国际电工委 员会 IEC标准： “ 0”表示断 开 “ 1”表示 闭合 1）开关量 输入 YX 断路器和 隔离开关 等的位置 状态信息 都取自它 们的 辅助 触点 。 2）开关量输出 YK 4.数字量采集 数字量：数字水位计、数字频率计 原因：直接以二进制数码输出 5.电能量采集（脉冲量） 原理：脉冲电能表能提供与电量成正比的脉 冲数 3.4RTU的数据处理 1.遥测量的标度变换 标度变换：乘系数的过程 作用：为了显示、打印、报警等，必须把数字量转 换成具有不同量纲的数值，以便于操作人员进行监 视与管理。 乘系数： （例题） 目的：维持输入模拟量与 A/D输出值保持线性关系 K=S/D S：遥测量实际值 D： A/D转换后的值 K：标度变换系数 2.事故追忆 （例题） 定义：记录故障发生的时间和事件的类型 作用：分析事故原因 计算事故追忆需要内存单元数： （事故前 N1个遥测数据 +事故后 N2个遥测数据） 2 N个遥测量 遥测数据存储方法： 1）移动内存原有数据 2）移动内存地址指针 3.6变电站综合自动化系统 1.变电站综合自动化系统的功能和发展 定义：全所智能化控制单元和其之间的通信 联络 功能要求：安全、傻瓜、可检测、可通信、 四遥 2.变电站综合自动化系统的结构 种类： 1）集中式； 2）分布集中式； 3）分层分散式 1）集中式：集中采集变电站 YC和 YX量， 集中进行计算机处理，再分别完成微机控制 保护和自动控制功能。 特点：造价低、结构紧凑、体积小 缺点：软件复杂、不可靠、不灵活 2）分布集中式：根据功能不同，把整个自 动化系统组成多个屏 优点： （ 1）采用分层管理模式 （ 2）分布式的配置 （ 3）继电保护相对独立 （ 4）具有和系统控制中心通信能力 （ 5）集中组屏，管理维护方便 缺点：集中式安装时需要电缆较多，投资高 3）分层分散式 脉冲 黑匣子 定义：是飞机专用的电子记录设备之一，名为航空 飞行记录器。 作用：里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，飞 机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相 连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有 关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把 所记录的参数重新放出来，供飞行实验、事故分析 之用。 特点：具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海 水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已 完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。 世界上所有的空难原因都是通过黑匣子找出来的。 GPS对时 在变电站中，各类自动化及继电保护装置的 时间同步是进行事故分析的基准，计算机监 控系统、故障录波器和微机保护装置都需要 由统一的时钟源向它们提供标准时间。国内 变电站主要以 GPS时间信号作为主时钟的外 部时间基准。 3种对时方式：硬对时（分对时或秒对时）、 软对时（即由通讯报文来对时）和编码对时 （应用广泛的 IRIG-B对时）。 事故追忆计算 2008.10.15 已知 RTU中每个遥测量的工作区一次只能保 存 10个数据，事故追忆要求保留事故前的 3 个数据，事故后的 4个数据，每个遥测量占 2 个字节。如果有 100个遥测量，则安排用于 事故追忆的内存单元数目是多少？ 标度转换实例 2010.10.41 用四位十进数显示 RTU的 4YC测量 2500A线路 电流。运行时被测量有 10%的波动。装置中 用 12位 A/D芯片工作于 5V交流采样方式对 变送器输出直流电压进行采样， A/D芯片基准 电压为 10V。求： （ 1）用最大值法求标度变换应取系数？ （ 2）装置正常工作时，若被测量为 2700A， 求此时输入 A/D转换器的模拟电压