变电站综合自动化概述

1会计学变电站综合自动化概述变电站综合自动化概述21.1.1 1.1.1 变电站及其自动化变电站及其自动化 电力系统的概念：电力系统的概念：传统的说法叫做发、输、配、用电设备的组合体系统；传统的说法叫做发、输、配、用电设备的组合体系统；或发电机、变压器、电力线路、电容器、电抗器和各种用电设备组成或发电机、变压器、电力线路、电容器、电抗器和各种用电设备组成的有机整体。的有机整体。电力系统的基本特点：电力系统的基本特点：连续运行的系统，电能的生产、传输、分配和消耗连续运行的系统，电能的生产、传输、分配和消耗必须必须同时同时完成。完成。变电站：变电站：介于介于发电厂发电厂和和电力用户电力用户之间的之间的中间环节中间环节，由主变压器、母线、断，由主变压器、母线、断路器、隔离开关、避雷器、电容器、电抗器、互感器等设备集合而成。路器、隔离开关、避雷器、电容器、电抗器、互感器等设备集合而成。具有具有汇集电源汇集电源、变换电压等级变换电压等级和和分配电能分配电能等功能，是电力系统的重要等功能，是电力系统的重要组成部分。组成部分。1.1 变电站综合自动化的基本概念为了掌握系统运行状态，需要对有关电气量进行连续测量，供运行监视、记录为了掌握系统运行状态，需要对有关电气量进行连续测量，供运行监视、记录为了保障变压器、输电线路安全运行，需要实现过流、过压等故障的安全保护为了保障变压器、输电线路安全运行，需要实现过流、过压等故障的安全保护为了向电网调度提供系统运行状态，需要将运行信息向上级调度传送为了向电网调度提供系统运行状态，需要将运行信息向上级调度传送为了提供合格的电能，需要进行有关的控制调节为了提供合格的电能，需要进行有关的控制调节第第2页页/共共48页页31.1.2 1.1.2 变电站综合自动化及其系统变电站综合自动化及其系统 变电站的组成：变电站的组成：一次系统一次系统完成电能的传输、分配和电压变换工作；完成电能的传输、分配和电压变换工作；二次系统二次系统完成对一次设备及其流经电能的测量、监视和故障的完成对一次设备及其流经电能的测量、监视和故障的告警、控制、保护以及开关闭锁、厂站远动系统等工作。告警、控制、保护以及开关闭锁、厂站远动系统等工作。常规变电站的二次系统常规变电站的二次系统主要包括主要包括继电保护继电保护(保护屏保护屏)、故障录波、故障录波(录波屏录波屏)、当地监控、当地监控(控制屏控制屏)以及远动以及远动(中央信号屏中央信号屏)四部分。四部分。存在的问题：存在的问题：四个部分的硬件设备按各自功能单独配置，设备之间互不兼容四个部分的硬件设备按各自功能单独配置，设备之间互不兼容大量电缆及端子排的使用增加了投资，设计、配线、安装、调试复杂大量电缆及端子排的使用增加了投资，设计、配线、安装、调试复杂难以实现难以实现“四遥四遥”功能功能1.1 变电站综合自动化的基本概念第第3页页/共共48页页41.1.2 1.1.2 变电站综合自动化及其系统变电站综合自动化及其系统 变电站综合自动化的概念：变电站综合自动化的概念：将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设算机技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。及与调度通信等综合性的自动化功能。是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统。是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统。是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。综合应用。1.1 变电站综合自动化的基本概念第第4页页/共共48页页5比较项目比较项目常规变电站常规变电站综合自动化变电站综合自动化变电站继电保护及自动继电保护及自动装置装置大多电磁型、小规模集成电路型、大多电磁型、小规模集成电路型、晶体管型晶体管型微机型或大规模集成电路型微机型或大规模集成电路型二次信息传输设二次信息传输设备备大量电缆，传输模拟信号，强电传大量电缆，传输模拟信号，强电传输（信息量小、灵活性差、可靠性输（信息量小、灵活性差、可靠性低、功耗大）低、功耗大）网线、光纤，传输数字信号，弱电传输网线、光纤，传输数字信号，弱电传输处理核心处理核心人（受值班人员的技术水平等条件人（受值班人员的技术水平等条件影响正确性、可靠性）影响正确性、可靠性）计算机（按规定程序执行）计算机（按规定程序执行）指示仪表指示仪表模拟式（表计指针式，误差大）模拟式（表计指针式，误差大）数字指示（监控系统上）数字指示（监控系统上）信号系统信号系统灯光（光字牌）、音响（电笛、电灯光（光字牌）、音响（电笛、电铃），为一对一信息。铃），为一对一信息。告警信息、报文、音响（电笛、电铃）、告警信息、报文、音响（电笛、电铃）、语音，信息共享，一对多信息。语音，信息共享，一对多信息。其他其他占地面积大，控制室设备复杂。占地面积大，控制室设备复杂。占地面积小，控制室设备简单。占地面积小，控制室设备简单。1.2 变电站综合自动化的优越性第第5页页/共共48页页6传统的变电站存在的问题：传统的变电站存在的问题：安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求；安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求；供电质量缺乏科学的保证供电质量缺乏科学的保证（电能质量的主要指标是电压、频率和谐波）（电能质量的主要指标是电压、频率和谐波）占地面积大，增加了征地投资；占地面积大，增加了征地投资；不适应电力系统快速计算和实时控制的要求；不适应电力系统快速计算和实时控制的要求；维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理和自动化水平。维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理和自动化水平。变电站实现综合自动化的优越性：变电站实现综合自动化的优越性：提高变电站的安全、可靠运行水平；提高变电站的安全、可靠运行水平；提高供电质量，提高电压合格率；提高供电质量，提高电压合格率；简化了变电站二次部分的硬件配置；简化了变电站二次部分的硬件配置；提高电力系统的运行管理水平；提高电力系统的运行管理水平；缩小变电站占地面积，减少总投资；缩小变电站占地面积，减少总投资；减少维护工作量，减少值班员劳动量；减少维护工作量，减少值班员劳动量；有利于提高变电站无人值班管理水平。有利于提高变电站无人值班管理水平。1.2 变电站综合自动化的优越性第第6页页/共共48页页71.2 变电站综合自动化的优越性型号型号生产厂家生产厂家监控机操作系统监控机操作系统CSC2000 V2北京四方北京四方Windows/UNIXBSJ-2200南瑞科技南瑞科技UNIXRCS-9000南瑞南瑞UNIXRCS-9600/9700南瑞继保南瑞继保UNIX/WindowsPS 6000国电南自国电南自WindowsPowerComm2000上海惠安上海惠安UNIXCBZ-8000许继自动化许继自动化Windows/Linux第第7页页/共共48页页8变电站综合自动化的主要内容：变电站综合自动化的主要内容：实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全；实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全；当发生事故时由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视当发生事故时由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，迅速切除故障，完成事故后的恢复操作；和控制，迅速切除故障，完成事故后的恢复操作；监视高压电气设备本身的运行；监视高压电气设备本身的运行；将变电站所采集的信息传送给调度中心，必要时送给运行方式科和检将变电站所采集的信息传送给调度中心，必要时送给运行方式科和检修中心等，以便为电气设备监视和制定检修计划提供原始数据。修中心等，以便为电气设备监视和制定检修计划提供原始数据。变电站实现综合自动化的基本目标：变电站实现综合自动化的基本目标：提高变电站的技术水平和管理水平提高变电站的技术水平和管理水平；提高电网和设备的安全、可靠、稳定运行水平提高电网和设备的安全、可靠、稳定运行水平；降低运行维护成本降低运行维护成本；提高供电质量，并促进配电系统自动化提高供电质量，并促进配电系统自动化 。1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能第第8页页/共共48页页9变电站综合自动化的基本功能（变电站综合自动化的基本功能（4大类）：大类）：1.监视和控制功能：监视和控制功能：数据采集：数据采集：1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能1、模拟量的采集：、模拟量的采集：交流模拟量：交流模拟量：U、I、P、Q 直流模拟量：直流模拟量：T、DC220V、DC5V 有直流采样（有效值、均值）和交流采样（瞬时值）两种方式；有直流采样（有效值、均值）和交流采样（瞬时值）两种方式；2、状态量的采集：、状态量的采集：各种开关状态、位置（开关、刀闸的位置信号）各种开关状态、位置（开关、刀闸的位置信号）国际电工委员会国际电工委员会IEC标准标准,以以“0”表示断开状态，以表示断开状态，以“1”表示闭合状表示闭合状态。态。3、脉冲量的采集：、脉冲量的采集：主要是电能量的采集，目前也可用软件计算。主要是电能量的采集，目前也可用软件计算。第第9页页/共共48页页10变电站综合自动化的基本功能（变电站综合自动化的基本功能（4大类）：大类）：1.监视和控制功能：监视和控制功能：事件顺序记录事件顺序记录SOE：包括断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录包括断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录故障录波与测距、故障记录：故障录波与测距、故障记录：(1)故障录波与故障测距（故障录波与故障测距（110kV以上线路）以上线路）输电线路长，故障影响大，须尽快查找出故障点以缩短修复时间输电线路长，故障影响大，须尽快查找出故障点以缩短修复时间 两种方法：微机保护装置兼作故障记录和测距；采用专用的微机故障录波器两种方法：微机保护装置兼作故障记录和测距；采用专用的微机故障录波器 (2)故障记录（故障记录（6-35kV）记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压操作控制功能：操作控制功能：操作人员都可通过人机接口（键、鼠、显示器）对断路器和隔离开关进行操作人员都可通过人机接口（键、鼠、显示器）对断路器和隔离开关进行分、合操作；分、合操作；对变压器分接开关位置进行调节控制；对变压器分接开关位置进行调节控制；对电容器进行投、切控制；对电容器进行投、切控制；为防止计算机系统故障，在设计上应保留人工直接跳、合闸手段；为防止计算机系统故障，在设计上应保留人工直接跳、合闸手段；断路器操作应有闭锁功能。断路器操作应有闭锁功能。1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能第第10页页/共共48页页11变电站综合自动化的基本功能（变电站综合自动化的基本功能（4大类）：大类）：1.监视和控制功能：监视和控制功能：安全监视功能：安全监视功能：越限监视（电流、电压、主变温度、频率等）越限监视（电流、电压、主变温度、频率等）监视保护装置是否失电监视保护装置是否失电 自控装置工作是否正常等自控装置工作是否正常等人机联系功能：人机联系功能：1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能变电站有人值班时，人机联系功能在当地监控系统的后台机（监控主机）上实现；无人值班时，在远方调度中心或操作控制中心的主机或工作站上实现。(1)人机联系桥梁：CRT显示器、鼠标和键盘。(2)CRT显示画面的内容：1)显示采集和计算的实时运行参数 2)显示实时主接线图 3)事件顺序记录(SOE)4)越限报警 5)值班记录 6)历史趋势 7)保护定值和自控装置的设定值(3)输入数据：变比、定值、密码等第第11页页/共共48页页12变电站综合自动化的基本功能（变电站综合自动化的基本功能（4大类）：大类）：1.监视和控制功能：监视和控制功能：数据处理与记录功能数据处理与记录功能：谐波分析与监视：谐波分析与监视：谐波源的监视、谐波的治理。谐波源的监视、谐波的治理。1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能 历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，包括上级调度中心、变电管理和继电保护要求的数据。主变和输电线路有功和无功功率每天的最大值和最小值以及相应的时间；母线电压每天定时记录的最高值和最低值以及相应的时间；计算受配电电能平衡率；统计断路器动作次数；断路器切除故障电流和跳闸次数的累计数；控制操作和修改定值记录。打印功能打印功能：定时打印报表和运行日志；开关操作记录打印；事件顺序记录打印；越限打印；召唤打印；抄屏打印；事故追忆打印。第第12页页/共共48页页13变电站综合自动化的基本功能：变电站综合自动化的基本功能：2.微机保护功能微机保护功能：微机保护的优越性微机保护的优越性：1、灵活性强、灵活性强；2、综合判断能力强、综合判断能力强；3、性能稳定，可靠性高、性能稳定，可靠性高；4、微机保护利用微机的记忆功能，可明显改善保护性、微机保护利用微机的记忆功能，可明显改善保护性能、提高保护的灵敏性能、提高保护的灵敏性；5、微机保护利用微机的智能特性，可实现故障自诊断、微机保护利用微机的智能特性，可实现故障自诊断、自闭锁和自恢复；自闭锁和自恢复；6、体积小、功能全；、体积小、功能全；7、运行维护工作量小，现场调试方便。、运行维护工作量小，现场调试方便。1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能第第13页页/共共48页页14变电站综合自动化的基本功能：变电站综合自动化的基本功能：2.微机保护功能微机保护功能：微机保护的功能微机保护的功能：包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护。：包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护。1、高压输电线路的主保护和后备保护；、高压输电线路的主保护和后备保护；2、主变压器的主保护和后备保护；、主变压器的主保护和后备保护；3、无功补偿电容器组的保护；、无功补偿电容器组的保护；4、母线保护；、母线保护；5、配电线路的保护；、配电线路的保护；6、不完全接地系统的单相接地选线。、不完全接地系统的单相接地选线。1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能第第14页页/共共48页页15变电站综合自动化的基本功能：变电站综合自动化的基本功能：3.自动控制装置功能：自动控制装置功能：电压、无功综合控制：电压、无功综合控制：电力系统长期运行的经验和研究、计算的结电力系统长期运行的经验和研究、计算的结果表明，造成系统果表明，造成系统电压下降的主要原因是系统的无功功率不足或无电压下降的主要原因是系统的无功功率不足或无功功率分布不合理功功率分布不合理。对发电厂来说，主要的调压手段是调整发电机对发电厂来说，主要的调压手段是调整发电机的励磁；在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位的励磁；在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位置和控制无功补偿电容器；置和控制无功补偿电容器；1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能低频减负荷控制低频减负荷控制：电力系统的频率是反映系统有功功率是否平衡电力系统的频率是反映系统有功功率是否平衡的指标。的指标。系统有功功率有盈余时，频率上升系统有功功率有盈余时，频率上升。负荷变化幅度小，。负荷变化幅度小，变化周期短所引起的频率偏移，由发电机的调速器进行调整（一变化周期短所引起的频率偏移，由发电机的调速器进行调整（一次调整）；负荷变化幅度大，变化周期长所引起的频率偏移，须次调整）；负荷变化幅度大，变化周期长所引起的频率偏移，须由调频器参加调整（二次调整）；事故情况下（大型发电机组突由调频器参加调整（二次调整）；事故情况下（大型发电机组突然切除），必须采取紧急的低频减负荷控制措施。然切除），必须采取紧急的低频减负荷控制措施。备用电源自投控制：备用电源自投控制：明备用（备用电源不工作）、暗备用明备用（备用电源不工作）、暗备用 第第15页页/共共48页页16变电站综合自动化的基本功能：变电站综合自动化的基本功能：4.远动及数据通信功能远动及数据通信功能：通信功能：通信功能：1、现场级通信；、现场级通信；2、与上级调度通信；、与上级调度通信；3、符合部颁的通信规约、符合部颁的通信规约。支持最常用的。支持最常用的Polling和和CDT规约规约1.3 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能时钟功能：时钟功能：与调度中心对时，统一时钟与调度中心对时，统一时钟第第16页页/共共48页页17系统运行的安全性；系统运行的安全性；信息共享；信息共享；充分体现综合性；充分体现综合性；技术先进性；技术先进性；结构上的灵活性；结构上的灵活性；通信的可靠性；通信的可靠性；运行模式的适应性；运行模式的适应性；很强的抗干扰能力；很强的抗干扰能力；标准化和开放性。标准化和开放性。1.4 变电站综合自动化系统的设计原则与要求第第17页页/共共48页页18变电站综合自动化系统的结构形式通常可分为：变电站综合自动化系统的结构形式通常可分为：传统改造式传统改造式、集中组屏集中组屏式式、分层分布式分层分布式、完全分散式完全分散式和和分散集中结合式分散集中结合式等五种类型。等五种类型。1.传统改造式，在变电站传统自动化的基础上，改进测控方式，增传统改造式，在变电站传统自动化的基础上，改进测控方式，增加监控部分而组成的一类变电站综合自动化系统。分为：加监控部分而组成的一类变电站综合自动化系统。分为：保留保留RTU形式形式取消取消RTU形式形式1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第18页页/共共48页页19CRTPC机RTU微机保护打印机模拟量开关量脉冲量控制量调节量上级调度或监控中心传统改造式（保留传统改造式（保留RTU）1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构系统构成：系统构成：实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设 RTU装装置以实现置以实现“四遥四遥”功能。功能。p有关重要信息有关重要信息(如保护动作信息等如保护动作信息等)通过通过硬接点硬接点送给送给 RTU装置；装置；p变电所的监测量一般经变送器变换后送给变电所的监测量一般经变送器变换后送给 RTUp开关监测量是直接引至开关监测量是直接引至RTU，RTU的控制输出一般经遥控执行柜发出控制命令的控制输出一般经遥控执行柜发出控制命令pPC机及其外设承担站内当地监控任务机及其外设承担站内当地监控任务p变电站对外的信息交换均通过变电站对外的信息交换均通过RTU与上级调度通信完成。与上级调度通信完成。第第19页页/共共48页页20CRTPC机RTU微机保护打印机模拟量开关量脉冲量控制量调节量上级调度或监控中心传统改造式（保留传统改造式（保留RTU）1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构基本特点是：基本特点是：1、结构简单；、结构简单；2、投资少，只在常规远动装置外增加当地监控；、投资少，只在常规远动装置外增加当地监控；3、功能简单，综合性能差；、功能简单，综合性能差；4、保留了变电站内原来的二次回路。、保留了变电站内原来的二次回路。第第20页页/共共48页页21传统改造式（取消传统改造式（取消RTURTU）上级调度或监控中心上级调度或监控中心总控单元当地监控微机保护测控单元(n)测控单元(2)测控单元(1)RS485总线总线1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构系统构成：系统构成：由微机保护、测控单元和总控单元等部分组成。与保留由微机保护、测控单元和总控单元等部分组成。与保留RTU形式的系统相比，信息采集由一些独立的测控单元完成，形式的系统相比，信息采集由一些独立的测控单元完成，RTU的有关功能由总控单元完成。总线完成总控与测控单元之间的通信。的有关功能由总控单元完成。总线完成总控与测控单元之间的通信。基本特点是：基本特点是：1、测量、控制、保护单元分布在原有柜层上，不增加屏柜；、测量、控制、保护单元分布在原有柜层上，不增加屏柜；2、不需改动原有的二次回路；、不需改动原有的二次回路；3、扩充性较好，增加的测控单元可连接到总线上；、扩充性较好，增加的测控单元可连接到总线上；4、综合性能不高。、综合性能不高。该类系统仅为变电站综合自动化的初级形式（第一代），尚不能称为综合该类系统仅为变电站综合自动化的初级形式（第一代），尚不能称为综合自动化系统。特别适合于老站改造。自动化系统。特别适合于老站改造。第第21页页/共共48页页222.集中组屏式，集中组屏式，是指采用一台或两台计算机完成变电站的所有继电保护、是指采用一台或两台计算机完成变电站的所有继电保护、测量监视、操作控制、中央信号数据通信和记录打印等功能。系统各功能测量监视、操作控制、中央信号数据通信和记录打印等功能。系统各功能模块与硬件无关，采用模块化软件连接来实现，集中采集模拟量、开关量模块与硬件无关，采用模块化软件连接来实现，集中采集模拟量、开关量和数字量等信息，集中处理运算，分别完成微机保护、自动控制等功能。和数字量等信息，集中处理运算，分别完成微机保护、自动控制等功能。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构上级调度或监控中心上级调度或监控中心监控主机显示、打印总控单元高压微机保护RS232、RS422、RS485中压微机保护遥测单元遥信单元电能单元遥控单元交、直流单元VQC单元时钟单元第第22页页/共共48页页231.5 变电站综合自动化系统的硬件结构每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，影响面大，因每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，影响面大，因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性；此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性；软件复杂，修改工作量大，系统调试复杂；软件复杂，修改工作量大，系统调试复杂；组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大；另行设计，工作量大；不直观、不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序不直观、不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。基本特点是：基本特点是：按功能划分单元；按功能划分单元；功能单元间相互独立，互不影响；功能单元间相互独立，互不影响；可集中也可分散安装；可集中也可分散安装；扩充性好；扩充性好；综合性能较强。综合性能较强。最大缺点是：最大缺点是：早期的变电站综合自动化系统。早期的变电站综合自动化系统。第第23页页/共共48页页243.分层分布式，分层分布式，是指将整个变电站的一次、二次设备分为是指将整个变电站的一次、二次设备分为3层，即变电站层，即变电站层、单元层（或称间隔层）和设备层。层、单元层（或称间隔层）和设备层。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构监控主机控 制测 量保护单元1远动主机故障录波保护单元nTVTA高压高压设备设备TVTA高压高压设备设备TVTATVTA断断路路器器断断路路器器单单元元层层设设备备层层变变电电层层0层层1层层2层层n从硬件结构上按功能对装置进行了划分，摒弃了集中式单CPU结构而走向分散。n各功能单元(设备)通过通信网络等手段实现有机结合，构成系统。第第24页页/共共48页页25分层分布式基本特点：分层分布式基本特点：分层分布式的配置：分层分布式的配置：系统采用按功能划分的分布式多系统采用按功能划分的分布式多CPU系统，具系统，具有软件相对简单、调试维护方便、组态灵活、系统整体可靠性高等有软件相对简单、调试维护方便、组态灵活、系统整体可靠性高等特点；在综合自动化系统的管理上，采取分层管理的模式特点；在综合自动化系统的管理上，采取分层管理的模式；继电保护相对独立继电保护相对独立；具有与控制中心通信功能具有与控制中心通信功能；可靠性高可靠性高；维护管理方便；维护管理方便；需要电缆较多。需要电缆较多。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构这类系统做到了一定程度上的分散：将微机保护、监控、故障录波、这类系统做到了一定程度上的分散：将微机保护、监控、故障录波、微机远动等微机远动等按功能按功能分散考虑，一个功能模块管理多个设备或单元。分散考虑，一个功能模块管理多个设备或单元。某个功能模块出现故障，将影响多个设备。某个功能模块出现故障，将影响多个设备。功能分散第第25页页/共共48页页264.完全分散式完全分散式：将设备分为：将设备分为变电站层变电站层设备设备(站控级站控级)和和间隔层间隔层设备设备(间隔级间隔级)。间隔层。间隔层以变压器、断路器、母线等以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位一次主设备为安装单位，将保护、控制、输入，将保护、控制、输入/输出、闭输出、闭锁等单元就地锁等单元就地分散分散安装在安装在一次主设备的开关屏（或柜）上一次主设备的开关屏（或柜）上，安装在主控室内的主控，安装在主控室内的主控单元通过现场总线与这些分散单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系。单元通过现场总线与这些分散单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构显示、打印监控主机总控A总控B 上级调度上级调度或监控中心或监控中心CANnet或或LONWORK测量控制保护1号开关柜测量控制保护2号开关柜测量控制保护N号开关柜远方诊断远方诊断n设计的原则是：凡是可以在本间隔层设备完成的功能，尽量由间隔层设备就地独立处理，不依赖于通信网和变电站层设备。n变电站层设备是通过间隔层设备了解和掌握整个变电站实时运行情况、并通过间隔层设备实现变电站控制，它还负责站内信息收集、分析、存储以及与远方调度中心的联系。第第26页页/共共48页页274.基本特点是：基本特点是：系统部件完全系统部件完全依主设备分散安装依主设备分散安装分层分布式的配置：分层分布式的配置：独立性强，独立性强，硬件故障不会波及到其他单元；硬件故障不会波及到其他单元；节约控制室面积节约控制室面积；节约二次电缆节约二次电缆；综合性能强综合性能强。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构综合自动化系统的发展方向综合自动化系统的发展方向单元分散第第27页页/共共48页页281.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第28页页/共共48页页295.集中分散结合式集中分散结合式，是指既有集中部分又有分散部分。按集中和分散的不是指既有集中部分又有分散部分。按集中和分散的不同结合可分为：同结合可分为：局部集中总体分散结构局部集中总体分散结构、高压集中配电分散结构高压集中配电分散结构。对于对于枢纽级变电站枢纽级变电站，需要测量、控制、保护的，需要测量、控制、保护的主设备较多主设备较多，不宜采用完全，不宜采用完全分散式结构分散式结构根据变电站的电压等级和规模根据变电站的电压等级和规模,设置几个设置几个设备控制小间设备控制小间,将测量、控制、保将测量、控制、保护集中组屏安装在这些小间护集中组屏安装在这些小间,多个设备小间由多个设备小间由站级总控单元站级总控单元集中管理集中管理兼有集中式和分散式结构的优点兼有集中式和分散式结构的优点,适用于容量大适用于容量大,进出线多的中高压变电站进出线多的中高压变电站1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第29页页/共共48页页305.集中分散结合式集中分散结合式，是指既有集中部分又有分散部分。按集中和分散的不是指既有集中部分又有分散部分。按集中和分散的不同结合可分为：同结合可分为：局部集中总体分散结构局部集中总体分散结构、高压集中配电分散结构高压集中配电分散结构。将将高压线路保护和测控高压线路保护和测控及及主变压器保护装置主变压器保护装置等采用等采用集中集中组屏组屏,而将而将配电线配电线路的保护和测控单元路的保护和测控单元分散安装在分散安装在开关柜开关柜内内1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第30页页/共共48页页315.集中分散结合式基本特点：集中分散结合式基本特点：配电线路的保护和测控单元，分散安装在各开关柜内，简化了变电配电线路的保护和测控单元，分散安装在各开关柜内，简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积；高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室或保护室中，处于比较好的工作环境中，有利于提高可靠性室或保护室中，处于比较好的工作环境中，有利于提高可靠性；简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆；模块与监控主机间通过局域网或现场总线连接，原来变电站内大量模块与监控主机间通过局域网或现场总线连接，原来变电站内大量的信号传输改变为数据传输，抗干扰能力强，可靠性高的信号传输改变为数据传输，抗干扰能力强，可靠性高；分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第31页页/共共48页页321.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第32页页/共共48页页331.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第33页页/共共48页页341.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第34页页/共共48页页351.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第35页页/共共48页页361.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第36页页/共共48页页371.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第37页页/共共48页页381.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-主接线图主接线图第第38页页/共共48页页391.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-主变分画面主变分画面第第39页页/共共48页页401.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-出线分画面出线分画面第第40页页/共共48页页411.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-通讯状态通讯状态第第41页页/共共48页页421.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-负荷曲线负荷曲线第第42页页/共共48页页431.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-电压棒图电压棒图第第43页页/共共48页页441.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-电量显示电量显示第第44页页/共共48页页451.5 变电站综合自动化系统的硬件结构后台显示后台显示-遥控执行遥控执行第第45页页/共共48页页46系统的选用系统的选用 综合自动化程度不同主要体现在综合自动化程度不同主要体现在信息的共享程度信息的共享程度、保护的独立性保护的独立性、综综合功能多少合功能多少以及以及站内通信结构、通信介质站内通信结构、通信介质等方面等方面,还体现在人机接口、还体现在人机接口、可维护性等方面。与之相应的变电站电压等级、电网中的地位也不相可维护性等方面。与之相应的变电站电压等级、电网中的地位也不相同。同。其选择不仅要考虑其性能、价格，也相应从实际出发其选择不仅要考虑其性能、价格，也相应从实际出发,选择合适的系统。选择合适的系统。1.5 变电站综合自动化系统的硬件结构第第46页页/共共48页页47国外变电站综合自动化系统的发展概况：始于国外变电站综合自动化系统的发展概况：始于20世纪世纪70年代后期，年代后期，80年年代发展较快。代发展较快。我国变电站综合自动化的发展过程：我国变电站综合自动化的发展过程：开始于开始于20世纪世纪80年代中期，年代中期，20世纪世纪80年代后期，不少高等院校、研究单位和生产厂家投入到变电站综合自年代后期，不少高等院校、研究单位和生产厂家投入到变电站综合自动化的研究中，动化的研究中，20世纪世纪90年代，变电站综合自动化成为热点，变电站综年代，变电站综合自动化成为热点，变电站综合自动化成为新建变电站的主导技术。合自动化成为新建变电站的主导技术。变电站综合自动化的发展趋势：变电站综合自动化的发展趋势：1、变电站综合自动化由、变电站综合自动化由功能分散功能分散向向单元分散单元分散发展；发展；2、变电站综合自动化由集中控制向分布式网络发展；、变电站综合自动化由集中控制向分布式网络发展；3、从少功能向多功能发展；、从少功能向多功能发展；4、向测量数据完全共享发展、向测量数据完全共享发展。光电传感器的优越性：光电传感器的优越性：优良的绝缘性能，抗干扰能力强；不含铁心，消优良的绝缘性能，抗干扰能力强；不含铁心，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题；动态范围大，测量精度高；变电站综合除了磁饱和、铁磁谐振等问题；动态范围大，测量精度高；变电站综合自动化向规范化方向发展。自动化向规范化方向发展。1.6 变电站综合自动化系统的发展简介第第47页页/共共48页页The End！第第48页页/共共48页页