第6章变配电所的微机监控系统课件

变配电所微机监控及其综合自动化系统1微机监控系统概述微机监控系统概述n综合了控制、监视、测量、保护、远动及自动装置功综合了控制、监视、测量、保护、远动及自动装置功能，形成的一个一体化系统。称之为变配电所微机监能，形成的一个一体化系统。称之为变配电所微机监控及其综合自动化功能。控及其综合自动化功能。n综合自动化采用模块化、分布式开放结构，以确保控综合自动化采用模块化、分布式开放结构，以确保控制保护功能的可靠性及可升级型。制保护功能的可靠性及可升级型。n以微机为基础，根据系统控制的概念，融合了控制技以微机为基础，根据系统控制的概念，融合了控制技术、计算机技术、转化技术、通信技术、图形显示技术、计算机技术、转化技术、通信技术、图形显示技术等实现集中管理，分布控制。术等实现集中管理，分布控制。微机监控系统概述综合了控制、监视、测量、保护、远动及自动装置2微机监控系统概述微机监控系统概述n可靠性高，操作灵活方便，易于控制，维护工作量少，可靠性高，操作灵活方便，易于控制，维护工作量少，运行人员劳动强度低，具有远动功能。运行人员劳动强度低，具有远动功能。n综合造价和常规控制系统相比相差不大，综合自动化综合造价和常规控制系统相比相差不大，综合自动化系统是目前变配电所的最佳选择。系统是目前变配电所的最佳选择。微机监控系统概述可靠性高，操作灵活方便，易于控制，维护工作量3第一节第一节 微机监控与综合自动化系统基本构成微机监控与综合自动化系统基本构成第一节 4保护及调节系统保护及调节系统监控系统监控系统保护及调节系统监控系统5变电所的监控系统组成变电所的监控系统组成n保护及调节系统保护及调节系统：一次系统的信息（：一次系统的信息（I、U、P、一次设备的工作状态）通过一次设备的工作状态）通过TA、TV变换后送变换后送至继电保护和自动装置，由继电保护和自动装至继电保护和自动装置，由继电保护和自动装置对一次系统进行保护和调节。置对一次系统进行保护和调节。n监控系统监控系统：经：经TA、TV获得的一次信息及继保获得的一次信息及继保和自动装置产生的二次信息经测量仪表和信号和自动装置产生的二次信息经测量仪表和信号装置变成人的感官所能接受的信号形式，运行装置变成人的感官所能接受的信号形式，运行人员分析判断这些信息后操作各种控制开关，人员分析判断这些信息后操作各种控制开关，发出各种控制命令，作用于一次系统。发出各种控制命令，作用于一次系统。变电所的监控系统组成保护及调节系统：一次系统的信息（I、U、6常规监控系统的常规监控系统的缺陷缺陷n人作为监控系统的核心进行信息处理，可能误人作为监控系统的核心进行信息处理，可能误判断和处理，所以判断和处理，所以准确性和可靠性不高准确性和可靠性不高。n测量仪表和常规的信号装置进行信息变换时存测量仪表和常规的信号装置进行信息变换时存在着各种误差，所以在着各种误差，所以不能正确处理事故和全面不能正确处理事故和全面了解一次设备运行情况了解一次设备运行情况。n强电传输，功率损耗大，传输费用高，强电传输，功率损耗大，传输费用高，不利于不利于远距离传输远距离传输。常规监控系统的缺陷人作为监控系统的核心进行信息处理，可能误判7微机监控及变电所综合自动化系统微机监控及变电所综合自动化系统n完成一次设备监视、控制、中央信号、数据采集、完成一次设备监视、控制、中央信号、数据采集、时间顺序记录和屏幕显示、打印等功能的分层分时间顺序记录和屏幕显示、打印等功能的分层分布式多微机系统。布式多微机系统。n在微机监控系统的基础上，介入微机保护、自动在微机监控系统的基础上，介入微机保护、自动装置，信号处理以及与调度中心的通信等，这个装置，信号处理以及与调度中心的通信等，这个一体化的系统称为变电所综合自动化系统。一体化的系统称为变电所综合自动化系统。n基本构成：变电所层，单元层，设备层。三层通基本构成：变电所层，单元层，设备层。三层通过总线连接成一个整体。过总线连接成一个整体。微机监控及变电所综合自动化系统完成一次设备监视、控制、中央信8第6章变配电所的微机监控系统课件9分层结构体系分层结构体系n设备层：变电所内的变压器、断路器、隔离开设备层：变电所内的变压器、断路器、隔离开关及其辅助触点、关及其辅助触点、TA、TV等一次设备。等一次设备。n单元层：两级结构，各种数据采集、设备控制、单元层：两级结构，各种数据采集、设备控制、继电保护有各种不同的单元装置完成，然后由继电保护有各种不同的单元装置完成，然后由上层的数据采集控制和保护管理机对上面各个上层的数据采集控制和保护管理机对上面各个单元管理。单元管理。n变电所层：全所性的监控主机，远动通信机等。变电所层：全所性的监控主机，远动通信机等。分层结构体系设备层：变电所内的变压器、断路器、隔离开关及其辅10综合自动化系统的基本功能综合自动化系统的基本功能n微机监控功能微机监控功能n微机保护、故障点测距与录波功能微机保护、故障点测距与录波功能n远动功能远动功能n无功综合补偿自动控制与自动调压功能无功综合补偿自动控制与自动调压功能n系统在线自检与自诊断功能系统在线自检与自诊断功能综合自动化系统的基本功能微机监控功能11实现综合自动化的优越性实现综合自动化的优越性n提高供电质量。提高供电质量。n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。n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。n降低造价，减少总投资。降低造价，减少总投资。n促进无人值班变电站管理模式的实行。促进无人值班变电站管理模式的实行。实现综合自动化的优越性提高供电质量。12第二节第二节 信息量的输入、输出通道信息量的输入、输出通道第二节 14通道概念及概述通道概念及概述n微机监控与综合自动化系统和变电所一次设备、微机监控与综合自动化系统和变电所一次设备、二次设备以及传感器之间的信息传递、交换，二次设备以及传感器之间的信息传递、交换，是由过程通道完成的。是由过程通道完成的。n通道可以分为模拟量通道、开关量通道和脉冲通道可以分为模拟量通道、开关量通道和脉冲量通道等几种。量通道等几种。通道概念及概述微机监控与综合自动化系统和变电所一次设备、二次15模拟量的输入输出通道的组成模拟量的输入输出通道的组成模拟量的输入输出通道的组成16输入通道输入通道n传感器传感器模拟量有电气量和非电气量两种。模拟量有电气量和非电气量两种。传感器的功能是把一次设备的非电气量进行检传感器的功能是把一次设备的非电气量进行检测，并转换为响应量值的电信号。测，并转换为响应量值的电信号。电气量，需要通过电流、电压变送器（广义上电气量，需要通过电流、电压变送器（广义上的传感器）变成弱电信号。的传感器）变成弱电信号。输入通道传感器模拟量有电气量和非电气量两种。传感器的功能17输入通道输入通道n信号处理环节信号处理环节不同传感器的输出信号各不相同，需要该环节不同传感器的输出信号各不相同，需要该环节将传感器输出的信号放大或处理成与将传感器输出的信号放大或处理成与A/D转换转换器所要求的输入相适应的电压水平。器所要求的输入相适应的电压水平。另一方面，传感器与现场信号相连接，工作环另一方面，传感器与现场信号相连接，工作环境恶劣，采集到的信号中叠加有干扰信号。境恶劣，采集到的信号中叠加有干扰信号。输入通道信号处理环节不同传感器的输出信号各不相同，需要该环18输入通道输入通道n多路转换开关多路转换开关变电所中，需要采集的模拟量较多。为了简化变电所中，需要采集的模拟量较多。为了简化电路和节约投资，可以使多个模拟量公用一个电路和节约投资，可以使多个模拟量公用一个采样保持器和采样保持器和A/D转换器进行采样和转换，这转换器进行采样和转换，这就需要用多路转换开关来实现。就需要用多路转换开关来实现。输入通道多路转换开关变电所中，需要采集的模拟量较多。为了简19输入通道输入通道n采样保持器采样保持器A/D采样期间，保持输入信号不变，确保转换采样期间，保持输入信号不变，确保转换精度，需要采样保持器。精度，需要采样保持器。nA/D转换器转换器是模拟量输入通道的核心环节。作用是将模拟是模拟量输入通道的核心环节。作用是将模拟量转换成数字量，以便于计算机进行读取，进量转换成数字量，以便于计算机进行读取，进行分析处理。行分析处理。输入通道采样保持器A/D采样期间，保持输入信号不变，确保转20输出通道输出通道输出通道21输出通道输出通道n计算机的输出信号是数字量，而有的执行元件计算机的输出信号是数字量，而有的执行元件需要模拟量，所以必须采用模拟量输出通道来需要模拟量，所以必须采用模拟量输出通道来实现。实现。n模拟量输出通道的作用：把计算机输出的数字模拟量输出通道的作用：把计算机输出的数字量转换成模拟量。量转换成模拟量。n这个任务主要是这个任务主要是D/A（数模转换器）来完成。（数模转换器）来完成。输出通道计算机的输出信号是数字量，而有的执行元件需要模拟量，22输出通道输出通道nI/O口口接收到计算机的输出信号接收到计算机的输出信号n因为因为D/A转换需要一定的时间，在转换期间，转换需要一定的时间，在转换期间，输入待转换的数字量应保持不变，而计算机上输入待转换的数字量应保持不变，而计算机上输出的数据稳定的时间很短，因此需要输出的数据稳定的时间很短，因此需要存储器存储器。nD/A转换器转换器nD/A转换的输出信号，一般要先经过滤波电路转换的输出信号，一般要先经过滤波电路使其波形平滑，还需要功率放大使其能驱动受使其波形平滑，还需要功率放大使其能驱动受控设备，就需要控设备，就需要驱动电路驱动电路。输出通道I/O口接收到计算机的输出信号23开关量的输入通道开关量的输入通道开关量的输入通道24信号处理电路信号处理电路信号处理电路25小结小结n模拟量输入通道：模拟量输入通道：传感器、信号处理环节、多路转换开关、采样保传感器、信号处理环节、多路转换开关、采样保持器、持器、A/D转换器转换器n模拟量输出通道：模拟量输出通道：I/O口、存储器、口、存储器、D/A转换器、驱动电路转换器、驱动电路n开关量输入通道开关量输入通道:信号处理电路、输入寄存器和计数器、控制电路信号处理电路、输入寄存器和计数器、控制电路小结模拟量输入通道：传感器、信号处理环节、多路转换开关、采26