电力系统自动化---第七章-变电所综合自动化课件

1 电力系统自动化电力系统自动化第七章 变电所综合自动化1 电力系变电所综合自动化概述变电所综合自动化概述变电所综合自动化系统的基本功能变电所综合自动化系统的基本功能变电所综合自动化的结构形式变电所综合自动化的结构形式本章内容本章内容2 电力系统自动化电力系统自动化本章内容2 电力系统自动化 传统变电站控制的问题传统变电站控制的问题传统变电站控制的问题传统变电站控制的问题安全、稳定性不够。安全、稳定性不够。难以保证供电质量。难以保证供电质量。占地面积大。占地面积大。无法满足快速计算、实时控制的要求。无法满足快速计算、实时控制的要求。维护工作量大。维护工作量大。一一一一.变电所综合自动化概述变电所综合自动化概述变电所综合自动化概述变电所综合自动化概述3 电力系统自动化电力系统自动化 传统变电站控制的问题安全、稳定性不够。一.变电所综合自动 变电站综合自动化的概念变电站综合自动化的概念变电站综合自动化的概念变电站综合自动化的概念变电站综合自动化是将变电站的二次设备变电站综合自动化是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（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、信号处理技术，用先进的计算机技术、通信技术、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、控制、保护、与上级调度通信的动监视、测量、控制、保护、与上级调度通信的综合性自动化功能。综合性自动化功能。一一一一.变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）4 电力系统自动化电力系统自动化 变电站综合自动化的概念变电站综合自动化是将变电站的二次 变电站综合自动化的特点变电站综合自动化的特点变电站综合自动化的特点变电站综合自动化的特点利用微机和大规模集成电路组成的自动化系统代利用微机和大规模集成电路组成的自动化系统代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏。替常规控制屏、中央信号系统和远动屏。利用微机保护代替常规保护。利用微机保护代替常规保护。能采集完整的运行信息，利用计算机的高速计算能采集完整的运行信息，利用计算机的高速计算与逻辑判别能力实现监视、控制、运行报告等功与逻辑判别能力实现监视、控制、运行报告等功能。能。功能综合化、结构微机化、监视屏幕化、运行管功能综合化、结构微机化、监视屏幕化、运行管理智能化。理智能化。一一一一.变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）5 电力系统自动化电力系统自动化 变电站综合自动化的特点利用微机和大规模集成电路组成的自动 综合自动化的优越性综合自动化的优越性综合自动化的优越性综合自动化的优越性提高安全稳定性。提高安全稳定性。提高电压合格率。提高电压合格率。提高运行管理水平。提高运行管理水平。缩小占地面积。缩小占地面积。提高设备可靠性，减小维护工作量。提高设备可靠性，减小维护工作量。一一一一.变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）6 电力系统自动化电力系统自动化 综合自动化的优越性提高安全稳定性。一.变电所综合自动化概 变电站自动化的发展变电站自动化的发展变电站自动化的发展变电站自动化的发展分立元件阶段分立元件阶段微机化的智能元件阶段微机化的智能元件阶段综合自动化阶段综合自动化阶段一一一一.变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）7 电力系统自动化电力系统自动化 变电站自动化的发展分立元件阶段一.变电所综合自动化概述（变电站综合自动化与无人值班变电站综合自动化与无人值班变电站综合自动化与无人值班变电站综合自动化与无人值班无人值班是管理模式，综合自动化是技术水平。无人值班是管理模式，综合自动化是技术水平。常规保护和常规控制的时代。常规保护和常规控制的时代。两遥功能（两遥功能（20世纪世纪60年代）。年代）。四遥功能（四遥功能（20世纪世纪80年代）年代），真正有效意义上的，真正有效意义上的无人值班。无人值班。综合自动化比四遥功能在技术水平上有很大提高。综合自动化比四遥功能在技术水平上有很大提高。一一一一.变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）变电所综合自动化概述（续）8 电力系统自动化电力系统自动化 变电站综合自动化与无人值班无人值班是管理模式，综合自动化是二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能变电所综合自动化系统的基本功能变电所综合自动化系统的基本功能变电所综合自动化系统的基本功能监视和控制监视和控制微机保护微机保护电压和无功自动控制电压和无功自动控制低频减载低频减载备用电源自动投入备用电源自动投入9 电力系统自动化电力系统自动化二.变电所综合自动化系统的基本功能监视和控制9 监视和控制监视和控制监视和控制监视和控制数据采集数据采集 模拟量、数字量、电能量模拟量、数字量、电能量故障记录与事件顺序记录故障记录与事件顺序记录SOESOE控制与操作控制与操作安全监视安全监视人机界面人机界面数据处理与统计数据处理与统计二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）10 电力系统自动化电力系统自动化 监视和控制数据采集二.变电所综合自动化系统的基本功能（续 微机保护微机保护微机保护微机保护微机保护的种类微机保护的种类高压输电线的主保护和后备保护高压输电线的主保护和后备保护馈线的保护馈线的保护主变的主保护和后备保护主变的主保护和后备保护补偿电容的保护补偿电容的保护母线保护母线保护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故障录波故障录波 二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）11 电力系统自动化电力系统自动化 微机保护微机保护的种类二.变电所综合自动化系统的基本功能 微机保护（续）微机保护（续）微机保护（续）微机保护（续）微机保护的优点微机保护的优点实现算法灵活。实现算法灵活。性能稳定，可靠性高。性能稳定，可靠性高。设备自检和自恢复。设备自检和自恢复。运行维护工作量小，现场调试和整定方便。运行维护工作量小，现场调试和整定方便。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）12 电力系统自动化电力系统自动化 微机保护（续）微机保护的优点二.变电所综合自动化系统的基 电压和无功控制电压和无功控制电压和无功控制电压和无功控制调控目标调控目标维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压的运行波动范围（以额定电压为基准）的运行波动范围（以额定电压为基准）500(330)kv500(330)kv变电站的变电站的220kv220kv母线，正常时：母线，正常时：0 01010，事故时：，事故时：5 51010200kv200kv变电站变电站110kv110kv母线，正常时：母线，正常时：3 37 7，事故时：事故时：1010配电网配电网10kv10kv母线，母线，10.010.010.7kv10.7kv保持电力系统稳定和合适的无功平衡。保持电力系统稳定和合适的无功平衡。在电压合格的条件下实现使电能损耗最小。在电压合格的条件下实现使电能损耗最小。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）13 电力系统自动化电力系统自动化 电压和无功控制调控目标二.变电所综合自动化系统的基本功能 电压和无功控制（续）电压和无功控制（续）电压和无功控制（续）电压和无功控制（续）调控措施调控措施调整变压器的分接头位置。调整变压器的分接头位置。补偿电容器。补偿电容器。控制方式控制方式集中控制。集中控制。分散控制。分散控制。关联分散控制。关联分散控制。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）14 电力系统自动化电力系统自动化 电压和无功控制（续）调控措施二.变电所综合自动化系统的基 自动低频减载自动低频减载自动低频减载自动低频减载控制目标控制目标 运行规程规定：电力系统的允许频率偏差为运行规程规定：电力系统的允许频率偏差为0.1Hz；系统频率不能长时间运行在；系统频率不能长时间运行在49.549Hz以下；事故情况下，不能较长时间停留在以下；事故情况下，不能较长时间停留在47Hz以以下；系统频率瞬时值不能低于下；系统频率瞬时值不能低于45Hz。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）15 电力系统自动化电力系统自动化 自动低频减载控制目标二.变电所综合自动化系统的基本功能（自动低频减载（续）自动低频减载（续）自动低频减载（续）自动低频减载（续）低频减载的任务低频减载的任务 在系统发生故障，有功功率严重缺额，频率下在系统发生故障，有功功率严重缺额，频率下降时，需要有计划、按次序切除负荷，并保证切除降时，需要有计划、按次序切除负荷，并保证切除负荷量合适。负荷量合适。低频减载的控制方式低频减载的控制方式 基本轮和特殊轮基本轮和特殊轮 一般基本轮第一轮整定频率为一般基本轮第一轮整定频率为48.548.547.5Hz47.5Hz，最末轮最末轮46.546.546Hz46Hz，相邻两轮频率整定差，相邻两轮频率整定差0.250.250.5Hz0.5Hz，时间差，时间差0.5s0.5s。特殊轮整定频率一般在。特殊轮整定频率一般在494947Hz47Hz间，动作时限间，动作时限151520s20s。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）16 电力系统自动化电力系统自动化自动低频减载（续）低频减载的任务二.变电所综合自动化系统的 自动低频减载（续）自动低频减载（续）自动低频减载（续）自动低频减载（续）实现方法实现方法采用专用的低频减载装置。采用专用的低频减载装置。分散到每条线路的保护装置中。分散到每条线路的保护装置中。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）17 电力系统自动化电力系统自动化 自动低频减载（续）实现方法二.变电所综合自动化系统的基本 自动低频减载自动低频减载自动低频减载自动低频减载对低频减载装置的要求对低频减载装置的要求在各种运行方式下和功率缺额条件下，有计划在各种运行方式下和功率缺额条件下，有计划地切除负荷，有效防止系统频率降到危险点以地切除负荷，有效防止系统频率降到危险点以下。下。切除负荷尽可能少，防止超调和悬停现象。切除负荷尽可能少，防止超调和悬停现象。馈线或变压器故障跳闸造成失压时，应可靠闭馈线或变压器故障跳闸造成失压时，应可靠闭锁，不能误动。锁，不能误动。电力系统发生低频振荡时不能误动。电力系统发生低频振荡时不能误动。电力系统受谐波干扰时不能误动。电力系统受谐波干扰时不能误动。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）18 电力系统自动化电力系统自动化 自动低频减载对低频减载装置的要求二.变电所综合自动化系统 备用电源自动投入备用电源自动投入备用电源自动投入备用电源自动投入明备用：明备用：正常由正常由1B1B供电，供电，1B1B或或1DL1DL故障断开后，故障断开后，BZTBZT自动投入自动投入2DL2DL，由，由2B2B供电。供电。暗备用：暗备用：正常正常1B1B、2B2B都都供电，供电，1B1B故障时，故障时，BZTBZT自动投入自动投入3DL3DL或或5DL5DL保持保持供电。供电。二二二二.变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）变电所综合自动化系统的基本功能（续）19 电力系统自动化电力系统自动化 备用电源自动投入明备用：正常由1B供电，1B或1DL故障断 单元层变电站层单元层变电站层 单元层按功能划分，开关量输入、输出，模拟单元层按功能划分，开关量输入、输出，模拟量输入、输出，元件保护、自动装置各为单独量输入、输出，元件保护、自动装置各为单独模块。模块。变电站层包括监控主机和远动主机，变电站层变电站层包括监控主机和远动主机，变电站层通过现场总线或局域网与单元层通信。通过现场总线或局域网与单元层通信。所有保护屏、数据采集屏、控制出口屏全部安所有保护屏、数据采集屏、控制出口屏全部安装在中央控制室内，需要较多的控制连接电缆。装在中央控制室内，需要较多的控制连接电缆。三三三三.变电站综合自动化的结构变电站综合自动化的结构变电站综合自动化的结构变电站综合自动化的结构 分层集中组屏模式分层集中组屏模式分层集中组屏模式分层集中组屏模式 20 电力系统自动化电力系统自动化 单元层变电站层 三.变电站综合自动化的结构 21 电力系统自动化电力系统自动化21 电力系统自动化22 电力系统自动化电力系统自动化22 电力系统自动化间隔层变电站层间隔层变电站层 间隔层按高压间隔划分，以每个电网元件为对象，间隔层按高压间隔划分，以每个电网元件为对象，集测量、控制、保护于一体，设计在同一个机箱中，集测量、控制、保护于一体，设计在同一个机箱中，将这种模块单元安装在一次主设备的开关柜中。将这种模块单元安装在一次主设备的开关柜中。各模块单元与监控主机通过网络联系。各模块单元与监控主机通过网络联系。高压线路保护，变压器保护，自动装置（备自投、高压线路保护，变压器保护，自动装置（备自投、电压无功控制，低频减载）仍可安装在中央控制室电压无功控制，低频减载）仍可安装在中央控制室内。内。分层分散模式分层分散模式分层分散模式分层分散模式三三三三.变电站综合自动化的结构（续）变电站综合自动化的结构（续）变电站综合自动化的结构（续）变电站综合自动化的结构（续）23 电力系统自动化电力系统自动化间隔层变电站层 分层分散模式三.变电站综合自动化的结24 电力系统自动化电力系统自动化24 电力系统自动化25 电力系统自动化电力系统自动化25 电力系统自动化26 电力系统自动化电力系统自动化26 电力系统自动化 将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，高压线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统高压线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构。结构。优点：优点：（1 1）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。积。（2 2）减少了设备安装工程量。）减少了设备安装工程量。（3 3）简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接）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。电缆。（4 4）分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。分层）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，由于分散安装，减小了分散式结构，由于分散安装，减小了TATA的负担。的负担。分布分散式与集中式相结合的结构分布分散式与集中式相结合的结构分布分散式与集中式相结合的结构分布分散式与集中式相结合的结构三三三三.变电站综合自动化的结构（续）变电站综合自动化的结构（续）变电站综合自动化的结构（续）变电站综合自动化的结构（续）27 电力系统自动化电力系统自动化 将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，高28 电力系统自动化电力系统自动化28 电力系统自动化