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第二章 变电站综合自动化 基本概念 传统变电站控制的问题 安全、稳定性不够。 难以保证供电质量。 占地面积大。 无法满足快速计算、实时控制的要求。 维护工作量大。 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（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。 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。 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 功能。 功能综合化、结构微机化、监视屏幕化、运行 管理智能化。 综合自动化的优越性 提高安全稳定性。 提高电压合格率。 提高运行管理水平。 缩小占地面积。 提高设备可靠性，减小维护工作量。 变电站自动化的发展 分立元件阶段 微机化的智能元件阶段 综合自动化阶段 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 。 常规保护和常规控制的时代。 两遥功能。 四遥功能，真正有效意义上的无人值班。 综合自动化比四遥功能在技术水平上有很大提 高。 变电站综合自动化 的功能 国际大电网会议的分类 控制和监视 自动控制 测量 继电保护 与继电保护有关的功能 接口功能 系统功能 国内应用的分类 控制和监视 微机保护 电压和无功自动控制 低频减载 备用电源自动投入 监视和控制 数据采集 模拟量、数字量、电能量 故障记录与事件顺序记录SOE 控制与操作 安全监视 人机界面 数据处理与统计 微机保护 微机保护的种类 高压输电线的主保护和后备保护 馈线的保护 主变的主保护和后备保护 补偿电容的保护 母线保护 不完全接地系统的单相接地选线 故障录波 微机保护 微机保护的优点 实现算法灵活。 性能稳定，可靠性高。 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。 微机保护 对微机保护的要求 满足保护的4性要求：选择性、速动性、 可靠性、灵敏性。 具有故障记录功能。 通信功能与统一校对时钟。 能存贮多种保护定值。 当地或远程修改保护定值。 设置保护管理机或通信控制机。 故障自诊断、自闭锁、自恢复功能。 电压和无功控制 调控目标 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） 500(330)kv变电站的220kv母线，正常时010 ，事故时510 200kv变电站110kv母线，正常时37，事 故时10 配电网10kv母线，10.010.7kv 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。 电压和无功控制 调控措施 调整变压器的分接头位置。 补偿电容器。 控制方式 集中控制。 分散控制。 关联分散控制。 自动低频减载 控制目标 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 49.549Hz以下；事故情况下，不能较长时 间停留在47Hz以下；系统频率瞬时值不能 低于45Hz。 自动低频减载 低频减载的任务 在系统发生故障，有功功率严重缺额，频率下降时 ，需要有计划、按次序切除负荷，并保证切除负荷量合适 。 低频减载的控制方式 基本轮和特殊轮 一般基本轮第一轮整定频率为48.547.5Hz，最末轮46.5 46Hz，相邻两轮频率整定差0.250.5Hz，时间差0.5s。特殊轮整定 频率一般在4947Hz间，动作时限1520s。 自动低频减载 实现方法 采用专用的低频减载装置。 分散到每条线路的保护装置中。 自动低频减载 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，有计划地 切除负荷，有效防止系统频率降到危险点以下。 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，应可靠闭锁 ，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。 自动低频减载 低频减载装置的关键技术 采用原理先进、准确度高、抗干扰能力强的测频 电路。 采用频率下降速率做启动条件提高动作的快速与 灵敏性；做闭锁条件可防止误动。其他常用的闭锁 条件有带时限的低压闭锁，低电流闭锁，双测频回 路串联闭锁。 故障自诊断与自闭锁。 备用电源自动投入 明备用：正常由1B供电 ，1B或1DL故障断开后， BZT自动投入2DL，由2B 供电。 暗备用：正常1B、2B 都供电，1B故障时，BZT 自动投入3DL或5DL保持 供电。 备用电源自动投入 采用微机实现BZT，可以实 现灵活的自动投入控制方式，比如三 种备用电源投入方式可以用一部微机 设备实现。同时装置可以自诊断，并 可以具有通信功能与其他自动化系统 相联系。 变电站综合自动化 的结构 设计的原则和要求 功能、配置服从电网调度自动化的总体设计 功能配置下放原则 应能全面替代常规二次设备。 微机保护的软硬件与监控系统既相对独立，又 相互协调。 微机保护应有通信功能 应能满足无人值班的要求。 有可靠的通信网络和通信协议。 有良好的抗干扰能力。 设计的原则和要求 设备运行可靠性高。 系统可扩展性好。 系统的标准化和开放性能要好。 优先采用交流采样技术 采用局域网通信方式 硬件结构 传统模式 远方终端装置（RTU）当地监控系统 1、当地监控系统由一台主机或两台互为备用的主机 承担所有功能。 2、配上变送器、遥信转接、遥控执行、UPS等屏柜 。 3、站内保护装置的信息，可通过遥信输入回路（硬 件方法）进入RTU，亦可通过串行口按约定的规约 通信（软件方法）进入RTU。 4、适合35500千伏各种电压等级、不同规模的变 电站。 硬件结构 分层集中组屏模式 单元层变电站层 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 单独模块。 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。 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。 硬件结构 分层分散模式 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，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。 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、电压无功控制，低频减载）仍可安装在中央 控制室内。 保护与监控数据是否共享 完全共享。用同一CPU和采集通道采集保护和测量需 要的电量。结