培训材料c-PDS-7000系统的构成、特点及要求.ppt

变电站综合自动化系统 PDS-7000系统特点,南自机电工程部,(一)变电站综合自动化的基本概念,利用先进的计算机、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。 变电站综合自动化是提高变电站安全稳定水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供质量电能的一项重要技术措施。,作为变电站综合自动化系统，应确保实现： 检测电网故障，尽快隔离故障部分； 采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制； 采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考； 实现当地后备控制和紧急控制； 确保通信要求；,(二)变电站综合自动化的必要性,传统变电站中，存在诸多缺点，难以满足要求：如 二次设备、继电保护等，大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低； 二次设备依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低； 传统变电站占地面积大、使用电缆多，PT、CT负担生日，二次设备冗余配置多； 远动功能不够完善，给调度中心的信息量少、精度差，站内缺乏自动控制和调节手段不全； 调度和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护定值和检查其工作状态。,(三)变电站综合自动化的发展过程,1、由分立元件构成的自动装置阶段： 20世纪70年代以前，自动装置出现：自动重合闸、低频自动减负荷、备用电源自动投入等；(模拟电路为主) 2、以微处理器为核心的智能化自动装置阶段： 20世纪80年代，用大规模集成电路或微处理器代替了原来晶体管组成的自动装置； 3、变电站综合自动化的发展阶段： 20世纪70年代末，日本研制出世界上第一套数字式保护和控制系统DSCS-1； 80年代初，美国一家电力公司；1984年，瑞士BBC公司；1985年，德国西门子公司；相继取得进展。 我国：80年代中期，清华大学研制的35kV微机保护、监测系统在威海望岛变电所投运；南京自动化研究院开发了220kV梅河口变电所综合自动化系统；,(四)变电站综合自动化的体系结构,“数据采集”、“继电保护”和“直流系统”构成变电站自动化基础 “通讯管理机”是桥梁，联系站内各部分、与调度中心通讯 “站内主机”对整个综合自动化系统进行管理、控制,调度中心,站内主机,通信管理机,直流系统,数据采集,电气计量,自动装置,继电保护,辅助设施,电量检测,开关量采集,操作控制,线路保护,主变保护,母线保护,(五)变电站综合自动化的结构模式,集中式结构： 优点：实时采集、实时监控、制表等； 完成保护任务； 结构紧凑、体积小，减小占地； 造价低； 实用性好； 缺点：一台计算机故障，影响面大； 软件复杂、修改量大、调度烦琐； 组态不灵活，对不同站，须另行设计； 与常规保护相比，不直观，不符合运行和维护习惯；,显示器,打印机,计算机,直(交) 流采样,调度中心,计算机,开关量 信号输入,控制输出,变送器,开关位置 设备状态,开关控制,计算机,打印机,通信控制器,调度中心,分布式结构： 特点：将功能分散给多台计算机来完成! 采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。 各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信； 方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他! 中低压变电站较多!,交流采样 处理机,变送器,开关位置 设备状态,开关控制,开关信号 处理机,操作控制 处理机,保护控制 处理机,交流 采样,交流 采样,开关 信号,开关 信号,控制 输出,控制 输出,保护 单元,保护 单元,TV控制 TA,分布分散 (层)式结构： 从逻辑上分为两层： 变电站层(站级测控单元) 间隔层(间隔单元) 特点：按照变电站的元件、 断路器间隔进行设计， 将一个单元所需的全 部数据采集、保护、 控制等集中由一个或 多个智能化的测控单元完成! 减少了连接电缆，从而减少了电缆传递的电磁干扰、具有很高可靠性。方便维护和扩展!,通信控制器,测控单元1,运行工作站,打印机,以太网,电网调度中心,操作控制中心,现场总线,测控单元n,公用信号 单元,保护单元1,保护单元n,GPS,分布分散式结构的主要优点有： 间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高； 包含间隔级功能的单元直接定位在变电站的间隔上； 逻辑连接到组态指示均可由软件控制； 简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室面积； 简化了变电站二次设备的互连线，节省了大量连接电缆； 分布分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便；,PDS-7000变电站综合自动化系统主要适用于110KV及以下电压等级变电站、工矿企业10KV配电所和厂用电系统。集保护、测量、控制、信号、远动及运行管理等功能于一体的分布分散式系统。,(六)PDS-7000变电站综合自动化,PDS-7000系统设计遵循集中管理、分布控制、继电保护相对独立的思想，采用模块化单元式设计，基于相同的硬件平台和软件平台的系列产品。 通过微机通讯接口装置接收其它智能设备的信息（如直流柜、智能电度等）。 站内通讯控制装置可采用PDS-751（单配置或多配置），分别独立完成与当地监控主站和与远动调度之间的通讯。 当地功能是基于Windows平台下开发的多窗口、多任务SCADA系统。,PDS7000系统结构图 (一),PDS7000系统结构图 (二),PDS7000系统结构图 (三),PDS7000厂站自动化系统采用分层分布式模块化思想设计，系统分为两层：厂站管理层和间隔层。厂站管理层和间隔层之间通过双CAN网和以太网连接。 厂站管理层：位于变电站主控室内； 间隔层：分布在变电站内的各个线路开关间隔、电容器开关间隔或变压器开关间隔；,PDS-7000系统通讯网络,PDS-7000厂站自动化系统通信网络包括： l 间隔层通讯网络 l 与智能接口设备通讯接口 l 当地监控和远方调度的通讯接口,间隔层通讯网络,随着计算机及通讯技术发展，工业控制技术由早期的数据通信网络，现在逐渐被现场总线和网络所替代。现场总线由于高可靠性、抗恶劣环境而在工业过程自动化领域获得广泛应用。而以太网技术近几年又成为了工业过程自动化领域中实现设备互连的热门技术，它具有快速性、开放性、使用广泛而逐渐被电力系统生产厂商所关注。 PDS7000厂站自动化系统支持以下两种网络方式： （1） CAN-BUS现场总线 （2） 以太网,(1)CAN-BUS现场总线： 符合ISO11898国际标准，支持任一种单片机 使用非破坏性总线裁决技术，当同时有几个节点上送信息时，不会有信息丢失 总线上的各节点相对独立，某一节点出现错误，其它节点不受影响 采用短帧结构，传输时间短，不易受干扰，有较强的自检及纠错措施，保证数据的传输可靠性 网络节点可达110个，并可划分子网，进一步扩充网络节点容量 直接通讯距离最远可达10KM/5KBPS 通讯速率最高可达1MBPS,(2)以太网： 即插即用，连接方便、通用 传输距离可通过中继器延长 采用光纤以太则可具有很强的抗干扰性和远距离传输 传输速率可达10M 采用TCP/IP协议，则具有很强的可靠性,与智能接口设备通讯接口,PDS7000厂站自动化系统秉承开放式设计思想，提供了强大的软硬件支持以便其他厂家的产品接入PDS7000厂站自动化系统中来，以达到信息共享的目的。 PDS7000厂站自动化系统通过智能接口装置来交互信息的，智能接口装置是由MOTOROLA 32位单片机为核心的系统成的，而且采用了嵌入式多任务操作系统。 1) 智能接口提供的接口:串行口：RS232、RS485、RS422 现场总线：CANBUS 以太网 2) 智能接口装置支持的通信规约: 支持电度表、直流屏、小电流接地装置等许多智能设备的通讯规约，而且还可根据智能设备的特殊要求进行编程。,通讯网中网络接线要求,不允许网络有分叉，否则极有可能造成网 络通信出错 铺设通讯网络时，务必和动力电缆保持一定的距离，减少对通讯网络的干扰影响 为了增加网络抗干扰的性能，要求屏蔽层接地，CAN网的每一个节点可靠接地 在通讯网络的两端，需要各并一个100欧姆电阻，以减少通讯误信号,当地监控和远方调度的通讯接口,PDS-751网络通讯管理机：(1)通过与继电保护装置、数据采集装置、智能测控装置进行通讯，采集变电站或电厂电气系统运行中的各类实时信息送往当地监控和各级电网调度系统或电厂DCS；(2)另一方面接收和转发来自当地监控和各级电网调度系统的各类操作命令，对变电站的断路器、刀闸、变压器分接头等进行遥控和遥调操作。,PDS-7000后台监控系统,PDS-7000系统的软件设计采用面向对象的设计思想和软件工程的管理方法，各软件模块按