变电站综合自动化ppt课件

.第七章变电站综合自动化和数字化变电站，审查：电力系统自动化分类(根据运营管理区域分类)，第七章变电站综合自动化和数字化变电站，现有变电站存在的问题：安全、可靠性不能满足电力系统开发的要求。不适合电力系统的快速计算和实时要求。电能质量缺乏科学保障。不利于提高运营管理水平。维护工作量大，设备可靠性差。占地面积大，增加土地收购投资。科技的发展为变电站自动化的发展提供了有利的条件。第一，变电站自动化的发展过程1，变电站分离部件的自动装置阶段70年代以前，这些自动装置主要由模拟电路、晶体管等分立元件组成，为提高变电站自动化水平，确保系统的安全运行，起到了一定的作用。缺点：这些自动装置相互独立工作，相互独立，智力不足，没有自我诊断功能，运行过程中自身出现故障时不能提供警报信息，也有些影响电网运行的安全性。个别零件的可靠性不高，经常需要修理，体积大。第七章变电站综合自动化和数字化变电站，2、以微处理器为核心的智能自动设备阶段，随着20世纪80年代大规模集成电路和微处理器技术的应用，原始自动设备在变电站自动化阶段逐渐被大规模集成电路或微处理器取代为晶体管等各个组件。分别安装微机监控、微机保护、微机远程设备，实现各自的功能。优点：采用数字电路减少体积，显示出明显的优越性。利用微处理器的智能和计算力，可以应用和发展新的算法，提高测量的准确度和控制的可靠性，扩展新的功能。设备本身的故障自我诊断能力对提高设备本身的可靠性有意义。缺点：每个自动化设备仍然独立运行，不能相互通信，不能共享资源。国际上从20世纪70年代末开始对变电站综合自动化的研究，从20世纪80年代开始进入实用。例：西门子于1985年在德国启动了第一个变电站综合自动化系统。我国从20世纪80年代末开始开发和开发，20世纪90年代进入了应用阶段。例如：清华大学电机系成功开发的变电站微机监控、保护综合控制系统。变电站综合自动化阶段的特点：综合考虑微机监控、微机保护、微机远程控制等功能，构成了执行上述所有功能的综合计算机系统。3、变电站综合自动化阶段，2、变电站综合自动化的概念，变电站综合自动化(ISCS)是将自动控制技术和信息处理和传输技术应用于变电站，通过计算机硬件系统或自动化设备代替人工执行各种操作任务，提高变电站运行、管理水平的自动化系统。三、变电站综合自动化的发展概述、一、国外变电站综合自动化的初步发展概述国外变电站自动化的研究始于20世纪70年代。70年代末，英国、西德、意大利、澳大利亚等地新安装的原动装置是计算机。变电站综合自动化研究始于70年代中后期。1975年间，电子工程与三菱电气有限公司合作，研究了配电变电站数字控制系统。1979年9月完成了被称为SDCS-1型的原型，12月在变电站安装运行，1980年开始商业化生产。SDCS-1类型包含13台计算机。下图具有77kV/6.6kV配电变电站的所有保护和控制功能。变电站有3台变压器，4次77kV入口，36次6.6kV供电线。三、变电站综合自动化开发概述、sdcs-1结构框图、1、国外变电站综合自动化初始开发概述、2、中国的变电站自动化开发过程中国的变电站综合自动化研究工作从80年代中期开始。1987年，清华大学电机工程和研究在国内首次成功实现了符合国情的综合自动化系统。该系统由三台计算机组成，系统结构如下图所示。1987年，在山东省威海市芒岛变电站成功启动。网道变电站是35kV/10kV市变电站，有2次35kV进线，2次周边8次10kV进线，2军电容器。该系统承担了变电站安全监控、计算机保护、电压无功控制、中央信号等任务。按功能分为三个子系统。(1)安全监测子系统；(2)微机保护子系统；(3)电压、无功控制子系统。这是我国第一个变电站综合自动化系统，成功运行，证明了我国可以独立研究，制造符合国际先进水平、国家条件的变电站综合自动化系统。20世纪90年代中期以来，综合自动化系统发展迅速。随着计算机技术的持续发展和运行，投入的变电站综合系统实现的经济效益和社会效益，吸引了全国很多用户、研究单位、高等机关，使变电站综合自动化系统成为90年代的热门话题。第三，变电站综合自动化发展概述，第三，变电站综合自动化开发概述，第二，中国变电站自动化开发过程，变电站微机监控，保护综合控制系统框图。3、海外无人开发概述西欧、北美、日本等发达国家大部分变电站、很多500kV、380kV变电站等无人值守。例如：巴黎，1985年建立了所有225/20kV变电站集中控制的新一代计算机自动管理系统。协调室可以掌握所有225/20kV变电站和20kV主网络的状态，如果电网发生事故，派遣中心将直接进行必要的处理，以便受停电影响的用户能够迅速供电。与此同时，无人或少数人员工作的大型中小水力发电站也大量出现。例如，直到1980年，意大利ENEL公司的474个水电站中，有408个，法国EDF公司的450个水电站中，有403个进行了90%的无人值班。4，国内无人开发简介，早期无人变电站没有自动化功能。仅适用于不重要的35KV变电站。20世纪60年代进入了远距离监视的无人值班阶段。20世纪80年代后期，无人驾驶技术又上升到了一个台阶上。促进了调度自动化的实用化和电网调度管理水平的提高。国家电力调度通信中心于1993年12月28日公布了19942号文件关于在地区电网中实施变电站遥控和无人值班的意见。本文明确指出变电站遥控实施和无人值班是可行的，是电网调度管理的发展方向，需要各部队积极稳妥地执行这项工作，根据当地实际情况调整情况，全面考虑，计划好，分阶段实施。在一些地区，根据需要，可以考虑新建变电站，特别是地区变电站设计的。该文件为全国无人值守变电站建设提供了巨大的推动力。变电站实现无人值班的目的和意义，(1)国民经济发展状况的需要，不仅要开发发达地区，而且要开发人口密集的经济发展地区，要开发无人值班变电站；在人口密度小、经济不发达的偏远地区，开发无人值班也很重要。(2)提高运行可靠性，降低误操作率。(3)提高经济效益和劳动生产率(4)降低变电站建设成本。变电站综合自动化综合提高了无人值守变电站的技术水平，(1)提高了变电站的安全可靠运行水平。(2)提高电力系统的运行、管理和技术水平；(3)减少变电站安装面积，降低成本，减少总投资。(4)提高电源质量，提高电压合格率，减少电力损失。(5)减少维护工作负担。集成自动化系统的计算机保护设备和自动设备都具有故障自我诊断功能，设备内部有缺陷，可以自动显示故障部位，缩短维修时间。，第三，变电站综合自动化系统的功能，变电站综合自动化系统的基本功能体现在以下5个子系统的功能中：1.监控子系统(1)数据采集电源系统运行参数的在线实时采集是变电站自动化系统的基本功能之一，变电站数据包括模拟、开关和电能。(2)数据处理和记录数据处理的内容是电力部门和用户内部生产调度所需的数据。1)变电站运行参数的统计、分析和计算2)变电站运行参数和设备的限制警报和记录3)变电站内的事件记录，(3)运行监控和监控自动监控反映变电站运行状态和设备状态的收集数据。(4)故障记录和距离测量、故障记录故障记录和距离测量110kV以上的重要输电线路，距离长，故障影响大，应尽快找到故障点，缩短维修时间，尽快恢复供电，减少损失。错误记录35kV和10kV配电线路很少专门研究错误记录机，可以设置简单的错误记录功能进行错误分析。错误日志是记录与继电保护操作前后故障相关的电流量和总线电压。三是变电站综合自动化系统的功能，(5)事故顺序记录和事故记忆事故顺序记录是变电站内继电保护、自动装置、断路器等事故时动作的顺序自动记录。事故追征是指对变电站内的一些主要模拟(如线路、主变压器的电流、有源电力、总线电压等)在事故前后进行一定时间的连续测量记录。(6)控制和安全操作锁定操作员可以通过显示器屏幕执行断路器、隔离开关和闭路。变压器子连接器调整控制；控制电容器组的铸造、切削。此外，所有操作控制都可以是本地和远程控制、本地和远程切换互锁以及自动和手动互锁。操作锁定包括：操作系统出口有断路器分离、闭合锁定功能。三是变电站综合自动化系统的功能，(7)人机联系功能(8)谐波分析和监测，第三，变电站综合自动化系统的功能，2 .微机保护子系统、变电站综合自动化系统的微机继电保护主要包括以下几个方面；电力变压器保护；母线保护电容器保护小电流接地系统自动选线；自动重合闸等。微机保护要求：(1)系统的继电保护独立于所保护的电源设备单位(间隔)，由相关电流互感器和电压互感器直接输入电量，然后从触点输出，直接操作该断路器的跳闸线圈。(2)保护设备具有接入站内通信网的通信接口，并提供保护动作后变电站层计算机设备的报告等，但继电保护功能完全不依赖通信网。(3)为了提高整个系统的可靠性和降低成本，可以分配给保护装置的其他一些功能，以避免不必要的硬件重复，但不能降低保护装置的可靠性。3 .电压、无功综合控制子系统，实时控制运行中电压/无功功率的基本手段是带负载电压调节器的分段连接器调整和无功补偿电容器组切换。使用9区控制策略进行电压/无功自动控制。电压和无功控制装置(VQC):适用于部分地区电网、变电站。自动电压控制系统(AVC):在某些地方电网中可用。自动电压控制设备类型：介绍变电站10kV系统电压和无功综合控制装置，4。低频减载控制，自动低频减载装置：根据电源系统频率低时系统频率下降的程度，自动按预定顺序消除相应的负荷，从而降低系统频率，快速恢复系统频率至指定值。5，冗馀电源自动输入子系统，冗馀电源自动输入：由于故障而断开工作中的电源时，自动快速投入冗馀电源，使用户自动投入设备的设备。发电站、变电站都安装了备用电源，还有一些重要的工业企业用户为了保证电源的可靠性，还安装了备用电源。备用电源自动投入已成为变电站综合自动化系统的基本功能之一。冗馀电源自动输入设备功能和类型：两个或多个电源的配电装置，提高电源的可靠性。操作电源和备用电源的布线方法主要分为两类。mingstandby :仅在正常工作时备用电源无法正常工作，并且工作电源出现故障时才能正常工作。黑暗备用：在正常状态下，两个电源都投入使用，相互待命。正常情况下，QF1关闭，QF2断开，负载由工作电源提供。如果工作电源出现故障，请使用APD操作卸下QFD，卸下故障电源，然后关闭QF2以使备用电源进入工作状态并恢复电源。a)待机，通常QF1、QF2已关闭，q93已断开，两个电源分别为两条总线供电。如果电源A(B)出现故障，q93将关闭，其APD行为将断开QF1(QF2)，所有负载由B(A)电源供电。b)黑暗的储备，1)如果由于任何原因工作的电源丢失，APD可以快速启动并投入备用电源。(2)只有在工作中的电源已断开，并且冗馀电源电压正常的情况下，才允许使用冗馀电源。3)APD只能运行一次，以避免将备份电源重新插入永久故障环路。4)电压互感器二次回路断开连接时，APD不能故障。冗馀电源自动输入设备的基本要求，第七章变电站综合自动化，5 .通信子系统通信功能包括站内现场水平之间的通信和变电站自动化系统和上级调度通信两部分。4，变电站综合自动化系统结构，集中式分层分布式分配集屏幕分配和集中组合，4，分别完成了变电站综合自动化系统的结构、结构形式、分布式和集中组合、不同等级计算机、外围接口电路扩展、集中收集变电站模拟、开关和数字卷等信息、集中计算和处理、计算机监控、计算机保护和部分自动控制等功能。将变电站内每个电路的数据收集装置、控制装置和保护装置分别集中安装在变电站控制室的相应屏幕(机柜)上。在变电站内各回路的数据收集，微机保护和监控设备集成为单个设备，位于数据源现场的开闭设备上。1 .集中结构，(1)定义：集中结构的综合自动化系统，利用计算机、外围接口电路的扩展、集中收集变电站模拟、交换机、数字量等信息执行计算机监控、计算机保护和某些自动控制功能的集中计算和处理。集中式结构并不意味着一台计算机执行保护、监视等所有功能。大多数集中结构的计算机保护、计算机监控、日程等通信功能也是由不同的微型计算机完成的。图7-2集中结构的综合自动化系统框图，(2)例如，安装在变电站中央控制室。(3)集中结构的特点：体积小，占地空间大，成本低。缺点：a，低可靠性：b，集中式结构的复杂软件，大量修改工作负载，繁琐调试；c、对于配置不灵活、主接线或大小不同的变电站，软、硬件都要单独设计，工作量大，影响批量生产，不利于卷展栏。d、集中式保护与长期采用一对一常规保护相比，不直观、不使用符号的操作和维护人员的习惯、调试和维护不便，程序设计麻烦，保护算法只适合相对简单的情况。通常适用于小型变电站的新建或改造。，2 .分层分布式系统集中式组屏幕结构，(1)定义：分布式结构与主从CPU协同工作，以实现功能模块(通常是单个从属CPU)之间的网络技术或串行数据通信，多个CPU系统提高了