第三节变电站综合自动化概述

1、第一章第一章 变电站综合自动化概述变电站综合自动化概述第三节第三节 变电站综合自动化概述变电站综合自动化概述重庆电力高等专科学校变电站综合自动化一、常规变电站二次系统一、常规变电站二次系统1.1.常规变电站二次系统主要组成部分：常规变电站二次系统主要组成部分：测量测量系统系统控制控制系统系统保护保护系统系统信号信号系统系统操作操作电源电源远动远动重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化一、常规变电站二次系统一、常规变电站二次系统2.2.常规的变电站存在的问

2、题常规的变电站存在的问题安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。不适应电力系统快速计算和实时性要求。不适应电力系统快速计算和实时性要求。 供电质量缺乏科学的保证。供电质量缺乏科学的保证。不利于提高运行管理水平。不利于提高运行管理水平。维护工作量大，设备可靠性差。维护工作量大，设备可靠性差。占地面积大，增加征地投资。占地面积大，增加征地投资。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化二、变电站综合自动化系统概念二、变电站综合自动化系统概念概念 就是利用先进的计算机就是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技技术、现代电子技术、通信技术和数字信号处理等技术，

3、实术和数字信号处理等技术，实现对变电站主要设备和输、配现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综制、保护以及与调度通信等综合性功能的自动化系统。合性功能的自动化系统。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化图图1-1 一个实际的一个实际的500kV的综合自动化变电站的综合自动化变电站重庆电力高等专科学校变电站综合自动化一套在线运行的变电站综合自动化系统重庆电力高等专科学校变电站综合自动化PWS型综自系统重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求基基本本功功能能监控

4、子系统功能监控子系统功能微机继电保护及安全自动装置子系统功能微机继电保护及安全自动装置子系统功能通信管理子系统功能通信管理子系统功能重庆电力高等专科学校变电站综合自动化模拟量采集模拟量采集 I I、U U、P P、Q Q、f f、coscos等等三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能1）数据采集和处理功能断路器位置状态、隔离开关位置状态、断路器位置状态、隔离开关位置状态、继电保护动作状态、同期检测状态等继电保护动作状态、同期检测状态等脉冲量采集脉冲量采集脉冲量是指电能表输出的一种反映电能脉冲量是指电能表输出的一种反映电能流量的脉冲信号

5、流量的脉冲信号状态量采集状态量采集重庆电力高等专科学校变电站综合自动化模拟量的采集 重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能 2）操作控制功能 通过计算机CRT屏幕操作。 变电站实时监视与操作界面重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能 2）操作控制功能操操作作控控制制对对象象断路器、允许远方电动操作的隔离开关断路器、允许远方电动操作的隔离开关和接地开关进行分、合闸操作和接地开关进行分、合闸操作对变压器分接头

6、位置进行调节控制对变压器分接头位置进行调节控制对电容器、电抗器补偿装置进行投、切控制对电容器、电抗器补偿装置进行投、切控制重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能 2）操作控制功能操操作作方方式式正常运行时在计算机上操作正常运行时在计算机上操作检修时就地用控制开关操作检修时就地用控制开关操作重庆电力高等专科学校变电站综合自动化对变压器分接头进行调节控制重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求3）报警处理功能报警处理功能事故报警

7、预告报警非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限等重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能3）报警处理功能 自动推出画面、报警行、音响提示、闪光报警、信息操作提示。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能4）事件顺序记录（SOE）及事故追忆功能-将事件过程中各设备动作顺序，带时标记录、存储

8、、显示、打印，生成事件记录报告，供查询。系统保存1年的事件顺序记录条文。- - 范围为事故前范围为事故前1min1min到事故后到事故后2min2min的所有的所有相关运行数据，采样周期与实时系统采样周相关运行数据，采样周期与实时系统采样周期一致。期一致。事件顺序记录功能事件顺序记录功能事故追忆功能事故追忆功能重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能5）画面生成及显示功能 画面显示内容应有：画面显示内容应有：全站电气主接线图；全站电气主接线图；分区及单元接线图；分区

9、及单元接线图；实时及历史曲线显示；实时及历史曲线显示；棒图（电压和负荷监视）；棒图（电压和负荷监视）；间隔单元及全站报警显示图；间隔单元及全站报警显示图；监控系统配置及运行工况图；监控系统配置及运行工况图；重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能5）画面生成及显示功能 画面显示内容应有：画面显示内容应有：保护配置图；直流系统图；保护配置图；直流系统图；站用电系统图；站用电系统图；报告显示（包括报警、事故和常规运行数据）；报告显示（包括报警、事故和常规运行数据）；表格显示（如设备运行参数表、各种报表等）

10、；表格显示（如设备运行参数表、各种报表等）；操作票显示；日历、时间和安全运行天数显示；操作票显示；日历、时间和安全运行天数显示；重庆电力高等专科学校变电站综合自动化 变电站实时监视与操作界面重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能6）在线实时计算及制表功能 在线计算内容在线计算内容： 应具有加、减、乘、除、积分、求平均值、求最大最小值和逻辑判断，以及进行功率总加、电量分时累计等计算功能。 供计算的值可以是采集量、人工输入量或前次计算量，这些计算从数据库取变量数据，并把计算结果返送数据库。重庆电力高等专

11、科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能6）在线实时计算及制表功能 报表包括报表包括：实时值表实时值表正点值表正点值表运行日志表运行日志表电能量表电能量表交接班记录交接班记录事件顺序记录一览表事件顺序记录一览表报警记录一览表报警记录一览表微机保护配置定值一览表微机保护配置定值一览表主要设备参数表主要设备参数表自诊断报告自诊断报告重庆电力高等专科学校变电站综合自动化从当天的遥信、遥从当天的遥信、遥控、保护事件库中控、保护事件库中选事件，生成日志选事件，生成日志 重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校

12、变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能6）在线实时计算及制表功能输出方式及要求：输出方式及要求：实时及定时显示；召唤及定时打印；生产运行报表应能由用户编辑、修改、定义、增加和减少；报表应按时间顺序存储，报表的保存量应满足运行要求。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化- -监控系统设备应从站内时间同步系统获得对时信号，保证I/O数据采集单元的时间同步达到1ms精度要求。- - 监控系统站控层设备优先采用监控系统站控层设备优先采用NTPNTP对时方式；对时方式； 间隔层设备的对时接口优先选用间隔层设备的对时接口优先选用IR

13、IG-BIRIG-B对时方式。对时方式。同步的实现同步的实现对时方式对时方式三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能7）时钟同步功能重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能8）人-机联系功能 人机联系的桥梁是CRT显示器、鼠标和键盘。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能8）人-机联系功能 CRTCRT屏幕显示内容：屏幕显示内容：显示各种图形、曲线、

14、报表；发出操作控制命令；数据库定义和修改；各种应用程序的参数定义和修改；查看历史数值以及各项定值；图形及报表的生成、修改、打印；重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能8）人-机联系功能 CRTCRT屏幕显示内容：屏幕显示内容：日期和时钟的设置；运行文件的编辑、制作；主接线图人工置数功能；主接线图人工置位功能；操作票的显示、在线编辑和打印；报警确认，报警点的退出/恢复；监控系统主机上应有系统硬件设备配置图。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化

15、系统的基本功能和要求1、监控子系统功能9）系统自诊断和自恢复功能- -是指对变电站综合自动化监控系统的硬件、软件是指对变电站综合自动化监控系统的硬件、软件故障的自动诊断，并给出自诊断信息供维护人员的故障的自动诊断，并给出自诊断信息供维护人员的检修和更换。检修和更换。- -是指当由于某种原因导致系统停机时，能自动产生自恢复信号，将对外围接口重新初始化，保留历史数据，实现无扰动的软、硬件自恢复，保障系统的正常可靠运行。自诊断功能自诊断功能自恢复功能自恢复功能重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能10）与

16、其他设备的通信接口功能监控系统与继电保护的通信接口监控系统与继电保护的通信接口 监控系统以串口或网口的方式与保护装置信息采集器或保护信息管理子站连接获取保护信息。 监控系统与保护测控一体化装置（监控系统与保护测控一体化装置（35kV/10kV35kV/10kV）的通信接口的通信接口 监控系统以串口或网口的方式与保护测控一体化装置通信，采集测控信息。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能1010）与其他设备的通信接口功能）与其他设备的通信接口功能 监控系统与其他智能设备的通信接口监控系统与其他智能设备

17、的通信接口 监控系统智能接口设备采用数据通信方式（RS-485通讯口）收集各类信息，经过规约转换后通过以太网传送至监控系统主机。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化运行管运行管理功能理功能三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求1、监控子系统功能11）运行管理功能事故分析检索操作票操作票模拟操作模拟操作变电站其它日常管理重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求2、微机继电保护及安全自动装置子系统功能站用变保护站用变保护母线保护母线保护微微机机保保护护的的功功能能高压输电线路保护和

18、后备保护高压输电线路保护和后备保护变压器的主保护、后备保护以及非电量保护变压器的主保护、后备保护以及非电量保护低压配电线路保护低压配电线路保护无功补偿装置保护无功补偿装置保护重庆电力高等专科学校变电站综合自动化 重庆电力高等专科学校变电站综合自动化五防操作和闭锁五防操作和闭锁小电流接地选线小电流接地选线安安全全自自动动装装置置的的功功能能低周减载低周减载备用电源自投备用电源自投故障录波和测距故障录波和测距同期操作同期操作声音图像远程监控声音图像远程监控三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求2、微机继电保护及安全自动装置子系统功能电压无功自动综合控制电压

19、无功自动综合控制重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求2、微机继电保护及安全自动装置子系统功能具备当地人机接口功能具备当地人机接口功能附附加加功功能能具有与系统对时功能具有与系统对时功能具有存储多种保护定值功能具有存储多种保护定值功能具备通信功能具备通信功能具备故障自诊断功能具备故障自诊断功能具有事件记录功能具有事件记录功能重庆电力高等专科学校变电站综合自动化三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求三、变电站综合自动化系统的基本功能和要求3、通信管理子系统功能A C B 各子系统内各子系统内部的信息管部的信息管理理通

20、讯控制器通讯控制器对其它公司对其它公司产品的信息产品的信息管理管理综合自动化综合自动化系统与上级系统与上级调度的远动调度的远动通信通信重庆电力高等专科学校变电站综合自动化四、变电站综合自动化系统的结构形式四、变电站综合自动化系统的结构形式集中式集中式分散集中结合式分散集中结合式分层分布式分层分布式完全分散式完全分散式 结构结构形式形式重庆电力高等专科学校变电站综合自动化集中式变电站综合自动化系统结构框图集中式变电站综合自动化系统结构框图重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化四、变电站综合自动化系统的结构形式四、变电站综合自动化系统的结构形式集中式特点：系统各功

21、能模块与硬件无关各功能模块用模块化软件连接安装实现集中采集信息，集中处理运算对计算机性能要求较高可扩性、可维护性差适用于中、小型变电站重庆电力高等专科学校变电站综合自动化四、变电站综合自动化系统的结构形式四、变电站综合自动化系统的结构形式分层式的结构分层式的结构 ：重庆电力高等专科学校变电站综合自动化变电层变电层2 2层层设备层设备层0层层间隔层间隔层1层层分层分布式结构分层分布式结构变电层变电层间隔层间隔层包括全站的包括全站的监控主机、监控主机、保护管理机、保护管理机、通信控制机通信控制机等。等。包括测量、包括测量、控制部分和控制部分和继电保护部继电保护部分。分。变电层一般设现场总线或变电层

22、一般设现场总线或局域网，供各主机之间和局域网，供各主机之间和监控主机与单元层之间的监控主机与单元层之间的信息交换信息交换测控单元：具有测量、控制功能的装置测控单元：具有测量、控制功能的装置保护单元：包括继电保护、自动重合闸、保护单元：包括继电保护、自动重合闸、故障录波、故障测距等装置故障录波、故障测距等装置重庆电力高等专科学校变电站综合自动化设备层设备层单元层单元层变电变电层层TVTA高高压压设设备备TVTA高高压压设设备备TVTATVTA断断路路器器断断路路器器重庆电力高等专科学校变电站综合自动化四、变电站综合自动化系统的结构形式四、变电站综合自动化系统的结构形式分层式特点：分层式特点：间隔

23、层和站控层构成的是一个分布式的计算机系统 在结构上采用主CPU、从CPU共同工作方式，主CPU与各功能模块从CPU之间进行数据通信。从CPU在测控、保护功能上以集中或分散方式分布并列工作。该模式在安装上可以集中组屏或分屏组屏。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化分散与集中相结合的变电站综合自动化系统分散与集中相结合的变电站综合自动化系统重庆电力高等专科学校变电站综合自动化重庆电力高等专科学校变电站综合自动化四、变电站综合自动化系统的结构形式四、变电站综合自动化系统的结构形式分散与集中相结合的特点分散与集中相结合的特点间隔层中各数据采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其

24、他设备附近，各个单元之间相互独立，仅通过通信网互联，并同变电站级测控主单元通信。能在间隔层完成的功能不依赖于通信网。通信网通常是光纤或双绞线，最大限度的压缩了二次设备和二次电缆，节省了工建投资。安装既可以分散安装于各间隔，也可以在控制室中集中组屏或分层组屏，还可以一部分在控制室中，另一部分分散在低压开关柜上。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化CSC-2000CSC-2000系统的典型结构图（适用于系统的典型结构图（适用于110kV110kV变电站）变电站）重庆电力高等专科学校变电站综合自动化CSC-2000CSC-2000系统的典型结构图（适用于系统的典型结构图（适用于220kV220kV变

25、电站）变电站）重庆电力高等专科学校变电站综合自动化集控站模式的变电站综合自动化系统重庆电力高等专科学校变电站综合自动化完全分散式变电站综合自动化系统完全分散式变电站综合自动化系统重庆电力高等专科学校变电站综合自动化四、变电站综合自动化系统的结构形式四、变电站综合自动化系统的结构形式完全分散式的特点完全分散式的特点变电站间隔层在站内按间隔分布式配置。间隔层的设备均可直接下放到开关场就地，减少二次接线，各间隔设备相对独立，仅通过通信网互联，并同变电层的设备通信，也有利于实现无人值班。简化现场施工、安装和调试的工作。各单元分散安装，减小了电流互感器的负担，各模块与监控主机之间通过局域网络或现场总线连接，组态灵活，可靠性高，抗干扰能力强。重庆电力高等专科学校变电站综合自动化中低压变电站自动化系统结构模式一.监控监控.监控监控监控监控监控监控保护及其它IED网总控当地监控监控网串口/以太网上级调度串口/以太网重庆电力高等专科学校变电站综合自动化中低压变电站自动化系统结构模式二.监控监控监控监控监控监控监控监控总控当地监控监控网保护保护保护保护上级调度串口/以太网串口/以太网重庆电力高等专科学校变电站综合自动化中低压变电站自动化系统结构模式三.监控监控监控监控监控监控总控当地监控监控/保护网保护保护保护.PCPC保护监控一体化装