1、第一章第一章 變電站綜合自動化概述變電站綜合自動化概述第三節第三節 變電站綜合自動化概述變電站綜合自動化概述重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化一、常規變電站二次系統一、常規變電站二次系統1.1.常規變電站二次系統主要組成部分：常規變電站二次系統主要組成部分：測量測量系統系統控制控制系統系統保護保護系統系統信號信號系統系統操作操作電源電源遠動遠動重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化一、常規變電站二次系統一、常規變電站二次系統2.2.常規的變電站存在的問

2、題常規的變電站存在的問題安全性、可靠性不能滿足電力系統發展的需求。安全性、可靠性不能滿足電力系統發展的需求。不適應電力系統快速計算和實時性要求。不適應電力系統快速計算和實時性要求。 供電質量缺乏科學的保證。供電質量缺乏科學的保證。不利于提高運行管理水平。不利于提高運行管理水平。維護工作量大，設備可靠性差。維護工作量大，設備可靠性差。占地面積大，增加征地投資。占地面積大，增加征地投資。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化二、變電站綜合自動化系統概念二、變電站綜合自動化系統概念概念 就是利用先進的計算機就是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技技術、現代電子技術、通信技術和數字信號處理等技術，

3、實術和數字信號處理等技術，實現對變電站主要設備和輸、配現對變電站主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、控電線路的自動監視、測量、控制、保護以及與調度通信等綜制、保護以及與調度通信等綜合性功能的自動化系統。合性功能的自動化系統。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化圖圖1-1 一個實際的一個實際的500kV的綜合自動化變電站的綜合自動化變電站重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化一套在線運行的變電站綜合自動化系統重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化PWS型綜自系統重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求基基本本功功能能監控

4、子系統功能監控子系統功能微機繼電保護及安全自動裝置子系統功能微機繼電保護及安全自動裝置子系統功能通信管理子系統功能通信管理子系統功能重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化模擬量采集模擬量采集 I I、U U、P P、Q Q、f f、coscos等等三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能1）數據采集和處理功能斷路器位置狀態、隔離開關位置狀態、斷路器位置狀態、隔離開關位置狀態、繼電保護動作狀態、同期檢測狀態等繼電保護動作狀態、同期檢測狀態等脈沖量采集脈沖量采集脈沖量是指電能表輸出的一種反映電能脈沖量是指電能表輸出的一種反映電能流量的脈沖信號

5、流量的脈沖信號狀態量采集狀態量采集重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化模擬量的采集 重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能 2）操作控制功能 通過計算機CRT屏幕操作。 變電站實時監視與操作界面重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能 2）操作控制功能操操作作控控制制對對象象斷路器、允許遠方電動操作的隔離開關斷路器、允許遠方電動操作的隔離開關和接地開關進行分、合閘操作和接地開關進行分、合閘操作對變壓器分接頭

6、位置進行調節控制對變壓器分接頭位置進行調節控制對電容器、電抗器補償裝置進行投、切控制對電容器、電抗器補償裝置進行投、切控制重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能 2）操作控制功能操操作作方方式式正常運行時在計算機上操作正常運行時在計算機上操作檢修時就地用控制開關操作檢修時就地用控制開關操作重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化對變壓器分接頭進行調節控制重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求3、報警處理功能報警處理功能事故報警

7、預告報警非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號一般設備變位、狀態異常信息、模擬量或溫度量越限等重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能3）報警處理功能 自動推出畫面、報警行、音響提示、閃光報警、信息操作提示。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能4）事件順序記錄（SOE）及事故追憶功能-將事件過程中各設備動作順序，帶時標記錄、存儲

8、、顯示、打印，生成事件記錄報告，供查詢。系統保存1年的事件順序記錄條文。- - 范圍為事故前范圍為事故前1min1min到事故后到事故后2min2min的所有的所有相關運行數據，采樣周期與實時系統采樣周相關運行數據，采樣周期與實時系統采樣周期一致。期一致。事件順序記錄功能事件順序記錄功能事故追憶功能事故追憶功能重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能5）畫面生成及顯示功能 畫面顯示內容應有：畫面顯示內容應有：全站電氣主接線圖；全站電氣主接線圖；分區及單元接線圖；分區

9、及單元接線圖；實時及歷史曲線顯示；實時及歷史曲線顯示；棒圖（電壓和負荷監視）；棒圖（電壓和負荷監視）；間隔單元及全站報警顯示圖；間隔單元及全站報警顯示圖；監控系統配置及運行工況圖；監控系統配置及運行工況圖；重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能5）畫面生成及顯示功能 畫面顯示內容應有：畫面顯示內容應有：保護配置圖；直流系統圖；保護配置圖；直流系統圖；站用電系統圖；站用電系統圖；報告顯示（包括報警、事故和常規運行數據）；報告顯示（包括報警、事故和常規運行數據）；表格顯示（如設備運行參數表、各種報表等）

10、；表格顯示（如設備運行參數表、各種報表等）；操作票顯示；日歷、時間和安全運行天數顯示；操作票顯示；日歷、時間和安全運行天數顯示；重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化 變電站實時監視與操作界面重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能6）在線實時計算及制表功能 在線計算內容在線計算內容： 應具有加、減、乘、除、積分、求平均值、求最大最小值和邏輯判斷，以及進行功率總加、電量分時累計等計算功能。 供計算的值可以是采集量、人工輸入量或前次計算量，這些計算從數據庫取變量數據，并把計算結果返送數據庫。重慶電力高等專

11、科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能6）在線實時計算及制表功能 報表包括報表包括：實時值表實時值表正點值表正點值表運行日志表運行日志表電能量表電能量表交接班記錄交接班記錄事件順序記錄一覽表事件順序記錄一覽表報警記錄一覽表報警記錄一覽表微機保護配置定值一覽表微機保護配置定值一覽表主要設備參數表主要設備參數表自診斷報告自診斷報告重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化從當天的遙信、遙從當天的遙信、遙控、保護事件庫中控、保護事件庫中選事件，生成日志選事件，生成日志 重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校

12、變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能6）在線實時計算及制表功能輸出方式及要求：輸出方式及要求：實時及定時顯示；召喚及定時打印；生產運行報表應能由用戶編輯、修改、定義、增加和減少；報表應按時間順序存儲，報表的保存量應滿足運行要求。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化- -監控系統設備應從站內時間同步系統獲得對時信號，保證I/O數據采集單元的時間同步達到1ms精度要求。- - 監控系統站控層設備優先采用監控系統站控層設備優先采用NTPNTP對時方式；對時方式； 間隔層設備的對時接口優先選用間隔層設備的對時接口優先選用IR

13、IG-BIRIG-B對時方式。對時方式。同步的實現同步的實現對時方式對時方式三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能7）時鐘同步功能重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能8）人-機聯系功能 人機聯系的橋梁是CRT顯示器、鼠標和鍵盤。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能8）人-機聯系功能 CRTCRT屏幕顯示內容：屏幕顯示內容：顯示各種圖形、曲線、

14、報表；發出操作控制命令；數據庫定義和修改；各種應用程序的參數定義和修改；查看歷史數值以及各項定值；圖形及報表的生成、修改、打印；重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能8）人-機聯系功能 CRTCRT屏幕顯示內容：屏幕顯示內容：日期和時鐘的設置；運行文件的編輯、制作；主接線圖人工置數功能；主接線圖人工置位功能；操作票的顯示、在線編輯和打印；報警確認，報警點的退出/恢復；監控系統主機上應有系統硬件設備配置圖。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化

15、系統的基本功能和要求1、監控子系統功能9）系統自診斷和自恢復功能- -是指對變電站綜合自動化監控系統的硬件、軟件是指對變電站綜合自動化監控系統的硬件、軟件故障的自動診斷，并給出自診斷信息供維護人員的故障的自動診斷，并給出自診斷信息供維護人員的檢修和更換。檢修和更換。- -是指當由于某種原因導致系統停機時，能自動產生自恢復信號，將對外圍接口重新初始化，保留歷史數據，實現無擾動的軟、硬件自恢復，保障系統的正常可靠運行。自診斷功能自診斷功能自恢復功能自恢復功能重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能10）與

16、其他設備的通信接口功能監控系統與繼電保護的通信接口監控系統與繼電保護的通信接口 監控系統以串口或網口的方式與保護裝置信息采集器或保護信息管理子站連接獲取保護信息。 監控系統與保護測控一體化裝置（監控系統與保護測控一體化裝置（35kV/10kV35kV/10kV）的通信接口的通信接口 監控系統以串口或網口的方式與保護測控一體化裝置通信，采集測控信息。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能1010）與其他設備的通信接口功能）與其他設備的通信接口功能 監控系統與其他智能設備的通信接口監控系統與其他智能設備

17、的通信接口 監控系統智能接口設備采用數據通信方式（RS-485通訊口）收集各類信息，經過規約轉換后通過以太網傳送至監控系統主機。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化運行管運行管理功能理功能三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求1、監控子系統功能11）運行管理功能事故分析檢索操作票操作票模擬操作模擬操作變電站其它日常管理重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求2、微機繼電保護及安全自動裝置子系統功能站用變保護站用變保護母線保護母線保護微微機機保保護護的的功功能能高壓輸電線路保護和

18、后備保護高壓輸電線路保護和后備保護變壓器的主保護、后備保護以及非電量保護變壓器的主保護、后備保護以及非電量保護低壓配電線路保護低壓配電線路保護無功補償裝置保護無功補償裝置保護重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化 重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化五防操作和閉鎖五防操作和閉鎖小電流接地選線小電流接地選線安安全全自自動動裝裝置置的的功功能能低周減載低周減載備用電源自投備用電源自投故障錄波和測距故障錄波和測距同期操作同期操作聲音圖像遠程監控聲音圖像遠程監控三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求2、微機繼電保護及安全自動裝置子系統功能電壓無功自動綜合控制電壓

19、無功自動綜合控制重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求2、微機繼電保護及安全自動裝置子系統功能具備當地人機接口功能具備當地人機接口功能附附加加功功能能具有與系統對時功能具有與系統對時功能具有存儲多種保護定值功能具有存儲多種保護定值功能具備通信功能具備通信功能具備故障自診斷功能具備故障自診斷功能具有事件記錄功能具有事件記錄功能重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求三、變電站綜合自動化系統的基本功能和要求3、通信管理子系統功能A C B 各子系統內各子系統內部的信息管部的信息管理理通

20、訊控制器通訊控制器對其它公司對其它公司產品的信息產品的信息管理管理綜合自動化綜合自動化系統與上級系統與上級調度的遠動調度的遠動通信通信重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化四、變電站綜合自動化系統的結構形式四、變電站綜合自動化系統的結構形式集中式集中式分散集中結合式分散集中結合式分層分布式分層分布式完全分散式完全分散式 結構結構形式形式重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化集中式變電站綜合自動化系統結構框圖集中式變電站綜合自動化系統結構框圖重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化四、變電站綜合自動化系統的結構形式四、變電站綜合自動化系統的結構形式集中式特點：系統各功

21、能模塊與硬件無關各功能模塊用模塊化軟件連接安裝實現集中采集信息，集中處理運算對計算機性能要求較高可擴性、可維護性差適用于中、小型變電站重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化四、變電站綜合自動化系統的結構形式四、變電站綜合自動化系統的結構形式分層式的結構分層式的結構 ：重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化變電層變電層2 2層層設備層設備層0層層間隔層間隔層1層層分層分布式結構分層分布式結構變電層變電層間隔層間隔層包括全站的包括全站的監控主機、監控主機、保護管理機、保護管理機、通信控制機通信控制機等。等。包括測量、包括測量、控制部分和控制部分和繼電保護部繼電保護部分。分。變電層一般設現場總線或變電層

22、一般設現場總線或局域網，供各主機之間和局域網，供各主機之間和監控主機與單元層之間的監控主機與單元層之間的信息交換信息交換測控單元：具有測量、控制功能的裝置測控單元：具有測量、控制功能的裝置保護單元：包括繼電保護、自動重合閘、保護單元：包括繼電保護、自動重合閘、故障錄波、故障測距等裝置故障錄波、故障測距等裝置重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化設備層設備層單元層單元層變電變電層層TVTA高高壓壓設設備備TVTA高高壓壓設設備備TVTATVTA斷斷路路器器斷斷路路器器重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化四、變電站綜合自動化系統的結構形式四、變電站綜合自動化系統的結構形式分層式特點：分層式特點：間隔

23、層和站控層構成的是一個分布式的計算機系統 在結構上采用主CPU、從CPU共同工作方式，主CPU與各功能模塊從CPU之間進行數據通信。從CPU在測控、保護功能上以集中或分散方式分布并列工作。該模式在安裝上可以集中組屏或分屏組屏。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化分散與集中相結合的變電站綜合自動化系統分散與集中相結合的變電站綜合自動化系統重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化四、變電站綜合自動化系統的結構形式四、變電站綜合自動化系統的結構形式分散與集中相結合的特點分散與集中相結合的特點間隔層中各數據采集、控制單元（I/O單元）和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其

24、他設備附近，各個單元之間相互獨立，僅通過通信網互聯，并同變電站級測控主單元通信。能在間隔層完成的功能不依賴于通信網。通信網通常是光纖或雙絞線，最大限度的壓縮了二次設備和二次電纜，節省了工建投資。安裝既可以分散安裝于各間隔，也可以在控制室中集中組屏或分層組屏，還可以一部分在控制室中，另一部分分散在低壓開關柜上。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化CSC-2000CSC-2000系統的典型結構圖（適用于系統的典型結構圖（適用于110kV110kV變電站）變電站）重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化CSC-2000CSC-2000系統的典型結構圖（適用于系統的典型結構圖（適用于220kV220kV變

25、電站）變電站）重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化集控站模式的變電站綜合自動化系統重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化完全分散式變電站綜合自動化系統完全分散式變電站綜合自動化系統重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化四、變電站綜合自動化系統的結構形式四、變電站綜合自動化系統的結構形式完全分散式的特點完全分散式的特點變電站間隔層在站內按間隔分布式配置。間隔層的設備均可直接下放到開關場就地，減少二次接線，各間隔設備相對獨立，僅通過通信網互聯，并同變電層的設備通信，也有利于實現無人值班。簡化現場施工、安裝和調試的工作。各單元分散安裝，減小了電流互感器的負擔，各模塊與監控主機之間通過局域網絡或現場總線連

26、接，組態靈活，可靠性高，抗干擾能力強。重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化中低壓變電站自動化系統結構模式一.監控監控.監控監控監控監控監控監控保護及其它IED網總控當地監控監控網串口/以太網上級調度串口/以太網重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化中低壓變電站自動化系統結構模式二.監控監控監控監控監控監控監控監控總控當地監控監控網保護保護保護保護上級調度串口/以太網串口/以太網重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化中低壓變電站自動化系統結構模式三.監控監控監控監控監控監控總控當地監控監控/保護網保護保護保護.PCPC保護監控一體化裝置上級調度串口/以太網串口/以太網重慶電力高等專科學校變電站綜合自動化超高壓變電站自動化系統結構模式一GPS