变电站综合自动化实用教案

1、三相电路(dinl)功率的测量（2）三相无功功率的测量。一般常用kvar表，测量接线与三相有功功率表相同，采用间接法，先求得三相有功功率和视在功率，然后计算出无功功率，也可以通过测量电压、电流和相位计算求得。（3）功率表使用(shyng)注意事项 测量交、直流电路的电功率，一般采用电动系仪表。仪表的固定绕组串接入被测电路；活动绕组并接入电路。使用(shyng)功率表时，不但要注意功率表的功率量程，而且还要注意功率表的电流和电压量程，注意功率表的极性。测量时，将标有“*”的电流端钮接到电源侧，另一个端钮接到负载侧；标有“*”的电压端钮可接在电流端钮的任一侧，另一个端钮则跨接到负载的另一侧。第1页

2、/共30页第一页，共31页。三相电路(dinl)电能的测量1）三相电路有功电能的测量对称三相四线制用一个单相电能表测量任何一相电路所消耗的电能，然后乘以3即得三相电路所消耗的有功电能三相负载不对称用三个单相电能表分别测量出各相所消耗的有功电能，然后把它们(t men)加起来三相三线制电路用两个单相电能表来测量，两个单相电能表读数之和2）三相电路无功电能的测量三相无功电能表有两种结构，无论负载是否对称，只要电源电压对称均可采用第2页/共30页第二页，共31页。三相(sn xin)有功电能表的接线测量三相三线(sn xin)制对称或不对称负载的有功功率 第3页/共30页第三页，共31页。 三相(s

3、n xin)四线有功电能表接法第4页/共30页第四页，共31页。三相(sn xin)三线电能表接法第5页/共30页第五页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 一、变电站综合一、变电站综合(zngh)(zngh)自动化系统概述自动化系统概述1变电站综合变电站综合(zngh)自动化的产生自动化的产生常规变电站的缺点：安全可靠性不高、电能质量可控性不常规变电站的缺点：安全可靠性不高、电能质量可控性不高、实时计算控制性不高、占地面积大、维护工作量大。高、实时计算控制性不高、占地面积大、维护工作量大。微机化变电站（包括微机保护、微机监控、微机远动和微机录波装微机化变电

4、站（包括微机保护、微机监控、微机远动和微机录波装置）的缺点：设备重复、数据不共享、通道不共用、模板种类多、电置）的缺点：设备重复、数据不共享、通道不共用、模板种类多、电缆依旧错综复杂等。缆依旧错综复杂等。变电站综合自动化：从技术管理的综合自动化将微机化变电变电站综合自动化：从技术管理的综合自动化将微机化变电站的二次系统进行优化设计，合理共享、硬件资源。站的二次系统进行优化设计，合理共享、硬件资源。第6页/共30页第六页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、

5、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、通信技术和信号处理技术，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、自动控制配电线路的自动监视、测量、自动控制(z dn kn zh)和和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。2变电站综合变电站综合(zngh)自动化的基本概念自动化的基本概念 或者说，变电站综合自动化是自

6、动化技术、计算机技术和通信或者说，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。技术等高科技在变电站领域的综合应用。 第7页/共30页第七页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 3变电站实现变电站实现(shxin)综合自动化的优越性综合自动化的优越性在线运行的可靠性高。在线运行的可靠性高。供电质量供电质量(zhling)高。高。占地面积小。占地面积小。变电站运行管理的自动化水平高。变电站运行管理的自动化水平高。二、变电站综合自动化系统的基本特征二、变电站综合自动化系统的基本特征功能综合化：功能综合化：综合了变电站内除一次设

7、备和交、直流电源以综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。外的全部二次设备。结构分层、分布化：结构分层、分布化：综合自动化系统中微机保护、数据采集综合自动化系统中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的，而综合自动化系统的总体结构又按分层原则来组成。而综合自动化系统的总体结构又按分层原则来组成。第8页/共30页第八页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 操作监视屏幕化：通过计算机上的显示器，可以监视全变电站的实操作监视屏幕化：通过计算机上的显示器，可以监视全

8、变电站的实时运行情况和对各开关设备进行操作控制。时运行情况和对各开关设备进行操作控制。通信局域网络化、光缆化：计算机局域网络技术和光纤通信技术在通信局域网络化、光缆化：计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。综合自动化系统中得到普遍应用。运行管理智能自动化：除了可以实现运行管理智能自动化：除了可以实现(shxin)常规变电站的自动报常规变电站的自动报警、自动报表、电压无功自动调节、小电流接地选线、故障录波、事警、自动报表、电压无功自动调节、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等自动化功能外，还可实现故判别与处理等自动化功能外，还可实现(shxin)本身的在线故障自本

9、身的在线故障自诊断、自闭锁、自调节和自恢复等功能，大大提高了变电站的运行管诊断、自闭锁、自调节和自恢复等功能，大大提高了变电站的运行管理水平和安全可靠性。理水平和安全可靠性。第9页/共30页第九页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 三、变电站综合三、变电站综合(zngh)(zngh)自动化系统的基本功能自动化系统的基本功能1监控监控(jin kn)系统功能系统功能 监控系统取代常规的控制盘、仪表盘、模拟盘、中央监控系统取代常规的控制盘、仪表盘、模拟盘、中央信号系统、电压无功调节装置等，具体包括以下内容：信号系统、电压无功调节装置等，具体包括以下内容：u实时

10、数据采集与处理实时数据采集与处理模拟量的采集：包括各段母线电压；线路电流、电压、和功模拟量的采集：包括各段母线电压；线路电流、电压、和功率值；主变压器电流和功率值；馈线电流、电压和功率值；率值；主变压器电流和功率值；馈线电流、电压和功率值；电容器的电流、无功功率及频率、相位、功率因数等。此外，电容器的电流、无功功率及频率、相位、功率因数等。此外，还有主变压器的油温、直流电源电压、站用变压器电压等。还有主变压器的油温、直流电源电压、站用变压器电压等。第10页/共30页第十页，共31页。状态量的采集：包括断路器的状态、隔离开关状态、有载调压状态量的采集：包括断路器的状态、隔离开关状态、有载调压变压

11、器分接头的位置变压器分接头的位置(wi zhi)、同期检查状态、继电保护动作信、同期检查状态、继电保护动作信号、运行告警信号等。号、运行告警信号等。电度量的采集：主要是脉冲电度表输出的电能量。电度量的采集：主要是脉冲电度表输出的电能量。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 u运行监视运行监视(jinsh)(jinsh)和报警功能和报警功能状态量的变位监视：包括变电站各种断路器、隔离开关、状态量的变位监视：包括变电站各种断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头的位置和动作情况、继电保护和接地开关、变压器分接头的位置和动作情况、继电保护和自动装置的动作情况以及它们的动作顺序

12、等。自动装置的动作情况以及它们的动作顺序等。模拟量的监视：包括正常的测量和超过限定值的报警。模拟量的监视：包括正常的测量和超过限定值的报警。第11页/共30页第十一页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 u事件顺序记录（事件顺序记录（SOESOE）与事故追忆）与事故追忆(zhuy)(zhuy)功能功能事件顺序事件顺序(shnx)记录：对变电站内的继电保护、自动装置、断路记录：对变电站内的继电保护、自动装置、断路器等在事故时动作的先后顺序器等在事故时动作的先后顺序(shnx)自动记录。自动记录。事故追忆：对变电站内的一些主要模拟量，如线路、主变压器各侧事故追忆

13、：对变电站内的一些主要模拟量，如线路、主变压器各侧的电流、有功功率、主要母线电压等，在事故前后一段时间内作连的电流、有功功率、主要母线电压等，在事故前后一段时间内作连续测量记录。续测量记录。u故障录波和故障测距功能故障录波和故障测距功能用微机保护装置兼作故障记录和测距，再将记录和测距的结果送监用微机保护装置兼作故障记录和测距，再将记录和测距的结果送监控机存储及打印输出或直接送调度主站。控机存储及打印输出或直接送调度主站。采用专用的微机故障录波器，并且录波器应具有串行通信功能，可采用专用的微机故障录波器，并且录波器应具有串行通信功能，可以与监控系统通信。以与监控系统通信。第12页/共30页第十二

14、页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 u控制控制(kngzh)(kngzh)和操作功能和操作功能 对断路器、隔离开关进行分、合闸操作；对断路器、隔离开关进行分、合闸操作；对变压器分接头进行调节控制；对变压器分接头进行调节控制；对电容器组进行投、切控制，同时要能接受遥控对电容器组进行投、切控制，同时要能接受遥控(yokng)操操作命令进行远方操作。作命令进行远方操作。u人机联系功能人机联系功能人机联系的桥梁，包括显示器、鼠标和键盘。人机联系的桥梁，包括显示器、鼠标和键盘。u数据处理与记录功能数据处理与记录功能计算有功功率、无功功率、功率因数、有功和无功电能；

15、计算有功功率、无功功率、功率因数、有功和无功电能；计算出日、月、年最大、最小值及出现的时间计算出日、月、年最大、最小值及出现的时间 ；电能量的累计值和分时统计；电能量的累计值和分时统计； 第13页/共30页第十三页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 母线电压运行参数不合格母线电压运行参数不合格(hg)时间及合格时间及合格(hg)率统率统计；计；功率总加；功率总加；变电站送入、送出负荷及电量平衡率；变电站送入、送出负荷及电量平衡率；主变压器的负荷率及损耗统计；主变压器的负荷率及损耗统计；断路器的正常及事故跳闸次数统计；断路器的正常及事故跳闸次数统计；主要设备

16、运行小时数统计；主要设备运行小时数统计；变压器、电容器、电抗器的停用时间及次数；变压器、电容器、电抗器的停用时间及次数；所用电率计算统计；所用电率计算统计；安全运行天数累计等。安全运行天数累计等。第14页/共30页第十四页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 u制表打印制表打印(d yn)(d yn)功能功能 定时打印报表和运行日志；定时打印报表和运行日志；开关操作记录开关操作记录(jl)打印；打印；事件顺序记录事件顺序记录(jl)打印；打印；越限打印；越限打印；事故追忆打印；事故追忆打印；设备运行状态变位打印、召唤打印等。设备运行状态变位打印、召唤打印等。

17、u自诊断和自恢复功能自诊断和自恢复功能自诊断：对监控系统的全部硬件和软件故障的自动诊断，自诊断：对监控系统的全部硬件和软件故障的自动诊断，并给出自诊断信息供维护人员及时检修和更换。并给出自诊断信息供维护人员及时检修和更换。自恢复：当系统停机时，能自动产生恢复信号，对外围接口重新自恢复：当系统停机时，能自动产生恢复信号，对外围接口重新初始化，保留历史数据，实现软、硬件自恢复。初始化，保留历史数据，实现软、硬件自恢复。 第15页/共30页第十五页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 2远动系统功能远动系统功能(gngnng)v远动的概念：应用远动的概念：应用(y

18、ngyng)远程通信技术，对远方的运远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节等各项功能。控制和远程调节等各项功能。将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电所的有关实时信将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电所的有关实时信息采集到调度控制中心；息采集到调度控制中心；把调度控制中心的命令发往发电厂和变电所，对设备进把调度控制中心的命令发往发电厂和变电所，对设备进行控制和调节。行控制和调节。v远动的任务：远动的任务：第16页/共30页第十六页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简

19、介自动化简介 u“四遥四遥”功能功能(gngnng)遥测（遥测（YC）：即远程测量，将采集到的被监控变电站的）：即远程测量，将采集到的被监控变电站的主要参数传送给调度中心。主要参数传送给调度中心。遥信（遥信（YX）：即远程信号，将用采集到的被监控变电站）：即远程信号，将用采集到的被监控变电站设备状态信号传送给调度中心。设备状态信号传送给调度中心。遥控（遥控（YK）：即远程命令，从调度中心发出改变运行设）：即远程命令，从调度中心发出改变运行设备状况的命令。备状况的命令。遥调（遥调（YT）：即远程调节）：即远程调节(tioji)，从调度中心发出命令，从调度中心发出命令实现远方调整变电站的运行参数。

20、实现远方调整变电站的运行参数。u事件顺序记录功能：按顺序记录断路器事故跳闸的时间。事件顺序记录功能：按顺序记录断路器事故跳闸的时间。u时钟同步功能：远动系统应具备对时功能。时钟同步功能：远动系统应具备对时功能。第17页/共30页第十七页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 u自检和自调功能：远动系统在受到某种干扰影响而使程序自检和自调功能：远动系统在受到某种干扰影响而使程序“跑飞跑飞”时，能够自行时，能够自行(zxng)恢复正常运行。恢复正常运行。3微机保护微机保护(boh)系统功能系统功能通信功能；通信功能；远方整定功能；远方整定功能；远方投切保护功能；远

21、方投切保护功能；信号与复归；信号与复归；界面显示、存储和打印功能；界面显示、存储和打印功能；自动校时功能；自动校时功能；自诊断、自闭锁和自恢复功能。自诊断、自闭锁和自恢复功能。第18页/共30页第十八页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 4. 电压、无功综合电压、无功综合(zngh)控制系统功能控制系统功能维持供电电压在规定的范围维持供电电压在规定的范围(fnwi)内；内；保持电力系统的稳定和合适的无功平衡；保持电力系统的稳定和合适的无功平衡；保证在电压合格的前提下使电能损耗最小。保证在电压合格的前提下使电能损耗最小。 变电站的电压、无功综合控制是利用有载

22、调压变压器和无变电站的电压、无功综合控制是利用有载调压变压器和无功补偿电容器的自动调节。功补偿电容器的自动调节。 电压和无功综合调控的目标如下：电压和无功综合调控的目标如下：5. 小电流接地选线功能小电流接地选线功能6. 低频减载功能低频减载功能7. 备用电源自投功能备用电源自投功能第19页/共30页第十九页，共31页。四、变电站综合四、变电站综合(zngh)(zngh)自动化系统的结构自动化系统的结构8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 1集中式综合集中式综合(zngh)自动化系统自动化系统 集中采集变电站的模拟量、开关量和数字集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等

23、信息，集中进行计算与处理后，再分别完量等信息，集中进行计算与处理后，再分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，结构框图如结构框图如图图7-24所示。所示。 第20页/共30页第二十页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 图图7-24 集中式变电站综合集中式变电站综合(zngh)自动化系统结构框图自动化系统结构框图 特点：结构紧凑，体积小，占地面积小，造价低，特点：结构紧凑，体积小，占地面积小，造价低，但运行但运行(ynxng)可靠性较差，组态不灵活。可靠性较差，组态不灵活。 第21页/共30页第二十一页，共3

24、1页。2分层分布式综合分层分布式综合(zngh)自动化系统自动化系统分布式结构：是在结构上采用主从分布式结构：是在结构上采用主从CPU协同工作方协同工作方式式(fngsh)，各功能模块（通常是各个从，各功能模块（通常是各个从CPU）之间）之间采用网络技术或串行方式采用网络技术或串行方式(fngsh)实现数据通信。实现数据通信。分层式结构分层式结构(jigu)：是将变电站的一、二次设备分：是将变电站的一、二次设备分为三层，即变电站层、间隔层（或单元层）和设备层。为三层，即变电站层、间隔层（或单元层）和设备层。图图7-25为分层分布式集中组屏综合自动化系统为分层分布式集中组屏综合自动化系统结构框图

25、。结构框图。8.6 变电站综合自动化简介变电站综合自动化简介 第22页/共30页第二十二页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 图图7-25 分层分布式集中分层分布式集中(jzhng)组屏综合自动化系统结构示意图组屏综合自动化系统结构示意图第23页/共30页第二十三页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 特点：软件相对简单、调试特点：软件相对简单、调试(dio sh)维修方便、组态灵活、维修方便、组态灵活、系统整体可靠性高。系统整体可靠性高。3分散分散(fnsn)与集中相结合的综合自动化系统与集中相结合的综合自动化系统 分

26、散与集中相结合的综合自动化系统是按分散与集中相结合的综合自动化系统是按 “面向对象面向对象”即面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计的。它将配即面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计的。它将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏，其框图如和主变压器保护装置等采用集中组屏，其框图如图图7-26所示。所示。 第24页/共30页第二十四页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 图图7-26 分散与集中分散与集中(jzhng)相结合的综合自动化系统结构框图相结合的综

27、合自动化系统结构框图第25页/共30页第二十五页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 特点：集中了分布式的全部优点，节省了大量控制电缆，特点：集中了分布式的全部优点，节省了大量控制电缆，减少了主控室的占地面积，可靠性高，组态灵活，检修方减少了主控室的占地面积，可靠性高，组态灵活，检修方便，是目前最流行、受到广大用户欢迎便，是目前最流行、受到广大用户欢迎(hunyng)的一种的一种综合自动化系统，适合应用在各种电压等级的变电站中。综合自动化系统，适合应用在各种电压等级的变电站中。 五、变电站综合五、变电站综合(zngh)(zngh)自动化系统的数据通信自动化系

28、统的数据通信v综合自动化系统内部各子系统或各种模块间的数据通信；综合自动化系统内部各子系统或各种模块间的数据通信；v变电站监控系统与控制中心的数据通信。变电站监控系统与控制中心的数据通信。变电站综合自动化系统中的数据通信包括两方面内容：变电站综合自动化系统中的数据通信包括两方面内容： 1变电站内的信息传输变电站内的信息传输u现场一次设备与间隔层间的信息传输现场一次设备与间隔层间的信息传输第26页/共30页第二十六页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 正常情况和事故情况下的电压值和电流值，正常情况和事故情况下的电压值和电流值，设备的状态信息设备的状态信息(x

29、nx)和故障诊断信息和故障诊断信息(xnx)（包括断路（包括断路器和隔离开关位置，变压器分接头位置，变压器、互感器、器和隔离开关位置，变压器分接头位置，变压器、互感器、避雷器的诊断信息避雷器的诊断信息(xnx)以及断路器的操作信息以及断路器的操作信息(xnx)）。）。 间隔层的设备需要间隔层的设备需要(xyo)从设备层的电压和电流互感器采从设备层的电压和电流互感器采集以下信息：集以下信息：u间隔层之间的信息交换间隔层之间的信息交换在一个间隔层内部相关的功能模块间，即继电保护和控制、监在一个间隔层内部相关的功能模块间，即继电保护和控制、监视、测量之间的数据交换（包括测量数据、断路器状态、器件的视、测量之间的数据交换（包括测量数据、断路器状态、器件的运行状态、同步采样等信息）。运行状态、同步采样等信息）。第27页/共30页第二十七页，共31页。8.6 变电站综合变电站综合(zngh)自动化简介自动化简介 在不同间隔层之间的信息交换（包括主、后备继电保护工作在不同间隔层之间的信息交换（包括主、后备继电保护工作状态、互锁，相关保护动作闭锁，电压状态、互锁，相关保护动作闭