变电站综合自动化

1、变电站综合自动化新技术及发展第一章绪论变电站综合自动化的基本概念传统变电站存在的问题变电站综合自动化的优越性变电站综合自动化的发展过程第二章变电站综合自动化系统的内容、功能和要求变电站综合自动化系统的研究内容变电站综合自动化系统的基本功能各子系统的基本内容及功能一、监控子系统二、微机保护子系统三、电压、无功综合控制子系统四、电力系统低频减负荷控制子系统五、备用电源自投入控制子系统变电站综合自动化系统的特点第三章变电站综合自动化系统的结构形式综合自动化系统的硬件结构集中式结构形式分层分布式系统集中组屏的结构形式分布分散式与集中相结合的结构变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统 内容介绍内容介绍

2、综合自动化发展历程全集中式方案DIDOAI大RTU方案保护RTUAI板DI板DO板保护保护保护管理机模式保护测量控制保护测量控制保护测量控制保护测量控制RS232/484CONTROL CENTREStation AB8B9C1T1T2B1B2B3B4B5B6C7C2B7DEC 3000 AXP Alpha1252 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 网络两层式CONTROL CENTRESUBSTATION CONTROL GStation AB8B9C1T1T2B1B2B3B4B5B6C7C2B7DEC 3

3、000 AXP Alpha1252 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 现场总线现场总线 综合自动化实现的功能至调度所至调度所保护装置保护装置 故障录波故障录波 当地监控当地监控远远 动动计费电表计费电表高高 压压 开开 关关 场场常规变电所二次系统结构图常规变电所二次系统结构图至调度所至调度所至公用电话网至公用电话网 工程师站工程师站站内通讯网站内通讯网远动功能终端远动功能终端就地监控终端就地监控终端间隔功能间隔功能 终端终端# 1变电站层变电站层网络层网络层间隔层间隔层间隔功能间隔功能 终端终端# 2变电站

4、综合自动化系统结构图变电站综合自动化系统结构图面向面向功能功能的设计的设计面向面向间隔间隔的设计的设计分布式变电站综合自动化系统的特征和优点特征：特征：* 综合的保护和控制* 综合IED（Intelligent Electronic Devices )装于 开关设备上或离开关设备较近的地方* IED与通讯网相连* 分散的数据采集(一般为交流采样)和输入输出 功能* RTU主要承担规约转换(不承担数据采集 和输入输出)* 大大减少二次电缆* 取消光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，减 少屏柜，节省占地空间* 大大减少硬件重复设置(一处采集全网共享)* 减少设计、安装、调试和维护工作量(系统简 洁、

5、有层次、标准化)* 系统实时性、可靠性高，灵活性好* 性能/价格比高* 提高自动化水平和管理水平 优点：优点：继电保护和微机监控的发展趋势继电保护和微机监控的发展趋势南昌站南昌站500500KVKV保护小间保护小间南昌站南昌站220220KVKV保护小间保护小间辽宁丹东变辽宁丹东变6666KVKV户外保护柜户外保护柜变电站综合自动化在变电站综合自动化在110110KVKV变电站中的具体实现变电站中的具体实现变电站层网络层间隔层区调区调县调县调 通道通道 接口接口 主站主站1 1 通道通道 接口接口 主站主站2 2 通道通道 接口接口主站主站3 3 通道通道 接口接口主站主站4 4 显示器显示器

6、PCPC机机 打印机打印机 主站主站5 5当地监控当地监控工程师站工程师站公用电话线公用电话线PCPC机机PCPC机机主站主站6 6MODEM 远方远方工程师站工程师站 1010kVkV 线路保护线路保护 CSL216BCSL216B 1010kVkV 电容器电容器 保护保护 CSP200ACSP200A主变保护主变保护CST213ACST213A CST31A CST31A 断路器断路器 控制单元控制单元 CSI301ACSI301A 备自投备自投 CSB21ACSB21A 综合综合测量单元测量单元 CSD12ACSD12A 分段保护分段保护 CSL216BCSL216B 接地变接地变 保护

7、保护 CST301ACST301A 专用专用测量单元测量单元 CSD12ACSD12ALONLON双绞线网双绞线网 装于开关柜上装于开关柜上 主变保护柜主变保护柜 备投柜备投柜 公用柜公用柜 电度表柜电度表柜 电度表电度表1 1 电度表电度表n n 辅助辅助 接口接口 其它装置或系统其它装置或系统110kV 变 电 站 典 型 配 置 图什么是现场总线 现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信系统。可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快，系统安全符合环境保护要求 ，造价低廉，维护成本低是现场总线的特点。现场总线技术的主

8、要特点* 完全替代420mA模拟信号，实现传输信号数字化，从而易于现场布线， 且降低了电缆安装和保养费用，增加了可靠性。* 控制、报警、趋势分析等功能分散在现场仪表和装置中，简化了上层系统。* 各厂家产品的交互操作和互换使用，给用户进行系统组织提供了方便。* 实现自动化仪表技术从模拟数字技术向全数字技术的转化，自动化系统从 封闭式系统向开放式系统的转变。现 场 总 线 的 变 革现场总线对当今的自动化带来以下现场总线对当今的自动化带来以下7 7个方面的变革个方面的变革* 用一对通信线连接多台数字仪表代替一对信号线只能连接一台模拟仪表；* 用多变量、双向、数字通信方式代替单变量、单向、模拟传输方

9、式；* 用多功能的现场数字仪表代替单功能的现场模拟仪表；* 用分散式的虚拟控制站代替集中式的控制站；* 用控制系统FCS 代替集散控制DCS；* 变革传统的信号标准、通信标准和系统标准；* 变革传统的自动化系统的体系结构、设计方法和安装调试方法。控制网与传统数据网比较控制网与传统数据网比较现场总线与现场总线与RS232RS232、RS485RS485的本质区别的本质区别设备小间设备小间1 1监控监控1 1监控监控2 2五五 防防工程师站工程师站设备小间设备小间n n485485网网以太网以太网基于基于485网络的变电站典型配置图网络的变电站典型配置图通信管理通信管理通信管理通信管理传输通道传输

10、通道保护保护1 1保护保护2 2测测 量量保护保护6 6.通信管理通信管理通信管理通信管理传输通道传输通道保护保护1 1保护保护2 2测测 量量保护保护6 6.以太网与现场总线的比较以太网与现场总线的比较监控系统主站的具体介绍快速准确地生成实时数据库报警窗口自动弹出，分级，分类显示配电自动化系统技术及发展绪论配电网及其特点配电自动化的概念配电网自动化基本功能开闭所和配电变电所内自动化馈线自动化配电自动化通信系统配电自动化系统的通信方式配电线载波通信脉动控制技术工频控制技术电话线光纤通信传统无线通信系统无线扩频通信混合通信系统配电自动化通信系统的若干问题配电自动化中通信系统规约配电SCADA系统

11、的组织方式图1 典型配置配电自动化系统实例分析 调调 度度 员员 工工 作作 站站 浏浏 览览 工工 作作 站站 维维 护护 工工 作作 站站 事事 故故 分分 析析 工工 作作 站站 通通 信信 光 纤 、 D L C 、 电 话 、 双 绞 线 、 微 波 站 内 通 信 网 M M I 应应 用用 层层 规规 约约 层层 通通 信信 层层 S S C C A A D D A A 备备 用用 服服 务务 器器 1 0 K V 中 压 载 波 、 光 纤 环 网 、 P S T N 或 其 它 交 换 网 电电 量量 管管 理理 工工 作作 站站 M M I I S S 网网 或或 其其 它

12、它 网网 络络 G G I I S S 工工 作作 站站 高高 级级 应应 用用 工工 作作 站站 S S C C A A D D A A 主主 服服 务务 器器 G G I I S S 服服 务务 器器 W W E E B B 服服 务务 器器 前前置置机机A A 前前置置机机B B 主主 站站 系系 统统 路路 由由 器器 子子 站站 系系 统统 设设 备备 C S E 2 00 通 信 处 理 机 通 信 系 统 通通 信信 系系 统统 C S F 1 06 可 选 数 据 采 集 器 F T U 或 T T U T T U 中压电力线载波、光纤 通信电缆 电电 量量 集集 抄抄 工工

13、作作 站站 低 压 配 电 载 波 脉 冲 电 能 表 低 压 配 电 载 波 集 中 器 采 集 终 端 远 程 自 动 抄 表 系 统 载 波 电 能 表 至 变 电 站 当 地 维 护 采 集 终 端 脉 冲 电 能 表 通信通信 DLC、光纤、电话、双绞线、微波 主站系统 子站系统 通信系统 配调设备 FTU 单元 图 2 FTU 直接与通信系统连接 通信通信 DLC、光纤、电话、双绞线、微波 主站系统 子站系统 通信系统 配调设备 FTU 单元 图 3 抄表系统与 FTU 连接 远程自动化抄表系统 通通 信信 DLC、光 纤、 电话、 双 绞 线 、 微 波 主 站 系 统 子 站

14、系 统 通 信 系 统 配 调 设 备 图 4 抄 表 系 统 直 接 与 主 站 连 接 CSE 通 信 处 理 机 远 程 自 动 抄 表 系 统 主站系统体系结构设计 调 度 员 工 作 站 浏 览 工 作 站 维 护 工 作 站 事 故 分 析 工 作 站 M M I 应 用 层 规 约 层 通 信 层 SCADA备 用 服 务 器 电 量 管 理工 作 站 MIS网 或 其 它 网 络 GIS工 作 站 PAS工 作 站 SCADA主 服 务 器 GIS服 务 器 WEB服 务 器 前置机A 前置机B 路 由 器 图5 主 站 系 统 典 型 配 置 电 量 集 抄 工 作 站 变

15、电 站 无 人 值班 监 控 工 作 站 CSCD2000B软件设计技术特点 三层体系结构与互联网信息发布三层体系结构与互联网信息发布 CSCD2000系统软件功能模块 配变电一体化的设计 馈线自动化系统 馈线故障诊断、隔离和非故障区段恢复供电实用模式 10kV母线 馈线A 馈线B 故障区 自动恢复区 CB0 方案：合上CB0 CB1 S11 S12 图11 电压控制故障恢复模式 CB2 S13 S21 S22 S23 北郊变电站机厂变电站城西变城东变10KV开闭所西花村变电站配电调度中心DA配电主站2（管理北郊、城西变）DA配电主站1（管理机厂、城东、西花村变）变电所出口断路器柱上开关环网箱10KV电缆线路10KV架空线路图例图例S2S3S1S5S4PL2B5B6B4B2B1B3PL112图12 配电管理系统故障恢复模式CSMR远程自动抄表系统远程自动抄表系统 CSMR远程抄表终端系统 主 服 务 器备 份 服 务 器G P S 时 钟用 电 管 理 工 作 站查 询 工 作 站维 护 工