变电所综合自动化系统 (3)

1、变电所综合自动化系统的结构和配置一、变电所综合自动化系统的结构二、分层（级）分布式系统集中组屏的结构形式三、分布分散式与集中相结合的结构形式四、全分散式结构形式五、变电所综合自动化技术的发展方向一、变电所综合自动化系统的结构M O D BU SRS-232RS-232设备层变电所层TC P/ I PTC P/ I P出线开关柜变压器保护柜智能测量表记进线开关柜通信管理机SELSELTC P/ I PTC P/ I PRS-232M O D BU S通信管理机SELSEL1#变压器后备保护SELSEL2#变压器后备保护SELSEL2 变压器主保护SELSELSELSEL1 变压器主保护TC P/

2、 I P10kV出线二SELSEL10kV出线四SELSEL通信管理机SELSEL调度中心UPS打印机工程师站网络交换机SELSEL110kV进线一SELSELPM 9810SUNWISEPM9810PM9810M odbus(485)PM 9810SUNWISE232485110kV进线二SELSEL110kV进线四SELSEL110kV进线三SELSEL通信管理机10kV出线六SELSELSELSEL10kV出线五SELSEL10kV出线三SELSEL10kV出线一监控机PRO FI BU STC P/ I PSELSEL远动管理机1、设备层（0层）主要指变电所中的变压器、断路器、隔离开关

3、和电流、电压互感器等一次设备。2、间隔层（1层）主要由各种继电保护、自动控制装置和其他智能设备组成，可以通过现场总线、以太网等站级网络与站控层设备进行数据通信。一般按断路器间隔来划分。3、变电所层（2层）主要由当地监控、远动终端(RTU)等组成，远动终端负责与牵引供电远动系统的调度端通过数据通信通道实现数据交换。当地监控由监控机通过局部网络和各间隔层之间进行数据交换，负责在有人值班时提供人机交互接口，存储各种历史数据，负责对间隔层的装置的管理以及开关操作等功能。一、变电所综合自动化系统的结构二、分层（级）分布式系统集中组屏的结构形式1、结构形式把整套综合自动化系统按其不同的功能将间隔层按对象划

4、分组装成多个屏（柜），例如：变压器保护屏、线路保护屏、直流屏等。这些控制保护屏一般都安装在主控室中，又简称“分布集中式结构”。这种自动化系统可应用于有人或无人值班变电所。多数传统变电所在改造初期都采用分布集中式结构。110kV进线保护测控网络交换机S S E EL L1#主变保护测控2#主变保护测控并补保护测控馈线保护测控交直流保护测控S S E EL L通信管理机S S E EL LS S E EL L监控机S S E EL L视屏通信单元视屏监控单元牵引变电所调度端变电所主控室远动管理机如图二、分层（级）分布式系统集中组屏的结构形式分层分布式系统集中组屏结构特点一二三四五二、分层（级）分布

5、式系统集中组屏的结构形式分层分布式的配置系统采用按功能划分的分布式多CPU系统。每个功能单元由一个CPU组成，也有多个功能单元由多个CPU完成的，例如主变保护就由主保护和后备保护组成。这种按功能设计的分散模块化结构具有软件相对简单、调试维护方便、组态灵活、系统整体可靠性的特点。继电保护相对独立在综合自动化系统中，继电保护单元相对独立其功能不依赖与通信网络或其他设备具有与系统控制中心通信功能，综合自动化系统本身已具有对模拟量、开关量、电能脉冲量进行数据采集和数据处理的功能，也具有收集继电保护动作信息、事件顺序记录等功能，因此不必另设独立的RTU装置，直接可将综合自动化系统采集的信息传送给调度中心

6、，同时也接收调度中心下达的控制、操作命令和在线修改保护定值命令。模块化结构，可靠性高各功能模块都由独立电源供电，输入/数出回路都相互独立，任何一个模块故障，只影响局部功能，不影响全局室内工作环境好，管理维护方便分层分布式系统集中组屏结构优点缺点集中组屏，便于设计、安装、调试和管理，可靠性也比较高，尤其适合于旧所改造。安装时需要的控制电缆相对较多，增加了电缆及其辅助投资。二、分层（级）分布式系统集中组屏的结构形式三、分布分散式与集中相结合的结构形式1、结构形式 按每个电网元件（如一条馈线、一台变压器、一组电容器等）为对象，把控制、保护、测量等功能设计安装在同一个微机装置中，对于635kV的中低压

7、线路，可以将这个微机保护监控装置分散安装在各个开关柜上，然后通过通信网络和监控主机进行信息交换；对于高压线路或变压器等重要设备的保护监控装置仍然采用集中组屏方式安装在主控室内。这也是当前综合自动化的主要结构形式。监控机调度端监控机变电所主控室牵引变电所直流盘交流盘计量盘2#主变盘并补盘110馈线盘视屏盘当地监控盘1#主变盘高压电气设备及高压开关柜通信网络高压室如图三、分布分散式与集中相结合的结构形式2、结构特点及优越性（1）635kV的中低压线路保护监控采用分散式结构，就地安装在开关柜中，通过现场总线与主控室监控机交换信息，可以节约控制电缆。（2）高压线路、变压器等重要设备的保护监控采用集中组

8、屏方式，安装在主控室或保护室中，使这些设备的保护监控装置处于比较好的工作环境中，可以提高供电的可靠性。（3）其他的自动装置，如备用电源自投装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏方式，安装于主控室或保护室中。（4）电能计量采用集中组屏方式，安装于主控室或保护室中。三、分布分散式与集中相结合的结构形式1、全分散式结构形式 将每个电网元件（包括变压器，高、低压线路，电容器等）的保护、控制、测量功能设计安装在同一个微机装置中，并且分散安装在各个开关柜中，然后通过通信网络和监控主机进行信息交换。这种结构形式中，主控室内只有监控用的微机和直流操作电源及网络信号集中转换的柜子，主控室结构简单，设备环境好，

9、检修更方便。四、全分散式结构形式监控机牵引变电所调度端监控机当地监控盘视屏盘防灾直流盘变电所主控室1#主变后备保护主保护主保护后备保护2#主变室外设备保护测控装置高压室保护测控馈线1保护测控并补2并补1保护测控保护测控动力变保护测控馈线通信网络四、全分散式结构形式如图2、全分散式结构的优越性（1）简化了变电所二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。主控室内减少了保护屏的数量，由于采用综合自动化系统后，原先常规的控制盘、中央信号屏和模拟屏可以取消。（2）减少了施工和设备安装工程量。 由于安装在开关柜上的保护测控装置在开关柜出厂前已经由厂家安装调试完毕，再加上保护测控装置都安装在各开关柜，减少了敷

10、设到控制室的控制电缆数量，因此现场施工、安装和调试的工期就缩短了。（3）简化了变电所二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆。（4）分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。四、全分散式结构形式五、变电所综合自动化技术的发展方向1、综合自动化技术推动变电所无人值班制度的实施(1)变电所无人值班制度 变电所无人值班制度沿用到今天，得到了大力发展，是因为变电所实行无人值班有明显的经济效益和社会效益，特别是提高 了运行的可靠性，减少人为事故，保障系统安全，提高了劳动生产 率，降低了建设成本，推动了电力行业的科技进步。 (2)变电所综合自动化与变电所实现无人值班制的关系 因为变电所综合自动化技术大量

11、采用计算机网络技术，人们往往联想到新型变电所可以按无人值班的模式运营，但无人值班和有人值班是两种不同的管理模式，它与变电所一、二次系统技术水平的发展，与变电所是否实现自动化没有直接关系。五、变电所综合自动化技术的发展方向2、综合自动化技术发展方向(1)系统结构的转变 变电所综合自动化系统的结构将从集中控制、功能分散逐步向分散型网络发展。传统的系统结构是按功能分散考虑的。发展趋势将从一个功能模块管理多个电气单元或间隔单元向一个模块管理一个电气单元或间隔单元、地理位置高度分散的方向发展。五、变电所综合自动化技术的发展方向五、变电所综合自动化技术的发展方向(2）智能电子装置的发展 智能电子装置实际上

12、就是一台具有微处理器、输入输出部件，并能满足各种不同的工业应用环境的嵌入式装置，它的软件则因应用场合的不同而不同。（3）光电互感器的应用 光电互感器采用光纤传送信号，无铁芯、频率响应范围宽、容量大、抗电磁干扰能力强，所以测量单元与微机保护单元互感器可共用，简化了二次设备，这样可以将测量单元与保护单元融合在一起，实现一个模块管理一个电气单元或间隔单元，为变电所综合自动化系统结构实现分散式提供了技术支持。五、变电所综合自动化技术的发展方向（4）监控系统的发展 监控系统的发展主要表现在两方面，即变电所遥视系统的逐步应用和人工智能在故障诊断应用方面的不断完善。遥视系统的视屏图像监视在本质上还属于图像获取系统，将计算机视觉技术运用到图像信息分析与理解中，可以实现变电所系统图像信息的智能处理。(5)人工智能技术的发展应用 人工智能技术在故障诊断领域的发展和方向主要有：神经网络与各种诊断理论的结合、神经网络与信号处理的融合、神经网络结构的改进、基于知识的专家系统与神经网络诊断系统的综合及智能诊断系统的微型化和“傻瓜”化。五、变电所综合自动化技术的发展方向（6）通信方式的发展 工业