变电站自动化系统原理

集中式现在是1页\一共有62页\编辑于星期三分级（层）分布式现在是2页\一共有62页\编辑于星期三分布分散式现在是3页\一共有62页\编辑于星期三全分散式区别于集中组屏，可将保护和SCADA集成功能模块分散安装于各开关柜，并通过光纤技术和局域网络技术联系起来，构成全分散式综合自动化系统现在是4页\一共有62页\编辑于星期三NS2000变电站综合自动化系统

典型结构典型结构一典型结构二现在是5页\一共有62页\编辑于星期三NS2000变电站综合自动化系统典型结构一现在是6页\一共有62页\编辑于星期三NS2000变电站综合自动化系统典型结构二现在是7页\一共有62页\编辑于星期三NS2000变电站综合自动化系统后台监控系统（NS2000计算机监控系统）通信控制单元（NSC系列通信控制单元）测控装置（NSD200通用测控装置；NSD500超高压测控装置）保护测控装置（NSR600R系列保护测控装置）超高压保护装置（NSR810系列超高压线路保护装置；NSR890系列超高压变压器保护装置）现在是8页\一共有62页\编辑于星期三硬件配置：系统主网采用单/双10/100M以太网结构，通过10/100M交换机构建，采用国际标准网络协议。SCADA功能采用双机热备用，完成网络数据同步功能。其它主网节点，依据重要性和应用需要，选用双节点或多节点备用方式运行。NS2000计算机监控系统现在是9页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统软件配置：操作系统：Windows2000操作系统系统软件：SQLSever2000或由用户指定的其它商用数据库现在是10页\一共有62页\编辑于星期三采用组件对象模型COM，开放性、扩充性好商用和实时统一、面向设备对象和图模库一体化的数据库管理系统具有标准、直观方便的多层多平面的图形界面和组态界面网络、节点等多种冗余配置，采用同步及异步两种调用方式智能化报警，提供按设备、时间等多种查询、确认方法NS2000计算机监控系统现在是11页\一共有62页\编辑于星期三按照IEC1131-3标准设计的可视化顺控流程历史数据优化保存及还原提供功能强大、直观的脚本语言具有操作票模板的智能操作票NS2000计算机监控系统现在是12页\一共有62页\编辑于星期三高级功能电压无功控制功能小电流接地选线功能自动减载功能主变经济运行控制功能Internet/Intranet上的WEB浏览及远程诊断NS2000计算机监控系统现在是13页\一共有62页\编辑于星期三计算机监控系统功能类型1．SCADA服务工作站负责整个系统的协调和管理，保持实时数据库的最新最完整备份；负责组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器。当某一SCADA工作站故障时，系统将自动进行切换，切换时间小于30秒。任何单一硬件设备故障和切换都不会造成实时数据和SCADA功能的丢失，主备机也可通过人工进行切换。NS2000计算机监控系统现在是14页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型2．操作员工作站完成对电网的实时监控和操作功能，显示各种图形和数据，并进行人工交互，可选用双屏。它为操作员提供了所有功能的入口；显示各种画面、表格、告警信息和管理信息；提供遥控、遥调等操作界面。现在是15页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型3．前置通信工作站负责接收各厂站（或用户）的实时数据，进行相应的规约转换和预处理，通过网络广播给后台机系统，同时对各厂站发送相应的控制命令。信息采集包括对RTU（模拟量、数字量、状态量和保护信息）、负控终端等的采集。控制的功能包括遥控、遥调、保护定值和负控终端参数的设定和修改。双前置机工作在互为热备用状态，当其中一台工作站故障时，系统将自动进行切换。现在是16页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型4．远动工作站负责与调度自动化系统进行通信，完成多种远动通讯规约的解释，实现现场数据的上送及下串远方的遥控、遥调命令。现在是17页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型5．五防工作站五防工作站主要提供操作员对变电站内的五防操作进行管理。可在线在通过画面操作生成操作票；在制作操作票的过程中，进行操作条件检测；可在画面上模拟执行操作票；系统可提供操作票模板，在生成新操作票时，只需对操作票模板中的对象进行编辑，就可生成一新操作票。系统还具有操作票查询、修改手段及按操作票按设备对象进行存储和管理功能。可设置与电脑钥匙的通讯。现在是18页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型6．保护工程师站保护工程师工作站主要提供保护工程师对变电站内的保护装置及其故障信息进行管理维护的工具。保护工程师指运行管理、维护人员以及保护设计、调试人员。保护工程师站关心的信息包括保护设备(故障录波器)的参数，工作状态，故障信息，动作信息。故障录波综合分析提供保护工程师故障分析的工具，作为事故处理、运行决策的依据。故障录波综合分析不仅分析录波数据，还综合考察故障时的其它信号、测量值、定值参数等，提供多种分析手段，产生综合性的报告结果。现在是19页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型7．管理工作站根据用户制定的设备管理方法，设备管理程序对系统中的电力设备进行监管，比如根据断路器的跳闸次数提出检修要求，根据主变的运行情况制定检修计划，并自动将这些要求通知用户。现在是20页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型8．Web服务器Web服务器为远程工作站提供SCADA系统的浏览功能。安装配置防火墙软件，确保访问安全性。现在是21页\一共有62页\编辑于星期三NS2000计算机监控系统计算机监控系统功能类型9．远程工作站通过企业内Intranet方式（通过路由器组成广域网）和公众数据交换网Internet方式（通过电话线MODEM拨号、ISDN或DDN方式），使用EXPLORE或其它商用浏览器，实现远程浏览实时画面、报表、事件记录、保护定值、波形和系统自诊断情况。说明：因采用多进程、多线程操作系统，因而也可以在一台计算机上运行多个应用模块。可根据现场实际情况进行节点的灵活配置。如当地监控因工作量较少，只需一台计算机即可完成所有功能。现在是22页\一共有62页\编辑于星期三通信控制单元通信控制器是变电站综合自动化系统的信息中心通过不同的通信介质和通信规约，它将变电站内各种设备的信息进行采集处理通过数据通道传送到集控中心和电网自动化系统变电站综合自动化系统中，信息的采集和传送是根据优先级进行划分。现在是23页\一共有62页\编辑于星期三通信控制单元功能：实现双机、双网的冗余控制通过数据通道或光纤接口实现远方通信支持多种国内、国外通信协议可接入多种国内、国外智能设备，如电度表、消弧线圈、直流屏等提供Http，FTP，Telnet等服务现在是24页\一共有62页\编辑于星期三软件平台：32位实时多任务嵌入式操作系统硬件平台：PC104总线通信控制单元现在是25页\一共有62页\编辑于星期三通信与后台通信与装置通信与调度通信全站逻辑闭锁GPS全站对时通信控制单元现在是26页\一共有62页\编辑于星期三通过以太网与后台通信通过CANbus与NS2000系统装置通信与调度通信数字信号模拟信号（MODEM）通信控制单元现在是27页\一共有62页\编辑于星期三通信控制单元全站逻辑闭锁实现方式：顺控程序PLC梯形图现在是28页\一共有62页\编辑于星期三通信控制单元GPS全站对时两种对时方式：软件对时：通信口，对时报文硬件对时：硬件对时口，对时脉冲现在是29页\一共有62页\编辑于星期三测控装置在变电站自动化系统中，测控装置的主要功能是对现场设备中所有需要监控的信息进行采集和控制，并能将相关信息通过不同的通信方式送往总控或后台。由于装置与设备直接相连，所以在装置的软件及硬件设计上都要考虑到对现场环境的适应能力。现在是30页\一共有62页\编辑于星期三测控装置原理数字量的输入/输出模拟量的输入/输出现在是31页\一共有62页\编辑于星期三数字量的输入输出数字量信息类型开关信息状态信息控制信息数字量输入/输出的抗干扰措施光电隔离继电器隔离继电器隔离与光电耦合器双重隔离现在是32页\一共有62页\编辑于星期三模拟量的输入/输出A/D转换通道的组成传感器（Transducer）量程放大器（ScalingAmplifier）低通滤波器（Low-PassFilter）多路开关（Multiplexer）采样-保持电路（Sample&Hold）现在是33页\一共有62页\编辑于星期三模拟量的基本构成

传感器1传感器2传感器3放大放大放大低通滤波低通滤波低通滤波多路开关采样保持A/D微机D/A模拟控制现场信号1现场信号2现场信号3现在是34页\一共有62页\编辑于星期三A/D转换器的主要技术指标分辨率精度转换时间电源灵敏度量程输出逻辑电平工作温度范围现在是35页\一共有62页\编辑于星期三模拟量输入的隔离措施变送器法飞跃电容法现在是36页\一共有62页\编辑于星期三数字信号处理现在是37页\一共有62页\编辑于星期三数字信号处理(a)输入模拟信号波形(b)取样量化信号(c)数字数码(d)输入信号序列(e)输出信号序列(f)输出模拟信号现在是38页\一共有62页\编辑于星期三网络总线模式串行总线：RS232、RS422、RS485现场总线：Canbus、Lonworks、F-NET、PROFIBUS以太网（Ethernet）传输介质：双绞线、光纤现在是39页\一共有62页\编辑于星期三变电站综合自动化系统基础知识网络通信现场总线现在是40页\一共有62页\编辑于星期三网络常见局域网络拓扑结构网络设备OSI模型现在是41页\一共有62页\编辑于星期三常见局域网拓扑网型（MESH）现在是42页\一共有62页\编辑于星期三常见局域网拓扑星型（STAR）现在是43页\一共有62页\编辑于星期三常见局域网拓扑树型（TREE）现在是44页\一共有62页\编辑于星期三常见局域网拓扑总线型（BUS）现在是45页\一共有62页\编辑于星期三常见局域网拓扑环型（RING）Token-ring现在是46页\一共有62页\编辑于星期三网络设备中继器（集线器）网桥（交换机）路由器网关现在是47页\一共有62页\编辑于星期三OSI模型应用层（Application—7)表示层（Presentation—6）会话层（Session—5）传输层（Transport—4）网络层（Network—3）数据链路层（DataLink—2）物理层（Physical—1）现在是48页\一共有62页\编辑于星期三通信基本概念通信方式同步方式传输方式传输介质差错控制现在是49页\一共有62页\编辑于星期三通信方式并行方式现在是50页\一共有62页\编辑于星期三通信方式串行方式现在是51页\一共有62页\编辑于星期三同步方式同步现在是52页\一共有62页\编辑于星期三同步方式异步现在是53页\一共有62页\编辑于星期三传输方式基带传输载波传输宽带网异步传输模式（ATM）现在是54页\一共有62页\编辑于星期三传输介质双绞线同轴电缆光纤无线通信现在是55页\一共有62页\编辑于星期三差错控制纠错检错奇偶校验循环冗余编码（CRC）现在是56页\一共有62页\编辑于星期三现场总线（Fieldbus）实时性强可靠性高多为短帧传输速率一般在几kbps至10Mbps之间现在是57页\一共有62页\编辑于星期三现场总线的技术特点系统的开放性互可操作性现场设备的智能化与功能自治性系统结构的高度分散性对现场环境的适应性现在是58页\一共有62页\编辑于星期三现场总线的优点节省硬件数量与投资节省安装费用节省维护开销用户具有高度的系统集成主动权提高了系统的准确性与可靠性现在是59页\一共有62页\编辑于星期三5.1几种有影响的现场总线CAN（Co