变电站综合自动化技术讲义

变电站综合自动化技术讲义第一页，共93页。目录变电站综合自动化基本概念01变电站综合自动化系统的发展02综合自动化变电站的结构配置03变电站综合自动化系统的功能04变电站综合自动化系统的通信05变电站综合自动化系统运行维护06第二页，共93页。变电站综合自动化基本概念第三页，共93页。InternetSOHOServerIPHotelIntranet移动综合自动化系统的基本概念一、概念计算机技术现代电子技术通信技术信息处理技术第四页，共93页。综合自动化系统的基本概念二、发展变电站综合自动化的必要性电网发展对变电站保护监控提出了更高要求常规变电站二次系统存在诸多缺陷现代工业发展对供电可靠性提出了更高要求市场经济的发展的要求第五页，共93页。变电站综合自动化系统组成性能比较传统二次系统测量和监视仪表、控制屏、中央信号系统和远动屏装置相互独立、互不兼容、功能重复设备没有自检功能，故障率高信息记录和显示方式落后自动化系统微型计算机和大规模集成电路组成采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可以方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作综合自动化系统的基本概念第六页，共93页。第七页，共93页。变电站综合自动化系统的发展第八页，共93页。变电站综合自动化系统的发展发展阶段变电站自动化系统主要发展阶段1由分立元件构成的自动装置阶段以微处理器为核心的智能化自动装置阶段变电站综合自动化系统的发展阶段

23第九页，共93页。综合自动化变电站的结构形式第十页，共93页。综合自动化变电站的结构形式一、变电站综合自动化的体系结构第十一页，共93页。集中式综合自动化变电站的结构形式分布式二、变电站综合自动化的结构模式第十二页，共93页。一、集中式综合自动化变电站结构形式㈠集中式结构集中式系统结构框图第十三页，共93页。主要特点优点缺点综合性能强结构紧、体积小造价低实用性好运行可靠性较差系统调试麻烦组态不灵活不符合运行和维护人员的习惯对35kV以下变电站更为合适集中式综合自动化变电站结构形式第十四页，共93页。二、分布式结构综合自动化变电站结构形式㈡分布式结构分布集中式系统结构框图第十五页，共93页。㈢、分布分散（层）式结构综合自动化变电站结构形式分布分散式系统结构框图㈢分布分散式结构第十六页，共93页。A变电站层B间隔层c网络设备综合自动化变电站结构形式分布分散式2、分布分散式逻辑结构功能第十七页，共93页。A变电站层

又称站控层，是全站设备监视、测量、控制和管理的中心

综合自动化变电站结构形式分布分散式第十八页，共93页。综合自动化变电站结构形式各部分功能B间隔层采集和处理现场的原始数据；完成对断路器和隔离开关的控制操作第十九页，共93页。站控层网络设备间隔层网络设备网络设备C网络设备通常由网络集线器、交换机、光／电转换器、接口设备和传输介质等组成综合自动化变电站结构形式HUB交换机路由器ATM交换机第二十页，共93页。主要特点结构分层分布面向对象设计功能独立多CPU，可靠性高继电保护相对独立模块化结构，运行维护方便安装布置灵活（三）主要特点综合自动化变电站结构形式（三）分布式主要特点第二十一页，共93页。变电站综合自动化系统的特点功能第二十二页，共93页。操作监视屏幕化系统功能综合化运行管理智能化系统结构微机化系统特征一、系统特点综合自动化系统的特点功能第二十三页，共93页。保护自动装置接口功能远动RTU通讯电压和无功自动调节功能备自投自动重合闸故障录波故障测距仪表屏、操作屏、模拟屏中央信号系统功能㈠系统功能综合化综合自动化系统的特点功能第二十四页，共93页。㈡系统结构微机化综合自动化系统的特点功能第二十五页，共93页。㈢操作监视屏幕化综合自动化系统的特点功能第二十六页，共93页。㈣运行管理智能化综合自动化系统的特点功能第二十七页，共93页。二、综合自动化变电站优点优点故障率低减小维护工作量运行管理的自动化水平提高易于发现隐患处理事故恢复供电快为实现无人值班提供可靠的技术条件减少控制电缆缩小占地面积实现“状态检修”降低供电成本提高供电质量提高电压合格率综合自动化系统的特点功能第二十八页，共93页。综合自动化系统的功能DBCA监视控制功能继电保护功能自动控制装置功能远动及数据通信功能主要功能三、变电站综合自动化系统的主要功能第二十九页，共93页。综合自动化系统的功能二、监视控制功能几个方面报警处理功能实时数据采集与处理谐波的分析和监视功能人机联系功能故障录波和测距事故顺序记录与事故追忆功能控制及安全操作闭锁功能在线计算及制表功能㈠、监视控制功能第三十页，共93页。⑴实时数据采集与处理电能量开关量综合自动化系统的功能运行实时数据设备运行状态模拟量存于数据库供计算机处理之用采集去伪存真各段母线电压；线路电流、电压和功率值；馈线电流、电压和功率值；主变压器电流、功率值；电容器的电流、无功功率及频率、相位、功率因数；主变压器的油温、变电站室温、直流电源电压、站用电电压和功率等断路器的状态隔离开关状态有载调压变压器分接头的位置同期检查状态、继电保护动作信号、运行告警信号等变电站采集的电能量是脉冲电能表输出的电能量第三十一页，共93页。模拟量的采集直流采样交流采样综合自动化系统的功能第三十二页，共93页。开关量的采集来自二次设备的各种无源接点信号来自一次设备的各种无源接点信号二进制信号状态量输入或数字量输入经过光电耦合器隔离综合自动化系统的功能第三十三页，共93页。电能计量综合自动化系统的功能无功电能有功电能分时累加电能平衡采集第三十四页，共93页。电能量存于数据库供计算机处理之用采集去伪存真模拟量开关量综合自动化系统的功能⑵数据库的建立与维护第三十五页，共93页。综合自动化系统的功能运行监视功能⑶安全监视功能第三十六页，共93页。综合自动化系统的功能运行监视功能⑷操作控制及安全闭锁功能

第三十七页，共93页。综合自动化系统的功能运行监视功能⑸报警处理功能第三十八页，共93页。综合自动化系统的功能运行监视功能⑸报警处理功能第三十九页，共93页。综合自动化系统的功能A由微机保护装置兼作故障记录和测距B采用专用的微机故障录波器⑹故障录波和测距第四十页，共93页。综合自动化系统的功能运行监视功能⑺事故顺序记录第四十一页，共93页。综合自动化系统的功能对变电站内的主要模拟量，在事故前后一段时间内作连续测量记录事故追忆⑻事故追忆第四十二页，共93页。综合自动化系统的功能内容1有功功率和无功功率最大值和最小值2母线电压最高值和最低值3计算受配电电能平衡率4统计断路器动作次数5断路器切除故障电流和跳闸次数的累计数⑼数据处理与记录6控制操作和修改定值记录第四十三页，共93页。运行人员通过CRT显示器、鼠标和键盘，了解变电站的运行状况和操作的一种方式。综合自动化系统的功能⑽人机联系第四十四页，共93页。继电保护和自动装置整定值表的修改监控画面的修改各种表格的修改操作票的编辑各种表格、画面、参数的召唤调出、显示打印或拷贝各开关量原始状态的设定各模拟量限值和死区的设定报警的确认和解除主要内容人机联系综合自动化系统的功能第四十五页，共93页。⑾画面生成及显示综合自动化系统的功能显示的内容1采集和计算的实时运行参数2实时主接线图3事件顺序记录(SOE)显示4越限报警显示5值班历史记录CRT第四十六页，共93页。⑿在线计算和制表功能综合自动化系统的功能第四十七页，共93页。12变电站的主要设备的技术参数档案表事故记录检索34在线设备管理运行记录5运行操作指导⒀运行管理功能综合自动化系统的功能主要内容第四十八页，共93页。综合自动化系统的功能技术管理智能化主要体现312历史数据处理、存档、检索统计值处理累计值处理第四十九页，共93页。⒁变电站综合自动化的“自”功能综合自动化系统的功能变电站综合自动化的“自”功能“自”功能自诊断功能自动切换功能自恢复功能第五十页，共93页。㈡、保护功能综合自动化系统的功能变压器保护.线路保护电容器保护.微机保护按保护对象第五十一页，共93页。㈢、自动控制功能综合自动化系统的功能备用电源自投低频减载电压无功自动控制VQC内容第五十二页，共93页。变电站综合自动化系统的通信第五十三页，共93页。一数据通信基础变电站综合自动化系统的通信第五十四页，共93页。㈠通信的基本概念变电站综合自动化系统的通信半双工通信方式全双工通信方式第五十五页，共93页。二、变电站综合自动化系统通信的任务变电站综合自动化系统的通信综合自动化系统的现场级通信综合自动化系统与上级调度的通信第五十六页，共93页。三、数据通信的传输方式变电站综合自动化系统的通信并行数据通信方式串行数据通信方式第五十七页，共93页。局域网络通信变电站综合自动化系统的通信总线型、星型、树型、环型、网型第五十八页，共93页。数据通信的传输方式变电站综合自动化系统的通信Host主机网络低速连接HostWAN简单连接1960’s–1970’s基于网络的连接1970’s–1980’s网络互联1980’s–区域网广域网互联网现场总线第五十九页，共93页。四、网络中常用的传输介质传输介质变电站综合自动化系统的通信同轴电缆主要用在早期的以太网中，现在已经淘汰。网络中常用的型号：RG-8：粗缆RG-58：细缆第六十页，共93页。双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）STPUTP双绞线的连接器称为RJ-45连接器RJ-45接头俗称水晶头，RJ-45插座称为信息模块。四、网络中常用的传输介质传输介质变电站综合自动化系统的通信第六十一页，共93页。光纤单芯光缆多芯光缆传输介质变电站综合自动化系统的通信第六十二页，共93页。FC－PC型光尾纤接头外形图SC－PC型光尾纤接头外形图ST-PC型光尾纤接头外形图FC/PC－SC/PC型光尾纤外形图常见光纤接头分层分布式传输介质变电站综合自动化系统的通信第六十三页，共93页。光纤通信系统终端收发器收发器终端电信号电信号光信号ST头SC头分层分布式传输介质变电站综合自动化系统的通信第六十四页，共93页。无线通信传输介质变电站综合自动化系统的通信第六十五页，共93页。五、通信接口变电站综合自动化系统的通信RS一232C接口RS一422接口、RS一485接口RS一485接口常用的通信接口第六十六页，共93页。变电站综合自动化系统的运行维护第六十七页，共93页。运行管理BCA日常运行日常维护故障处理运行管理综合自动化系统的运行维护第六十八页，共93页。综合自动化系统的运行维护A

两台功能完全相同B“一主一备”的监控系统一、日常运行㈠、双主机第六十九页，共93页。㈡、日常监控应完成工作综合自动化系统的运行维护第七十页，共93页。㈢、微机监控系统的操作监控综合自动化系统的运行维护第七十一页，共93页。综合自动化系统的运行维护微机监控系统的操作监控内容变电站微机监控系统的操作监控BECDA倒闸操作监控投、退继电保护及自动装置的功能连接片时的监控对主变压器进行有载调压时的监控其他操作时的监视、控制五防系统操作时的监控第七十二页，共93页。综合自动化系统的功能㈣、事故及异常监控自动推出画面音响提示闪光报警信息操作提示第七十三页，共93页。以有修改实时数据库权限的用户身份进入选取要修改的设备间隔的遥测量或遥信量将“人工置数"选取框中，输入需要的数值或选取需要的状态步骤㈤、人工置数综合自动化系统的运行维护第七十四页，共93页。综合自动化系统的运行维护㈥、运行监视信号的输出实时遥测值音响输出事故预告信号各类事件信号和通知实时打印输出变电站微机监控系统通过显示器、声音、打印机将运行监视信号输出第七十五页，共93页。监控系统中采用GPS对时，要在所内的自动化屏上安装一套GPS卫星天文钟，通过电缆与系统相连综合自动化系统的运行维护㈦、GPS对时第七十六页，共93页。GPS技术在自动化系统中的实际应用综合自动化系统的运行维护312统一时钟同步采样动态监测第七十七页，共93页。日常维护要点环境检查工作状态检查

部件检查及清理二、日常维护

综合自动化系统的运行维护第七十八页，共93页。综合自动化系统的运行维护计算机定期维护的方法A不准随意拆卸计算机B不准随意改动任何与系统有关的设置C不准在计算机上进行任何与监控系统无关的其他操作不准随意删除上位机的任何程序DE经常清理文件，将文件及时拷贝第七十九页，共93页。三、综合自动化系统故障处理综合自动化系统的运行维护因微机监控程序出错、死机及其它异常情况产生的软故障一般处理方法是“重新启动”。系统中某个测控单元通信网络发生故障时，监控后台不能对其操作，此时如有调度的操作命令，值班人员应到保护小间进行就地手动操作，同时应通知专业人员检查处理。微机监控系统中发生设备故障不能恢复时应将该设备从网络中退出，并汇报调度部门。当两台监控机以主备方式运行，当主机死机时备用机自动切换为主机运行，此时应检查备机是否切换成功。㈠、故障处理原则第八十页，共93页。综合自动化系统的运行维护保护装置异常引起的，则该装置同时会有“直流消失”信号网络异常引起，重新确认网络的通信状态通信中断处理原则判断是由保护装置异常引起，还是站内计算机网络异常引起网络异常引起通信中断，不得对保护装置进行断电复位㈡、微机监控网络通信中断的处理原则第八十一页，共93页。监控网络通讯中断的检查检查计算机的网卡是否正常BA根据监控后台“运行工况图”确认中断通信的装置检查中断通讯的装置是否还在运行状态DC检查网线是否正常第八十二页，共93页。正确使用MOXA卡综合自动化系统的运行维护故障处理不随意拔插通讯接头不随意拆卸通讯卡不随意更改数据库里的通讯串口不得调换通讯接头所接的串口位置不得带电拔插通讯接头和通讯卡第八十三页，共93页。㈢、监控系统的故障检查某一保护小室的通信中断的检查BA采集单元的故障检查综合自动化系统的运行维护第八十四页，共93页。㈣、死机综合自动化系统的运行维护散热不良移动不当灰尘设备不匹配软硬件不兼容内存条故障硬盘故障CPU超频硬件资源冲突1.硬件引起死机第八十五页，共93页。2.软件引起死机综合自动化系统的运行维护病毒感染设置不当系统文件的误删除动态链接库文件(DLL)丢失硬盘剩余空间太少或碎片太多软件升级不当滥用测试版软件非法卸载软件第八十六页，共93页。2.软件引起死机综合自动化系统的运行维护使用盗版软件应用软件的缺陷启动的程序太多非法操作非正常关闭计算机内存冲突驱动程序冲突编制的软件是否合理。通信死锁驱动第八十七页，共93页。根据死机发生的现象和特点，采取相应的措施3.怎样解决死机问题综合自动化系统的运行维护建立合理的软件运行机制选择与软件稳定运行相适应的硬件平台选择合适的、稳定的、成熟的操作系统在硬件的设计时采用冗余机制采用“看门狗”监视、恢复机制第八十八页，共93页。监控端厂站端典型远动系统中的遥控过程㈤、遥控不成功综合自动化系统的运行维护第八十九页，共93页。㈥、个别遥信频繁变位处理综合自动化系统的运行维护检查信号线接