变电站综合自动化技术

变电站综合自动化技术江西省电力公司超高压分公司500kV南昌变电站2005年9月主讲：邹信勤前言通过对变电站综合自动化技术的学习，掌握变电站综合自动化系统的基础知识、操作监控、运行维护、事故异常处理等内容。对学习变电站综合自动化技术给出建议。本课程并不针对某种型号的变电站综合自动化系统进行讲解，讲解的内容为最基础的、通用于各类型的变电站综合自动化系统的知识。一、基础知识1.变电站综合自动化变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间互相交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化实质是自动化、计算机、信息处理、通信、电力、电子技术的综合。实现设备间信息交换、共享，完成变电站的监、测、控。取代了常规站的指示仪表、中央信号、控制屏等设备。2.综合自动化变电站与常规变电站的对比比较项目常规变电站综合自动化变电站继电保护及自动装置大多电磁型、小规模集成电路型、晶体管型微机型或大规模集成电路型二次信息传输设备大量电缆，传输模拟信号，强电传输（信息量小、灵活性差、可靠性低、功耗大）网线、光纤，传输数字信号，弱电传输处理核心人（受值班人员的技术水平等条件影响正确性、可靠性）计算机（按规定程序执行）指示仪表模拟式（表计指针式，误差大）数字指示（监控系统上）信号系统灯光（光字牌）、音响（电笛、电铃），为一对一信息。告警信息、报文、音响（电笛、电铃）、语音，信息共享，一对多信息。其他占地面积大，控制室设备复杂。占地面积小，控制室设备简单。分立元件构成的自动装置阶段：

20世纪70年代；分立元件：自动重合闸、低周低压自动减载负荷、备自投等设备；特点：相互独立、缺乏智能、可靠性不高。以微处理器（MPU）为核心的智能化阶段：

20世纪80年代；MPU替代原来的晶体管组成的分立元件；特点：测量准确度提高，可靠性上升，有功能扩展能力，基本上仍维持原有功能逻辑，独立运行不互相通信；如南京银山YS-88录波器。综合站发展阶段：

80年代中期已开始；电气集中控制装置和集保护、控制、信号为一体的装置组成计算机监控系统。3.综合自动化的发展历史综合自动化的发展的代表产品投运时间变电站产品型号产品厂家说明80年代中期吉林通化220kV梅河变电站南自院国内首个综合自动化变电站1998年浙江金华500kV双龙变电站RCS-9000南瑞500kV首个UNIX平台综自站2000年10月江西南昌500kV南昌变电站CSC2000北京四方500kV首个Win平台综自站4.国内变电站综合自动化系统型号生产厂家监控机操作系统CSC2000北京四方WindowsBSJ-2200南瑞科技UNIXRCS-9000南瑞UNIXRCS-9600（RCS-9700）南瑞继保UNIX/WindowsPS6000国电南自WindowsPowerComm2000上海惠安UNIXCBZ-8000许继自动化Windows/Linux监控机使用的操作系统的特点Windows操作系统：界面图形化、多用户、多任务、网络支持良好、出色的多媒体功能、硬件支持良好、众多的应用程序。UNIX操作系统：网络和系统管理、高安全性、可连接性、数据安全性可管理性。Linux操作系统：完全免费、完全兼容POSIX1.0标准、多用户、多任务、良好的界面、丰富的网络功能、可靠的安全、稳定性能、多进程、多线程、实时性较好、支持多种平台。

5.变电站综合自动化的体系结构电量和非电量检测开关量信号采集操作控制线路保护主变压器和电抗器保护母线保护直流电源系统数据采集与控制电气计量自动装置继电保护辅助设施系统通信控制系统变电站主计算机系统调度控制中心6.变电站综合自动化的结构模式集中式结构：计算机功能集中，软件复杂，组态不灵活，只适用于算法比较简单的情况。分布式结构：将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成，方便系统扩展的维护，局部故障不影响其他模块。分布分散（层）式结构：将变电站自动化系统划分为两层（或多层），是按照变电站的元件、断路器间隔进行设计的，具有很高的可靠性，实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展。分布分层式结构两层式分布分层结构，为变电站层（站级测控单元）和间隔层。三层式分布分层结构，为变电站层、通信层和间隔层。7.四遥量遥信：采用无源接点方式,即某一路遥信量的输入应是一对继电器的触点或是闭合或是断开。通过遥信端子板将继电器触点的闭合或断开转换成为低电平或高电平信号送入RTU

的YX

模块。遥信功能通常用于测量下列信号,开关的位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号。自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号;事故总信号及装置主电源停电信号等。

遥测：遥测往往又分为重要遥测、次要遥测、一般遥测和总加遥测等。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集;线路的有功功率采集;母线电压和线路电流采集;温度、压力、流量(流速)

等采集;周波频率采集和其它模拟信号采集。

遥控：采用无源接点方式,要求其正确动作率不小于99.99

%.

所谓遥控的正确动作率是指其不误动的概率,一般拒动不认为是不正确,遥控功能常用于断路器的合、分和电容器以及其它可以采用继电器控制的场合。

遥脉：通过使用脉冲信号向系统发送信息为遥脉,常用在综合自动化系统的电能计量中。另：有些综合自化系统采用了遥调的概念。遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它可采用一组继电器控制具有分级升降功能的场合。遥调属于遥控的一种。

8.数据采集分类：原始数据采集；综合自动化内部数据交换或采集，如电能量等。采集的模拟量有：UIcosΦPQT9.变电站综合自动化系统中“人—机”联系各开关量原始状态的设定；各模拟量限值和死区的设定；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；报警的确认和解除。“人—机”联系是通过操作计算机的键盘和鼠标实现的。二、操作监控1.操作监控的概念变电站微机监控系统的操作监控，是指以微机监控系统为主、人工为辅的方式，在变电站内进行倒闸操作、继电保护及自动装置压板的投退、调整主变压器分接开关位置、其他特殊操作等工作时，对操作过程中的各类信息进行监视、控制，以达到保证各种变电设备及操作人员在操作过程中的安全的目的。2.

操作监控的内容

倒闸操作监控；投、退继电保护及自动装置的功能压板时的监控；对主变压器进行有载调压时的监控；五防系统操作时的监控；其他操作时的监视、控制。3.

通过CRT、LCD可实现的操作分合断路器；分合隔离开关；投、退继电保护及自动装置的连接片；变压器有载调压；投退无功补偿设备（如35kV并联电抗器、电容器组等）4.

监控机上进行操作的一般要求记录操作开始时间；操作人、监护人在监控机前做好准备工作；操作时应监护、复诵；监护人操作人分别输入操作密码；每操作一项应在操作票中划“√”；操作结束记录时间。5.五防机倒闸操作票开票流程开始选取操作任务选取开票方式图形操作\手工开票初始化，N=1操作逻辑关系判断记录第N步操作操作是否结束N=N+1出错信息生成操作票打印输出操作票结束不符合逻辑符合逻辑否是6.

在监控机上进行倒闸操作开始操作时，由监护人记录操作开始时间。操作人手握鼠标坐在操作监控机前，监护人持票站立于操作人的右后侧，思想集中，正视监控画面。进行操作监护、唱票复诵：根据倒闸操作票的操作步骤，监护人发布操作命令，操作人按照原令重复一遍（用鼠标指向要操作的设备图标进行核对），核对无误后监护人发出“对，执行”的操作命令，操作人用鼠标单击该设备图标，在操作密码确认对话框上，操作人、监护人分别输入操作密码。微机在检验操作人、监护人操作密码正确后，将弹出遥控操作设备确认对话框，此时操作人应输入该设备的调度编号，并选择要对该设备进行的操作是分还是合，最后按“确认”按钮将远方遥控操作命令发出。操作一项完了，应在监控系统上认真检查操作质量和正确性，待现场人员检查完毕后由监护人在倒闸操作票上打“√”。为了明确下一步操作内容，监护人要向操作人提醒下一步操作项目。操作终了后，监护人应记录操作终了时间。7.监控机上发出远方遥控命令开始点击要遥控的设备输入设备调度编号任务确定操作口令校验发出遥控操作命令执行任务吗？结束校验设备编号口令正确口令错误是否编号与设备不符编号与设备相符虚线框内流程仅在对断路器、隔离开关操作时执行8.遥控一次设备的执行情况开始监控机CSI200C五防校验是否远动主站间隔层CSI200C操作五防机五防机五防校验间隔层CSI200C接通机构箱正电源操作失败是否操作机构动作遥控的设备变位间隔层CSI200C监控机远动主站保存位置信息结束9.

在监控机上进行有载调压操作检查调压允许压板是否确已投入。主变压器有载调压系统由“升”、“降”、“停”三个操作命令按钮组成：“升”可调高系统电压，“降”可调低系统电压，“停”为中断调压操作。在进行有载调压操作时，应监视各母线电压变化情况及分接开关位置变化情况，确保调压操作的顺利进行。“停”按钮只是在进行调压操作而发现调压装置有故障时，作为调压装置的紧急停机用。在进行有载调压操作时，应同时对各相、各侧电压值进行监视。进行有载调压操作时，每调节一个分接头后，至少应间隔60秒后才能再次调节下一个分接头，且每天调节次数（分接头数）不能超10次。有载调压完毕后应到现场核对主变压器分接头的实际位置。三、运行维护1.建立综合自动化系统管理制度投入、退出综合自动化系统或设备，必须根据相应调度机构当值调度员的命令执行。应根据运行、维护、检修范围制定相应的管理制度。变电站应根据有关标准和规定的要求，编写现场综合自动化系统运行和操作规程。对综合自动化系统应按照变电站的管理要求建立运行分析制度，定期进行运行分析，全面分析系统运行情况，并编入系统运行月报中。对综合自动化系统或其设备的缺陷应按设备缺陷的上报流程上报，并及时处理。2.

日常监控变电站微机监控系统的日常监控，是指以微机监控系统为主、人工为辅的方式，对变电站内的日常信息进行监视、控制，以达到掌握本变电站一次主设备、站用电及直流系统、二次继电保护及自动装置以及其他站内设备的运行状态，保证变电站的正常运行的目的。

3.

日常管理维护定期校对四遥量；综合自动化系统年度试验；一、二次设备变更应及时修改监控程序；交接班时应进行检查；主机故障，必须保证至少有一台监控机运行；综合自动化系统设备缺陷应及时上报、处理。4.

日常监控的内容监视本站一次主接线情况及一次设备的运行情况；检查本站所做的安全措施情况；监视主变压器、高抗及低抗的油温、负荷情况；监视主变压器分接开关运行位置；监视保护及自动装置运行情况；监视各段母线电压；监视各线路电流、有功功率及无功功率；监视本站各线路潮流流向；查看日报表中各整点时段的参数（包括母线电压