ch6供电系统变电所的综合自动化

第六章变电所的综合自动化主要内容概念、特征根本功能构造、硬件配置微机维护常规变电所的二次系统维护任务量大6.1概述缺陷：平安性、可靠性不高；电能质量可控性不高；占地面积大；实时计算和控制性不高；配置类似任务反复变电站综合自动化——由来机电式继电维护就地监控远动安装录波安装微机型继电维护微机监控微机远动微机录波微机型计算机技术优化设计共享软硬件资源变电站综合自动化系统——概念经过监控系统的局域网通讯，将微机维护、微机自动安装、微机远动安装采集的模拟量、开关量、形状量、脉冲量及一些非电量信号，经过数据处置及功能的重新组合，按照预定的程序和要求，对变电站实现综合性的监视和调度。通域信络网局综合自动化构造表示图自动监控系统微机维护微机自动安装微机远动功能变电站综合自动化系统根本配置时钟系统调制解调安装调度综合测控安装自动安装远动安装继电维护模拟/开关量采集安装维护单元1维护单元n任务站任务站主控机外设中心处置机网络1、功能综合化综合了变电所内除一次设备和交直流电源以外的一切二次设备。微机监控系统综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、变送器屏、中央信号系统，远动安装RTU，电压及无功自动调理等功能。微机维护综合了缺点录波、缺点测距、小电流接地选线、自动按频率减负荷、自动重合闸等功能。变电所综合自动化—特征2、构造分布、分层化分布式构造：构造上采用主从CPU协同任务方式，各功能模块〔从CPU〕间采用网络技术或串行方式实现通讯。优点：多CPU提高了处置并行多发事件的才干，方便系统扩展与维护，部分缺点不影响其它模块的正常运转。分层式构造

监控主机打印机显示器综合监控单元前置机数据采集TA/TVTA/TV综合监控单元线路维护单元主变维护单元电容器维护单元间隔层站控层管理层在变电站综合自动化系统中，通常把继电维护、自动重合闸、缺点录波、缺点测距等功能综合在一同的安装称为维护单元，而把丈量和控制功能综合在一同的安装称为控制或I/O单元。两者通称为间隔级单元(baylevelunit)。各种类型的间隔级单元与变电站的中央单元(centralunit)相结合，并利用间隔级单元搜集到的形状量和丈量值，经过软件来实现各种维护闭锁，取消或大大简化传统设计中为实现闭锁功能所需求的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。间隔层按一次设备组织，普通按断路器的间隔划分，具有丈量、控制和继电维护部分。丈量、控制部分担任该单元的丈量、监视、断路器的操作控制和闭锁及事件顺序记录等；维护部分担任该单元线路或变压器或电容器的维护、各种录波等。间隔层本身是由各种不同的单元安装组成，这些独立的单元安装直接经过总线接到站控层。综合自动化系统使变电站的值班人员完全是面对大屏幕显示器进展变电站的全方位监视与操作。3、操作监视屏幕化指针式仪表模拟屏跳、合闸操作数据显示实时主接线画面画面文字言语报警光字牌报警鼠标键盘操作

原来的二次设备只能监视一次设备；综合自动化系统：监测一次设备；常规自动化功能；在线自诊断；与控制中心通讯。4、运转管明智能化无人值守变电站无人值班变电站：调度值班员借助微机远动技术替代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。是变电所的一种先进管理方式。调度员在主站端设备的键盘上进展必要的遥控、遥调操作。并非任何操作都无须人员现场进展。不用再配置单独RTU，模拟量和开关形状信息，经过通讯管理单元直接送往调度。各微机维护单元将动作信息送给调度，并经过通讯管理单元转发或执行调度下达的命令。6.2变电所综合自动化系统的根本功能1、数据采集是在线采集供电系统的运转参数，主要包括：模拟量，形状量和脉冲量。模拟量采集进线的电压、电流和功率值，馈线回路的电流及功率值，还包括变压器的温度，电容器的温度，直流电源电压等。形状量采集变电所里的开关、断路器的位置形状等。脉冲量脉冲电度表输出的脉冲信号等。电力部门和用户内部消费调度需求的数据。变电所运转参数的统计、分析与计算。

变电所内各种事故信息的顺序记录并登录存档。变电所运转参数和设备越限报警及记录。2、数据处置与记录变电所内的各高压断路器，隔分开关可以通过变电所综合自动化系统CRT屏幕进展操作，也可以对变压器的分接头进展调理控制，可对电容器组进展投切。为了防止计算机系统缺点时无法操作被控设备。应保管人工直接跳合闸手段。3、控制与操作闭锁a、操作出口具有跳、合闭锁功能。b、操作出口具有并发性操作闭锁功能，c、根据实时信息，实现断路器、隔分开关操作闭锁功能。d、顺应一次设备现场维修操作的“电脑五防操作及闭锁系统〞。即：防止带负荷拉、合隔分开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔分开关。e、CRT屏幕操作闭锁功能，只需输入正确的操作口令和监护口令才有权进展操作控制。操作闭锁的内容4、微机维护微机维护主要包括线路维护、变压器维护、母线维护、电容器维护、备用电源的自动投入安装和自动重合闸安装等。a、缺点记录，且断电坚持。b、存储多套整定值；并能显示及当地修正整定值。c、实时显示维护主要形状。d、与监控系统通讯。“四遥〞远方修正定值向电力调度部门传送数据信息5、与远方操作控制中心通讯〔1〕屏幕显示〔2〕经过键盘输入数据〔3〕人工操作控制〔4〕运转参数及信息的打印记录6、人机联络功能

综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断功能，自诊断信息也像数据采集一样周期性地送往后台机操作控制中心。7、自诊断功能1、供电系统对变电所综合自动化系统构造的原那么要求可靠性适用性先进性6.3变电所综合自动化系统的

构造和硬件配置2、变电站综合自动化系统构造系统为多微机、多层次构造方式。最上层设在电力系统控制中心；1～3层均设在变电站内。构造方式：集中式、分布集中组屏和分布分散式。集中式采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进展计算与处置，分别完成微机监控、微机维护和一些自动化功能。微机维护、微机监控和与调度等通讯的功能由不同的微机完成。模入接口开入接口输出接口A/D模块输入接口输出接口主变TV与TA线路TV与TA断路器形状维护出口模拟量输入断路器和隔离开关形状继电维护信息输入出口继电器各维护安装监控主机MODEM显示器打印机键盘调度中心集中式构造框图缺陷：可靠性差。软件复杂，调试费事，修正任务量大。组台不灵敏。不直观。分布分散式每个回路均实现维护测控一体化各回路经过网络电缆衔接，独立与监控主机通讯。减少了所内的二次设备及信号电缆系统中任一部分缺点时，只影响部分，提高了整个系统的可靠性可扩展性和运转的灵敏性。分布式综合自动化系统框图主变压器维护110kV进出线维护35kV出线维护低频减载110kVRTU35kVRTU低频减载10kV馈出线维护电容器维护10kVRTU前置机前置机当地监控计算机CRT打印机调度端(主控站)分布集中组屏的构造方式，是将变电所内各回路的数据采集单元、控制单元和维护单元分别集中安装在变电所控制室内的数据采集柜、控制柜和维护柜中，相互间经过网络与控制主机相连。分布集中组屏的构造便于扩展和维护，其中一个环节缺点，不会影响其它部分的正常运转。适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜等所用的信号电缆不长，易于设计、安装和维护管理的(10一35)kV供电系统变电所。分布集中组屏35kV变电站自动化系统配置方案110/35kV变电站自动化系统配置方案小结变电所综合自动化——概念变电所综合自动化——特点功能综合化、构造微机化、操作与监视屏幕化、运转管明智能化变电所综合自动化——根本功能数据采集、数据处置与记录、控制与操作闭锁、微机维护、与远方操作控制中心通讯、人机联络、自诊断、数据库变电所综合自动化系统的构造集中式、分布分散式、分布集中组屏

变电所综合自动化系统的硬件配置普通由中央处置机〔包括打印仉、监视器、通讯接口等外围设备〕、数据采集与处置、微机维护、操作与控制、缺点滤波等各种功能模块及所内通讯网络组成。6.3.2变电所综合自动化系统的

硬件配置〔一〕、中央处置机中央处置机系统可采用单机系统和多机系统两种根本配置。单机系统：指变电所综合自动化的全部功能由一台中央处置机来控制和完成。优点是系统构造简单，造价低。缺陷是容量受限制，如检丈量较多，那么呼应速度会遭到影响，且任务可靠性较差。单饥系统大多用于中、小型变电所。多机系统普通分两种配置方式。两台主机一台任务，另一台处于热备用形状。一台〔或两台〕主机和假设干台前置机，由前置机担任数据的采集和通讯联络任务，搜集到的信息经初步处置后向主机传送。这种系统称为分布式多机系统。分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵敏、可靠，便于维护和扩展。它可以根据现场实践情况灵敏地增减前置机的数量，以满足不同供电系统的需求。而且中央处置机可以采用高级言语编程，因此比较容易实现更复杂的功能和运算。多机系统在变电所系统中．数据信息的采集和处置是变电所综合自动化系统的主要功能之一。供电系统中数据信息的采集主要有模拟量和开关量。1、模似量的检测与处置在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测普通有两种方式，即直流采样检测和交流采样检测。前者构造较复杂，但程序设计简单，精度容易满足；后者构造简单，但在实现高精度检测时，技术要复杂一些。〔二〕、数据与信息的采集和处置同时采样，同时A/D转换顺序采样,依次A/D转换同时采样，依次A/D转换直流采样检测方式是采用电量变送器将供电系统的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等转换为0～5v〔无功为∓5v〕的直流电压信号供微机检测。可以采用单极性A/D转换接口，对转换速度的要求也不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，主要缺陷是电量变送器投资较大，二次接线、维护复杂，且变送器有一定的延时，因此．该方式普通适用于检测变化速度比较缓慢的过程和稳态量。〔1〕直流采样检测及其数据处置将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的安装。无源型和有源型两种．无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器两种，由于它不需求供电电源，从而使安装接线得以简单，价钱较低。但无源型电量变送器在小信号输入时，丈量精度不易保证。目前运用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，电流，功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量变透器的供电电源分为交流110V，220V；直流24V,48V,110V等。1〕电量变送器2〕直流采样检测的数据处置在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤波，采样坚持，A／D转换被采集到内存．还需进展一系列的加工和处置．才干成为有用的数据．经过软件实现如下：a)采样到的数据要重新排队b)数字滤波排除随机干扰c)数据合理性检测和越限检测d)微机处置及其转换交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流电流转换成∓5v〔峰值〕的交流电压信号，供微机检测，这种方法的特点是构造简单，速度快，投资省，任务可靠，缺陷是程序设计较繁琐，要提高检测精度在技术上比较复杂。同时它要A/D转换接口是双极性的，对转换速度要求较高。由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随时间而变化的交变量．人们无法直接识别它的大小和传送方向〔指功率〕。这就需求经过一定的算法把信号的有效值计算出来；交流采样的算法很．常用的算法有：两点采样算法、全周波傅氏算法〔2〕交流采样检测及算法U、I为电流电压的有效值，假设要是要是复合量输入，即：1〕两点采样的特点是简单、快速。但90度样本身无滤波作用，因此．输入信号必需是纯粹弦波才不致引起误差。2〕全周波傅氏算法：当输入信号为含有高次谐波的畸变电量时，通常采用多点采样法即全周波的傅氏算法。在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往往要同时采集输入多个信号．如三相电流．电压等，在每个采样周期中，要对多个通道输入信号全部采样一次；普通有以下几种采样方式。1〕同时采样。2〕顺序采样。〔3〕采样坚持与多路转换器的配置小结变电所综合自动化系统硬件配置中央处置机数据与信息的采集和处置模拟量的监测与处置直流采样检测及数据处置交流采样检测及数据处置开关量的检测与识别变电所的运转控制与操作6.4供电系统的微机维护随着计算机技术的开展和变电所综合自动比系统的实现以及变电所无人值班的运转方，系统对维护的要求更高，使现有的模拟式继电维护难以满足。主要表如今以下几个方面:动作速度慢，普通超越0.02s。没有自诊断和自检功能，维护安装中的元件损坏不能及时发现，易呵斥严重后果。维护的每一种方式都是靠相应的硬件相连线来实现．所以维护安装的功能灵敏性差。对于供电系统中一些复杂的维护方式〔如变压器的差动维护〕。参数整定繁琐，调试任务量大，灵敏性差，容易发生误动和拒动。典型的微机维护安装硬件系统包括：〔一〕数据采集系统数据采集系统包括交流变换、电压构成，模拟滤波，采样坚持，多路转换以及模数转换等，完