500kV变电站计算机监控系统课件.ppt

1、,500kV变电站计算机监控系统,目录,三、站级控制层,四、数据采集控制层,一、概述,五、应用,二、系统结构,一、概述,传统厂站面向“功能”的设计,运行人员,控制屏,表计,报警屏,计量,控制接口(控制柜、端子箱）,调度,数据采集,保护,故障录波,保护子站,光纤/对绞线,电缆,说明：,RTU,综合自动化厂站面向“对象(间隔)”的设计,运行人员,数据采集和处理终端,控制接口(控制柜、端子箱）,运行人员SCADA系统,计量,调度,保护,故障录波,保护子站,光纤/对绞线(红 色：实时信号),控制电缆,说明：,综合自动化厂站面向“对象(变电站)”的设计,运行人员,数据采集和处理终端,控制接口(控制柜、端

2、子箱）,运行人员SCADA系统,计量,调度,保护,故障录波,保护子站,光纤/对绞线(红 色：实时信号),控制电缆,说明：,二、系统结构,分层结构,站级控制层由系统服务器、操作员站、工程师站、远动接口设备等构成，面向全站设备进行运行管理的中心控制层。,数据采集控制层(间隔层)由智能数据输入/输出单元（控制单元）、现场总线网络等设备构成，面向监控对象的就地数据采集控制层。,多层网络分布式结构,配置数据前置机作为数据采集控制层与站级控制层设备之间信息交换的联系单元，数据前置机与站级控制层设备通过以太网通信，与I/O测控单元之间通过现场总线交换数据。,单层网络分布式结构,站级控制层和数据采集控制层设备

3、经统一的计算机网络（以太网）通信，I/O测控单元直接接入站级控制层网络、直接与站级单元通信。,三、站级控制层,基本功能,监视对变电站所有生产运行设备的运行工况实现实时的在线监视 管理对系统内设备以及采集的数据进行功能性的处理和管理，例如：历史数据存储、报表处理、报警信号处理、文档编辑、系统设备功能自检等。 控制在中心控制室实现对站内所有受控对象可靠的、实时的遥控/遥调功能，具备批处理控制功能。,基本功能,信息交换实现与就地数据采集系统之间的实时信息交换；实现与站内其他智能设备之间的信息交换；实现与各级调度之间的实时信息交换。 资源共享硬件资源共享；软件资源共享；信息共享。,基本功能,系统的兼容

4、性维护性能扩展性能 安全可靠性系统冗余性；系统的容错功能；信息的安全性。,基本配置,双重化配置，互为热备用，宜组柜安装,单套配置，宜组柜安装,双重化配置，无主从关系,根据业主要求选择配置,双重化配置，互为热备用,500kV变电站不配置,双重化配置，站级控制层一般采用交换机设备，继电器室采用集线器,系统功能,控制操作,a.手动控制 调度中心/集控站操作(预留方式) 变电站控制室操作员站操作(正常运行方式) 就地继电器室/端子箱操作(后备方式) 一次设备机构箱/控制箱操作(检修方式) 各控制方式之间相互闭锁，同一时刻一个控制对象只允许处于一种运行方式。,控制级别低,高,控制对象,断路器 隔离开关

5、电动接地闸刀 主变有载开关 所变有载开关 所用电系统进线开关 保护复归 智能设备的参数整定（可选）,系统功能,操作员站操作,操作权限：操作者输入口令，确认操作权限 选点：操作者选择操作对象，程序校核该对象是否可控，并弹出遥控对话窗口，显示对象的属性描述，供操作员再确认 内部校验：校验数据库中相应开关状态，确认对该开关操作是否合法； 返校：选择对象命令发送到测控装置，系统接受测控装置返回的返校信息，操作员根据返校结果，确认执行或撤销命令，遥控超时、无校验返回将自动撤销本次操作； 执行结果返回 操作记录：操作人员姓名、操作时间、操作内容以及结果等记录下来，存档于操作记录中；,在操作对象画面上进行，

6、系统具有多种校核功能，保证远方遥控操作的安全和正确性：,系统功能,系统功能,控制操作,b.自动控制 顺序控制：监控系统按预先设定的步骤顺序进行操作。 调节控制：当控制目标值偏离预先设定范围，监控系统自动对相关设备进行控制，使控制目标值达到预先设定范围。 自动控制功能可以由运行人员在操作员站选择投入/退出；在控制过程中，遇到任何软、硬件故障应停止控制操作，保持所控设备的状态，并发出报警信息。,监视功能,系统主接线图 监测信号 设备状态信号 事件顺序和中央报警记录 趋势记录,系统功能,智能子系统的通信,接口联接方式 网络互联 串口互联,实现功能 单向浏览功能 程序级数据交换 数据库级数据交换,系统

7、功能,系统功能,调度通信 常规串口通信远动功能,调度数据网通信功能,系统功能,防误操作联闭锁 方案一：通过监控系统的逻辑闭锁软件实现全站的防误操作闭锁功能，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。 方案二：监控系统设置“五防”工作站。远方操作时通过“五防”工作站实现全站的防误操作闭锁功能，就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。 方案三：配置独立于监控系统的的专用微机“五防”系统。远方操作时通过专用微机“五防”系统实现全站的防误操作闭锁功能，就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。专用微机“五防”系

8、统与变电站监控系统应共享采集的各种实时数据。,编码信号 IRIG-B（DC调制）：脉冲宽度编码，包括年、月、日、时、分、秒； IRIG-B（AC）：用IRIG-B（DC调制）码对1kHz正弦波进行调幅形成的时码信号；, 时间同步对时,时间报文 报文包括年、月、日、时、分、秒,系统功能,系统功能,其它功能,报警处理功能 事故追忆 在线计算和记录 历史数据处理和统计 报表生成及打印输出 文件管理系统功能 系统自诊断功能 系统容错功能,四、数据采集控制层,1. 数据采集,模拟量采集,单电流,和电流,1. 数据采集,交流电流回路,1. 数据采集,交流电压回路,直流采样，温度、直流电压、直流电流、其它,

9、1. 数据采集-直流采样,数字量信号采集,1. 数据采集,数字量信号采集,1. 数据采集,1) 状态量信号a. 断路器：采集断路器辅助接点，双态采集，对于保护需单相跳闸的断路器，应分相采集信号。 b. 隔离开关：采集隔离开关辅助接点（三相串联），双态采集。c. 变压器分接开关：采集分接开关位置信号，对于有载开关，可采用BCD编码。,数字量信号采集,1. 数据采集,2) 事件顺序记录信号(SOE)a. 保护动作跳闸信号 b. 重合闸动作信号c. 断路器位置信号,数字量信号采集,1. 数据采集,3) 告警信号a. 断路器、隔离开关、接地闸刀就地操作位置信号b. 断路器告警信号 c. 保护告警信号d

10、. 其它设备告警信号,4) 电能脉冲信号电度脉冲信号,数字量信号采集,1. 数据采集,1. 数据采集,控制接口,a.断路器b.电动操作机构的隔离开关和接地闸刀c.变压器有载开关d.站用电系统进线和分段开关e.保护复归 f.其它设备,数据处理：将相关设备的各种数据进行系统化操作，用于支持系统完成监测、保护、控制和记录等功能。,a. 模拟量处理：对实时采集的模拟量进行有效性检查，计算转换成相应的工程量：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度,b. 开关量处理：对实时采集的状态/信号量进行消除接点抖动的滤波处理，对电能脉冲进行分时累加，对分接头位置BCD码进行转换,2. 基本功能,测量计算值

11、显示,2. 基本功能,控制显示,2. 基本功能,LED显示： 状态显示 故障显示 信号指示,信号指示灯,RUN：运行指示灯,ERROR：故障指示灯,2. 基本功能,对受控对象实现测控屏后备操作,控制 命令,系统自诊断,防误逻辑闭锁,同期(断路器合闸操作),OK,OK,OK,控制命令输出,2. 基本功能,2. 基本功能,a. 脉冲信号 pps：秒脉冲 ppm：分脉冲 pph：时脉冲,编码信号 IRIG-B（DC调制）：脉冲宽度编码，包括年、月、日、时、分、秒； IRIG-B（AC）：用IRIG-B（DC调制）码对1kHz正弦波进行调幅形成的时码信号；, 时间同步对时,1) 配置原则 测控装置按断

12、路器单元配置，按控制区域分散布置 2) 组屏原则 500kV按串或断路器组屏 220kV按23个间隔组屏 主变、35kV无功设备按主变组屏 公用设备按电压单元组屏,3. 设备配置,4. 性能,1) 模拟量输入 输入方式：交流采样：PT：100V CT：1A，5A；系统频率：50Hz直流量输入：420mA，15V； 采样频率：64/周波 A/D转换器精度：12位+1位符号位(AC AI)14位+1位符号位(DC AI),4. 性能,交流电压测量 精度： 0.2% 测量范围：02.5pu 电压回路负荷：0.1VA 过负荷： 连续：2.5pu1分钟：3.5pu,4. 性能,交流电流测量 精度： 0.

13、2%(2pu) 测量范围：0.0216pu 电压回路负荷：0.01 过负荷：连续：4pu10s：30pu 1s:100pu,直流模拟量测量接口板 精度：直流电压：0.05%直流电流：0.1%,4. 性能,数字量信号输入 输入方式：无源接点方式，输入回路有光电隔离措施 信号电源：110V DC 信号组态：双态输入量单态输入量SOE信号，1ms告警信号量脉冲量,4. 性能,控制输出 输出方式：无源接点方式； 接点容量：直流250V，5A； 输出组态：Latching(On/Off)Trip/Close 输出脉冲保持时间：5（232-1）ms,4. 性能,通信接口 网络接口：10100Mbps 串行

14、接口：240038400bps 维护接口,4. 性能,五、应用,ELIN系列,500kV余姚变监控系统配置示意图,SIEMENS系列,SICAM PAS “Full Server1”,100-Mbit/s Ethernet fiber-optic ring,SICAM PAS “Full Server2”,500kv1#保护小室,双100兆光以太网,切换MODEM,中央控制室,500kV 南桥变电所之一（交流部分）,500kv2#保护小室,220kv1,2母保护小室,IEC104,IEC101,共3台,35kV&380V保护小室,220kv3,4母保护小室,500kV 南桥变电所之二（交流部分）,SICAM PAS “Full Server1”,SICAM PAS “Full Server2”,IEC 104 to HMI,IEC 104 to HMI,MODEM,100-Mbit/