变电站综合自动化ppt.ppt

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1、变电站综合自动化新技术及发展第一章绪论n n变电站综合自动化的基本概念n n传统变电站存在的问题n n变电站综合自动化的优越性n n变电站综合自动化的发展过程变电站综合自动化的基本概念变电站综合自动化是将变电站的二次设备，变电站综合自动化是将变电站的二次设备，包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等，经过功能的组合和优化设计，置和远动装置等，经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线

2、路的自动监视、测量、自动设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。自动化功能。因此变电站综合自动化系统可以认为是自因此变电站综合自动化系统可以认为是自动化技术、计算机技术和通信技术等在变电站动化技术、计算机技术和通信技术等在变电站监控领域的综合应用。监控领域的综合应用。传统变电站存在的问题变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，担负着电能转换变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，担负着电能转换和重新分配的任务，对于电网的安全、可靠和经济运行起着举足和重新分配的任务，对于电网的安全、可靠和经济运行起着举足轻重

3、的作用。轻重的作用。随着电力系统容量、输电电压等级的提高，使得电力系统的随着电力系统容量、输电电压等级的提高，使得电力系统的测量与控制更加复杂，传统变电站的缺陷日渐突出，主要体现在测量与控制更加复杂，传统变电站的缺陷日渐突出，主要体现在如下几个方面：如下几个方面：1 1、安全性、可靠性不能满足现代电力系统的要求；、安全性、可靠性不能满足现代电力系统的要求；2 2、供电电能质量缺乏保证；、供电电能质量缺乏保证；3 3、不适应电力系统快速计算和时实控制的要求；、不适应电力系统快速计算和时实控制的要求；4 4、维护工作量巨大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水、维护工作量巨大，设备可靠性差，不利于提

4、高运行管理水平和自动化水平；平和自动化水平；5 5、占地面积大，增加了征地投资。、占地面积大，增加了征地投资。变电站综合自动化的优越性由于传统变电站存在以上的缺点，无法满足现代由于传统变电站存在以上的缺点，无法满足现代电力系统的发展，对于老站的改造、新站的建设采用电力系统的发展，对于老站的改造、新站的建设采用综合自动化技术势在必行。相对与传统变电站而言综综合自动化技术势在必行。相对与传统变电站而言综合自动化变电站存在许多优势：合自动化变电站存在许多优势：1 1、提高供电质量，提高电压合格率；、提高供电质量，提高电压合格率；2 2、提高变电站的安全、可靠运行水平；、提高变电站的安全、可靠运行水平

5、3 3、提高电力系统的运行、管理水平；、提高电力系统的运行、管理水平；4 4、减小维护量，减少值班人员劳动，实现减员增、减小维护量，减少值班人员劳动，实现减员增效；效；5 5、缩小变电站占地面积，降低造价，减小总投资。、缩小变电站占地面积，降低造价，减小总投资。变电站综合自动化的发展过程从变电站综合自动化的发展过程来看，可以分为以下几个阶段：从变电站综合自动化的发展过程来看，可以分为以下几个阶段：1 1、变电站分立元件的自动装置阶段；、变电站分立元件的自动装置阶段；为了保证电力系统的正常运行，各科研机构厂家推出了各种功能的为了保证电力系统的正常运行，各科研机构厂家推出了各种功能的自动装置，但

6、各自动装置之间相互独立，互不相干，而且缺乏智能，装自动装置，但各自动装置之间相互独立，互不相干，而且缺乏智能，装置本体的可靠性不高；置本体的可靠性不高；2 2、微处理器为核心的智能自动装置阶段；、微处理器为核心的智能自动装置阶段；随着微处理器的发展，将原有的晶体管等分立元件组成的自动装置随着微处理器的发展，将原有的晶体管等分立元件组成的自动装置逐步由大规模集成电路或微处理器代替，从而大大提高了自动装置的准逐步由大规模集成电路或微处理器代替，从而大大提高了自动装置的准确度、可靠性，并缩短了维护的时间，但该类微机型自动装置还基本维确度、可靠性，并缩短了维护的时间，但该类微机型自动装置还基本维持原有

7、的装置功能和逻辑关系，多数仍就各自独立运行，不能相互通信，持原有的装置功能和逻辑关系，多数仍就各自独立运行，不能相互通信，不能共享资源，实际上形成了变电站自动化孤岛。不能共享资源，实际上形成了变电站自动化孤岛。3 3、综合自动化阶段；、综合自动化阶段；第二章变电站综合自动化系统的内容、功能和要求1、变电站综合自动化系统的研究内容2、变电站综合自动化系统的基本功能3、变电站综合自动化系统的特点变电站综合自动化系统的研究内容从变电站的全局出发，研究全微机化的变电站二次部分的优从变电站的全局出发，研究全微机化的变电站二次部分的优化设计问题是变电站综合自动化的核心。化设计问题是变电站综合自动化的核心。

8、我国开展变电站综合自动化的研究和开发工作主要包含如下我国开展变电站综合自动化的研究和开发工作主要包含如下两各方面的内容：两各方面的内容：1 1、对、对220220kvkv及以下的中、低压变电站，采用自动化系统，利及以下的中、低压变电站，采用自动化系统，利用计算机和通信技术，对变电站的二次设备进行全面的技术改造，用计算机和通信技术，对变电站的二次设备进行全面的技术改造，取消常规的保护、监视、测量、控制屏，实现综合自动化，以全取消常规的保护、监视、测量、控制屏，实现综合自动化，以全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，逐步实行无人值班或面提高变电站的技术水平和运行管理水平，逐步实行无人值班或减员增

9、效；减员增效；2 2、对、对220220kvkv以上变电站主要采用计算机监控系统以提高运行以上变电站主要采用计算机监控系统以提高运行管理水平，同时采用新的保护技术和控制方式，促进各专业在技管理水平，同时采用新的保护技术和控制方式，促进各专业在技术上的协调，达到提高自动化水平和运行、管理水平的目的。术上的协调，达到提高自动化水平和运行、管理水平的目的。变电站综合自动化系统的基本功能 变电站综合自动化是多学科多专业的综合技术，其以微机算机变电站综合自动化是多学科多专业的综合技术，其以微机算机为基础，实现对变电站传统的保护、控制方式、测量手段、通信为基础，实现对变电站传统的保护、控制方式、测量手段、

10、通信和管理模式的全面改造。和管理模式的全面改造。国际大电网会议将变电站综合自动化系统的功能进行了详细的国际大电网会议将变电站综合自动化系统的功能进行了详细的划分，归纳起来可以分为如下几大类：划分，归纳起来可以分为如下几大类：1 1、控制、监视功能；、控制、监视功能；2 2、自动控制功能；、自动控制功能；3 3、测量表计功能；、测量表计功能；4 4、继电保护功能；、继电保护功能；5 5、与继电保护相关功能；、与继电保护相关功能；6 6、接口功能；、接口功能；7 7、系统功能。、系统功能。结合我国的情况，变电站综合自动化的基本功能体现在如下5各方面：1、监控子系统;2、微机保护子系统；3、电压、无

11、功综合控制子系统；4、电力系统低频减负荷控制子系统；5、备用电源自投入控制子系统。各子系统的基本内容及功能一、监控子系统（1 1）变电站数据采集，包含模拟量、开关量和电能量；）变电站数据采集，包含模拟量、开关量和电能量；（2 2）事件顺序记录）事件顺序记录SOESOE，包含断路器跳合闸记录、保护包含断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录；动作顺序记录；（3 3）故障记录、故障录波和测距；）故障记录、故障录波和测距；（4 4）操作控制功能，其中必须包含有防误闭锁功能；）操作控制功能，其中必须包含有防误闭锁功能；（5 5）安全监视功能；）安全监视功能；（6 6）人机交互功能；）人机交互功能；（7 7）

12、输出打印功能；）输出打印功能；（8 8）数据处理与记录功能；）数据处理与记录功能；（9 9）谐波分析与监视功能；）谐波分析与监视功能；二、微机保护子系统微机保护是综合自动化系统的关键环节，应该包含全变电站微机保护是综合自动化系统的关键环节，应该包含全变电站主要设备和输电线路的全套保护。做为关键的组成部分，微机保主要设备和输电线路的全套保护。做为关键的组成部分，微机保护子系统中的各单元除了具有独立完整的保护功能外，必须具有护子系统中的各单元除了具有独立完整的保护功能外，必须具有如下附加功能：如下附加功能：1 1）满足保护装置的速动性、选择性、灵敏性和可靠性的要）满足保护装置的速动性、选择性、灵敏

13、性和可靠性的要求；求；2 2）具有故障记录功能，记录被保护对象发生故障时，保护）具有故障记录功能，记录被保护对象发生故障时，保护动作前后的故障信息，以便于事后分析；动作前后的故障信息，以便于事后分析；3 3）具有统一时钟对时功能，（）具有统一时钟对时功能，（GPSGPS）;4 4）存储多套保护整定值；存储多套保护整定值；5 5）就地显示与远方查看定值及修改定值；）就地显示与远方查看定值及修改定值；6 6）设置保护管理机或通信控制机，负责对各保护单元的管）设置保护管理机或通信控制机，负责对各保护单元的管理；理；7 7）通信功能；）通信功能；8 8）故障自诊断、自闭锁和自恢复功能。）故障自诊断、自

14、闭锁和自恢复功能。三、电压、无功综合控制子系统变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠运行和提高变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠运行和提高电能质量的自动控制功能，电压和频率是电能质量的重要指标，电能质量的自动控制功能，电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制是变电站综合自动化的一个重要组成部因此电压、无功综合控制是变电站综合自动化的一个重要组成部分。变电站中电压、无功的自动控制主要通过自动调节有载变压分。变电站中电压、无功的自动控制主要通过自动调节有载变压器的分接头和自动控制无功补偿设备实现，其控制方式主要有如器的分接头和自动控制无功补偿设备实现，其控制方式主要有如下

15、几种：下几种：1 1）集中控制，指在调度中心对各变电站的主要变压器的分）集中控制，指在调度中心对各变电站的主要变压器的分接头位置和无功补偿设备进行统一控制；接头位置和无功补偿设备进行统一控制；2 2）分散控制，指在各变电站中自动调节有载变压器分接头）分散控制，指在各变电站中自动调节有载变压器分接头的位置或其他调压设备，以控制地区的电压和无功功率在规定的的位置或其他调压设备，以控制地区的电压和无功功率在规定的范围内；范围内；3 3）关联分散控制。）关联分散控制。四、电力系统低频减负荷控制子系统电力系统的频率是电能质量重要的指标之电力系统的频率是电能质量重要的指标之一，电力系统正常运行时，必须维持

16、频率在一，电力系统正常运行时，必须维持频率在5050（0.1-0.20.1-0.2）HzHz，频率偏移过大会造成严重频率偏移过大会造成严重的危害。低频减负荷控制的实现方式主要有如的危害。低频减负荷控制的实现方式主要有如下几种：下几种：1 1）采用专用的低频减负荷装置实现；）采用专用的低频减负荷装置实现；2 2）将低频减负荷的控制分散在每回馈线的）将低频减负荷的控制分散在每回馈线的保护装置中。保护装置中。五、备用电源自投入控制子系统备用电源自投入装置是因电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作电源自投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速地恢复供电的一

17、种自动装置。备用电源自投入的配置可分为：明备用控制和暗备用控制两大类。变电站综合自动化系统的特点综上所述，变电站综合自动化有如下明显特点：综上所述，变电站综合自动化有如下明显特点：1 1）功能综合化，变电站综合自动化是多种专业技）功能综合化，变电站综合自动化是多种专业技术相互交叉、融合的产物，是建立在计算机软、硬件术相互交叉、融合的产物，是建立在计算机软、硬件技术、通信技术的基础上发展起来的；技术、通信技术的基础上发展起来的；2 2）分级分布式、微机化结构，综合自动化系统内）分级分布式、微机化结构，综合自动化系统内各子系统和各功能模块由不同配置的单片机和微型计各子系统和各功能模块由不同配置的单

18、片机和微型计算机组成，采用分布式结构，通过网络、总线将微机算机组成，采用分布式结构，通过网络、总线将微机保护、数据采集、控制等子系统联接为一体；保护、数据采集、控制等子系统联接为一体；3 3）测量显示数字化；）测量显示数字化；4 4）操作监视屏幕化；）操作监视屏幕化；5 5）运行管理智能化。）运行管理智能化。第三章变电站综合自动化系统的结构形式为了达到变电站综合自动化的总目标，自动化系统应满足以下要求：为了达到变电站综合自动化的总目标，自动化系统应满足以下要求：1 1）变电站综合自动化系统应能全面代替常规的二次设备。综合自动化系统）变电站综合自动化系统应能全面代替常规的二次设备。综合自动化系统

19、应集成变电站的继电保护、测量、监视、运行控制和通信于一个分级分应集成变电站的继电保护、测量、监视、运行控制和通信于一个分级分布式的系统中，该系统由多个微机保护子系统、测量子系统、各种功能布式的系统中，该系统由多个微机保护子系统、测量子系统、各种功能的控制子系统组成；的控制子系统组成；2 2）变电站微机保护的软、硬件设置既要与监控系统相对独立，又要相互协）变电站微机保护的软、硬件设置既要与监控系统相对独立，又要相互协调；调；3 3）微机保护应具有串行接口或现场总线接口，向计算机监控系统提供保护）微机保护应具有串行接口或现场总线接口，向计算机监控系统提供保护动作信息或保护定值等信息；动作信息或保护

20、定值等信息；4 4）变电站综合自动化系统的功能和配置，应满足无人值班的总体要求；）变电站综合自动化系统的功能和配置，应满足无人值班的总体要求；5 5）具有可靠、先进的通信网络和合理的通信协议；）具有可靠、先进的通信网络和合理的通信协议；6 6）必须保证综合自动化系统具有高的可靠性和强的抗干扰能力；）必须保证综合自动化系统具有高的可靠性和强的抗干扰能力；7 7）系统具有可扩展性和良好的适应性；）系统具有可扩展性和良好的适应性；8 8）系统的标准化和开放性良好；）系统的标准化和开放性良好；9 9）必须充分利用数字通信的优势，实现数据共享；）必须充分利用数字通信的优势，实现数据共享；综合自动化系统的

21、硬件结构变电站综合自动化的发展过程与集成电路变电站综合自动化的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关，随着相关技术的发展，综合自动化系切相关，随着相关技术的发展，综合自动化系统的结构体系不断的变化，从总体的发展历程统的结构体系不断的变化，从总体的发展历程来看可分为两大类：来看可分为两大类：1 1）集中式结构形式；）集中式结构形式；2 2）分层分布式系统集中组屏的结构形式；）分层分布式系统集中组屏的结构形式；3 3）分布分散式与集中相结合的结构。）分布分散式与集中相结合的结构。集中式结构形式集中式结构的综合自动化系统是指采用不同档

22、次的计算机，集中式结构的综合自动化系统是指采用不同档次的计算机，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，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能。和一些自动控制等功能。该种结构形式的特点：该种结构形式的特点：1 1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站数据的采集和实时监控的功能；站数据的采集和实时监控的功能；2 2）完成对变电站主要设备和进、出线的保护；）完成对变电站主

23、要设备和进、出线的保护；3 3）结构紧凑、体积小，减小占地面积；）结构紧凑、体积小，减小占地面积；但该种结构的缺点也是明显的：但该种结构的缺点也是明显的：1 1）每台计算机的功能较为集中，如果有一台故障，影响面）每台计算机的功能较为集中，如果有一台故障，影响面大；大；2 2）软件复杂，维护量大；）软件复杂，维护量大；3 3）组态不灵活，对于不同接线形式或规模不同的变电站，）组态不灵活，对于不同接线形式或规模不同的变电站，软、硬件多必须另行设计；软、硬件多必须另行设计；分层分布式系统集中组屏的结构形式分层分布式系统集中组屏的结构总体上来分层分布式系统集中组屏的结构总体上来看就是把整套综合自动化系

24、统按照其不同的功看就是把整套综合自动化系统按照其不同的功能组装多个屏柜，这些屏一般集中安装在主控能组装多个屏柜，这些屏一般集中安装在主控室。室。随着单片机技术和通信技术的发展给自动随着单片机技术和通信技术的发展给自动化系统的研究与应用注入了新的活力，将微机化系统的研究与应用注入了新的活力，将微机保护单元和数据采集单元按照回路设计，从而保护单元和数据采集单元按照回路设计，从而形成分层分布式系统的结构，一般来说，整个形成分层分布式系统的结构，一般来说，整个变电站的一、二次设备可分为变电站的一、二次设备可分为3 3层，即：变电层，即：变电站层、间隔层和设备层。站层、间隔层和设备层。1 1、设备层，该

25、层主要指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触、设备层，该层主要指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备；点，电流、电压互感器等一次设备；2 2、间隔层，该层一般按照断路器为间隔划分，具有测量、控制部件及继电、间隔层，该层一般按照断路器为间隔划分，具有测量、控制部件及继电保护部件，测量、控制、保护部件负责该间隔的测量、监视、断路器的保护部件，测量、控制、保护部件负责该间隔的测量、监视、断路器的操作控制和联锁及事件记录、保护、故障记录等，给层由多种不同的装操作控制和联锁及事件记录、保护、故障记录等，给层由多种不同的装置组成，各独立的装置直接通过局域网或串

26、行总线或现场总线与变电站置组成，各独立的装置直接通过局域网或串行总线或现场总线与变电站层联系，也可通过设有数据管理机和保护管理机与变电站层通信；层联系，也可通过设有数据管理机和保护管理机与变电站层通信；3 3、变电站层，该层包含全站性的监控主机、远动通信机等，变电站层设现、变电站层，该层包含全站性的监控主机、远动通信机等，变电站层设现场总线和局域网，各主机和监控主机与间隔层设备之间交换信息，该层场总线和局域网，各主机和监控主机与间隔层设备之间交换信息，该层相关设备一般安装于控制室，而间隔层设备安装于靠近现场设备，以减相关设备一般安装于控制室，而间隔层设备安装于靠近现场设备，以减少电缆长度少电缆

27、长度分层分布式集中组屏结构的特点：分层分布式集中组屏结构的特点：1 1）分层分布式的配置提高了综合自动化系）分层分布式的配置提高了综合自动化系统整体的可靠性，整个系统按照功能将系统划统整体的可靠性，整个系统按照功能将系统划分为多分为多CPUCPU分布式结构，该分散模块结构具有分布式结构，该分散模块结构具有软件相对简单、调试方便、组态灵活、系统整软件相对简单、调试方便、组态灵活、系统整体可靠性高等特点；体可靠性高等特点；2 2）继电保护相对独立，继电保护装置是电）继电保护相对独立，继电保护装置是电力系统中对可靠性要求非常严格的设备，在综力系统中对可靠性要求非常严格的设备，在综合自动化系统中继电保

28、护单元宜采用相对独立合自动化系统中继电保护单元宜采用相对独立的设置，其功能步依赖于通信网络或其他设备；的设置，其功能步依赖于通信网络或其他设备；3 3）具有与系统控制中心通信的功能；）具有与系统控制中心通信的功能；4 4）模块化结构，可靠性高；）模块化结构，可靠性高；5 5）维护管理方便。）维护管理方便。分布分散式与集中相结合的结构由于分布集中式的结构，虽具有分级分布由于分布集中式的结构，虽具有分级分布式、模块化结构的优点，但因为采用集中组屏式、模块化结构的优点，但因为采用集中组屏结构，因此需要更多的电缆，随着现场总线和结构，因此需要更多的电缆，随着现场总线和局域网络技术的应用，变电站综合自动

29、化的技局域网络技术的应用，变电站综合自动化的技术不断的提高，必须考虑全微机化的变电站二术不断的提高，必须考虑全微机化的变电站二次系统的优化设计。一种发展趋势就是测控、次系统的优化设计。一种发展趋势就是测控、保护一体化设计，在一个装置中实现，从而可保护一体化设计，在一个装置中实现，从而可以将一体化装置安装在开关柜中，然后通过光以将一体化装置安装在开关柜中，然后通过光纤或电缆与主机通信，进行管理和信息交换。纤或电缆与主机通信，进行管理和信息交换。该种方式的特点：1）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积；2）减小了施工和设备安装工程量；3）简化了变电站二次设备之间的互联线；4）分层分散

30、式结构可靠性高，组态灵活、维修方便；变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统 变电站综合自动化的整体介绍变电站综合自动化的整体介绍变电站综合自动化的整体介绍变电站综合自动化的整体介绍 变电站综合自动化在变电站综合自动化在变电站综合自动化在变电站综合自动化在110110110110KVKVKVKV变电站中的具体实现变电站中的具体实现变电站中的具体实现变电站中的具体实现 监控系统主站的具体介绍监控系统主站的具体介绍监控系统主站的具体介绍监控系统主站的具体介绍 变电站综合自动化在实现过程中需要注意的事项及变电站综合自动化在实现过程中需要注意的事项及变电站综合自动化在实现过程中需要注意的事项及变电站综

31、合自动化在实现过程中需要注意的事项及 220/500220/500220/500220/500KVKVKVKV综自站的结构综自站的结构综自站的结构综自站的结构 变电站综合自动化的信息发布系统变电站综合自动化的信息发布系统变电站综合自动化的信息发布系统变电站综合自动化的信息发布系统WEBWEBWEBWEB服务器服务器服务器服务器 内容介绍内容介绍变电站综合自动化的整体介绍变电站综合自动化的整体介绍 变电站综合自动化的定义变电站综合自动化的定义变电站综合自动化的定义变电站综合自动化的定义 变电站综合自动化的发展历程变电站综合自动化的发展历程变电站综合自动化的发展历程变电站综合自动化的发展历程 变电

32、站综合自动化实现的功能变电站综合自动化实现的功能变电站综合自动化实现的功能变电站综合自动化实现的功能 常规变电站与综自站在设计理念上的差别常规变电站与综自站在设计理念上的差别常规变电站与综自站在设计理念上的差别常规变电站与综自站在设计理念上的差别 综自站的特点和优点综自站的特点和优点综自站的特点和优点综自站的特点和优点 继电保护和微机监控的发展趋势继电保护和微机监控的发展趋势继电保护和微机监控的发展趋势继电保护和微机监控的发展趋势 相关图片相关图片相关图片相关图片综合自动化发展历程n n1.全集中式阶段n n2.大RTU方式n n3.分层分布式阶段全集中式方案DIDOAI大RTU方案保护RTU

33、AI板DI板DO板保护保护保护管理机模式保护测量控制保护测量控制保护测量控制保护测量控制RS232/484CONTROL CENTREStation AB8B9C1T1T2B1B2B3B4B5B6C7C2B7DEC 3000 AXP Alpha1252 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 网络两层式CONTROL CENTRESUBSTATION CONTROL GStation AB8B9C1T1T2B1B2B3B4B5B6C7C2B7DEC 3000 AXP Alpha1252 123 123 123 12

34、3 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 123 现场总线现场总线 综合自动化实现的功能n n保护和重合闸功能保护和重合闸功能n n四遥功能四遥功能n n电度采集电度采集n n五防功能五防功能n n自动装置自动装置(VQC,VQC,接地选线接地选线,备自投备自投,低周减载低周减载)n n故障录波故障录波n n专家系统专家系统至调度所至调度所保护装置保护装置 故障录波故障录波 当地监控当地监控远远 动动计费电表计费电表高高 压压 开开 关关 场场常规变电所二次系统结构图至调度所至调度所至公用电话网至公用电话网 工程师站工程师站站内通讯网站内通讯网远动功能

35、终端远动功能终端就地监控终端就地监控终端间隔功能间隔功能 终端终端#1变电站层变电站层网络层网络层间隔层间隔层间隔功能间隔功能 终端终端#2变电站综合自动化系统结构图面向面向功能功能的设计的设计面向面向间隔间隔的设计的设计分布式变电站综合自动化系统的特征和优点特征：特征：*综合的保护和控制*综合IED（Intelligent Electronic Devices)装于 开关设备上或离开关设备较近的地方*IED与通讯网相连*分散的数据采集(一般为交流采样)和输入输出 功能*RTU主要承担规约转换(不承担数据采集 和输入输出)*大大减少二次电缆*取消光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，减 少屏柜，节

36、省占地空间*大大减少硬件重复设置(一处采集全网共享)*减少设计、安装、调试和维护工作量(系统简 洁、有层次、标准化)*系统实时性、可靠性高，灵活性好*性能/价格比高*提高自动化水平和管理水平 优点：优点：继电保护和微机监控的发展趋势继电保护和微机监控的发展趋势n n中中.低压保护走向功能综合低压保护走向功能综合,分散就地安装分散就地安装n n二次设备面向对象二次设备面向对象-电力系统间隔的设计电力系统间隔的设计uu对高压系统对高压系统,保护强调完全独立保护强调完全独立uu测控系统按间隔设计，分散至间隔单元布测控系统按间隔设计，分散至间隔单元布置置uu测控单元应直接连至变电站主网系统测控单元应直

37、接连至变电站主网系统n n三种布置：就地三种布置：就地.小间和控制室小间和控制室南昌站南昌站500500KVKV保护小间保护小间南昌站南昌站220220KVKV保护小间保护小间辽宁丹东变辽宁丹东变6666KVKV户外保护柜户外保护柜变电站综合自动化在变电站综合自动化在110110KVKV变电站中的具体实现变电站中的具体实现 110110110110KVKVKVKV变电站变电站变电站变电站的典型配置的典型配置的典型配置的典型配置 110110110110KVKVKVKV变电站变电站变电站变电站网络层主网的选择网络层主网的选择网络层主网的选择网络层主网的选择110kV 变 电 站 典 型 配 置

38、图 现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信系统。可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快，系统安全符合环境保护要求，造价低廉，维护成本低是现场总线的特点。*完全替代420mA模拟信号，实现传输信号数字化，从而易于现场布线，且降低了电缆安装和保养费用，增加了可靠性。*控制、报警、趋势分析等功能分散在现场仪表和装置中，简化了上层系统。*各厂家产品的交互操作和互换使用，给用户进行系统组织提供了方便。*实现自动化仪表技术从模拟数字技术向全数字技术的转化，自动化系统从 封闭式系统向开放式系统的转变。现场总线对当今的自动化带来以下

39、现场总线对当今的自动化带来以下7 7个方面的变革个方面的变革*用一对通信线连接多台数字仪表代替一对信号线只能连接一台模拟仪表；*用多变量、双向、数字通信方式代替单变量、单向、模拟传输方式；*用多功能的现场数字仪表代替单功能的现场模拟仪表；*用分散式的虚拟控制站代替集中式的控制站；*用控制系统FCS 代替集散控制DCS；*变革传统的信号标准、通信标准和系统标准；*变革传统的自动化系统的体系结构、设计方法和安装调试方法。控制网与传统数据网比较控制网与传统数据网比较1 1 1 1 装置间经常可靠和安全的通信装置间经常可靠和安全的通信装置间经常可靠和安全的通信装置间经常可靠和安全的通信2 2 2 2

40、报文格式一般较短报文格式一般较短报文格式一般较短报文格式一般较短3 3 3 3 每个装置对等的功能性每个装置对等的功能性每个装置对等的功能性每个装置对等的功能性现场总线与现场总线与RS232RS232、RS485RS485的本质区别的本质区别 RS232RS232RS232RS232、RS485RS485RS485RS485只能代表通信的物理介质层和链路层，如果要实现只能代表通信的物理介质层和链路层，如果要实现只能代表通信的物理介质层和链路层，如果要实现只能代表通信的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通信应用程序，但这种程序多数数据的双向访问，就必须自己编写通信应用程

41、序，但这种程序多数数据的双向访问，就必须自己编写通信应用程序，但这种程序多数数据的双向访问，就必须自己编写通信应用程序，但这种程序多数都不符合都不符合都不符合都不符合ISO/OSIISO/OSIISO/OSIISO/OSI的规范，因此，通用性不强。的规范，因此，通用性不强。的规范，因此，通用性不强。的规范，因此，通用性不强。在在在在RS232RS232RS232RS232、RS485RS485RS485RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过设备联成的设备网中，如果设备数量超过设备联成的设备网中，如果设备数量超过设备联成的设备网中，如果设备数量超过2 2 2 2台，就台，就台，就台，就必

42、须使用必须使用必须使用必须使用RS485RS485RS485RS485做通信介质做通信介质做通信介质做通信介质,采用半双工方式。采用半双工方式。采用半双工方式。采用半双工方式。RS485RS485RS485RS485网的设备间通信只能采用主从式网络或环形网络。采用主从网的设备间通信只能采用主从式网络或环形网络。采用主从网的设备间通信只能采用主从式网络或环形网络。采用主从网的设备间通信只能采用主从式网络或环形网络。采用主从式网络只允许有一台主设备。采用环形网络的设备通过令牌形式式网络只允许有一台主设备。采用环形网络的设备通过令牌形式式网络只允许有一台主设备。采用环形网络的设备通过令牌形式式网络只

43、允许有一台主设备。采用环形网络的设备通过令牌形式获得总线控制权。获得总线控制权。获得总线控制权。获得总线控制权。采用采用采用采用RS485RS485RS485RS485接口通信抗干扰性能差，传输速率不高，如果不加中继接口通信抗干扰性能差，传输速率不高，如果不加中继接口通信抗干扰性能差，传输速率不高，如果不加中继接口通信抗干扰性能差，传输速率不高，如果不加中继,其可靠传输距离不超过其可靠传输距离不超过其可靠传输距离不超过其可靠传输距离不超过200200200200米。米。米。米。n n现场总线设备自动成网，无主从设备之分或现场总线设备自动成网，无主从设备之分或现场总线设备自动成网，无主从设备之分

44、或现场总线设备自动成网，无主从设备之分或允许允许允许允许多主存在。多主存在。多主存在。多主存在。n n现场总线在带宽、抗干扰性、传输距离等方面均优于现场总线在带宽、抗干扰性、传输距离等方面均优于现场总线在带宽、抗干扰性、传输距离等方面均优于现场总线在带宽、抗干扰性、传输距离等方面均优于RS485RS485RS485RS485总线。总线。总线。总线。设备小间设备小间1 1监控监控1 1监控监控2 2五五 防防工程师站工程师站设备小间设备小间n n485485网网以太网以太网基于基于485网络的变电站典型配置图网络的变电站典型配置图通通信信管管理理通通信信管管理理传传输输通通道道保保护护1 1保保

45、护护2 2测测 量量保保护护6 6.通通信信管管理理通通信信管管理理传传输输通通道道保保护护1 1保保护护2 2测测 量量保保护护6 6.以太网与现场总线的比较以太网与现场总线的比较EthernetEthernet进入现场，实际是比较特殊的一种。进入现场，实际是比较特殊的一种。进入现场，实际是比较特殊的一种。进入现场，实际是比较特殊的一种。与各种现场总线相比较，与各种现场总线相比较，与各种现场总线相比较，与各种现场总线相比较，EthernetEthernet优点：优点：优点：优点：1 1、通用性强。、通用性强。、通用性强。、通用性强。TCP/IPTCP/IP通讯协议已成为国际通用标准。通讯协议

46、已成为国际通用标准。通讯协议已成为国际通用标准。通讯协议已成为国际通用标准。2 2、成本效益。软硬件价格低廉。、成本效益。软硬件价格低廉。、成本效益。软硬件价格低廉。、成本效益。软硬件价格低廉。3 3、速度、速度、速度、速度“快快快快”，带宽，带宽，带宽，带宽1010M-100MM-100M。4 4、资源共享。网络连接与开发环境与主流市场相同，货源无虑，人资源共享。网络连接与开发环境与主流市场相同，货源无虑，人资源共享。网络连接与开发环境与主流市场相同，货源无虑，人资源共享。网络连接与开发环境与主流市场相同，货源无虑，人力资源容易取得。力资源容易取得。力资源容易取得。力资源容易取得。5 5、T

47、CP/IPTCP/IP应用于应用于应用于应用于InternetInternet，因此因此因此因此EthernetEthernet使得使得使得使得“Web Enabled”Web Enabled”十分容十分容十分容十分容易。易。易。易。缺点：缺点：缺点：缺点：1 1、较现场总线相比，在工业底层应用不是很广。没有优先上送机制、较现场总线相比，在工业底层应用不是很广。没有优先上送机制、较现场总线相比，在工业底层应用不是很广。没有优先上送机制、较现场总线相比，在工业底层应用不是很广。没有优先上送机制机制机制机制机制,但其大带宽可以弥补但其大带宽可以弥补但其大带宽可以弥补但其大带宽可以弥补.2 2、与其

48、它现场总线相比，抗干扰能力有限。采用光纤传输使这一问、与其它现场总线相比，抗干扰能力有限。采用光纤传输使这一问、与其它现场总线相比，抗干扰能力有限。采用光纤传输使这一问、与其它现场总线相比，抗干扰能力有限。采用光纤传输使这一问 题大大改善。题大大改善。题大大改善。题大大改善。监控系统主站的具体介绍 面向间隔的实时库生成面向间隔的实时库生成面向间隔的实时库生成面向间隔的实时库生成 当地监控的功能当地监控的功能当地监控的功能当地监控的功能 工程师站工程师站工程师站工程师站 远动主站远动主站远动主站远动主站 自动电压无功调节自动电压无功调节自动电压无功调节自动电压无功调节快速准确地生成实时数据库n

49、n面向对象的软件设计n n利用间隔对象组织实时库n n实时库自然关联n n装置模板描述不同类型的装置n n由装置模板派生测控点报警窗口自动弹出，分级，分类显示配电自动化系统技术及发展绪论1、配电网及其特点；2、配电自动化的概念；3、配电自动化的基本功能；4、国内外配电自动化的发展及现状5 5、本次课程对于配电网自动化系统技术及发、本次课程对于配电网自动化系统技术及发展主要从以下几方面进行讨论：展主要从以下几方面进行讨论：1 1）开闭所及配电变电站自动化；）开闭所及配电变电站自动化；2 2）馈线自动化；）馈线自动化；3 3）配电网应用软件分析；）配电网应用软件分析；4 4）配电自动化）配电自动化

50、SCADASCADA系统结构方式讨论；系统结构方式讨论；5 5）配电自动化通信系统；）配电自动化通信系统；6 6）配电自动化地理信息系统。）配电自动化地理信息系统。配电网及其特点配电自动化系统是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统，是计算机技术和通信技术在配电网监视与控制领域的应用。通常把电力系统中二次将压变压所低压侧直接或将压后网络称为配电网络，但需要强调的是对于配电网的划分并无明晰的界限。从体系结构上讲，配电网可分为辐射状、树状网和环形状网。配电网的特点一般有：1、深入城市中心和居民密集点；2、传输功率和距离一般不大；3、供电容量、用户性质和可靠性要求千差万别。配电自