變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置

1、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MODBUSRS- 232RS- 232設(shè) 備 層變 電 所 層TCP/ I PTCP/ I P出 線 開 關(guān) 柜變 壓 器 保 護(hù) 柜智 能 測 量 表 記進(jìn) 線 開 關(guān) 柜通 信 管 理 機(jī)S SE EL LTCP/ I PTCP/ I PRS- 232MODBUS通 信 管 理 機(jī)S SE EL L1 # 變 壓 器 后 備 保 護(hù)S SE EL L2 # 變 壓 器 后 備 保 護(hù)S SE EL L2變 壓 器 主 保 護(hù)S SE EL LS SE EL L1變

2、壓 器 主 保 護(hù)TCP/ I P1 0 k V 出 線 二S SE EL L1 0 k V 出 線 四S SE EL L通 信 管 理 機(jī)S SE EL L調(diào) 度 中 心U P S打 印 機(jī)工 程 師 站網(wǎng) 絡(luò) 交 換 機(jī)S SE EL L1 1 0 k V 進(jìn) 線 一S SE EL LP M 9 8 1 0S U N W I S EP M 9 8 1 0P M 9 8 1 0M odbus(485)P M 9 8 1 0S U N W I S E2324851 1 0 k V 進(jìn) 線 二S SE EL L1 1 0 k V 進(jìn) 線 四S SE EL L1 1 0 k V 進(jìn) 線 三S SE

3、 EL L通 信 管 理 機(jī)1 0 k V 出 線 六S SE EL LS SE EL L1 0 k V 出 線 五S SE EL L1 0 k V 出 線 三S SE EL L1 0 k V 出 線 一監(jiān) 控 機(jī)PROFI BUSTCP/ I PS SE EL L遠(yuǎn) 動(dòng) 管 理 機(jī)v1、設(shè)備層（0層）v主要指變電所中的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)和電流、電壓互感器等一次設(shè)備。v2、間隔層（1層）v主要由各種繼電保護(hù)、自動(dòng)控制裝置和其他智能設(shè)備組成，可以通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等站級(jí)網(wǎng)絡(luò)與站控層設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。一般按斷路器間隔來劃分。v3、變電所層（2層）v主要由當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)終端(RTU)等組成，

4、遠(yuǎn)動(dòng)終端負(fù)責(zé)與牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)度端通過數(shù)據(jù)通信通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。當(dāng)?shù)乇O(jiān)控由監(jiān)控機(jī)通過局部網(wǎng)絡(luò)和各間隔層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，負(fù)責(zé)在有人值班時(shí)提供人機(jī)交互接口，存儲(chǔ)各種歷史數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)對(duì)間隔層的裝置的管理以及開關(guān)操作等功能 分層（級(jí)）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式分層（級(jí)）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式v結(jié)構(gòu)形式v把整套綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按其不同的功能將間隔層按對(duì)象劃分組裝成多個(gè)屏（柜），例如：變壓器保護(hù)屏、線路保護(hù)屏、直流屏等。這些控制保護(hù)屏一般都安裝在主控室中，又簡稱“分布集中式結(jié)構(gòu)”。v這種自動(dòng)化系統(tǒng)可應(yīng)用于有人或無人值班變電所。多數(shù)傳統(tǒng)變電所在改造初期都采用分布集中式結(jié)構(gòu)。1 1 0 k V進(jìn) 線

5、保 護(hù)測 控網(wǎng) 絡(luò) 交 換 機(jī)S SE EL L1 # 主 變保 護(hù)測 控2 # 主 變保 護(hù)測 控并 補(bǔ)保 護(hù)測 控饋 線保 護(hù)測 控交 直 流保 護(hù)測 控S SE EL L通 信 管 理 機(jī)S SE EL LS SE EL L監(jiān) 控 機(jī)S SE EL L視 屏 通 信 單 元視 屏 監(jiān) 控 單 元牽 引 變 電 所調(diào) 度 端變電所主控室遠(yuǎn) 動(dòng) 管 理 機(jī)v分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)特點(diǎn)v（1）分層（級(jí)）分布式的配置系統(tǒng)采用按功 能劃分的分布式多CPU系統(tǒng) v（2）繼電保護(hù)相對(duì)獨(dú)立v（3）具有與系統(tǒng)控制中心通信功能v（4）模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性高v（5）室內(nèi)工作環(huán)境好，管理維護(hù)方便分層分布式系統(tǒng)

6、集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖(一一) 分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖(二二) v分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)v優(yōu)點(diǎn)：集中組屏，便于設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和管理，可靠性也比較高，尤其適合于舊所改造 v缺點(diǎn)：安裝時(shí)需要的控制電纜相對(duì)較多，增加了電纜及其輔助投資 分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式v結(jié)構(gòu)形式v 按每個(gè)電網(wǎng)元件（如一條饋線、一臺(tái)變壓器、一組電容器等）為對(duì)象，把控制、保護(hù)、測量等功能設(shè)計(jì)安裝在同一個(gè)微機(jī)裝置中，對(duì)于635kV的中低壓線路，可以將這

7、個(gè)微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置分散安裝在各個(gè)開關(guān)柜上，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行信息交換；對(duì)于高壓線路或變壓器等重要設(shè)備的保護(hù)監(jiān)控裝置仍然采用集中組屏方式安裝在主控室內(nèi)。這也是當(dāng)前綜合自動(dòng)化的主要結(jié)構(gòu)形式。監(jiān) 控 機(jī)調(diào) 度 端監(jiān) 控 機(jī)變電所主控室牽 引 變 電 所直流盤交流盤計(jì)量盤2 #主變盤并補(bǔ)盤1 1 0饋線盤視屏盤當(dāng)?shù)乇O(jiān)控盤1 #主變盤高 壓 電 氣 設(shè) 備 及 高 壓 開 關(guān) 柜通 信 網(wǎng) 絡(luò)高壓室v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)越性v（1）635kV的中低壓線路保護(hù)監(jiān)控采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝在開關(guān)柜中，通過現(xiàn)場總線與主控室監(jiān)控機(jī)交換信息，可以節(jié)約控制電纜。v（2）高壓線路、變壓器等重要設(shè)備的保護(hù)監(jiān)控采用集

8、中組屏方式，安裝在主控室或保護(hù)室中，使這些設(shè)備的保護(hù)監(jiān)控裝置處于比較好的工作環(huán)境中，可以提高供電的可靠性。v（3）其他的自動(dòng)裝置，如備用電源自投裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護(hù)室中。v（4）電能計(jì)量采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護(hù)室中。全分散式結(jié)構(gòu)形式 v將每個(gè)電網(wǎng)元件（包括變壓器，高、低壓線路，電容器等）的保護(hù)、控制、測量功能設(shè)計(jì)安裝在同一個(gè)微機(jī)裝置中，并且分散安裝在各個(gè)開關(guān)柜中，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行信息交換。這種結(jié)構(gòu)形式中，主控室內(nèi)只有監(jiān)控用的微機(jī)和直流操作電源及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)集中轉(zhuǎn)換的柜子，主控室結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備環(huán)境好，檢修更方便。 監(jiān) 控 機(jī)牽 引

9、 變 電 所調(diào) 度 端監(jiān) 控 機(jī)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控盤視屏盤防災(zāi)直流盤變電所主控室1#主 變后備保護(hù)主保護(hù)主保護(hù)后備保護(hù)2#主 變室 外設(shè) 備保 護(hù)測 控裝 置高壓室保 護(hù)測 控饋 線 1保 護(hù)測 控并 補(bǔ) 2并 補(bǔ) 1保 護(hù)測 控保 護(hù)測 控動(dòng) 力 變保 護(hù)測 控饋 線通 信 網(wǎng) 絡(luò)v、全分散式結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性v（1）簡化了變電所二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。v主控室內(nèi)減少了保護(hù)屏的數(shù)量，由于采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，原先常規(guī)的控制盤、中央信號(hào)屏和模擬屏可以取消。v（2）減少了施工和設(shè)備安裝工程量。v 由于安裝在開關(guān)柜上的保護(hù)測控裝置在開關(guān)柜出廠前已經(jīng)由廠家安裝調(diào)試完畢，再加上保護(hù)測控裝置都安裝在各開

10、關(guān)柜，減少了敷設(shè)到控制室的控制電纜數(shù)量，因此現(xiàn)場施工、安裝和調(diào)試的工期就縮短了。v（3）簡化了變電所二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。v（4）分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。v分層分散式結(jié)構(gòu)，由于保護(hù)測控裝置分散安裝在高壓設(shè)備附近，減小了電流互感器的負(fù)擔(dān)，同時(shí)，各模塊與監(jiān)控機(jī)之間通過通信網(wǎng)絡(luò)連接，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。變電所綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向v變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：v 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)替代了常規(guī)二次設(shè)備，簡化了二次接線，是提高變電所安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。v國內(nèi)電力系統(tǒng)v 對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究始于80年代中期v 1987年 清華大學(xué)研制了第一套35kV變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)v 90年代 國內(nèi)各大公司紛紛推出了各自的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)v 目前為止，110kV以下電壓等級(jí)變電所已普遍采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，220kV500kV電壓等級(jí)變電所正在逐步推廣v目前牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式v分層分布式概念：v分布(分散)是指系統(tǒng)是按照變電所的元件、斷路器間隔設(shè)計(jì)、也可理解為一對(duì)一保護(hù)控制模式v分層是指變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按邏輯上劃分為三層，即站級(jí)管理層、通