變電站自動(dòng)化SAS

1、3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS上海電力學(xué)院上海電力學(xué)院李振坤李振坤一、變電站自動(dòng)化概述一、變電站自動(dòng)化概述一、變電站自動(dòng)化概述o 1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的定義o 2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征o 3、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程o 4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能描述 o 5、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)o 6、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)今后發(fā)展趨勢1.11.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的定義、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的定義1.11.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的定義、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的定義oSAS功能包括控制、監(jiān)視和保護(hù)變電站的設(shè)備及其饋線，同時(shí)還包括變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)功能，即系統(tǒng)組態(tài)、通信管理和軟件管理等功能，包含變電站的高壓電

2、氣設(shè)備監(jiān)視、繼電保護(hù)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等設(shè)備，是集保護(hù)、測量、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體，通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)視和操作，完成變電站運(yùn)行任務(wù)的一種集成化二次設(shè)備及系統(tǒng)。1.21.2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有如下特征：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有如下特征：o 系統(tǒng)功能綜合化系統(tǒng)功能綜合化綜合了除交直流電源外的全部二次系統(tǒng)，綜合不是簡單的拼湊，而是功能的重新劃分和性能指標(biāo)的最優(yōu)。（不是簡單的1+1）o 系統(tǒng)構(gòu)成的模塊化和數(shù)字化系統(tǒng)構(gòu)成的模塊化和數(shù)字化面向被控對象，形成模塊化設(shè)計(jì)，并以模塊化為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈

3、活組態(tài)（例如出線按間隔配置，規(guī)?？纱罂尚。?。而模塊化內(nèi)部又實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化。o 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從功能上采用分層設(shè)計(jì)（分三層），從物理位置上分散就近安裝（中壓安裝在高壓柜上，可靠性遠(yuǎn)高于集中式）。各子系統(tǒng)分布設(shè)計(jì)、并列運(yùn)行、協(xié)調(diào)工作1.21.2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征o 操作監(jiān)視屏幕化操作監(jiān)視屏幕化以往的模擬屏被顯示器上實(shí)時(shí)刷新的主接線圖取代，以往的把手控制操作被鍵盤鼠標(biāo)操作取代，以往的光字牌告警被計(jì)算機(jī)上的數(shù)字光字牌、文字提示及語音告警取代，以往的指針顯示被顯示器的數(shù)字顯示替代o 通信網(wǎng)絡(luò)化通信網(wǎng)絡(luò)化以往用于傳輸設(shè)備信

4、息的是傳輸模擬量或硬接點(diǎn)狀態(tài)量的電纜，且數(shù)量龐大，現(xiàn)在采用以傳輸串行數(shù)字信號用的少量通訊電纜或光纜。網(wǎng)絡(luò)化的通訊方式使得施工更為簡單、組態(tài)和擴(kuò)容更為靈活。o 運(yùn)行管理智能化運(yùn)行管理智能化運(yùn)行管理的自動(dòng)化不僅表現(xiàn)在常規(guī)功能（抄表、VQC、接地試?yán)?、故障隔離和恢復(fù)）的自動(dòng)化上，更體現(xiàn)在在線自動(dòng)診斷、狀態(tài)檢修和智能告警上。1.31.3、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程影響變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)n計(jì)算機(jī)技術(shù) 計(jì)算機(jī)尤其是微處理器技術(shù)的發(fā)展，決定著變電站自動(dòng)化系統(tǒng)模塊集成度的提高和功能的優(yōu)化。例如早期的8位機(jī)產(chǎn)生了功能簡單的微機(jī)保護(hù)和RTU設(shè)備，現(xiàn)在的32位機(jī)及DSP

5、實(shí)現(xiàn)了功能強(qiáng)大的中壓保護(hù)測控一體化設(shè)備和高壓主后備一體化保護(hù)，也實(shí)現(xiàn)了保護(hù)和控制邏輯的PLC編程，同時(shí)也催生了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)研究應(yīng)用。n串行通訊技術(shù) 通訊技術(shù)尤其是以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，決定著變電站自動(dòng)化系統(tǒng)信息的融合和共享。例如早期的載波技術(shù)低速通訊產(chǎn)生了CDT規(guī)約實(shí)現(xiàn)有限信息的上傳，現(xiàn)在的光纖以太網(wǎng)通訊促成了IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，實(shí)現(xiàn)了變電站各設(shè)備間的無縫接入和信息的全面共享。1.31.3、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程80年代中期年代中期90后后-00年代年代70年代年代國內(nèi)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程分立的保分立的保護(hù)護(hù)裝置和自裝置和自動(dòng)動(dòng)化化設(shè)備設(shè)

6、備微機(jī)微機(jī)RTU設(shè)設(shè)備備和和純純微機(jī)微機(jī)保保護(hù)護(hù)分散的微機(jī)分散的微機(jī)測測控和分散控和分散的微機(jī)保的微機(jī)保護(hù)護(hù)80后后-90年中年中真真正正實(shí)現(xiàn)綜實(shí)現(xiàn)綜合自合自動(dòng)動(dòng)化化1.41.4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能描述、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能描述基本功能：o 測量、監(jiān)視、控制功能o 設(shè)備保護(hù)和安穩(wěn)保護(hù)功能o BZT、VQC、程序化操作等自動(dòng)控制等功能o 遠(yuǎn)動(dòng)及數(shù)據(jù)通信功能o 自診斷、自恢復(fù)和自動(dòng)切換功能高級功能：o 特征量突變捕捉和斷點(diǎn)再續(xù)o 視頻聯(lián)動(dòng)和故障區(qū)域成像o 在線監(jiān)視和設(shè)備故障早期預(yù)警o 電能質(zhì)量監(jiān)視和諧波治理o 電網(wǎng)故障輔助分析和設(shè)備缺陷的統(tǒng)計(jì)1.51.5、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)、變電站

7、自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)o 從集中控制向綜合智能控制發(fā)展采集和控制單元的就地化引發(fā)了跨專業(yè)綜合智能化發(fā)展。典型的如中壓間隔管理單元，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)、故障錄波、電氣測量、自動(dòng)控制、電度計(jì)量、狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備維護(hù)、自我診斷等功能于一體，真正實(shí)現(xiàn)了綜合化和智能化o 從屏幕數(shù)據(jù)監(jiān)視到多媒體多維度監(jiān)視發(fā)展得益于視頻監(jiān)控和在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控從原先的畫面、文字和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的刷新轉(zhuǎn)為語音告警、視頻聯(lián)動(dòng)、故障點(diǎn)成像、健康指數(shù)顯示等多媒體多維度可視化監(jiān)視，即“四遙”- “六遙”（增加遙視和遙診）1.51.5、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn)o實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)縱向和橫向的綜合通訊協(xié)

8、議的標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)了智能設(shè)備間的互操作性和無縫融合，既實(shí)現(xiàn)橫向設(shè)備及子系統(tǒng)間的信息共享和電氣互閉鎖，也實(shí)現(xiàn)了縱向?qū)用娴臄?shù)據(jù)的交互和數(shù)據(jù)源的一致性。（由縱向?yàn)橹?橫縱結(jié)合）1.61.6、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)今后發(fā)展趨勢、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)今后發(fā)展趨勢變電站的全面數(shù)字化和智能化是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。數(shù)字化、智能化變電站的基本目標(biāo)是：一次設(shè)備智能化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行管理自動(dòng)化數(shù)字化、智能化變電站的核心標(biāo)準(zhǔn)是：IEC61850 (DL/T860) 變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議（Communication networks and systems in substations）1.6.1 1.6.1 一次設(shè)備

9、的智能化一次設(shè)備的智能化前置的信號采集系統(tǒng)n 后移的智能控制回路n 一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視（CT、PT、變壓器、開關(guān)）典型特征：一次設(shè)備采集和控制的核心采用了微處理器和光電通訊技術(shù)設(shè)計(jì)，與二次設(shè)備的連接的常規(guī)強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被以光纖為媒介的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)所代替，也就是數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。1.6.1 1.6.1 一次設(shè)備的智能化一次設(shè)備的智能化一次設(shè)備的智能化的關(guān)鍵技術(shù)：o 非常規(guī)互感器的應(yīng)用OCT 、 OPT、LPCT、LPPT和MU的應(yīng)用o 智能化開關(guān)柜的應(yīng)用通過就地配置智能控制單元，實(shí)現(xiàn)控制操作和狀態(tài)傳輸?shù)臄?shù)字化，具備就地電氣閉鎖和自適應(yīng)分合閘操作等功能，通過對開關(guān)在線監(jiān)測和診斷，

10、實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。o 其它智能化一次設(shè)備通過就地配置智能控制單元，實(shí)現(xiàn)控制操作和狀態(tài)傳輸?shù)臄?shù)字化，完成對變壓器、電抗器油中氣體監(jiān)視、避雷器絕緣性能監(jiān)視和高壓設(shè)備的局放監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。1.6.2 1.6.2 二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化包括兩個(gè)方面：o 傳輸媒介網(wǎng)絡(luò)化o 信息交互網(wǎng)格化典型特性：變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、 測量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)

11、現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源其享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊1.6.2 1.6.2 二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化1.6.3 1.6.3 運(yùn)行管理的自動(dòng)化運(yùn)行管理的自動(dòng)化o 電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化；o 數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化；o 故障診斷自動(dòng)化，故障時(shí)能即時(shí)提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見；o 自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。二、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置二、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置o 二、二、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置o 1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯接口o 2、變電站

12、的智能電子設(shè)備定義o 3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式o 4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則o 5、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)IEC國際電工委員會(huì)TC57技術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)控制和通信技術(shù)委員會(huì)）在制定IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上劃分為3個(gè)層次:站控層(station level)間隔層(bay level)過程層(process level) 各層次間采用高速網(wǎng)絡(luò)通訊。站控層間隔層過程層高壓一次設(shè)備2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)（1 1）過程層設(shè)

13、備）過程層設(shè)備 過程層實(shí)際上是指與變電站一次設(shè)備斷路器、隔離開關(guān)和電流互感器TA、電壓互感器TV接口設(shè)備。（2 2）間隔層設(shè)備）間隔層設(shè)備 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等等。 (3(3）站控層設(shè)備）站控層設(shè)備 變電站層的設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、天文鐘、通訊管理機(jī)或遠(yuǎn)動(dòng)工作站等設(shè)備。2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)過程層的功能描述 過程層是一次設(shè)備與

14、二次設(shè)備的結(jié)合面，或者說過程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化部分。過程層的功能劃分：(1) 實(shí)時(shí)的電氣量檢測主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測 。(2)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測主要有溫度、壓力、密度、絕緣、機(jī)械特性及工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)。 (3)操作控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、刀閘合分控制，直流電源充放電控制。在當(dāng)前大量應(yīng)用的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于一次設(shè)備的智能化尚未實(shí)現(xiàn)，過程的功能實(shí)際全部由間隔層的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。因此有時(shí)也將變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)劃分為兩層。間隔層的功能描述間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等

15、設(shè)備，間隔層設(shè)備的主要功能是：(1)匯總本間隔過程層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；(2)實(shí)施對一次設(shè)備保護(hù)控制功能；(3)實(shí)施本間隔操作閉鎖功能；(4)實(shí)施操作同期及其他控制功能；(5)對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制；(6)承上啟下的通信功能，即同時(shí)高速完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)站控層的功能描述(1)通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫；(2)按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；(3)接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；(4)具有在線可

16、編程的全站操作閉鎖控制功能；(5)具有(或備有)站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報(bào)警，實(shí)現(xiàn)視頻、聲音等多媒體功能；(6)具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能；(7)具有(或備有)變電站故障自動(dòng)分析和操作培訓(xùn)功能。2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)各項(xiàng)功能的邏輯接口功能A功能B遠(yuǎn)方控制（NCC）7技術(shù)服務(wù)變電站層保護(hù)控制保護(hù)控制329832過程接口1,61,64,5過程接口4,5間隔/單元層遠(yuǎn)方保護(hù)過程層遠(yuǎn)方保護(hù)高壓設(shè)備2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)變

17、電站自動(dòng)化系統(tǒng)各項(xiàng)功能的邏輯接口 間隔層和變電站層之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換； 間隔層與遠(yuǎn)方保護(hù)（不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍）之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換； 間隔層內(nèi)數(shù)據(jù)交換； 過程層和間隔層之間采樣等瞬時(shí)數(shù)據(jù)交換； 過程層和間隔層之間控制數(shù)據(jù)交換； 間隔和變電站層之間控制數(shù)據(jù)交換； 變電站層與遠(yuǎn)方工程師辦公地?cái)?shù)據(jù)交換； 間隔之間類似聯(lián)鎖等直接數(shù)據(jù)交換； 變電站層內(nèi)數(shù)據(jù)交換。2.1、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)2.22.2、變電站的智能電子設(shè)備定義、變電站的智能電子設(shè)備定義 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備統(tǒng)稱為智能電子設(shè)備IED（Intelligent Electronic Devices）。IE

18、C 61850協(xié)議對智能電子設(shè)備IED的定義是：由一個(gè)或多個(gè)處理器組成，具有從外部源接收和傳送數(shù)據(jù)或控制外部源的任何設(shè)備（例如：電子多功能儀表、數(shù)字繼電器、控制器）。這些IEDs在物理位置上，可安裝在3個(gè)不同的功能層（即變電站層、間隔層、過程層）上。2.32.3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式2.3.1 早期的集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式這種系統(tǒng)集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和脈沖量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、保護(hù)和一些自動(dòng)控制功能。集中結(jié)構(gòu)并非指由單一的計(jì)算機(jī)完成保護(hù)和監(jiān)控的全部功能。作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)模式已被淘汰，但是RTU作為集中式系統(tǒng)

19、的一個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)物，得到了獨(dú)立發(fā)展，目前仍然在國內(nèi)發(fā)電廠中大量使用。集中式系統(tǒng)的缺點(diǎn)：n 功能過于集中，設(shè)備故障影響面大n 軟件復(fù)雜，修改和維護(hù)工作量大n 組態(tài)不靈活，影響批量生產(chǎn)n 保護(hù)未按對象配置，維護(hù)不便打印機(jī)顯示器鍵盤監(jiān)控主機(jī)電能計(jì)量微機(jī)保護(hù)電壓無功控制輸出接口輸入接口輸出接口輸入接口輸入接口 輸出接口測量TATV保護(hù)動(dòng)作出口主變保護(hù)TATV各線路保護(hù)TATV電容器TATV斷路器位置輸入主變測量TATV各變分頭位置電容器開關(guān)位置分頭控制信號電容器控制信號測量TVTA開關(guān)狀態(tài)輸入保護(hù)動(dòng)作信息輸入信號輸出監(jiān)控機(jī)動(dòng)作通信控制器調(diào)制解調(diào)器調(diào)度（控制）中心站級層間隔層現(xiàn)場層集中式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)2.

20、32.3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式2.32.3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式2.3.2 分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式特點(diǎn)：n采用分層式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（23層結(jié)構(gòu)）n采用分布式結(jié)構(gòu)（各設(shè)備相互協(xié)調(diào)、獨(dú)立工作）n采用面向間隔的結(jié)構(gòu)（每個(gè)電氣間隔配置一個(gè)或多個(gè)IED設(shè)備）優(yōu)點(diǎn)：n各設(shè)備獨(dú)立完成部分功能，系統(tǒng)故障影響小，可靠性高n不同的電氣間隔，IED軟硬件相似，便于批產(chǎn)和組態(tài)n實(shí)現(xiàn)間隔層IED的就地布置，節(jié)省大量電纜，方便檢修n減少了現(xiàn)場施工和設(shè)備安裝的工程量，調(diào)試和維護(hù)方便n顯著地縮小了變電站主控室的面積。n變電站擴(kuò)建時(shí)，系統(tǒng)擴(kuò)展方便2.

21、32.3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 2.32.3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式2.3.3 當(dāng)前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的幾種模式 站控監(jiān)控層僅設(shè)監(jiān)控主機(jī),通過監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方系統(tǒng)信息交互。 站控監(jiān)控層設(shè)監(jiān)控主機(jī)，通信管理單元作為前置機(jī)，監(jiān)控主機(jī)及遠(yuǎn)方系統(tǒng)僅與通信管理單元信息交互。當(dāng)間隔層設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)只能采用單一非以太網(wǎng)通信接口進(jìn)行信息交互時(shí)，常采用該模式。 站控監(jiān)控層設(shè)監(jiān)控主機(jī)和通信管理單元,遠(yuǎn)方系統(tǒng)通過通信管理單元與間隔層設(shè)備信息交互。而監(jiān)控主機(jī)主機(jī)則獨(dú)立從間隔設(shè)備層獲取數(shù)據(jù)

22、信息。IED設(shè)備采用以太網(wǎng)通訊后，該模式被大量使用。 站控監(jiān)控層設(shè)監(jiān)控主機(jī)帶雙通信管理單元,雙通信管理單元通過雙機(jī)互備和自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方系統(tǒng)信息交互，監(jiān)控主機(jī)主機(jī)和通信管理機(jī)各自獨(dú)立從間隔設(shè)備層獲取數(shù)據(jù)信息，如前圖。該模式常用于對通訊可靠性要求較高的高電壓等級變電站中。2.32.3、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式2.3.3 當(dāng)前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的幾種模式各種模式的區(qū)別：上述模式的共同特點(diǎn)是采用了分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，間隔層的配置也基本相同。主要的不同在于站控層與遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)的接口設(shè)備上。由于通信管理機(jī)作為網(wǎng)關(guān)，較常規(guī)計(jì)算機(jī)設(shè)備更為穩(wěn)定和可靠，因此模式3、4被

23、大面積推廣。2.42.4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則影響系統(tǒng)配置的主要因素 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的配置，是根據(jù)變電站一次系統(tǒng)的電壓等級、主變臺數(shù)、進(jìn)出線多少、變電站的重要程度等多方面綜合考慮的。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置的指導(dǎo)思想（一）通訊網(wǎng)絡(luò)首選采用以太網(wǎng)通訊監(jiān)控主機(jī)應(yīng)直接與間隔層IED交互信息采用獨(dú)立的嵌入式設(shè)計(jì)的通訊管理機(jī)與遠(yuǎn)方系統(tǒng)通訊除骨干網(wǎng)外，應(yīng)采用星型拓?fù)浣档途W(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。2.42.4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置的指導(dǎo)思想（二）IED采用面向電氣間隔配置，且應(yīng)提升IED集成度以簡化接線。同一站采用同一系列的產(chǎn)品以降低系

24、統(tǒng)的調(diào)試維護(hù)工作量。（減少多方協(xié)調(diào)）暫不實(shí)施IEC61850標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，站內(nèi)設(shè)備推薦使用IEC103協(xié)議。單主機(jī)系統(tǒng)采用Windows或Linux操作系統(tǒng)（簡單），多機(jī)系統(tǒng)采用UNIX操作系統(tǒng)（可靠），歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)采用商用數(shù)據(jù)庫（開放）。監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件除能實(shí)現(xiàn)常規(guī)SCADA功能外，還應(yīng)能實(shí)現(xiàn)站內(nèi)保護(hù)設(shè)備故障信息顯示和分析。（功能集成，很強(qiáng)的實(shí)用性）變電站自動(dòng)化系統(tǒng)間隔層設(shè)備配置原則根據(jù)電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則，對使用3-35kV微機(jī)保護(hù)裝置宜采用保護(hù)、測量、控制、通訊為一體的四合一單元；高壓變電所的自動(dòng)化系統(tǒng)，因保護(hù)配置復(fù)雜及安全性的要求，保護(hù)與監(jiān)控必須分離。據(jù)此，宜采取如下配置：n電壓等

25、級為35kV/10kV/6kV的間隔層，宜選用保護(hù)測控綜合裝置，并安裝于開關(guān)柜上。n電壓等級為110kV線路、主變壓器保護(hù)監(jiān)控宜組屏安裝于中控室或保護(hù)室內(nèi)。n電壓等級220kV及以上的電力設(shè)備，保護(hù)監(jiān)控應(yīng)獨(dú)立配置；并組屏安裝于中控室或保護(hù)室內(nèi)。2.42.4、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則2.42.4變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置2.42.4變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置典型變電站配置舉例：某 1 1 0 K V 降 壓 變 電 站 ， 設(shè) 置 兩 臺110/10KV變壓器，110KV側(cè)采用內(nèi)橋接線，10KV側(cè)采用單母線分段，每段母線配一組雙Y接線電容器和一組消弧變?；舅枷耄翰捎梅謱臃植嫉木C合自動(dòng)化系統(tǒng)，將110KV間隔相關(guān)二次設(shè)備、主變相關(guān)二次設(shè)備、公用二次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及通信管理機(jī)集中組屏，布置在中控室內(nèi)，其余設(shè)備則就地安裝在高壓柜中。2.42.4變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的典型配置一、主控室布置：后臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置PC機(jī)或工控機(jī)、打印機(jī)、音響各一套，安裝監(jiān)控系統(tǒng)軟件，完成變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、自動(dòng)控制、故障分析