綜合自動化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展(國電南自)ppt課件

1、國電南京自動化股份電氣化鐵路牽引變電所綜合自動化技術(shù)現(xiàn)狀與開展技術(shù)講座講座提綱一、變電所綜合自動化的根本概念二、變電所綜合自動化的開展過程三、變電所綜合自動化的現(xiàn)狀四、變電所綜合自動化的開展方向變電所綜合自動化的根本概念什么是變電所綜合自動化系統(tǒng)？ 利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、 通訊技術(shù)、信息處置技術(shù)等實現(xiàn)對變電所二次設(shè)備包括：繼電維護(hù)、控制、丈量、信號、缺點錄波、自動安裝、遠(yuǎn)動安裝等的功能進(jìn)展重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電所全部設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況執(zhí)行監(jiān)視、丈量、控制、協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。變電所綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)點： 變電所綜合自動化系統(tǒng)替代了常規(guī)二次設(shè)備，簡化了二次接線，是提高變電

2、所平安穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)程度、降低運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)本錢、提高經(jīng)濟(jì)效益、提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。變電所綜合自動化的根本概念變電所綜合自動化的根本概念寶成復(fù)線牽引變電所維護(hù)盤變電所綜合自動化的根本概念太原北牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)變電所綜合自動化的開展過程國外 研討始于70年代 1980年日本研制了第一套綜合自動化系統(tǒng) 1984年瑞士BBC公司初次推出綜合自動化系統(tǒng) 1985年德國西門子公司推出第一套綜合自動化系統(tǒng) 目前綜合自動化系統(tǒng)在美國、德國、法國、意大利等國家 得到了普遍采用變電所綜合自動化的開展過程國內(nèi)電力系統(tǒng) 對綜合自動化系統(tǒng)的研討始于80年代中期 1987年 清華大學(xué)研制了第一套35kV變電所

3、綜合自動化系統(tǒng) 90年代 國內(nèi)各大公司紛紛推出了各自的綜合自動化系統(tǒng) 目前為止，110kV以下電壓等級變電所已普遍采用綜合自動化系統(tǒng)，220kV500kV電壓等級變電所正在逐漸推行變電所綜合自動化的開展過程國內(nèi)牽引供電系統(tǒng) 研討始于90年代中期 1997年 東北某公司首先在南昆線電氣化鐵路的牽引變電所中推出了綜合自動化系統(tǒng) 2001年 國電南自在川黔線、貴昆線正式投運(yùn)了 采用網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸方式的高可靠性的綜合自動化系統(tǒng) 2001年 國內(nèi)其他兄弟廠家也相繼開場了類似產(chǎn)品的試運(yùn)轉(zhuǎn)變電所綜合自動化的開展過程 眾所周知，目前國內(nèi)牽引變電所在大修正造、新線建立過程中已全面采用綜合自動化系統(tǒng)，鐵道部發(fā)布的、

4、中明確指出： 牽引變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所宜采用綜合自動化系統(tǒng)。變電所綜合自動化的現(xiàn)狀目前牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)造方式分層分布式概念：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、也可了解為一對一維護(hù)控制方式分層是指變電所綜合自動化系統(tǒng)按邏輯上劃分為三層，即站級管理層、通訊層、間隔層變電所綜合自動化的現(xiàn)狀變電所以太網(wǎng)接線方式構(gòu)造圖變電所綜合自動化的現(xiàn)狀變電所現(xiàn)場總線+以太網(wǎng)接線方式構(gòu)造圖變電所綜合自動化的現(xiàn)狀設(shè)備組成站級管理層：監(jiān)控計算機(jī)、打印機(jī)、人機(jī)接口設(shè)備通訊層：通訊處置安裝、遠(yuǎn)程通訊設(shè)備、 所內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)、通訊切換安裝間隔層：變壓器維護(hù)測控安裝、饋線維護(hù)測控安裝、電容

5、器維護(hù)測控安裝、 綜合測控安裝、進(jìn)線及主變自投安裝等變電所綜合自動化的現(xiàn)狀變電所綜合自動化系統(tǒng)的站級管理層變電所綜合自動化的現(xiàn)狀變電所綜合自動化系統(tǒng)的通訊現(xiàn)場級通訊a.各間隔單元與變電所計算機(jī)系統(tǒng)通訊b.各間隔單元之間的互通訊c.其他智能化電子設(shè)備與后臺監(jiān)控計算機(jī)通訊與上級調(diào)度的通訊主要實現(xiàn)四遙功能：遙信、遙測、遙控、遙調(diào)變電所綜合自動化的現(xiàn)狀通訊接口a.并行、串行b.局域網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)c.現(xiàn)場總線變電所綜合自動化的現(xiàn)狀以太網(wǎng)通訊構(gòu)造是一種總線型拓?fù)錁?gòu)造，增減用戶方便，某一節(jié)點缺點不影響其他部分任務(wù)?？梢圆捎秒p絞線或光纖作為介質(zhì)，傳輸間隔可到達(dá)110km，速率可達(dá)10Mbit/s。

6、變電所綜合自動化的現(xiàn)狀現(xiàn)場總線通訊構(gòu)造 主要運(yùn)用的有Lonworks現(xiàn)場總線 、CAN 總線控制局域網(wǎng)絡(luò) Lonworks通訊速度可達(dá)1.25Mbit/s，此時有效間隔為130m；直接通訊間隔長達(dá)2700m/78kbps CAN的速率可到1M bit/s，此時有效間隔為40m；直接通訊間隔最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5kbps 可以采用雙絞線或光纖作為介質(zhì)變電所綜合自動化的現(xiàn)狀變電所內(nèi)通訊規(guī)約類型IEC 60870-5-103遠(yuǎn)動通訊規(guī)約類型 IEC 60870-5-101/103/104DL4511991(國標(biāo)CDT)N4F-POLLING SC1801 DNP3.0變電所綜合自動化的現(xiàn)狀傳輸介質(zhì)主要

7、以雙絞線5類線、電力載波、音頻電纜、無線RF 、紅外IR 、同軸電纜和光纖通訊，其中尤以光纖通訊抗電磁干擾才干強(qiáng)，通訊容量大。變電所綜合自動化的現(xiàn)狀變電所綜合自動化系統(tǒng)的間隔單元變電所綜合自動化的現(xiàn)狀牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的功能引見 國際大電網(wǎng)會議WG34.03任務(wù)組將變電所自動化功能分類為：控制與監(jiān)視功能、自動控制功能、丈量表計功能、繼電維護(hù)功能、與繼電維護(hù)有關(guān)功能、接口功能、系統(tǒng)功能等7種。 變電所綜合自動化功能由電網(wǎng)平安穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和變電站建立、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益要求所決議。變電所綜合自動化的現(xiàn)狀繼電維護(hù)功能 牽引主變壓器維護(hù) 饋線維護(hù)及自動重合閘 并聯(lián)電容器維護(hù) 動力變壓器維護(hù) 維護(hù)

8、安裝應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性四項根本要求變電所綜合自動化的現(xiàn)狀監(jiān)視控制功能 實時數(shù)據(jù)采集與處置 運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)視功能 缺點錄波與測距功能 事故順序記錄與事故追想功能 控制及平安操作閉鎖功能 數(shù)據(jù)處置與記錄功能變電所綜合自動化的現(xiàn)狀監(jiān)視控制功能 人機(jī)聯(lián)絡(luò)功能 打印功能 運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)管理功能 諧波分析和監(jiān)視功能 自診斷、自恢復(fù)和自動切換功能變電所綜合自動化的現(xiàn)狀自動控制安裝的功能 備用電源自投控制遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通訊功能 綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場級通訊 綜合自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通訊變電所綜合自動化的現(xiàn)狀影響綜合自動化系統(tǒng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的問題 變電所設(shè)計方面問題(技術(shù)規(guī)范) 運(yùn)轉(zhuǎn)管理方面問題(設(shè)備維護(hù)) 產(chǎn)質(zhì)量

9、量問題(功能完善、電磁兼容程度) 供應(yīng)商效力問題變電所綜合自動化的現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)電磁兼容問題 電力系統(tǒng)內(nèi)電氣和電子設(shè)備集中，電磁環(huán)境復(fù)雜，在正常和異常運(yùn)轉(zhuǎn)形狀下都會產(chǎn)生或出現(xiàn)各種電磁干擾，例如開關(guān)操作、短路缺點等的暫態(tài)過程；高電壓、大電流導(dǎo)線或設(shè)備附近的電場和磁場；射頻電磁輻射；雷電；靜電放電；供電網(wǎng)的電壓動搖、電壓突降和中斷；諧波；電子設(shè)備的任務(wù)信號和噪聲等。變電所綜合自動化的現(xiàn)狀 在電力系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)的自動化設(shè)備是電磁干擾的敏感者。以微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)為根底的二次弱電設(shè)備，如繼電維護(hù)、自動控制、遠(yuǎn)動和通訊安裝等在電力系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用，它們的靈敏度高，且與強(qiáng)電設(shè)備接近，很容易遭到干擾。在我國電

10、力系統(tǒng)中，由于開關(guān)操作、雷電、輻射電磁場、工頻磁場等緣由引起的干擾事件屢有發(fā)生，其結(jié)果是呵斥維護(hù)誤動，自動化設(shè)備不能正常任務(wù)，甚至呵斥元件或設(shè)備損壞。變電所綜合自動化的現(xiàn)狀 電磁干擾導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)性能下降、無法工 作甚至損壞 通訊缺點、中斷 設(shè)備無法任務(wù)、損壞 電網(wǎng)維護(hù)安裝誤動或拒動，導(dǎo)致電網(wǎng)事故 系統(tǒng)“死機(jī) 靜電引起火災(zāi)、設(shè)備損壞對人類安康產(chǎn)生影響變電所綜合自動化的現(xiàn)狀 EMC 電磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility) EMC=EMI+EMS EMI(Electronic-Magnetic Interferenc )電磁干擾：安裝、設(shè)備對外界產(chǎn)生的電磁發(fā)射 EM

11、S(Electronic-Magnetic Susceptibility)電磁抗擾度敏感度：安裝、設(shè)備或系統(tǒng)對外界電磁干擾的抵抗才干變電所綜合自動化的現(xiàn)狀脈沖群瞬態(tài)干擾雷擊浪涌輻射靜電放電變電所綜合自動化的現(xiàn)狀電磁干擾傳播方式 傳導(dǎo)電源線、互連線、共阻抗 輻射近場感應(yīng)、遠(yuǎn)場輻射 變電所綜合自動化的現(xiàn)狀干擾源 自然干擾源：雷電、宇宙噪聲等 人為干擾源：發(fā)射機(jī)、各類電子電氣設(shè)備、 架空輸電線、高壓設(shè)備、 電開工具、照明器具、家用電器等 靜電變電所綜合自動化的現(xiàn)狀主要干擾源高壓回路中操作斷路器、隔分開關(guān)引起的電磁暫態(tài)干擾高壓安裝產(chǎn)生的工頻電場和磁場接地系統(tǒng)中的短路電流引起的電位升雷電引起的暫態(tài)干擾低

12、壓設(shè)備開合操作引起的電快速瞬變靜電放電變電所綜合自動化的現(xiàn)狀主要干擾源由于設(shè)備內(nèi)部或外部的無線電發(fā)射安裝產(chǎn)生的高頻場由于設(shè)備內(nèi)其他電氣或電子設(shè)備產(chǎn)生的高頻傳導(dǎo)和輻射干擾由供電線路傳來的低頻傳導(dǎo)騷擾核電磁脈沖地磁干擾變電所綜合自動化的現(xiàn)狀對二次設(shè)備最具影響的干擾波形阻尼振蕩波：源于高壓斷路器、隔分開關(guān)操作電快速瞬變脈沖群：斷開低壓直流電路中(如機(jī)電式繼電器、接觸器等)的小電感負(fù)載而引起的暫態(tài)電壓輻射電磁場：源于電磁發(fā)射，如對講機(jī)等浪涌：源于雷擊時產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁能量工頻磁場：源于載流導(dǎo)體和運(yùn)轉(zhuǎn)中的電力設(shè)備變電所綜合自動化的現(xiàn)狀處理電磁兼容問題根本途徑 去除干擾源 切斷干擾傳播途徑 提高感受器的抗干

13、擾才干變電所綜合自動化的現(xiàn)狀處理電磁干擾的方法(變電所) 電力系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)思索： 接地網(wǎng) 電纜鋪設(shè) 屏蔽 提高二次設(shè)備的抗干擾性能： 開發(fā)設(shè)計 制造工藝 實驗檢測變電所綜合自動化的現(xiàn)狀緊湊的機(jī)箱構(gòu)造、可靠的接地 變電所綜合自動化的現(xiàn)狀印制板背插式機(jī)箱構(gòu)造 變電所綜合自動化的現(xiàn)狀印制板多層布線、元器件SMT外表貼裝技術(shù) 變電所綜合自動化的現(xiàn)狀電路隔離技術(shù) 變電所綜合自動化的現(xiàn)狀國家二次設(shè)備電磁兼容實驗規(guī)范 GB/T 14598.9-1995 量度繼電器和維護(hù)安裝的輻射電磁場干擾實驗GB/T 14598.10-1996 量度繼電器和維護(hù)安裝的快速瞬變干擾實驗GB/T 14598.13-1998 量度繼電器和維護(hù)安裝1MHz脈沖群干擾實驗GB/T 14598.14-1998 量度繼電器和維護(hù)安裝的靜電放電實驗GB/T 17626.5-1999 電磁兼容 實驗和丈量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度實驗GB/T 17626.8-1998 電磁兼容 實驗和丈量技術(shù) 工頻磁場抗擾度實驗變電所綜合自動化的開展方向 變電所綜合自動化技術(shù)是提