第10講-變電站綜合自動(dòng)化課件

第十講

變電站綜合自動(dòng)化（1）主講人：李巖松華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院liyansong811@126.com第十講變電站綜合自動(dòng)化（1）主講人：李巖松第六章變電站綜合自動(dòng)化8/8/20232NorthChinaElectricPowerUniversity第六章變電站綜合自動(dòng)化7/31/20232NorthC一、變電站綜合自動(dòng)化的概念8/8/20233NorthChinaElectricPowerUniversity一、變電站綜合自動(dòng)化的概念7/31/20233NorthC傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)1、安全性、可靠性不高二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等采用電磁型和晶體管式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性不高8/8/20234NorthChinaElectricPowerUniversity傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)1、安全性、可靠性不高二次設(shè)備中的繼電傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)2、電能質(zhì)量可控性不高

衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是頻率和電壓

大多數(shù)傳統(tǒng)變電站不具備調(diào)壓手段8/8/20235NorthChinaElectricPowerUniversity傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)2、電能質(zhì)量可控性不高衡量電能質(zhì)量的傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)3、占地面積大

在傳統(tǒng)的變電站中二次設(shè)備多采用電磁式或晶體管式

主控室、繼電保護(hù)室占地面積大8/8/20236NorthChinaElectricPowerUniversity傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)3、占地面積大在傳統(tǒng)的變電站中二次設(shè)傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)4、實(shí)時(shí)性和可控性較差傳統(tǒng)的變電站不能滿足向調(diào)度中心及時(shí)提供運(yùn)行參數(shù)的要求5、維護(hù)工作量大

每年校驗(yàn)保護(hù)定值的工作量是相當(dāng)大的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方修改繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置的定值8/8/20237NorthChinaElectricPowerUniversity傳統(tǒng)變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)4、實(shí)時(shí)性和可控性較差傳統(tǒng)的變電站不能變電站綜合自動(dòng)化基本含義變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備(包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的一次設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)、以及與調(diào)度中心進(jìn)行信息交換等功能。多臺(tái)微機(jī)子系統(tǒng)組成自動(dòng)化系統(tǒng)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏微機(jī)保護(hù)電磁式或晶體管繼電保護(hù)8/8/20238NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本含義變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備變電站綜合自動(dòng)化基本特征1、功能綜合化

綜合了微機(jī)保護(hù)、故障錄波、故障測(cè)距、小電流接地選線、自動(dòng)按頻率減負(fù)荷、自動(dòng)重合閘等自動(dòng)裝置功能

綜合了變電站內(nèi)全部二次設(shè)備8/8/20239NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本特征1、功能綜合化綜合了微機(jī)保護(hù)、故障變電站綜合自動(dòng)化基本特征2、結(jié)構(gòu)分布分層化

典型的分層原則是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分為三層，即變電層、間隔層和設(shè)備層8/8/202310NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本特征2、結(jié)構(gòu)分布分層化典型的分層原則變電站綜合自動(dòng)化基本特征3、操作監(jiān)視屏幕化

面對(duì)彩色顯示器，對(duì)變電站的設(shè)備和輸電線路進(jìn)行全方位的監(jiān)視與操作。8/8/202311NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本特征3、操作監(jiān)視屏幕化面對(duì)彩色顯示器變電站綜合自動(dòng)化基本特征4、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及光纖通信技術(shù)廣泛應(yīng)用

較高的抗電磁干擾的能力通信技術(shù)滿足實(shí)時(shí)性要求，易于擴(kuò)展8/8/202312NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本特征4、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)變電站綜合自動(dòng)化基本特征5、運(yùn)行管理智能化

不僅能監(jiān)測(cè)一次設(shè)備，還能每時(shí)每刻檢測(cè)自己是否有故障，充分體現(xiàn)了其智能性

8/8/202313NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本特征5、運(yùn)行管理智能化不僅能監(jiān)測(cè)一次變電站綜合自動(dòng)化基本特征6、測(cè)量顯示數(shù)字化

指針式儀表全被顯示器上的數(shù)字顯示所代替。

人工抄表記錄則完全由打印機(jī)打印、報(bào)表所代替。8/8/202314NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動(dòng)化基本特征6、測(cè)量顯示數(shù)字化指針式儀表全被顯二、變電站綜合自動(dòng)化的功能1、繼電保護(hù)功能2、監(jiān)視控制功能3、自動(dòng)控制裝置功能4、通信功能8/8/202315NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動(dòng)化的功能1、繼電保護(hù)功能2、監(jiān)視控制功能3二、變電站綜合自動(dòng)化的功能1、繼電保護(hù)功能

輸電線路保護(hù)

電力變壓器保護(hù)

母線保護(hù)

電容器保護(hù)

小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線

自動(dòng)重合閘系統(tǒng)的繼電保護(hù)按被保護(hù)的電力設(shè)備單元(間隔)分別獨(dú)立設(shè)置保護(hù)裝置設(shè)有通信接口8/8/202316NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動(dòng)化的功能1、繼電保護(hù)功能輸電線路保護(hù)電二、變電站綜合自動(dòng)化的功能2、監(jiān)視控制功能（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理（2）運(yùn)行監(jiān)視功能（3）故障錄波與測(cè)距功能模擬量主要有：變電站各段母線電壓，各條線路的電流等開(kāi)關(guān)量有：斷路器位置、開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)狀態(tài)等對(duì)變電站各種開(kāi)關(guān)量變位情況和各種模擬量進(jìn)行監(jiān)視微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和測(cè)距采用專用的微機(jī)故障錄波器8/8/202317NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動(dòng)化的功能2、監(jiān)視控制功能（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集二、變電站綜合自動(dòng)化的功能2、監(jiān)視控制功能（4）事故順序記錄與事故追憶功能（5）控制及安全操作閉鎖功能（6）數(shù)據(jù)處理與記錄功能順序記錄是對(duì)變電站內(nèi)的設(shè)備在事故時(shí)動(dòng)作先后順序記錄事故追憶是在事故前后一段時(shí)間內(nèi)主要模擬量作連續(xù)測(cè)量記錄操作人員可遠(yuǎn)方操作開(kāi)關(guān)等設(shè)備操作閉鎖和“五防”歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)8/8/202318NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動(dòng)化的功能2、監(jiān)視控制功能（4）事故順序記錄二、變電站綜合自動(dòng)化的功能3、自動(dòng)控制裝置功能

電壓無(wú)功綜合控制

低頻率減負(fù)荷控制

備用電源自投控制

小電流接地選線控制

自動(dòng)調(diào)諧式消弧線圈控制具有保證安全、可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動(dòng)控制功能8/8/202319NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動(dòng)化的功能3、自動(dòng)控制裝置功能電壓無(wú)功綜合二、變電站綜合自動(dòng)化的功能4、通信功能變電站內(nèi)部的通信和變電站與調(diào)度中心之間的通信兩部分（1）變電站內(nèi)部的通信實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(jī)(監(jiān)控主機(jī))和各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)和信息交換（2）變電站與調(diào)度中心之間的通信實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度中心之間的“四遙”功能8/8/202320NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動(dòng)化的功能4、通信功能變電站內(nèi)部的通信和變電三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)1、分層分布式結(jié)構(gòu)8/8/202321NorthChinaElectricPowerUniversity三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)1、分層分布式結(jié)構(gòu)7/31/202三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)2、中、小型變電站的分層分布集中式結(jié)構(gòu)8/8/202322NorthChinaElectricPowerUniversity三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)2、中、小型變電站的分層分布集中式三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)3、大型變電站分層分布集中式結(jié)構(gòu)8/8/202323NorthChinaElectricPowerUniversity三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)3、大型變電站分層分布集中式結(jié)構(gòu)7三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)4、分層分布分散式8/8/202324NorthChinaElectricPowerUniversity三、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)4、分層分布分散式7/31/202四、變電站綜合自動(dòng)化的通信（1）串行通信

通信簡(jiǎn)單，成本低，兼容性好

傳輸速率慢，數(shù)據(jù)量小，傳輸距離短，通信可靠性低、抗干擾能力差8/8/202325NorthChinaElectricPowerUniversity四、變電站綜合自動(dòng)化的通信（1）串行通信通信簡(jiǎn)單，成本低，四、變電站綜合自動(dòng)化的通信（2）現(xiàn)場(chǎng)總線

通信可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率較高。

成本高，需要特殊通信芯片，兼容性較差。8/8/202326NorthChinaElectricPowerUniversity四、變電站綜合自動(dòng)化的通信（2）現(xiàn)場(chǎng)總線通信可靠性高，抗干四、變電站綜合自動(dòng)化的通信（3）以太網(wǎng)

通信可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，兼容性好，成本適中，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率高。綜合性價(jià)比高。8/8/202327NorthChinaElectricPowerUniversity四、變電站綜合自動(dòng)化的通信（3）以太網(wǎng)通信可靠性高，抗干擾三、變電站綜合自動(dòng)化的通信IEC60870-5-101規(guī)約IEC60870-5-103規(guī)約CDT規(guī)約。

變電站內(nèi)部通信規(guī)約變電站和調(diào)度中心通信之間：IEC61970規(guī)約8/8/202328NorthChinaElectricPowerUniversity三、變電站綜合自動(dòng)化的通信IEC60870-5-101規(guī)約四、變電站綜合自動(dòng)化的通信

四遙”的含義遙測(cè)：遠(yuǎn)程測(cè)量。采集并傳送運(yùn)行參數(shù)，包括各種電氣量(線路上的電壓、電流、功率等量值)和負(fù)荷潮流等遙信：遠(yuǎn)程信號(hào)。采集并傳送各種保護(hù)和開(kāi)關(guān)量信息8/8/202329NorthChinaElectricPowerUniversity四、變電站綜合自動(dòng)化的通信四遙”的含義遙測(cè)：遠(yuǎn)程測(cè)量。采集四、變電站綜合自動(dòng)化的通信

四遙”的含義遙控：遠(yuǎn)程控制。接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘，對(duì)遠(yuǎn)程的一些開(kāi)關(guān)控制設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制遙調(diào)：遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。接受并執(zhí)行遙調(diào)命令，對(duì)遠(yuǎn)程的控制量設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)8/8/202330