4.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

第三節(jié)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式1、集中式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式2、分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式3、分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式4、全分散式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式二、變電站無(wú)人值班三、數(shù)字化變電站四、智能變電站一變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式計(jì)算機(jī)水平的發(fā)展分布式安裝位置1.集中式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式集中式結(jié)構(gòu):傳統(tǒng)站改造模式遠(yuǎn)方終端裝置（RTU）＋當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)1、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)由一臺(tái)主機(jī)或兩臺(tái)互為備用的主機(jī)承擔(dān)所有功能。2、配上變送器、遙信轉(zhuǎn)接、遙控執(zhí)行、UPS等屏柜。3、站內(nèi)保護(hù)裝置的信息，可通過(guò)遙信輸入回路（硬件方法）進(jìn)入RTU，亦可通過(guò)串行口按約定的規(guī)約通信（軟件方法）進(jìn)入RTU。4、適合35～500千伏各種電壓等級(jí)、不同規(guī)模的變電站。傳統(tǒng)站改造模式（集中式）2.分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式變電站層包括監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)。變電站層通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線或局域網(wǎng)與單元層通信。間隔層按高壓間隔劃分，以每個(gè)電網(wǎng)元件為對(duì)象，集測(cè)量、控制、保護(hù)于一體，設(shè)計(jì)在同一個(gè)機(jī)箱中，將這種模塊單元安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜中。過(guò)程層只要是指變電站內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關(guān)機(jī)其輔助觸點(diǎn)，電流、電壓互感器等一次高壓設(shè)備。分層分布式的一般結(jié)構(gòu)分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式分布式測(cè)控單元集中組屏的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式3.分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式

目前我國(guó)將10kV~35kV線路的保護(hù)、測(cè)量、控制設(shè)計(jì)為一體化裝置，便于采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝。而110kV及以上線路主變壓器的保護(hù)與測(cè)量、控制獨(dú)立設(shè)計(jì)，一般采用集中組屏的型式，安裝于主控制室中。分散安裝與集中組屏相結(jié)合的型式一般用于大、中型變電站中。分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式分散安裝與集中組屏相結(jié)合4.全分散式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式*（選學(xué)）小站模式*（選學(xué)）大站模式二變電站無(wú)人值班

國(guó)家電力調(diào)度通信中心于1993年12月28日發(fā)布了調(diào)自[1994]2號(hào)文件《關(guān)于在地區(qū)電網(wǎng)中實(shí)施變電站遙控和無(wú)人值班的意見》。該文件明確指出實(shí)行變電站遙控和無(wú)人值班是可行的，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向，并明確指出各單位要積極穩(wěn)妥地開展此項(xiàng)工作，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，因地制宜，統(tǒng)籌安排，綜合考慮，做好規(guī)劃，逐步實(shí)施。根據(jù)需要有些地區(qū)可考慮新建變電站一步到位，即按無(wú)人站設(shè)計(jì)建設(shè)，尤其是地區(qū)變電站。該文件對(duì)全國(guó)無(wú)人值班變電站的建設(shè)起了很大的推動(dòng)作用。國(guó)內(nèi)無(wú)人值班的發(fā)展簡(jiǎn)況早期的無(wú)人值班變電站沒有自動(dòng)化功能。只適合不重要的35KV變電站。

20世紀(jì)60年代，進(jìn)入了遠(yuǎn)方監(jiān)視的無(wú)人值班階段20世紀(jì)80年代后期，無(wú)人值班技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階。促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化的深入開展和電網(wǎng)調(diào)度管理水平的提高。實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值班的條件通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)完成無(wú)人值班變電站的監(jiān)視和操作。完成無(wú)人值班變電電站運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)方調(diào)整和無(wú)人值班變電站內(nèi)的信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)用完成無(wú)人值班變電站內(nèi)的站用電源和直流操作電源的遠(yuǎn)方監(jiān)視和調(diào)整無(wú)人值班變電站的管理方式采用集控站的管理模式該模式建立一個(gè)集中控制的主站稱為集控站，用于對(duì)某一區(qū)域的若干無(wú)人值班變電站的統(tǒng)一監(jiān)視、控制和巡視維護(hù)。各個(gè)無(wú)人值班變電站利用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)和集控站建立通信聯(lián)系，在集控站通過(guò)“四遙”方式實(shí)現(xiàn)各變電站原有的所有監(jiān)控功能。集控站也可以根據(jù)調(diào)度命令完成對(duì)無(wú)人值班變電站的遙控操作。無(wú)人值班變電站的管理方式一般一個(gè)集控站可以集中控制6~8個(gè)無(wú)人值班變電站，集控站可以單獨(dú)設(shè)置，也可以放在一個(gè)負(fù)荷中心區(qū)或被控變電站群的某一個(gè)變電站內(nèi)。在一個(gè)地區(qū)調(diào)度的轄區(qū)內(nèi)，可以設(shè)置若干個(gè)集控站。無(wú)人值班變電站的管理方式三、數(shù)字化變電站

智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)電磁型繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序控制器代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字信號(hào)和光纖代替。數(shù)字化變電站

二次設(shè)備的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，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(chǎng)接口，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。數(shù)字化變電站自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng) 變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(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；系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，將“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。數(shù)字化變電站操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動(dòng) 數(shù)字化變電站中，執(zhí)行控制命令時(shí)具有智能性，能判斷命令的真?zhèn)渭昂侠硇?，還能對(duì)即將進(jìn)行的動(dòng)作的精度進(jìn)行控制，能使斷路器定相合閘、選相分閘，在選定的相角下實(shí)現(xiàn)斷路器的關(guān)合和開斷，如在零電壓關(guān)合，零電流時(shí)分段等。數(shù)字化變電站四、智能變電站通信規(guī)約統(tǒng)一高級(jí)應(yīng)用智能一次設(shè)備數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化智能電網(wǎng)傳統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化變電站IEC61850變電站數(shù)字化變電站智能變電站智能變電站特點(diǎn)八項(xiàng)特點(diǎn)一次設(shè)備模塊化與互換自治。數(shù)字式保護(hù)、數(shù)字式測(cè)控設(shè)備自我診斷與備份恢復(fù)全面實(shí)現(xiàn)IEC62850標(biāo)準(zhǔn)智能操控單元應(yīng)用自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)數(shù)字化綜合保護(hù)的應(yīng)用對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修電子式互感器、MU的應(yīng)用，保護(hù)測(cè)控信息共享四、智能變電站智能設(shè)備：技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、高度集成、高經(jīng)濟(jì)性基本要求：全站信息數(shù)字化

通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化

信息共享標(biāo)準(zhǔn)化基本功能：信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)高級(jí)功能：支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等傳統(tǒng)變電站結(jié)構(gòu)圖智能變電站結(jié)構(gòu)圖智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)變電站結(jié)構(gòu)不同之處智能變電站分層結(jié)構(gòu)基于IEC61850體系站控層、間隔層、過(guò)程層設(shè)備及系統(tǒng)站控層站控層包含自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能間隔層間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測(cè)控裝置、監(jiān)