變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置0

1、 一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式 三、分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式三、分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MODBUSRS- 2 3 2RS- 2 3 2設(shè) 備 層變 電 所 層T CP/ I PT CP/ I P出 線 開 關(guān) 柜變 壓 器 保 護 柜智 能 測 量 表 記進 線 開 關(guān) 柜通 信 管 理 機S SE EL LT CP/ I PT CP/ I PRS- 2 3 2MODBUS通 信 管 理 機S SE

2、EL L1 # 變 壓 器 后 備 保 護S SE EL L2 # 變 壓 器 后 備 保 護S SE EL L2變 壓 器 主 保 護S SE EL LS SE EL L1變 壓 器 主 保 護T CP/ 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S SE EL L調(diào) 度 中 心U P S打 印 機工 程 師 站網(wǎng) 絡(luò) 交 換 機S SE EL L1 1 0 k V 進 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

3、 1 0S U N W I S E2 3 24 8 51 1 0 k V 進 線 二S SE EL L1 1 0 k V 進 線 四S SE EL L1 1 0 k V 進 線 三S SE EL L通 信 管 理 機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PROF I BUST CP/ I PS SE EL L遠 動 管 理 機l 1、設(shè)備層（0層）l 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。l 2、間隔層（1層）l 主

4、要由各種繼電保護、自動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)等站級網(wǎng)絡(luò)與站控層設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信。一般按斷路器間隔來劃分。l 3、變電所層（2層）l 主要由當?shù)乇O(jiān)控、遠動終端(RTU)等組成，遠動終端負責(zé)與牽引供電遠動系統(tǒng)的調(diào)度端通過數(shù)據(jù)通信通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。當?shù)乇O(jiān)控由監(jiān)控機通過局部網(wǎng)絡(luò)和各間隔層之間進行數(shù)據(jù)交換，負責(zé)在有人值班時提供人機交互接口，存儲各種歷史數(shù)據(jù)，負責(zé)對間隔層的裝置的管理以及開關(guān)操作等功能。 二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式式l1、結(jié)構(gòu)形式l 把整套綜合自動化系統(tǒng)按其不同的功能將間隔層按對象劃分組裝成多個屏（柜），

5、例如：變壓器保護屏、線路保護屏、直流屏等。這些控制保護屏一般都安裝在主控室中，又簡稱“分布集中式結(jié)構(gòu)”。l 這種自動化系統(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 線保 護測 控網(wǎng) 絡(luò) 交 換 機S SE EL L1 # 主 變保 護測 控2 # 主 變保 護測 控并 補保 護測 控饋 線保 護測 控交 直 流保 護測 控S SE EL L通 信 管 理 機S SE EL LS SE EL L監(jiān) 控 機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 動 管 理 機結(jié)構(gòu)布置如下圖所示

6、：2、分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)特點l （1）分層（級）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)。l 其功能單元有：各種高低壓線路保護單元、主變壓器保護單元、電容器保護單元、 備用電源自投控制單元l 低頻減載控制單元、電壓無功綜合控制單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元、電能計量單元l 每個功能單元基本由一個CPU組成，也有一個功能單元由多個CPU完成的，例如主變保護就由主保護和后備保護組成。這種按功能設(shè)計的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高的特點。l （2）繼電保護相對獨立l 在綜合自動化系統(tǒng)中，繼電保護單元相對獨立，其功能不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)或其他設(shè)備。l（

7、3）具有與系統(tǒng)控制中心通信功能l 綜合自動化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關(guān)量、電能脈沖量進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能，也具有收集繼電保護動作信息、事件順序記錄等功能，因此不必另設(shè)獨立的RTU裝置，直接可將綜合自動化系統(tǒng)采集的信息傳送給調(diào)度中心，同時也接收調(diào)度中心下達的控制、操作命令和在線修改保護定值命令。l（4）模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性高l各功能模塊都由獨立電源供電，輸入/數(shù)出回路都相互獨立，任何一個模塊故障，只影響局部功能，不影響全局。l（5）室內(nèi)工作環(huán)境好，管理維護方便l3、分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的優(yōu)點l集中組屏，便于設(shè)計、安裝、調(diào)試和管理，可靠性也比較高，尤其適合于舊所改造。l4、分層分布式

8、系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的缺點l安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜及其輔助投資。三、分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式三、分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式l1、結(jié)構(gòu)形式l 按每個電網(wǎng)元件（如一條饋線、一臺變壓器、一組電容器等）為對象，把控制、保護、測量等功能設(shè)計安裝在同一個微機裝置中，對于635kV的中低壓線路，可以將這個微機保護監(jiān)控裝置分散安裝在各個開關(guān)柜上，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主機進行信息交換；對于高壓線路或變壓器等重要設(shè)備的保護監(jiān)控裝置仍然采用集中組屏方式安裝在主控室內(nèi)。這也是當前綜合自動化的主要結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)布置如下圖所示：監(jiān) 控 機調(diào) 度 端監(jiān) 控 機變電所主控室牽 引 變 電 所直流

9、盤交流盤計量盤2#主變盤并補盤110饋線盤視屏盤當?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2、結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)越性l（1）635kV的中低壓線路保護監(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)控機交換信息，可以節(jié)約控制電纜。l（2）高壓線路、變壓器等重要設(shè)備的保護監(jiān)控采用集中組屏方式，安裝在主控室或保護室中，使這些設(shè)備的保護監(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。l（3）其他的自動裝置，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室中。l（4）電能計量采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護室

10、中。三、全分散式結(jié)構(gòu)形式三、全分散式結(jié)構(gòu)形式l1、全分散式結(jié)構(gòu)形式l 將每個電網(wǎng)元件（包括變壓器，高、低壓線路，電容器等）的保護、控制、測量功能設(shè)計安裝在同一個微機裝置中，并且分散安裝在各個開關(guān)柜中，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控主機進行信息交換。這種結(jié)構(gòu)形式中，主控室內(nèi)只有監(jiān)控用的微機和直流操作電源及網(wǎng)絡(luò)信號集中轉(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。結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：監(jiān)控機牽引變電所調(diào)度端監(jiān)控機當?shù)乇O(jiān)控盤視屏盤防災(zāi)直流盤變電所主控室1#主變后備保護主保護主保護后備保護2#主變室外設(shè)備保護測控裝置高壓室保護測控饋線1保護測控并補2并補1保護測控保護測控動力變保護測控饋線通信網(wǎng)絡(luò)l2、全

11、分散式結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性l（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。l主控室內(nèi)減少了保護屏的數(shù)量，由于采用綜合自動化系統(tǒng)后，原先常規(guī)的控制盤、中央信號屏和模擬屏可以取消。l（2）減少了施工和設(shè)備安裝工程量。l 由于安裝在開關(guān)柜上的保護測控裝置在開關(guān)柜出廠前已經(jīng)由廠家安裝調(diào)試完畢，再加上保護測控裝置都安裝在各開關(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。l（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。l（4）分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。l分層分散式結(jié)構(gòu)，由于保護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擔(dān)，同時

12、，各模塊與監(jiān)控機之間通過通信網(wǎng)絡(luò)連接，抗干擾能力強，可靠性高。l總之，分層分散式結(jié)構(gòu)可以降低總投資，是變電所綜合自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。l一、綜合自動化技術(shù)推動無人變電所值班制度的實施一、綜合自動化技術(shù)推動無人變電所值班制度的實施l二、綜合自動化技術(shù)的發(fā)展方向二、綜合自動化技術(shù)的發(fā)展方向l1.變電所無人值班制度：早在20世紀四五十年代，上海、廣州、天津等大城市，對一些35kV（10kV）變電所，實行無人值班制度，變電所的門平時是鎖起來的，一旦出現(xiàn)故障，保護跳閘切斷用戶電源，用戶會用電話或者其他方式要求供電局去檢修，恢復(fù)供電。供電局再確認停電事故之后，便派出檢修人員去查找并修復(fù)故障，恢復(fù)供電。l2.變電所綜合自動化與變電所實現(xiàn)無人值班制的關(guān)系：因為變電所綜合自動化技術(shù)大量采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們往往聯(lián)想到新型變電所可以按無人值班的模式運營，但無人值班和有人值班是兩種不同的管理模式，它與變電所一、二次系統(tǒng)技術(shù)水平的發(fā)展，與變電所是否實現(xiàn)自動化沒有直接關(guān)系。一、二次設(shè)備可靠性的提高和采用先進技術(shù)，可以為無人值班提供給更為有利的條件，但不是必備條件。l可見，變電所綜合自動