變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構形式和配置0

變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構形式和配置一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結構形式三、分布分散式與集中相結合的結構形式一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構

1、設備層（0層）主要指變電所中的變壓器、斷路器、隔離開關和電流、電壓互感器等一次設備。

2、間隔層（1層）主要由各種繼電保護、自動控制裝置和其他智能設備組成，可以通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等站級網(wǎng)絡與站控層設備進行數(shù)據(jù)通信。一般按斷路器間隔來劃分。

3、變電所層（2層）主要由當?shù)乇O(jiān)控、遠動終端(RTU)等組成，遠動終端負責與牽引供電遠動系統(tǒng)的調度端通過數(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)絡和各間隔層之間進行數(shù)據(jù)交換，負責在有人值班時提供人機交互接口，存儲各種歷史數(shù)據(jù)，負責對間隔層的裝置的管理以及開關操作等功能。二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結構形式1、結構形式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），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“分布集中式結構”。這種自動化系統(tǒng)可應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構。結構布置如下圖所示：2、分層分布式系統(tǒng)集中組屏結構特點（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)。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。這種按功能設計的分散模塊化結構具有軟件相對簡單、調試維護方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高的特點。（2）繼電保護相對獨立在綜合自動化系統(tǒng)中，繼電保護單元相對獨立，其功能不依賴于通信網(wǎng)絡或其他設備。（3）具有與系統(tǒng)控制中心通信功能綜合自動化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關量、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度中心，同時也接收調度中心下達的控制、操作命令和在線修改保護定值命令。（4）模塊化結構，可靠性高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。（5）室內工作環(huán)境好，管理維護方便3、分層分布式系統(tǒng)集中組屏結構的優(yōu)點集中組屏，便于設計、安裝、調試和管理，可靠性也比較高，尤其適合于舊所改造。4、分層分布式系統(tǒng)集中組屏結構的缺點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合的結構形式1、結構形式按每個電網(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、測量等功能設計安裝在同一個微機裝置中，對于6～35kV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柜上，然后通過通信網(wǎng)絡和監(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。這也是當前綜合自動化的主要結構形式。結構布置如下圖所示：2、結構特點及優(yōu)越性（1）6～35kV的中低壓線路保護監(jiān)控采用分散式結構，就地安裝在開關柜中，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。（2）高壓線路、變壓器等重要設備的保護監(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。（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。（4）電能計量采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護室中。三、全分散式結構形式1、全分散式結構形式將每個電網(wǎng)元件（包括變壓器，高、低壓線路，電容器等）的保護、控制、測量功能設計安裝在同一個微機裝置中，并且分散安裝在各個開關柜中，然后通過通信網(wǎng)絡和監(jiān)控主機進行信息交換。這種結構形式中，主控室內只有監(jiān)控用的微機和直流操作電源及網(wǎng)絡信號集中轉換的柜子，主控室結構簡單，設備環(huán)境好，檢修更方便。結構形式如下圖所示：2、全分散式結構的優(yōu)越性（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。主控室內減少了保護屏的數(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。（2）減少了施工和設備安裝工程量。由于安裝在開關柜上的保護測控裝置在開關柜出廠前已經(jīng)由廠家安裝調試完畢，再加上保護測控裝置都安裝在各開關柜，減少了敷設到控制室的控制電纜數(shù)量，因此現(xiàn)場施工、安裝和調試的工期就縮短了。（3）簡化了變電所二次設備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。（4）分層分散式結構可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。分層分散式結構，由于保護測控裝置分散安裝在高壓設備附近，減小了電流互感器的負擔，同時，各模塊與監(jiān)控機之間通過通信網(wǎng)絡連接，抗干擾能力強，可靠性高。總之，分層分散式結構可以降低總投資，是變電所綜合自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向一、綜合自動化技術推動無人變電所值班制度的實施

二、綜合自動化技術的發(fā)展方向1.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故障，恢復供電。2.變電所綜合自動化與變電所實現(xiàn)無人值班制的關系：因為變電所綜合自動化技術大量采用計算機網(wǎng)絡技術，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)技術水平的發(fā)展，與變電所是否實現(xiàn)自動化沒有直接關系。一、二次設備可靠性的提高和采用先進技術，可以為無人值班提供給更為有利的條件，但不是必備條件?？梢姡冸娝C合自動化技術對無人值班制起著重要的推動作用。變電所實行無人值班制是綜合自動化技術發(fā)展的必然結果，新型牽引變電所正在按照這個方向進行設計和建設。