第10講-變電站綜合自動化課件

第十講

變電站綜合自動化（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化（1）主講人：李巖松第六章變電站綜合自動化8/8/20232NorthChinaElectricPowerUniversity第六章變電站綜合自動化7/31/20232NorthC一、變電站綜合自動化的概念8/8/20233NorthChinaElectricPowerUniversity一、變電站綜合自動化的概念7/31/20233NorthC傳統(tǒng)變電站的自動化系統(tǒng)1、安全性、可靠性不高二次設(shè)備中的繼電保護和自動裝置、遠(yuǎn)動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、繼電保護室占地面積大8/8/20236NorthChinaElectricPowerUniversity傳統(tǒng)變電站的自動化系統(tǒng)3、占地面積大在傳統(tǒng)的變電站中二次設(shè)傳統(tǒng)變電站的自動化系統(tǒng)4、實時性和可控性較差傳統(tǒng)的變電站不能滿足向調(diào)度中心及時提供運行參數(shù)的要求5、維護工作量大

每年校驗保護定值的工作量是相當(dāng)大的，無法實現(xiàn)遠(yuǎn)方修改繼電保護或自動裝置的定值8/8/20237NorthChinaElectricPowerUniversity傳統(tǒng)變電站的自動化系統(tǒng)4、實時性和可控性較差傳統(tǒng)的變電站不能變電站綜合自動化基本含義變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的一次設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制和保護、以及與調(diào)度中心進行信息交換等功能。多臺微機子系統(tǒng)組成自動化系統(tǒng)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏微機保護電磁式或晶體管繼電保護8/8/20238NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動化基本含義變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備變電站綜合自動化基本特征1、功能綜合化

綜合了微機保護、故障錄波、故障測距、小電流接地選線、自動按頻率減負(fù)荷、自動重合閘等自動裝置功能

綜合了變電站內(nèi)全部二次設(shè)備8/8/20239NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動化基本特征1、功能綜合化綜合了微機保護、故障變電站綜合自動化基本特征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化基本特征3、操作監(jiān)視屏幕化

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

計算機局域網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(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)滿足實時性要求，易于擴展8/8/202312NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動化基本特征4、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化計算機局域網(wǎng)技術(shù)變電站綜合自動化基本特征5、運行管理智能化

不僅能監(jiān)測一次設(shè)備，還能每時每刻檢測自己是否有故障，充分體現(xiàn)了其智能性

8/8/202313NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動化基本特征5、運行管理智能化不僅能監(jiān)測一次變電站綜合自動化基本特征6、測量顯示數(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打印、報表所代替。8/8/202314NorthChinaElectricPowerUniversity變電站綜合自動化基本特征6、測量顯示數(shù)字化指針式儀表全被顯二、變電站綜合自動化的功能1、繼電保護功能2、監(jiān)視控制功能3、自動控制裝置功能4、通信功能8/8/202315NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動化的功能1、繼電保護功能2、監(jiān)視控制功能3二、變電站綜合自動化的功能1、繼電保護功能

輸電線路保護

電力變壓器保護

母線保護

電容器保護

小電流接地系統(tǒng)自動選線

自動重合閘系統(tǒng)的繼電保護按被保護的電力設(shè)備單元(間隔)分別獨立設(shè)置保護裝置設(shè)有通信接口8/8/202316NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動化的功能1、繼電保護功能輸電線路保護電二、變電站綜合自動化的功能2、監(jiān)視控制功能（1）實時數(shù)據(jù)采集與處理（2）運行監(jiān)視功能（3）故障錄波與測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關(guān)量有：斷路器位置、開關(guān)位置、保護狀態(tài)等對變電站各種開關(guān)量變位情況和各種模擬量進行監(jiān)視微機保護裝置兼作故障記錄和測距采用專用的微機故障錄波器8/8/202317NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動化的功能2、監(jiān)視控制功能（1）實時數(shù)據(jù)采集二、變電站綜合自動化的功能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變電站內(nèi)的設(shè)備在事故時動作先后順序記錄事故追憶是在事故前后一段時間內(nèi)主要模擬量作連續(xù)測量記錄操作人員可遠(yuǎn)方操作開關(guān)等設(shè)備操作閉鎖和“五防”歷史數(shù)據(jù)的存儲和統(tǒng)計8/8/202318NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動化的功能2、監(jiān)視控制功能（4）事故順序記錄二、變電站綜合自動化的功能3、自動控制裝置功能

電壓無功綜合控制

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)量的自動控制功能8/8/202319NorthChinaElectricPowerUniversity二、變電站綜合自動化的功能3、自動控制裝置功能電壓無功綜合二、變電站綜合自動化的功能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)部的通信實現(xiàn)自動化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(監(jiān)控主機)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現(xiàn)變電站綜合自動化系統(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、變電站綜合自動化的通信（1）串行通信

通信簡單，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、變電站綜合自動化的通信（1）串行通信通信簡單，成本低，四、變電站綜合自動化的通信（2）現(xiàn)場總線

通信可靠性高，抗干擾能力強，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、變電站綜合自動化的通信（2）現(xiàn)場總線通信可靠性高，抗干四、變電站綜合自動化的通信（3）以太網(wǎng)

通信可靠性高，抗干擾能力強，兼容性好，成本適中，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率高。綜合性價比高。8/8/202327NorthChinaElectricPowerUniversity四、變電站綜合自動化的通信（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、變電站綜合自動化的通信IEC60870-5-101規(guī)約四、變電站綜合自動化的通信

四遙”的含義遙測：遠(yuǎn)程測量。采集并傳送運行參數(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。采集并傳送各種保護和開關(guān)量信息8/8/202329NorthChinaElectricPowerUniversity四、變電站綜合自動化的通信四遙”的含義遙測：遠(yuǎn)程測量。采集四、變電站綜合自動化的通信

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，對遠(yuǎn)程的一些開關(guān)控制設(shè)備進行遠(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，對遠(yuǎn)程的控制量設(shè)備進行調(diào)節(jié)8/8/202330