變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式集中式結(jié)構(gòu)課件

(1)集中式結(jié)構(gòu)從變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展來(lái)看，結(jié)構(gòu)形式上可分為集中式、分布式和分散和集中相結(jié)合式三種。主要功能和特點(diǎn)：2.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式①實(shí)時(shí)采集變電站中各種信息量，具有對(duì)變電站數(shù)據(jù)的采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、制表、打印等功能。②對(duì)變電站設(shè)備和進(jìn)、出線的保護(hù)功能。③系統(tǒng)具有自診斷和自恢復(fù)功能。④結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、節(jié)省占地面積。⑤造價(jià)低、實(shí)用性強(qiáng)，尤其對(duì)35kV或規(guī)模較小的變電站更為有利。集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化集中式立柜結(jié)構(gòu)，各控制保護(hù)功能均集中在專(zhuān)用的采集、控制保護(hù)柜，所有的控制、保護(hù)、測(cè)量、報(bào)警等信號(hào)均在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)后經(jīng)光纖總線傳輸至主控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。(2)分布式結(jié)構(gòu)主要功能和特點(diǎn)：①綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的繼電保護(hù)相對(duì)獨(dú)立；②具有與系統(tǒng)控制中心通信功能；③具有模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性高；④管理維護(hù)方便：分布式集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)分布式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中的各個(gè)計(jì)算機(jī)可以獨(dú)立工作，分別完成分配給各自的任務(wù)，又可以彼此之間相互協(xié)調(diào)合作，在通信協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全局管理。此結(jié)構(gòu)形式的系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外主流廠家廣泛采用的模式。按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)二次設(shè)備分布現(xiàn)狀可縱向分為變電站層、通信層和間隔層，并按其功能組裝成多個(gè)屏，集中安裝在主控室。分層分布式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)智能變電站采用三層設(shè)備兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)“三層兩網(wǎng)”?！叭龑印笔侵刚究貙印㈤g隔層、過(guò)程層三層設(shè)備；“兩網(wǎng)”是指站控層網(wǎng)絡(luò)，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的分層、分布、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)如圖示。智能變電站的結(jié)構(gòu)形式3.分散和集中相結(jié)合結(jié)構(gòu)分散與集中相結(jié)合結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與保護(hù)管理機(jī)交換信息，節(jié)約控制電纜，簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，縮小了控制室的面積；抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠性高，而且組態(tài)靈活，檢修方便，還能減少施工和設(shè)備安裝工程量。變電站層變電站層通常由監(jiān)控主機(jī)、五防主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)主站及工程師工作站組成。變電站層中的監(jiān)控主機(jī)根據(jù)接受到的數(shù)據(jù)按預(yù)定程序進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算、分析、處理和邏輯判斷，確定一次系統(tǒng)是否正常運(yùn)行和發(fā)生故障，一旦一次系統(tǒng)故障，則發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警和顯示，并發(fā)出執(zhí)行命令，使繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置動(dòng)作，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。8.1.3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的配置典型35kV變電站綜合自動(dòng)化配置方案間隔層間隔層分單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。間隔單元通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集各設(shè)備的模擬量輸入信號(hào)，并經(jīng)離散化和模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；通過(guò)開(kāi)關(guān)量采集模塊采集斷路器的開(kāi)合、電流脈沖量等信息并經(jīng)電平變換、隔離處理得到開(kāi)關(guān)量信息。這些數(shù)字量和開(kāi)關(guān)量將上傳給通信層。當(dāng)通信層接受到從間隔層發(fā)送上來(lái)的信息時(shí)，會(huì)將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到變電站層監(jiān)控主機(jī)的存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行處理。同時(shí)也將該信息傳送至上級(jí)調(diào)度中心，使得上級(jí)調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握該變電站各設(shè)備的運(yùn)行情況，也可由調(diào)度中心直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)終端控制和“四遙”功能。典型35kV變電站綜合自動(dòng)化配置方案通信層通信層主要完成變電站層和間隔層之間的通信。通信層支持單網(wǎng)或雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，支持全以太網(wǎng)，也支持其它網(wǎng)絡(luò)。雙網(wǎng)采用均衡流量管理，有效地保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性；通信協(xié)議采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，可方便地實(shí)現(xiàn)不同廠家的設(shè)備互連；可選用光纖組網(wǎng)，增強(qiáng)通信抗電磁干擾能力；提供遠(yuǎn)動(dòng)通信功能，可用不同的規(guī)約向不同的調(diào)度所或集控站轉(zhuǎn)發(fā)不同的信息報(bào)文；利用GPS支持硬件對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，減少了GPS與設(shè)備之間的連線，方便可靠，對(duì)時(shí)準(zhǔn)確。在通信層，可選用屏蔽雙絞線、光纖或其他通信介質(zhì)聯(lián)網(wǎng)，采用網(wǎng)關(guān)代替某些自動(dòng)化系統(tǒng)中常用的通信控制器。典型35kV變電站綜合自動(dòng)化配置方案1.數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳信息的通道通信是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)非常重要的基礎(chǔ)功能。借助于通信，各斷路器間隔中保護(hù)測(cè)控單元、變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)控制中心自動(dòng)化系統(tǒng)得以相互交換信息和信息共享，提高了變電站運(yùn)行的可靠性，減少了連接電纜和設(shè)備數(shù)量，實(shí)現(xiàn)變電站遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。變電站向控制中心傳送的信息稱(chēng)為“上行信息”；而由控制中心向變電站發(fā)送的信息通常稱(chēng)為“下行信息”。遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)的載體稱(chēng)為“信道”。電力系統(tǒng)中遠(yuǎn)動(dòng)通信的信道類(lèi)型較多，一般分為有線信道和無(wú)線信道兩大類(lèi)。有線信道包括明線、電纜、電力線載波和光纖通信；無(wú)線信道包括短波、散射、微波中繼和衛(wèi)星通信等。8.1.4變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)信息交換，可實(shí)現(xiàn)信息共享，提供常規(guī)的變電站二次設(shè)備所不能提供的功能，減少變電站設(shè)備的重復(fù)配置，簡(jiǎn)化設(shè)備之間的互連，從整體上提高電力系統(tǒng)及變電站的自動(dòng)化水平。信息源、受信者和傳輸路徑是通信的三要素。變電站綜合自動(dòng)化的主要目的不僅僅是用以微機(jī)為核心的保護(hù)和控制裝置來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)變電站的保護(hù)和控制裝置，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)信息交換。①綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信變電站綜合自動(dòng)化通信的功能主要解決自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(jī)（監(jiān)控主機(jī)）間的數(shù)據(jù)通信和信息交換問(wèn)題。②自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度通信綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須兼有遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)RTU遙信、遙測(cè)、遙控和遙調(diào)的四遙功能，可將所采集的模擬量和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端；同時(shí)能接收調(diào)度端下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。通信規(guī)約必須符合部頒規(guī)定。目前最常用的有IEC60870101/103/104和CDT等規(guī)約。并行數(shù)據(jù)通信方式①傳輸速度快。有時(shí)可高達(dá)每秒幾十、幾百兆字節(jié)。②并行數(shù)據(jù)傳送的軟件和通信規(guī)約簡(jiǎn)單。③并行傳輸需要傳輸信號(hào)線多，成本高，因此只適用于傳輸距離較短且傳輸速度較高的場(chǎng)合。串行數(shù)據(jù)通信方式①通信數(shù)據(jù)各不同位，位數(shù)很多和遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，可分時(shí)使用同一傳輸線，并且可以簡(jiǎn)化接線。