变电所综合自动化系统的结构形式和配置.ppt

变电所综合自动化系统的结构形式 和配置 一、变电所综合自动化系统的结构 二、分层（级）分布式系统集中组屏的结构形式 三、分布分散式与集中相结合的结构形式 四、全分散式结构形式 五、变电所综合自动化技术的发展方向 36-雷栋 一、变电所综合自动化系统的结构 一、变电所综合自动化系统的结构 n1、设备层（0层） n主要指变电所中的变压器、断路器、隔离开关和电流、电压互感 器等一次设备 n2、间隔层（1层） n主要由各种继电保护、自动控制装置和其他智能设备组成，可以 通过现场总线、以太网等站级网络与站控层设备进行数据通信 一般按断路器间隔来划分 n3、变电所层（2层） n主要由当地监控、远动终端(RTU)等组成，远动终端负责与牵引供 电远动系统的调度端通过数据通信通道实现数据交换当地监控 由监控机通过局部网络和各间隔层之间进行数据交换，负责在有 人值班时提供人机交互接口，存储各种历史数据，负责对间隔层 的装置的管理以及开关操作等功能 二、分层（级）分布式系统集中组屏 的结构形式 n1、结构形式 n把整套综合自动化系统按其不同的功能将间隔 层按对象划分组装成多个屏（柜），例如：变 压器保护屏、线路保护屏、直流屏等。

这些控 制保护屏一般都安装在主控室中，又简称“分 布集中式结构” n这种自动化系统可应用于有人或无人值班变电 所多数传统变电所在改造初期都采用分布集 中式结构 n如下图所示 二、分层（级）分布式系统集中组屏 的结构形式 n2、分层分布式系统集中组屏结构特点 n（1）分层（级）分布式的配置系统采用按功能划分的分布式多 CPU系统 n其功能单元有：各种高低压线路保护单元、主变压器保护单元、 电容器保护单元、 备用电源自投控制单元 n低频减载控制单元、电压无功综合控制单元、数据采集与处理单 元、电能计量单元 n 每个功能单元基本由一个CPU组成，也有一个功能单元由多个 CPU完成的，例如主变保护就由主保护和后备保护组成这种按 功能设计的分散模块化结构具有软件相对简单、调试维护方便、 组态灵活、系统整体可靠性高的特点 n（2）继电保护相对独立 n在综合自动化系统中，继电保护单元相对独立，其功能不依赖于 通信网络或其他设备 二、分层（级）分布式系统集中组屏 的结构形式 n（3）具有与系统控制中心通信功能 n 综合自动化系统本身已具有对模拟量、开关量、电 能脉冲量进行数据采集和数据处理的功能，也具有收 集继电保护动作信息、事件顺序记录等功能，因此不 必另设独立的RTU装置，直接可将综合自动化系统采 集的信息传送给调度中心，同时也接收调度中心下达 的控制、操作命令和修改保护定值命令。

n（4）模块化结构，可靠性高 n各功能模块都由独立电源供电，输入/数出回路都相互 独立，任何一个模块故障，只影响局部功能，不影响 全局 n（5）室内工作环境好，管理维护方便 二、分层（级）分布式系统集中组屏 的结构形式 n3、分层分布式系统集中组屏结构的优点 n集中组屏，便于设计、安装、调试和管理，可 靠性也比较高，尤其适合于旧所改造 n4、分层分布式系统集中组屏结构的缺点 n安装时需要的控制电缆相对较多，增加了电缆 及其辅助投资 三、分布分散式与集中相结合的结构 形式 n1、结构形式 n 按每个电网元件（如一条馈线、一台变压器、一组 电容器等）为对象，把控制、保护、测量等功能设计 安装在同一个微机装置中，对于6～35kV的中低压线 路，可以将这个微机保护监控装置分散安装在各个开 关柜上，然后通过通信网络和监控主机进行信息交换 ；对于高压线路或变压器等重要设备的保护监控装置 仍然采用集中组屏方式安装在主控室内这也是当前 综合自动化的主要结构形式 n 结构布置如下图所示 三、分布分散式与集中相结合的结构 形式 n2、结构特点及优越性 n（1）6～35kV的中低压线路保护监控采用分散式结构，就地安装 在开关柜中，通过现场总线与主控室监控机交换信息，可以节约 控制电缆。

n（2）高压线路、变压器等重要设备的保护监控采用集中组屏方式 ，安装在主控室或保护室中，使这些设备的保护监控装置处于比 较好的工作环境中，可以提高供电的可靠性 n（3）其他的自动装置，如备用电源自投装置和电压、无功综合控 制装置采用集中组屏方式，安装于主控室或保护室中 n（4）电能计量采用集中组屏方式，安装于主控室或保护室中 四、全分散式结构形式 n1、全分散式结构形式 n 将每个电网元件（包括变压器，高、低压线 路，电容器等）的保护、控制、测量功能设计 安装在同一个微机装置中，并且分散安装在各 个开关柜中，然后通过通信网络和监控主机进 行信息交换这种结构形式中，主控室内只有 监控用的微机和直流操作电源及网络信号集中 转换的柜子，主控室结构简单，设备环境好， 检修更方便 n结构形式如下图所示 四、全分散式结构形式 n2、全分散式结构的优越性 n（1）简化了变电所二次部分的配置，大大缩小了控 制室的面积 n主控室内减少了保护屏的数量，由于采用综合自动化 系统后，原先常规的控制盘、中央信号屏和模拟屏可 以取消 n（2）减少了施工和设备安装工程量 n 由于安装在开关柜上的保护测控装置在开关柜出厂 前已经由厂家安装调试完毕，再加上保护测控装置都 安装在各开关柜，减少了敷设到控制室的控制电缆数 量，因此现场施工、安装和调试的工期就缩短了。

四、全分散式结构形式 n（3）简化了变电所二次设备之间的互连线， 节省了大量连接电缆 n（4）分层分散式结构可靠性高，组态灵活， 检修方便 n分层分散式结构，由于保护测控装置分散安装 在高压设备附近，减小了电流互感器的负担， 同时，各模块与监控机之间通过通信网络连接 ，抗干扰能力强，可靠性高 n总之，分层分散式结构可以降低总投资，是变 电所综合自动化系统的未来发展趋势 五、变电所综合自动化技术的发展方 向 n变电所综合自动化技术是提高变电所安全稳定 运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益 、提供高质量电能的一项重要技术措施 n 无论从管理角度还是从技术经济角度，牵引 变电所实现无人值班、分区所实现箱式化将是 综合自动化发展的一个新目标 n 该目标是调度远动化技术、变电所综合自动 化技术、安全视频监控技术、一次设备检 测技术、数字化通道技术的有机结合，目前国 产技术已能满足其功能要求 。