2011年培训教案.doc

变电站综合自动化系统（讲义）　　变电站综合自动化系统是指：通过执行规定功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合 变电站综合自动化 - 概述　　变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息、数据共享，完成变电站运行监视和控制任务变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施 　　功能的综合是其区别于常规变电站的最大特点,它以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标. 变电站综合自动化 - 原则　　综合自动化实现的两个原则： 　　一是中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的； 　　二是对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性。

变电站综合自动化 - 结构和模式　　目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构： 　　1）分布式系统结构 　　按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理这里所谈的‘分布’是按变电站资源物理上的分布（未强调地理分布），强调的是从计算机的角度来研究分布问题的这是一种较为理想的结构，要做到完全分布式结构，在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强的优势，然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的一系列问题，如在分散安装布置时，恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等，就目前技术而言还不够十分成熟，一味地追求完全分布式结构，忽略工程实用性是不必要的 　　2）集中式系统结构 　　系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：前置管理机任务繁重、引线多，是一个信息‘瓶颈’，降低了整个系统的可靠性，即在前置机故障情况下，将失去当地及远方的所有信息及功能，另外仍不能从工程设计角度上节约开支，仍需铺设电缆，并且扩展一些自动化需求的功能较难。

在此值得一提的是这种结构形成的原由，变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发，没有从整个系统设计的指导思想下进行，随着技术的进步及电力系统自动化的要求，在进行变电站自动化工程的设计时，大多采用的是按功能‘拼凑’的方式开展，从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题 　　3）分层分布式结构 　　按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层式分布控制系统结构 　　站级系统大致包括站控系统（SCS）、站监视系统（SMS）、站工程师工作台（EWS）及同调度中心的通信系统（RTU）： 　　站控系统（SCS）：应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能，完成站内的运行管理及控制(包括就地及远方控制管理两种方式)，例如事件记录、开关控制及SCADA的数据收集功能 　　站监视系统（SMS）：应对站内所有运行设备进行监测，为站控系统提供运行状态及异常信息，即提供全面的运行信息功能，如扰动记录、站内设备运行状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等 　　站工程师工作台（EWS）：可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能，也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。

　　上面是按大致功能基本分块，硬件可根据功能及信息特征在一台站控计算机中实现，也可以两台双备用，也可以按功能分别布置，但应能够共享数据信息，具有多任务时实处理功能 　　段级在横向按站内一次设备（变压器或线路等）面向对象的分布式配置，在功能分配上，本着尽量下放的原则，即凡是可以在本间隔就地完成的功能决不依赖通讯网，特殊功能例外，如分散式录波及小电流接地选线等功能的实现 变电站综合自动化 - 发展历程变电站综合自动化建设的发展历程: 　　全国第一套微机保护装置----1984华北电力大学 　　全国第一套分布式综合自动化系统----1994大庆 　　全国第一套就地安装保护装置----1995 CSL200A 　　全国第一套220kV综合自动化变电站----1996珠海南屏 　　全国第一套全下放式220kV综合自动化变电站----1999丹东 　　 全国第一套全国产500kV综合自动化变电站----1999南昌 　　全国第一套将专家系统应用到变电站综合自动化系统中--2000 　　国内第一家引进现场总线LonWorks 一般程序　　自动：在一个限定任务内自行动作（无需操作人员） 　　 变电站综合自动化(4张)自动化：采用自动装置改进设备以减少人的干预。

　　控制：在系统中，为某一特定目的而执行的操作在变电站中控制包括：断路器、隔离开关的操作、变压器分接头的调节、保护定值修改、特殊控制 　　监控：通过对系统或设备进行连续或定期的监测来核实功能是否被正确执行，并使它们的工作状况适应于变化的运行要求 　　自动控制：无需人去直接或间接操作执行装置的控制方式 　　自动控制装置：由一个或多个继电器或逻辑元件组合在一起，预定完成某项规定自动化功能的设备 　　自动切换装置：在变电站中按照规定的程序预定起动操作断路器和或隔离开关的自动控制装置 　　信息：人们根据表示数据所用的约定而赋于数据的意义 　　信息容量：调度中心、主站或子站可处理的各种远动信息的总和 　　状态信息：双态或多态运行设备所处状态的信息 　　监视信息：将子站设备的状态或状变传送到主站的信息 　　事件信息：有关运行设备状态变化的监视信息 　　遥信信息：指发电厂、变电站中主要的断路器和隔离开关的位置状态信号，重要继电保护与自动装置的动作信号，以及一些运行状态信号等 　　遥控信息：指通过远程指令遥控发电厂或变电站中的各级电压回路的断路器、投切补偿装置、调节主变压器分头、自动装置的投入和退出、发电机的开停等。

　　通信：在信息源和受信者之间交换信息 　　串行通信：两台设备之间(或称点对点之间)通过单一通道串行传输信息的一种方式 　　并行通信：两台设备之间(或称点对点之间)通过多个通道并行传输信息的一种方式 　　光纤通信：在光导纤维中传送信息的一种有线通信方式 　　告警：当发生某些不正常状态，需提醒人们注意而使用的信息 　　总告警：全部单独告警汇总成的告警 　　成组告警：若干单独告警汇总成的告警 　　遥测：指运用通信技术传输所测变量之值 　　遥信：指对状态信息的远程监视 　　遥控：指具有两个确定状态的运行设备进行的远程操作 　　遥调：指对具有不少于两个设定值的运行设备进行的远程操作 　　遥视：指运用通信技术对远方的运行设备状态进行远程监视 　　遥脉：指运用通信技术对远方的运行设备的脉冲量(如电能量)进行远程累计 　　监视：用比较的方法对系统或其某一部分的运行进行观察在综合自动统中通过彩色显示器(大屏幕)上调看主接线图、系统图、棒图、表格等，查看变电站运行实时数据、设备状态、事件记录等 　　帧：指含有信息、控制和校验区，并附有帧定界符的比特序列 　　报文：以一帧或多帧组成的信息传输单元 　　远动：应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能的总称。

　　远动系统：对广阔地区的生产过程进行监视和控制的系统 　　远程命令：应用通信技术，完成改变运行设备状态的命令 　　远动网络：若干远动站通过传输链路，彼此进行通信联系的整体 　　通道：在数据传输中，传输信号的单一通路或其一段频带 　　远动控制中心：控制远动网络的所在地 　　远方控制端：指设置在与无人值班变电站相关的调度机构或某中心变电站一个独立的集中控制中心的远方控制装置 　　远方监控终端：指设置在被监控变电站内的远方监控装置，包括信息采集、处理、发送，命令接受、输出和执行的设备 　　主站:控制站：对子站实现远程监控的站 　　子站:被控站：受主站监视和控制的站 　　远方终端(RTU)：指在微机远动装置构成的远动系统中，装在变电站内的远方数终端装置在变电站综合自动化系统中指：由主站监控的子站，按规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备 　　馈线远方终端：安装在配电网馈线回路的柱上和开关柜等处，并具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测(或利用故障指示器检测故障)等功能的远方终端，称为 FTU；安装在配电网馈线回路的开闭所和配电所等处，具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测(或利用故障指示器检测故障)等功能的远方终端，称为DTU。

　　配电变压器远方终端；用于配电变压器的各种运行参数的监视、测量的远方终端，称为TTU 　　配电自动化系统远方终端：用于配电网中的各种馈线远方终端、配电变压器远方终端以及中压监控单元(配电自动化及管理系统子站)等设备的统称 　　前置机：对进站或出站的数据，完成缓冲处理和通信控制功能的处理机 　　后台机：对本站设备的数据进行采集及处理，完成监视、控制、操作、统计、报表、管理、打印、维护等功能的处理机 　　调制：为了使信号便于传输、减少干扰和易于放大，使一种波形(载波)参数按另一种信号波形(调制波)变化的过程 　　解调：从调制的载波信号中复原原调制信号的过程 　　调制解调器：对远动设备所传送的信号进行调制和解调的设备 　　数据终端设备：数据站的一种功能单元，它具有向计算机输入和接收计算机输出数据的能力；与数据通信线路连接的通信控制能力 　　采样(电气传动的)：在有限的时间间隔内(通常是相等的时间间隔)测量一个物理量的过程 　　实时数据：指运行时实时记录和监视的物理量 　　历史数据：指运行时按规定的间隔或时间点记录的物理量在变电站中历史数据指按指定时间间隔或特殊要求保存下来的运行实时数据、各记录和报表、曲线等。

　　变电站运行实时参数：指为监测和控制变电站运行所需的各种实时数据主要有：母线电压、系统周波；馈线电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量；主变压器电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量、温度；保护定值，直流电源电压；变电站设备运行状态等 　　变电站设备运行状态：指各馈线断路器、隔离开关的实际运行状态(合闸、分闸)； 　　主变压器分头实际位置、主变压器状态，压力、气体继电器是否报警；保护运行状态；被监控变电站系统状态；监控系统运行状态 　　事件记录：指记录变电站运行过程中计算机监测的各种越限、异常、报警、断路器变位、设备状态变化以及通过计算机系统执行的各种控制操作事件事件记录主要包含事件名称、相关设备名称、事件发生时间及内容等事件记录类型有：事件顺序记录：断路器信号变位记录；变位断路器编号、变位状态、变位时间操作记录，断路器控制：操作时间、操作性质、操作人、监护人；保护定值修改：保护名称、修改时间、操作人、监护人；越限记录，越限起止时间、越限值；设备运行记录，设备名称、设备状态启停时间等 　　事件顺序记录：事件顺序记录又称SOE，特指在电网发生事故时，以比较高的时间精度记录的下列一些数据：发生位置变化的各断路器的编号(包括变电站名)、变位时刻，变位时刻，。