变电站综合自动化第2章.ppt

第2章 变电站综合自动化 系统的结构与配置,掌握变电站综合自动化系统的分层 了解变电站综合自动化系统的体系结构 掌握变电站综合自动化系统的配置模式,要求, 知识点 变电站综合自动化系统的分层 变电站综合自动化系统的体系结构 变电站综合自动化系统的配置模式  重点和难点 掌握变电站综合自动化系统的分层 变电站综合自动化系统的体系结构与配置,2．1 综合自动化系统的硬件结构,随着电子技术、计算机技术、通信技术的发展，变电站综合自动化系统的体系结构不断发生变化，由早期的集中式发展为目前的分层分布式在分层分布式结构中，按照继电保护与测量控制装置安装的位置不同，可分为集中组屏，分散安装，分散安装与集中组屏相结合三种类型如图2-1所示图2-1 变电站综合自动化系统结构图,2．1．1 集中式的结构形式,早期的变电站综合自动化系统采用集中式的结构集中式结构可能由一台计算机或几台计算机完成变电站的保护、测量、控制、调节功能集中式结构的主要特点是，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理图2-2 集中式结构形式图,图2-2中的监控主机主要实现对变电站的测量、信号采集、遥控功能，生成报表、打印报表，实现事件顺序记录，同时通过RTU完成与调度（或控制中心）的通信。

由图2-2可以看出，若用于保护的计算机故障，整个变电站将失去保护，因此采用一台计算机实现所有的保护可靠性低为了提高保护装置的可靠性，需要采用双机备用的方式在一台计算机中实现所有的保护，其程序复杂，维护困难2．1．2分层分布式的结构形式,目前，变电站综合自动化系统按设备的功能可以分为三层即变电站层、单元层(或称间隔层)和设备层 设备层又称为0层，主要包含变压器，断路器，隔离开关，电流、电压互感器等一次设备 单元层又称为1层，主要包括按间隔布置的继电保护装置，测量控制装置，及PT切换装置、公共信号装置、故障录波装置、电压无功控制装置等. 变电站层又称为2层，主要包括监控主机，工程师工作站，远方信号传输装置（RTU）等以10Kv线路间隔为例，简述该间隔保护测量控制装置的工作过程一、集中组屏 集中组屏的结构可应用于有人值班或无人值班变电站无人值班变电站的变电层中没有工程师工作站，就地监控主机图2-4 集中组屏,分层分布式有人值班变电站系统结构,,分层分布式无人值班变电站系统结构,,对于35～110kV中、低压变电站，一次设备都比较集中，有不少是组合式设备，分布面不广，所用信号电缆不太长，因此采用集中组屏虽然比分散式安装增加电缆，但其优点是集中组屏，便于设计、安装、调试和管理，可靠性也比较高，尤其适合于老站改造。

分布集中式结构的主要缺点是安装时需要的控制电缆相对较多，增加了电缆投资二、分散安装 分层分布式系统得分散安装结构是按间隔为对 象，把保护、测量、控制一体化装置安装在开关柜中如图所示分散式结构减小了控制室的面积，简化了二次系统的配置，节省了二次电缆，检修维护方便，现场安装调试工作量减小 目前，完全分散安装的结构在我国新建的中小型变电站中被广泛采用三、分散安装与集中组屏相结合 目前，我国将10kV~35kV线路的保护、测量、控制设计为一体化装置，便于采用分散式结构，就地安装而110kV及以上线路、主变压器的保护与测量、控制独立设计，一般采用集中组屏的型式，安装于主控制室中分散安装与集中组屏相结合的型式，一般用于大、中型变电站中，典型的结构如图2-8所示图2-8 分散安装与集中组屏相结合的结构 （a）电气主接线 （b）主控制室布置（c）安装于开关柜的10kV保护测量控制一体化装置,,图2-8中的图（a）是110kV变电站的电气主接线，将主变压器、110kV线路的保护测量控制屏，直流屏，电度屏，安全自动装置等集中组屏，与监控主机一起安装于主控制室内，如图2-8（b）所示10kV出线的保护测量控制分散安装在开关柜中，如图2-8（c）所示。

2.2 变电站综合自动化系统的配置,2.2.1 变电站层的主要工作站 一、监控主机 监控主机又是操作员工作站监控主机主要实现变电站的运行监视、控制，运行管理等功能 具有以下特点： 使用简单，操作方便 接口开放，扩展灵活 功能多样二、工程师工作站 工程师工作站供专业技术人员使用具有故障分析诊断，继电保护、故障录波等智能设备定值管理，用户权限管理，各种装置、断路器运行状态统计等功能三、远动主机 远动主机又称远动工作站具有多种、多个通信接口，支持多种通信协议如具有RS-485，局域网，现场总线（如CAN）接口，支持光纤通信，电力载波通信，支持IEC60870-5-103协议，IEC61850协议等SEL保护（ModBus规约）；ABB保护SPA系列(SPA规约)；ALSTOM规约；GE规约（ModBus）；SIEMNS的7UT513 (串口103规约)、串补站(101、104规约),2.2.2 变电站自动化系统的配置,变电站自动化系统按照其规模可以分为小站模式，大站模式两种按照网络拓扑结构可以分为辐射型网络，双环网两种根据变电站的规模，及变电站在电力系统中的重要性采用不同的结构一、小站模式 小站模式一般在中小型变电站中采用,变电站层采用一台就地监控主机，一台远方信号传输装置（RTU）。

就地监控通过单一的以太网与单元层设备实现通信二、大站模式 大站模式一般在大中型重要的变电站中采用，自动化系统均采用以太网的双主网与双子网结构，通过集线器（HUB）连接2.3 国内典型的变电站 综合自动化系统,目前，国内有许多生产电力系统综合自动化产品的厂家，下面以南瑞继电保护公司、北京四方公司、许昌继电器股份有限公司、烟台东方电子生产的变电站综合自动化系统为例，介绍变电站自动化系统的结构2.3.1 南瑞继电保护公司RCS-9000 自动化系统,一、RCS-9000自动化系统的技术特点： 系统采用分层分布式设计 装置结构设计合理 系统功能齐全，分布合理，性能可靠系统的通信基于DL/T667-1999电力行业标准（IEC60870-5-103协议），互操作性强，可方便地实现与其它设备的互连 系统采用GPS卫星对时方式，软件对时和硬件对时可以同时存在,基于全站网络通信 网络化的后台监控系统,二、典型的结构 1、单机单网单后台结构 图2-11的单机单网单后台结构一般用于中小型变电站2、双机双网双后台结构,(a),2.3.2 北京四方继电保护公司,一、北京四方继电保护公司自动化系统的技术特点: ⑴由第四代微机（32位机）通用硬件系统组成； ⑵WINDOWS NT/WINDOWS2000操作系统； ⑶总线采用Lonworks网络总线技术，最近也推出了宽带以太网技术； ⑷与本厂的保护和控制装置构成一体化快速高性能可靠的综合自动化系统； ⑸系统通过（IEC255－22－4）四级等九项抗干扰试验； ⑹独特的故障录波管理系统;,二、典型结构 1、110kV变电站自动化系统配置 2、220kV变电站自动化系统配置 3、500kV变电站自动化系统配置,,本章习题,1、变电站自动化系统结构分为几层？ 2、目前，国内变电站综合自动化系统采用哪 种结构？发展趋势是什么？ 3、110KV、220KV、500KV变电站综合自动 化系统有哪些异同？,。