变电所综合自动化概念、特点及基本功能课件.ppt
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1、变电站综合自动化系统的概念、优越性及基本功能陕西铁路工程职业技术学院主要内容v变电站综合自动化 系统的概念 v变电站综合自动化的特点特点v变电站综合自动化系统的基本功能变电站综合自动化系统的基本功能变电站综合自动化系统的概念v变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化功能 变电站综合自动化系统的概念v变电站综合自动化系统,即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统,代替常规的测量和监视仪表,代替常规控
2、制屏、中央信号系统和远动屏,用微机保护代替常规的继电保护屏,改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。因此,变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。特征A.功能综合化B.结构微机化C.操作监视屏幕化D.运行管理智能化优点A.以全微机化的新型二次设备替代常规设备,尽量做到硬件资源、信息资源共享。B.用不同的模块软件实现常规设备的各种功能,C.用计算机局域网代替大量信号电缆的连接,D.用主动模式代替常规的被动模式,E.简化了变电站二次部分的硬件配置,减轻了安装施工和运行维护工作量,降低了变电站总造价和运行费用,使变电运行更安全、可靠,为提高运行管理自动化
3、水平打下了基础 变电站综合自动化系统的特点变电站综合自动化系统的特点功能综合化分级分布式、微机化的系统结构测量显示数字化操作监视屏幕化运行管理智能化 变电站综合自动化系统是个技术密集、多种专业技术相互交错、相互配合的系统。它是建立在计算机硬件和软件技术、数据通信技术的基础上发展起来的。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。 微机监控子系统综合了原来的仪表屏、操作屏、模拟屏和变送器屏、远动装置、中央信号系统等功能; 微机保护子系统代替了电磁式或晶体管式的保护装置。 还可根据用户的需要,微机保护子系统和监控子系统结合,综合了故障录波、故障测距和小电流接地等子系统的功能。 综合
4、自动化系统内各子系统利各功能模块由不同配置的单片机或微型计算机组成。采用分布式结构,通过网络、总线将微机保护、数据采集、控制等各子系统联接起来,构成一个分级分布式的系统。个综合自动化系统可以有1几个甚至几1个微处理器同时并行工作,实现各种功能。 长期以来,变电站采用指针式仪表作为测量仪器,其确度低、读数不方便。采用微机监控系统厅,彻底改变了原来的测量手段,常规指针式仪表全被CRT显示器上的数字显示所代替,直观、明了。而原来的人工抄表记录则完全由打印机打印报表所代替。这不仅减轻了值班员的劳动。而且提高了测量精度和管理的科学性。 变电站实现综合自动化后,不论是有人值班。还是无人值班,操作人员不是在
5、变电站内,就是在主控站或调度室内,面对彩色屏幕显示器,对变电站的设备和输电线路进行全方位的监视与操作。常规庞大的模拟屏被CRT屏幕上的实时主接线画面取代;常规在断路器安装处或控制屏上进行的跳、合闸操作,被CRT屏幕上的鼠标操作或键盘操作所代替;常规的光字牌报警信号,被CRT屏幕画面闪烁和文字提示或语言报警所取代,即通过计算机上的CRT显示器,可以监视全变电站的实时运行情况和对谷开关设备进行操作控制。 变电站综合自动化的另一个最大特点是运行管理智能化。 智能化的含义不仅是能实现许多自动化的功能。(例如:电压、无功自动调节,不完全接地系统单相接地自动选线,自动事故判别与事故记录,事件顺序记录,制表
6、打印,自动报警等;)吏重要的是能实现故障分析和故障恢复操作智能化;而且能实现自动化系统本身的故障自诊断、自闭锁和自恢复等功能。这对于提高变电站的运行管理水平和安全可靠性是非常必要的,也是常规的二次系统所无法实现的。常规的二次设备只能监视一次设备、而本身的故障必须靠维护人员去检查。本身不具备自诊断能力。v(1) 变电站综合自动化系统利用当代计算机的技术和通信技术,提供了先进技术的设备,改变了传统的二次设备模式,信息共享,简化了系统统,减少了连接电缆,减少占地面积,降低造价,改变了变电站的面貌。v(2) 提高了自动化水平,减轻了值班员的操作量,减少了维修工作量。v(3) 随着电网复杂程度的增加,各
7、级调度中心要求各变电站能提供更多的信息,以便及时掌握电网及变电站的运行情况。v(4) 提出变电站的可控性,要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等。v(5) 采用无人值班管理模式,提高劳动生产率,减少人为误操作的可能。v(6) 全面提高运行的可靠件和经济性。变电站实现综合变电站实现综合自动化自动化的优越性主要有以下的优越性主要有以下几方面:几方面: 第二节第二节 变电站综合自动化系统的基本功能变电站综合自动化系统的基本功能2.2.1 2.2.1 监控子系统监控子系统 2.2.2 2.2.2 微机保护子系统微机保护子系统2.2.3 2.2.3 电压、无功综合控制子系统电压、无功综合控制子系
8、统2.2.4 2.2.4 电力系统的低频减负荷控制电力系统的低频减负荷控制2.2.5 2.2.5 备用电源自动投入控制备用电源自动投入控制2.2.6 2.2.6 谐波分析与监视功能谐波分析与监视功能 结合国情,变电站综合自动化系统的基本功能可以分为以下几项。结合国情,变电站综合自动化系统的基本功能可以分为以下几项。2.2.7 2.2.7 变电站综合自动化系统的通信任务变电站综合自动化系统的通信任务1 1 监控子系统监控子系统 监控系统应取代常规的测量系统,取代指针式仪表;改变常规的操作机构监控系统应取代常规的测量系统,取代指针式仪表;改变常规的操作机构和模拟盘,取代常规的告警、报警、中央信号、
9、光字牌等;取代常规的远动装和模拟盘,取代常规的告警、报警、中央信号、光字牌等;取代常规的远动装置等等。其功能包括以下几部分内容。置等等。其功能包括以下几部分内容。( (一一) ) 数据采集数据采集( (二二) ) 事件顺序记录事件顺序记录SOESOE( (三三) ) 故障记录、故障录波和测距故障记录、故障录波和测距( (四四) ) 操作控制功能操作控制功能( (五五) ) 安全监视功能安全监视功能( (六六) ) 人机联系功能人机联系功能( (七七) ) 打印功能打印功能( (八八) ) 数据处理与记录功能数据处理与记录功能( (九九) ) 谐波分析与监视谐波分析与监视( (二二) ) 事件顺
10、序记录事件顺序记录SOESOE( (四四) ) 操作控制功能操作控制功能( (六六) ) 人机联系功能人机联系功能( (八八) ) 数据处理与记录功能数据处理与记录功能 数据采集有两种。一种是变电站原始数据采集。数据采集有两种。一种是变电站原始数据采集。原始数据直接来自一次原始数据直接来自一次设备,如:电压互感器、电流互感器的电压和电流信号、变压器温度以及断设备,如:电压互感器、电流互感器的电压和电流信号、变压器温度以及断路器辅助触点、一次设备状态信号。变电站的原始数据包括模拟量和开关量。路器辅助触点、一次设备状态信号。变电站的原始数据包括模拟量和开关量。另一种是变电站自动化系统内部数据交换或
11、采集。另一种是变电站自动化系统内部数据交换或采集。典型的如:电能量数据、典型的如:电能量数据、直流母线电压信号、保护动作信号等。变电站的数据包括模拟量、开关量和直流母线电压信号、保护动作信号等。变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量。电能量。 ( (一一) ) 数据采集数据采集(1) (1) 模拟量的采集。包括各种电量参数(电流、电压、有功功率、无功功率、模拟量的采集。包括各种电量参数(电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数等),以及少数非电量(如变压器温度保护、有功电度、无功电度、功率因数等),以及少数非电量(如变压器温度保护、气体保护等)。气体保护等)。模拟量的采集有
12、交流和直流两种形式模拟量的采集有交流和直流两种形式。交流采样是将电压、。交流采样是将电压、电流信号不经过变送器,直接接人数据采集单元。直流采样是将外部信号,电流信号不经过变送器,直接接人数据采集单元。直流采样是将外部信号,如交流电压、电流,经变送器转换成适合数据采集单元处理的直流电压信号如交流电压、电流,经变送器转换成适合数据采集单元处理的直流电压信号后,再接人数据采集单元。在变电站综合自动化系统中,直流采样主要用于后,再接人数据采集单元。在变电站综合自动化系统中,直流采样主要用于变压器温度、气体压力等非电量数据的采集。变压器温度、气体压力等非电量数据的采集。 (3) (3) 电能计量。电能计
13、量指对电能电能计量。电能计量指对电能( (包括有功和无功电能包括有功和无功电能) )的采集,并能实现的采集,并能实现分时累加、电能平衡等功能。分时累加、电能平衡等功能。 数据采集及处理是变电站综合自动化得以执行其他功能的基础。数据采集及处理是变电站综合自动化得以执行其他功能的基础。 (2) (2) 开关量的采集。断路器、隔离开关和接地开关的状态,有载调压变压器开关量的采集。断路器、隔离开关和接地开关的状态,有载调压变压器分接头的位置,同期检测状态、继电保护动作信号、运行告警信号等,这些分接头的位置,同期检测状态、继电保护动作信号、运行告警信号等,这些信号都以开关量的形式,通过光隔离电路输入至计
14、算机。信号都以开关量的形式,通过光隔离电路输入至计算机。 ( (二二) ) 事件顺序记录事件顺序记录SOESOE 顺序事件记录包括:断路器跳合闸记录,保护及自动装置的动作顺序记顺序事件记录包括:断路器跳合闸记录,保护及自动装置的动作顺序记录,断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头等操作顺序记录,模拟输录,断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头等操作顺序记录,模拟输入信号超出正常范围等。事故追忆功能。事故追忆范围为事故前入信号超出正常范围等。事故追忆功能。事故追忆范围为事故前1min1min到事故到事故后后2min2min的所有相关模拟量值,采样周期与实时系统采样同期一致。的所有相关模拟量值
15、,采样周期与实时系统采样同期一致。( (三三) ) 故障记录、故障录波和测距故障记录、故障录波和测距 变电站的故障录波和测距采用两种方法,一是由微机保护装置兼作故障变电站的故障录波和测距采用两种方法,一是由微机保护装置兼作故障记录和测距,再将记录和测距的结果送监控系统存储及打印输出或直接送记录和测距,再将记录和测距的结果送监控系统存储及打印输出或直接送调度主站;另一种方法是采用专用的微机故障录波器,并且故障录波器应调度主站;另一种方法是采用专用的微机故障录波器,并且故障录波器应具有串行通信功能,可以与监控系统通信。对具有串行通信功能,可以与监控系统通信。对35kv35kv及以下的配电线路,很及
16、以下的配电线路,很少设置专门的故障录波器,为了分析故障的方便,可设置简单故障记录功少设置专门的故障录波器,为了分析故障的方便,可设置简单故障记录功能。对于大量中、低压变电站,没有配置专门的故障录波装置。而对能。对于大量中、低压变电站,没有配置专门的故障录波装置。而对10kv10kv出线数量大、故障率高的,在监控系统中设置了故障记录功能,这对正确出线数量大、故障率高的,在监控系统中设置了故障记录功能,这对正确判断保护的动作情况及正确分析和处理事故是非常必要的。判断保护的动作情况及正确分析和处理事故是非常必要的。( (四四) ) 操作控制功能操作控制功能 无论是无人还是少人值班的变电站,运行人员都
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