《精编》变电站综合自动化系统研讨

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1、变电站综合自动化系统 NS2000 国电南瑞科技股份有限公司 目录 概述系统结构主要功能技术特点系列产品 概述 变电站及其自动化电力系统 由电力生产 传输 分配 消耗组成 发电机 变压器 电力线 并联电容器 电抗器和各种用电设备组成的整体 为保障电力系统的安全稳定运行 电力系统装备继电保护 自动装置 远程通信和调度管理等相应的系统和设备 电力系统是一个连续运行的系统 电能的生产 传输 分配和消耗都是同时完成的 因此 变电站的运行也是连续的 为掌握变电站运行状态 需要对有关电气量进行连续测量 供运行监视 记录 为了保障变压器 输电线路的安全运行 需要实现过流 过压等故障的安全保护 为了向电网调度

2、提供系统运行状态 需要将表征电网运行的有关信息向上级调度传送 为了向用户提供合格的电能 需要进行有关的控制调节 所有这些 绝大部分不可能由人工来完成 需要采用自动化技术 变电站综合自动化及其系统 变电站 一次系统 电能传输 分配和电压变换工作 二次系统 对一次设备及其流经电能的测量 监视和故障告警 控制 保护以及开关闭锁等 通常 也将厂站远动系统纳入二次系统范畴 变电站综合自动化及其系统 变电站综合自动化是将变电站的二次设备 包括测量仪表 信号系统 继电保护 自动装置和远动装置等 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

3、 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指将变电站内实现控制 保护 信号 测量等功能的电气二次设备 应用自动控制技术 计算机及网络通信技术 对变电站进行运行操作 信息远传和综合协调的自动化系统 变电站综合自动化的优越性 1 提高变电站的安全 可靠运行水平 2 提高供电质量 提高电压合格率 3 简化了变电站二次部分的硬件配置 4 提高了电力系统的运行 管理水平 5 缩小变电站占地面积 较少总投资 6 减少维护工作量 减少值班员劳动量 7 有利于提高变电站无人值班管理水平 NS2000变电站综合自动化系统变电站自动化系统的全面解决方案

4、适用于各种电压等级的变电站 集控中心 小型调度 发电厂等数千套运行设备的经验升华分层分布概念的全新演绎运用多项新技术 NS2000系统结构 分层分布式 面向对象 设计思想站控层 间隔层适应不同电压等级 规模变电站的分层分布式变电站综合自动化系统 远动工作站 管理工作站 服务器A 10 100M双以太网 服务器B 保护工程师站 五防工作站 操作员工作站 远动工作站 上级调度 高压1 继电器小室 网 网 WEB服务器 NSD500 高压2 继电器小室 四合一保护测控装置 NSD500 保护装置 保护管理机 NSD500 NSD500 保护装置 保护管理机 GPS 硬对时 间隔层 站控层 高压 超高

5、压变电站综合自动化系统典型结构图 串口对时 GPS NSD200系列 NSD100 现场总线 NSR600系列 以太网 后台机 第三方智能装置 调度 串口对时 间隔层 站控层 硬对时 中低压变电站综合自动化系统典型结构图 串口 值班机1 服务器A 10 100M双以太网 服务器B 值班机2 报表工作站 网 网 工程师站 网桥机 值班机N 路由器 MIS网 前置A机 前置B机 前置机柜 双机切换 RTU信息 Teminal server MODEM插箱 Teminal server 集控站综合自动化系统典型结构图 一 集控站综合自动化系统典型结构图 二 值班机1 服务器A 服务器B 值班机2 报

6、表工作站 网 网 工程师站 网桥机 值班机N 路由器 MIS网 前置A机 前置B机 前置机柜 双机切换 RTU信息 MODEM插箱 NSD500 调度 保护装置 保护管理机 NSD200系列 NSD100 第三方智能装置 现场总线 总控 测控装置 NS2000功能简介 监控功能 数据采集与处理 报警 记录 报表等远方 当地 同期 闭锁保护功能 线路 馈线 变压器 电容器通讯功能 远方 站内组态功能 功能 数据库 闭锁逻辑高级应用功能 NS2000监视功能 数据采集与处理报警及事件记录历史数据记录图形显示及打印报表事故追忆 NS2000控制功能 支持多个远方调度中心的选择控制控制室计算机监控系统

7、的当地控制间隔层设备的当地控制同期检测与同期合闸基于IEC1131 3组态的自动控制基于IEC1131 3组态的全站逻辑闭锁电压无功自动调节 NS2000保护功能 线路 馈线保护变压器 电抗器保护电动机保护发电机保护电容器保护 NS2000组态功能 系统配置组态图形组态数据库组态基于IEC1131 3标准的PLC控制功能组态 NS2000通讯功能 远动与测控单元的高速数据网络通信与多种微机保护的数据网络通信与多种智能电子设备的数据网络通信具有多个支持多种介质及多种网络的通信接口 NS2000高级应用功能 电压无功自动控制小电流接地选线操作票及防误闭锁系统诊断与自恢复远程监视与维护 NS2000

8、计算机监控系统 系统原则 开放性 实用性 先进性 易用性 可靠性 防误性 实时性 NS2000技术特点 基于网络的变电站综合自动化全面解决方案可靠性 结构 工艺 隔离 闭锁 测试先进性 RTOS 全站实时闭锁 IEC1131 3 以太网开放性 标准化原则可裁剪性 系统 硬件 软件易用性 Windows2000 图模库一体化 组态 技术特点之一 标准化的开放式系统 标准的结构体系 参考IEC61850标准的通信接口标准的通信协议 技术特点之二 良好的可裁剪性 系统的可裁剪性硬件的可裁剪性软件的可裁剪性 技术特点之三 高可靠性的硬件平台 1 全面电磁兼容性设计 通过电磁兼容国际标准IEC61000

9、 4中规定的最严酷等级的测试除一般结构 还有旋转框机柜 背插式机箱 全封闭单元机箱高集成度新器件全表贴及多层印制工艺 技术特点之三 高可靠性的硬件平台 2 以太网及现场总线的应用多层次的冗余配置自检闭锁 防止误出口多级多样的隔离技术 技术特点之四 异构网络无缝互连 10M 100M自适应以太网基于CANBUS2 0B协议的现场总线间隔层设备直接上以太网间隔层数据实时共享不依赖于站控层的全站控制操作的逻辑闭锁 技术特点之五 高可靠性的软件平台 易学 易维护 具有丰富的第三方软硬件支持的Windows2000操作系统嵌入式实时多任务操作系统VxWORKs简洁高效的操作系统ThreadX先进的集成开

10、发环境标准的协议模块及设备驱动 技术特点之六 先进的计算机监控系统 基于分布式组件技术的网络化数据库实时数据库与商用数据库相结合多机系统数据自动同步全在线式数据图表修改面向变电站设备的图模库一体化系统以一次设备为单元 间隔为设备组构造变电站模型图形设备制导辅助建库多厂站集控功能 技术特点之七 基于IEC1131 3的PLC功能 IEC1131 3 工业控制流程的标准语言 包括功能 功能块及流程全站控制操作的逻辑闭锁图形化组态界面 采用表达式 梯形图 顺序框图编辑控制闭锁条件 技术特点之八 全站控制操作的逻辑闭锁 传统实现方式繁琐的电气联锁独立的五防系统完成闭锁操作监控系统与五防系统共同完成闭锁

11、间隔层增加单元化闭锁装置间隔层全站闭锁控制闭锁的完备性控制闭锁的实时性控制闭锁的独立性 技术特点之九 控制的可靠性 控制电源单独控制使能多逻辑 多模块组合控制多继电器组合控制双CPU联合控制装置故障闭锁控制采用先进的网络通信技术 NS2000产品系列 站控层NS2000计算机监控系统 NSC200 NSC300系列通信控制器间隔层保护装置 NSR200系列 NSR300系列测控装置 NSD200系列 NSD500系列保护测控一体化装置 NSR600系列 NS2000计算机监控系统硬件平台 硬件平台 SIEMENS工控机 ADVANTECH一体机 DELL HP IBM SGI等PC机工作站 S

12、UN工作站 ALPHA工作站 服务器 支持多CPU配置3COM CISCO D Link等10 100MB网络设备 NS2000计算机监控系统软件平台 软件平台 MicrosoftWindows2000操作系统UNIX操作系统SQLServer Oracle Sybase DB2关系数据库 NS2000计算机监控系统 SCADA服务器负责整个系统的协调和管理 保持工程数据库的最新最完整备份 负责组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器 实现VQC等高级应用功能 NS2000计算机监控系统 操作员工作站完成对电网的实时监视和操作功能 它为操作员提供了所有功能的入口 显示各种画面 表格 告警信

13、息和管理信息 提供遥控 遥调等操作 监护界面并进行人机交互 支持双屏显示 NS2000计算机监控系统 五防工作站通过主接线图交互生成操作票并可在图上模拟执行操作票 在制作操作票的过程中 进行操作条件检测 提供操作票模板 只需对模板中的设备对象进行编辑 既可生成新的操作票 按设备对象进行操作票查询 修改存储和管理 与电脑钥匙通讯 NS2000计算机监控系统 保护工程师站保护设备 故障录波器 的参数 工作状态 故障信息 动作信息的查询 故障录波矢量分析 录波谐波分析 录波阻抗分析 故障录波测距 故障录波综合分析不仅分析录波数据 还综合考察故障时的其它信号 测量值 定值参数等 提供多种分析手段 产生

14、综合性的报告结果 NS2000计算机监控系统 设备管理工作站根据用户制定的设备管理方法 设备管理程序对系统中的电力设备进行监管 比如根据断路器的跳闸次数提出检修要求 根据主变的运行情况制定检修计划 并自动将这些要求通知用户 NS2000计算机监控系统 远动工作站负责与调度自动化系统进行通信 完成多种远动通讯规约的解释 实现现场数据的上送及下行远方的遥控 遥调命令 NS2000计算机监控系统 Web服务器通过企业内Intranet 使用商用浏览器 实现远程浏览实时画面 报表 事件记录 保护定值 波形和系统自诊断情况 安装配置防火墙 确保访问安全性 NS2000计算机监控系统 前置通信工作站接收各

15、厂站的实时数据 进行相应的规约转换和预处理 通过网络广播给后台机系统 对各厂站发送相应的遥控 遥调控制命令 双前置机工作在互为热备用状态 当其中一台工作站故障时 系统将自动进行切换 NS2000计算机监控系统 系统配置因采用多进程 多线程操作系统 组件式模块设计 多个应用模块可以采用在一台计算机上运行 也可根据现场实际情况在不同计算机上运行 配置灵活 如当地监控因数据较少 只需一台计算机即可完成所有功能 图形编辑界面 图元编辑界面 光字操作界面 光字 间隔操作图 监控装置巡检 遥控操作界面 保护定值操作 保护故障矢量分析 保护故障波形分析 历史事件查询 报表 自适应的电压无功控制 划分更精细的

16、控制区域 采用基于模糊算法的控制策略 充分利用监控系统的信息 闭锁考虑全面 可自动适应各种接线运行方式包括支持多台主变 母线并列运行时的电压 无功控制 可设置多组电容器 电抗器按指定的顺序投切 限值管理更加人性化 在画面上可以直接启停双休日限值 节日限值 季节限值 拥有全国数百个变电站 北京顺义 安定 重庆陈家桥等多个500kV变电站的投运经验 区域控制策略图 自适应的电压无功控制 集控站电压无功自动控制管理系统 1 同时对多个变电站进行电压无功自动控制操作 2 在系统内考虑电压无功限值 并给各个变电站当地的电压无功控制装置下装VQC定值 操作票生成管理系统 1 先进实用的智能开票手工开票 图形预演开票 调用典型票 调用历史票 调用票模板生成等多种开票方式 结合操作预演 满足用户的多种需求 采用基于面向设备组和设备对象的技术 应用网络拓扑分析 多重产生式推理系统 根据设备对象和操作任务得出操作结论 自动生成合格的操作票 操作票生成管理系统 2 灵活多样的防误闭锁规则组态根据五防原则 对开关 刀闸等一次设备的操作实现防误闭锁 对保护压板等二次设备操作进行操作提示 以满足电力系统安全操作的