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1、变电站综合自动化,讲解 李 可,1,变电站监控技术的发展,一、早期的远动设备由三部分组成，被控站远动设备（远动主设备、调制解调器和过程设备即信息输入设备变送器、信息输出设备执行盘以及调节器等），人们习惯上把被控站远动设备称为远动终端，即RTU（Remote Terminal Unit）。远动终端（RTU）是指主站监控的子站，按规定的通讯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。包括遥测、遥信、遥控和遥调。,2,变电站监控技术的发展,遥测量：应用通信技术，传输被测变量的测量值。采集变电站母线电压、主变和各开关的电流、有功、无功信号、主变温度、档位等信号。 遥信量：应用通信
2、技术，完成对设备状态信息的监视。采集变电站所有开关位置信号、部分隔离开关位置信号、事故总信号及相关保护信号。 遥控：应用通信技术，完成改变运行设备状态的命令。通过遥控执行屏的遥控继电器直接接入跳合闸回路。 遥调：应用通信技术，完成对具有两个以上状态的运行设备的控制。,3,4,变电站监控技术的发展,二、当前的厂站自动化技术 随着通信以及计算机技术的飞速发展，远动技术也从早期的常规RTU装置发展到当前的厂站自动化技术阶段。即真正采用了分层分步式的结构，导致传统上相当独立的远动和继电保护的逐步融合与统一，这样，远动技术就上升到了一个完全崭新的高度，其传统概念与内涵也有了质的不同。因此我们把这样的技术
3、称为厂站自动化技术，由此而诞生的系统（不是一个装置）称为厂站自动化系统及变电站综合自动化系统。 目前云南电网公司综合自动化系统采用分层分布式结构，配置示意如下图所示 : 整套系统按分层、分布、开放式布置，主要由站控层、网络层、间隔层三大部分组成。其中站控层包括监控工作站、五防工作站以及远动工作站（工作站可以是工控机或高档PC机）。,5,变电站综合自动化系统 名词解释,系统 ：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。 自动：在一个限定任务内自行动作(无需操作人员)。 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：
4、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。,6,变电站综合自动化系统 名词解释,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
5、。 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。,7,变电站综合自动化系统 名词解释,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
6、：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。,8,变电站综合自动化系统 名词解释,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
7、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。,9,变电站综合自动化系统 名词解释,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
8、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。,10,变电站综合自动化系统 名词解释,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
9、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：指在线运行时实时记录和监视的物理量。 历史数据：指在线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。,11,变电站综合自动化系统 名词解释,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
10、；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。,12,变电站综合自动化系统 名词解释,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
11、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，动作保护名称，故障参数、保护动作时刻等。,13,变电站综合自动化系统 名词解释,报警：变电站运行参数越限，断路器变位或保护动作时，计算机将弹出窗口(登录窗或报警窗口)显示事件内容并进行
12、报警，报警类型分为：不报警、普通报警、预告报警、事故报警等。 不报警：正常拉合闸或人工禁止报警，遥信画面闪烁，遥测数值变色。 普通报警：计算机发出一次音响，其它与“不报警”相同 预告报警：计算机发出N次音响，其它与“不报警”相同 事故报警：打印机启动打印，计算机持续音响直至人工解除，其它与“预告报警”相同,14,变电站综合自动化系统 名词解释,打印：将计算机中储存的信息打印成文档。打印可分为：报表打印、事件打印、人工打印等。 报表打印：日报表、月报表、年报表等，打印时间可设定。 事件打印：遥信变位、保护投退复归、遥测越限复归、设备启停。 人工打印：人工选择(召唤)报表、画面、各种记录打印、拷贝
13、。,15,变电站综合自动化系统 名词解释,双机切换：含义是在双机(主副机)配置的情况下，当主机(值班机)发生故障时,副机也可在人工干预下转为主机，主机转为副机。多机配置情况与双机类似，当主机发生故障时，任一副机可在人工干预下转为主机。 通道监视及切换：通道监视是指计算机系统通过通信控制器，统计与变电站测控装置、保护或其他变电站自动化系统、电网调度自动化系统通信过程中接收数据错误和长时间无应答的情况。根据通道监视情况，系统可以告警或采取相应控制措施。如果通道配置有冗余，即某厂站有双通道的情况下，当一个通道故障时，系统可自动转到另一个通道上进行通信。 前景点(图元)：前景点指的是可以在线运行时能发
14、生变化的点，大部分的前景点都是和数据库里具体的点时对应的，即在线时随实时数据的变化而变化。 背景点(图元)：背景点是在线运行时不会发生变化，只是代表一些特定的物理意义。,16,变电站综合自动化系统 名词解释,数值量：能反映数据断续变化的量，如断路器、隔离开关分合，保护动作等。 模拟量：能反映数据连续变化的量，通常可以反映到的小数点后的变化。在线运时可反映的物理量有电压、电流、温度、功率、频率等。 模拟信号：以连续变量形式出现的信号。 数字信号：在数字和时间上均是断续的电信号。 脉冲量：反映累计变化的量，物理上对应的是有功、无功等。 操作点：操作点是系统里一个特殊功能的图元，它可以调画面、作遥控
15、、按钮功能等。 人工置数：改变前景点现有的数值但并不下发这个命令，做一个模拟操作用。,17,变电站综合自动化系统 名词解释,导航图：在线运行时，每一个图都有设置导航图的功能，若当前图太大，就可以通过缩小了的导航图来寻找位置。 事故追忆：对事件发生前后的运行情况进行记录。 间隔层：由智能IO单元、控制单元、控制网络和保护等构成，面向单元设备的就地控制层。 站控层：由主机或和操作员、工程师站、远动接口设备等构成，面向全变电站进行运行管理的中心控制层。 数据采集：将现场的各种电气量及状态信号转换成数字信号，并存入计算机系统。 数据采集与监控系统(SCADA)：对广域生产过程进行数据采集、监视和控制的
16、系统。 数据处理：对相关设备的各种数据进行系统化操作，用于支持系统完成监测、保护控制和记录等功能。,18,变电站综合自动化系统 名词解释,接口：指两个不同系统或实体间的界面或连接设备。由功能特征、通用的物理互联特征、信号特征和其他特征等定义。 规约：在通信网络中，为了通信双方能正确有效可靠的进行数据传输，在通信的发送和接收过程中有一系列的规定，以约束双方正确，协调的工作。 通信规约：启动和维持通信所必要的严格约定，即必须有一套信息传输信息格式和信息内容等约定。 链路：站与站之间的数据传输设施。 链路层：链路是开放系统互连参考模型的一个层次，借助链路规约执行并控制规定的传输服务功能。 协议转换器：连接两个通信网络的智能电子装置。它能够按一种协议接收一个网络的信息，进行转换后，按第二个协议向另一个网络转发，或相反。 远方通信接口：经远方通信网络链路与远方控制中心相连的接口。 以太网：IEC TC57推荐使用的变电站通信网络，局域网的一种。,19,变电站综合自动化系统 名词解释,IP：互联网协议，TCPIP标准协议。
