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1、变电站综合自动化的基本概念和发展过程,深圳南瑞科技有限公司,08.03.03,李科 13828778754,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,1,内容提要,变电站综合自动化的基本概念 变电站综合自动化的发展过程 数字化变电站综合自动化系统,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,2,变电站综合自动化的基本概念,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。 是利用上述技术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)
2、的功能进行重新组合、优化设计 ，并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。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,3,变电站综合自动化的基本要求,变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、 控制和管理的任务，是保障电网的安全、稳定、可靠运行一个重要组 成部分 。因此，作为
3、变电站自动化系统，它应确保实现以下要求： 检测电网故障，尽快隔离故障部分。 采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。 采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。 实现当地后备控制和紧急控制。 确保通信要求，运行高效、实时、可靠 。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,4,传统变电站二次系统的缺点,传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。 二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。 由于上述两个原
4、因，传统变电站占地面积大、使用电缆多，电压互感器、电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,5,远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电站内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。 电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护及自动装置的定值和检查其工作状态。有些设备易受环境的影响，如晶体管型二次设备，其工作点会受到环境温度的影响。 传统的二次系统中，各设备按设备功能配置，彼此之间相关性甚少，相互之问协调困难，
5、需要值班人员比较多的干预，难于适应现代化电网的控制要求。,传统变电站二次系统的缺点,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,6,发展变电站综合自动化的必要性,随着电网规模不断扩大，新增大量的发电厂和变电站，使得电网结构日趋复杂，这样要求各级电网调度值班人员掌握、管理、控制的信息也大量增长，电网故障处理和恢复却要求更为迅速和准确。 现代工业技术的发展，特别是电子工业技术的发展，计算机技术的普遍应用，对电网可靠供电提出了更高的要求。 市场经济的发展，使得整个社会的要求更高，这样也对电网的建设、运行和管理提出许多的要求，如，要求电力企业参与
6、市场竞争，降低成本，提高经济效益；要求发电厂、变电站减少占地面积。 技术的进步与发展，电网自动化系统的应用，为上述问题提供了解决的方案。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,7,内容提要,变电站综合自动化的基本概念 变电站综合自动化的发展过程 数字化变电站综合自动化系统,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,8,变电站自动化系统的发展过程,变电站自动化的发展可以分为以下三阶段： 由分立元件构成的自动装置阶段 以微处理器为核心的智能化自动装置阶段 变电站综合自动化系统阶段
7、,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,9,由分立元件构成的自动装置阶段,20世纪70年代以前，生产出的各种功能的自动装置。 主要采用模拟电路，由晶体管等分立元件组成，对提高变电站和发电厂的自动化水平，保证系统安全运行，发挥了一定的作用。 这些自动装置相互之间独立运行，互不相干，而且缺乏智能，没有故障自诊断能力，在运行中若自身出现故障，不能提供告警信息，有的甚至会影响电网安全。 同时，分立元件的装置可靠性不高，维护工作量大，装置本身体积大，不经济。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right re
8、served.,10,微处理器为核心的智能化自动装置阶段,用大规模集成电路或微处理机代替了原来的继电器晶体管等分立元件组成的自动装置： 利用微处理器的智能和计算能力，发展和应用了新的算法，提高了测量的准确度和可靠性。 能够扩充新的功能，尤其是装置本身的故障自诊断功能，对提高自动装置自身的可靠性和缩短维修时间是很有意义的。 此外，由于采用了数字式，统一数字信号电平，缩小了体积等，其优越性是明显的。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,11,微处理器为核心的智能化自动装置阶段,但是由于这些微机型的自动装置，只是硬件结构由微处理器及其接
9、口电路代替，并扩展了一些简单的功能，虽然提高了变电站自动控制的能力和可靠性，但基本上还是维持着原有的功能和逻辑关系。 在工作方式上多数仍然是各自独立运行，不能互相通信，不能共享资源，变电站和发电厂设计和运行中存在的问题没有得到根本的解决。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,12,变电站综合自动化系统阶段,以我公司产品为例，下述是深圳南瑞主要产品： ISA系列：变电站综合自动化系统及成套微机保护装置，主要应用于110KV及以下电力系统。 BP系列： 微机母线保护装置。 PRS系列：高压、超高压微机成套保护装置及变电站自动化系统，应
10、用于220KV及以上电力系统。包括线路保护、变压器保护、发电机保护、电抗器保护、监控系统等。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,13,ISA主要产品系列,ISA-1系列：1991年由深圳所推出的微机保护，插件模块化处理，采用电流环方式通信。 ISA-200系列：1997年由深圳南瑞推出的微机保护，和系统所监控系统组成综合自动化系统，采用CAN现场总线通信方式。 ISA-300系列：1996年开始推出，逐步采用微机保护测控装置，在2000年配合ISA-300监控系统的推出形成综合自动化系统。可以选用485、CAN、以太网等多种通信
11、方式。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,14,ISA-300变电站综合自动化系统,为适应变电站自动化技术的发展要求而推出的新一代综合自动化系统。 集成微机保护、安全自动装置、数据采集与控制、防误闭锁、远动通信、保护信息管理、当地监控等功能于一体。 系统基于先进的网络化通信技术设计，具有开放、分层分布式结构，能接入不同厂家的保护测控装置和其他站用智能设备，方便地监视和控制变电站内各种设备的运行，为变电站安全经济运行提供更可靠的保证 。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserve
12、d.,15,ISA-300装置的发展历程,ISA-300D系列：80196平台，较早的微机保护，具有动作事件记录功能 ISA-300E系列：在D系列基础上增加故障录波功能和相电流越限记录功能 ISA-300F系列：80296平台，在E系列功能基础上增加测控功能，丰富事故过程记录，增加了各种运行记录 ISA-300G系列：32位DSP平台，面向对象的设计，齐套性好，保护功能可在线配置，具有保护动作流程记录，具有间隔五防功能，支持直联以太网通信和IRIG对时功能。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,16,监控系统的发展历程,ISA-
13、300系统：Windows2000平台，基于三层网络结构，采用串口连接总控单元，远动功能由总控单元完成。 ISA-300+系统：Windows2000平台，可兼容二层或三层网络结构，采用双以太网连接。远动主机和监控系统相互独立，直采直送。应用于110KV及以下变电站。 PRS-700系统：WindowsNT平台，可兼容二层或三层网络结构，采用三以太网连接。远动主机和监控系统相互独立，直采直送。应用于220KV及以上变电站 PRS-700U系统：UNIX平台，功能和PRS-700系统相同，应用于110KV及以上变电站。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All righ
14、t reserved.,17,系统构成,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,18,传统模式,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,19,传统模式组成特点,站控层配置SCADA服务器、操作员站、维护工程师站、保护工程师站及五防主机等功能模块，可独立配置，也可集成模块功能。 通信机ISA-301C双机互为热备用，可兼作远动工作站连接调度，也可配置为单台。 间隔层装置可选择配置为双网或单网组网，按用户要求选择CAN、485或现场以太网方式。,2020/8/23,2007 Sh
15、enzhen NARI. All right reserved.,20,直联模式,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,21,直联模式组成特点,站控层配置操作员站、继保工作站、五防主机及远动工作站等模块 10KV保护测控一体化装置分散到高压室，以CAN总线、RS-485总线或工业以太网组网，通过前置机或直接接入监控网；其他如主变保护、110KV线路保护、测控或保护测控装置直接接入监控网 远动工作站连接远方调度，与监控系统相互独立，直采直送。,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserv
16、ed.,22,其他功能特点,后台界面图元可自定义 通讯管理单元配置采取下装模式 五防一体化模式 VQC的三种实现方式 顺控功能 保护信息管理和故障分析功能 后台备自投,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,23,内容提要,变电站综合自动化的基本概念 变电站综合自动化的发展过程 数字化变电站综合自动化系统,2020/8/23,2007 Shenzhen NARI. All right reserved.,24,数字化变电站是发展趋势,变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。 技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出
