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1、变配电所二次系统 （第六讲）,山西大学工程学院 电力工程系 马丽英 ,第六讲 微机监控及综合自动化系统,特点： （1）综合考虑控制、监视、测量、保护、远动及自动装置而形成的一体化系统。 （2）模块化、分布式开放结构，以确保控制保护功能的可靠性及可升级性。 （3）以微机为基础，根据系统控制概念，融合控制技术、计算机技术、转换技术、通信技术、图形显示技术等，实现集中管理，分布控制。 （4）可靠性高，操作灵活方便，易于控制，基本不需维护，运行人员劳动强度低，具有远传功能，综合造价不高。 内容： 微机监控及综合自动化的组成结构和工作原理； 结合工程实例分析综合自动化系统。,第六讲 微机监控及综合自动化
2、系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 1.变电所的监控系统 （1）二次回路的控制、测量、调节和保护功能是对一次回路信息进行变换、传输和处理的过程。信息流程包括保护及调节系统和监控系统两部分，如下图6-1所示。 （2）保护和调节系统如图6-1中虚线所示。变电所一次系统的信息（电流、电压、功率及设备状态）通过TV、TA变换后送至继电保护和自动装置，实现对一次系统的保护和调节。 （3）监控系统如图6-1中实线所示。经TV、TA获得的一次信息及保护和自动装置产生的二次信息经仪表和信号装置转换成信号（如仪表指示、声、光等），运行人员据此作出处理决定、发出控制命令，作用于一次系统。 （4）缺陷：准确
3、性和可靠性不高 、误差、功耗大费用高。,图6-1 变电所的信息流程图,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 1.微机监控及综合自动化系统 微机监控系统由微型计算机系统（简称微机或主机）和监控对象（即生产过程）两部分组成，如下图6-2所示。 微机监控系统包括硬件系统和软件系统。 被测参数经传感器、变送器转换成标准信号，经多路开关送到模数转换器AD，转换后的数字量通过光电隔离器和总线送入微机，形成模拟量输入通道。 计算机内部，软件对采集到的数据进行处理和计算，经输出通道将输出数字量通过数/模转换器D/A转换成模拟量，再经多路开关与相应执行机构相连，对被测参数进行控
4、制。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 1.微机监控及综合自动化系统 （1） 系统构成 应用分层分布式多微机系统完成对一次设备的监视、控制、中央信号、数据采集、时间顺序记录和屏幕显示、打印等功能，称微机监控系统。 在微机监控系统的基础上，介入微机保护、自动装置，承担整个变电所信息处理、与上一级调度的通信及全部监控、中央信号和保护自动化的功能，这种测控、保护一体化的综合系统称为变电所综合自动化系统。 基本构成如下图6-3所示（分层分布式、多CPU体系结构，变电所分变电所、单元（或称间隔）和设备三层，通过总线连接成整体，每层由不同设备或不同的子系统组成，完成不
5、同的功能）。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 1.微机监控及综合自动化系统 （2）工作原理 由单元层实时采集设备层的数字量和开关量信息。 上述信息由单元层的管理机通过数据总线送到监控主机存放，并隔一定周期刷新数据。 监控主机根据这些数据按预定程序进行实时计算、分析、处理和逻辑判断。（一次系统不正常或故障，则发出相应报警和显示，发出执行命令，继电保护和自动装置动作，对设备进行控制和调节。 ） 监控主机同时与调度中心通讯，实现变电所远动终端“四遥”功能。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 1.微机监控及综合自动化系统 （
6、3）基本功能 a.监控系统功能：依靠监控主机、通信处理机、总线系统和人机联系设备，在有关系统和远动调度中心配合下，实现以下功能： 对一次设备和主电路进行监视与参数测量； 操作控制和防误操作功能； 当地（回路）信号与中央信号功能； 数据处理与参数修改功能； 事件顺序记录与报表、记录打印功能； 监控主机、各功能模块子系统和远动调度中心之间的通信功能。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 1.微机监控及综合自动化系统 b.微机保护、故障点测距与录波功能： 微机保护包括主要设备和输电线路的全套保护 ； 故障测距录波装置挂在综合系统网络总线上，通过串口与监控主机通信，
7、召唤传送线路和设备经处理运算后的输入模拟量，故障跳闸后传送故障参数与重合闸信息、保护动作信息等。 c.远动功能 d.无功综合补偿自动控制与自动调压功能 e.系统在线自检与自诊断功能,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.信息量的输入、输出通道 微机监控与综合自动化系统和变电所一次、二次设备以及传感器之间的信息传递、交换过程，包括微机运算处理的结果变换成适当信号送到被控对象的过程，由设有信号传输和变换装置的过程通道完成。 按输入、输出信号的不同种类和要求，过程通道分为模拟量通道、开关量通道和脉冲量通道等几种。 （1）模拟量输入输出通道的组成 如下图6-4所示
8、。图中虚线框1为模拟量输入通道，虚线框2为模拟量输出通道。,图6-4 模拟量输入输出通道结构框图,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.信息量的输入、输出通道 （1）模拟量输入输出通道的组成 a. 输入通道： 传感器、信号处理环节、多路转换开关、采样保持器、A/D转换器。 b. 输出通道： c. 采样方式： 直流采样及其特点（14）、交流采样极其特点（15）、采样方式趋势。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.信息量的输入、输出通道 （2）模拟量输入输出通道的组成 a. 输入通道：开关量、脉冲量输入通道的结构框图如下
9、图6-5所示，由以下几部分组成： 信号处理电路，如下图6-6所示； 输入寄存器和计数器； 控制单元。 b. 输出通道： 基本构成如下图6-7所示； 驱动控制回路如下图6-8所示。,图6-5 开关量、脉冲量输入输出通道结构框图,图6-6 信号处理电路,图6-7 开关量输出通道基本构成,图6-8 信号处理电路,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.工程实例 （1）110KV变电所综合自动化系统 变电所综合自动化系统如下图6-9所示。 分层分布式系统，单元层的保护测控硬件按分散的面向对象的方式设计，变电层由总控单元和后台监控组成，信息直接送往调度中心。 系统的技
10、术特点：a. 面向对象，将传统的保护测控进行一体化设计；b. 保护测控既统一又相互独立；c. 模块化设计；d. 装置保护的先进性及灵活性；e. 采用CANBUS现场总线构成通讯网络；f. 完整的事件记录；g. 典型的面板配置及操作回路 。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.工程实例 （2）220KV变电所综合自动化系统 变电所综合自动化系统如下图6-10所示。 分层分布式系统； 系统单元层各单元的保护与测控功能独立设置。 系统的变电所层除设有两台监控主机（操作员终端）外，还设有工程师工作站。,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系
11、统基本构成 2.工程实例 （3）500KV变电所综合自动化系统 变电所综合自动化系统如下图6-11所示，特点如下： a. 技术先进、具有开放性、可扩充性、功能规范、技术指标满足要求、系统抗干扰性能强、成熟可靠； b.采用分层分布式计算机监控系统； c.计算机监控系统的体系结构考虑面向对象设置测控单元，完成其监控功能 ； d.变电所自动化系统就地信息与电网调度自动化系统远传信息取自同一数据采集系统，资源共享；,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.工程实例 （3）500KV变电所综合自动化系统 e. 500kV及220kV设备的保护、电源及跳闸出口等均独立设
12、置，以确保其可靠性、选择性、速动性及灵敏性； f. 故障录波装置独立设置； g. 测控装置单元化、模块化配置； h. 在各间隔保护小室内的测控装置或断路器操作箱上设置断路器的一对一后备操作按钮，而在控制室不设置强电控制设备（硬手操），只采用计算机控制操作（软手操）。 i. 监控系统采用交流采样技术，减少中间环节，提高实时性及可靠性；,第六讲 微机监控及综合自动化系统,一、微机监控及综合自动化系统基本构成 2.工程实例 （3）500KV变电所综合自动化系统 j. 利用监控系统中的同步和防误闭锁功能对所控对象完成同步和防误闭锁操作。并通过监控系统实现电压-无功自动调节功能； k. 为保证电量计费系统的精度要求，电量计费系统的表计单独设置。计费数据经专用通道传输到中调和网调； l. 变电所不考虑单独设置计算机接地网，计算机监控系统与全所共用接地网 ； m.全所设GPS时钟系统，微机监控系统、微机保护、自动装置和故障录播装置等的时钟统一。,
