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1、变电站综合自动化系统原理及配置授课提纲变电站综合自动化系统原理及配置授课目录一、变电站综合自动化系统的概述 1什么是变电站综合自动化？ 2什么是变电站综合自动化系统？ 3变电站实现综合自动化的意义 4变电站综合自动化的主要内容和功能 5实现变电站综合自动化所采集的信息二、变电站综合自动化系统的结构及组成1变电站综合自动化系统的结构2变电站综合自动化系统的组成三、变电站综合自动化的“四遥” 1遥测信息的采集 2遥信信息的采集 3遥控及其输出电路 4遥调及其输出电路四、变电站综合自动化系统的配置1变电站综合自动化系统的硬件配置2变电站综合自动化系统的软件配置变电站综合自动化系统原理及配置授课提纲、
2、变电站综合自动化系统的概述（一）什么是变电站综合自动化？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、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。（二）什么是变电站综合自动化系统？变电站综合自动化系统是由多台微型计算机和大规模集成电路组成 的自动化系统，它替代常规的测量和监视仪表，替代常规的控制屏、中 央信号系统和远动屏，它用微机保护替代常规的继电保护。变电站综合 自动化是自动化技术、
3、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。变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息， 利用计算机可方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。变电 站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运 行管理智能化等特点。（三）变电站实现综合自动化的意义1变电安全运行的需要（1）具备故障诊断能力（2）快速切除故障的能力（3）及时告警的能力2提高供电质量的需要（1）快速的压送负荷有利于提高电能质量（2）有载调压和无功补偿有利于提高电压的合格率3信息共享的需要（1）高速数据通信支持分散式测控（2）设备综合性强信息可共享4运行管理的需要（1）监视、测量、记录、抄表高
4、度的自动化(2) 方便友好的运行操控界面5节约土地、人力和物力的需要 四)变电站综合自动化的主要内容和基本要求1变电站综合自动化的主要内容(1) 对220kV及以下中、低压变电站，采用自动化系统，利用现代 计算机和通信技术，对变电站的二次设备进行全面的技术改造，取消常 规的保护、监视、测量、控制屏，实现综合自动化，以全面提高变电站 的技术水平和运行管理水平，并逐步实行无人值班或减人增效。(2) 对220kV以上的变电站，主要是采用计算机监控系统提高运行 管理水平，同时采用新的保护技术和控制方式，促进各专业在技术上的 协调，达到提高自动化水平和运行、管理水平的目的。此外，变电站综合自动化的内容还
5、应包括监视高压电器设备本身的 运行(如断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态监视等)，并将变电站 所采集的信息传送给调度中心，以便为电气设备监视和制定检修计划提 供原始数据。2变电站综合自动化系统的基本要求(1) 全面代替常规的二次设备，集继电保护、测量、监视、运行控 制和通信于一体。(2) 微机保护的软件与硬件设置与监控系统既相对独立，又相互协 调。(3) 微机保护装置具备串行接口或现场总线接口，向监控系统提供 保护动作和保护定值信息。(4) 系统的功能和配置应满足无人值班的总体要求。(5) 具备可靠、先进的通信网络和符合 IEC 61850 系列通信协议。(6) 系统可靠性要高，抗干扰能力要
6、强。(7) 系统的可扩展性、适应性、标准化程度和开放性能要好。( 8)实现数据共享。五)变电站综合自动化的主要功能监控子系统功能1数据采集变电站综合自动化系统采集的数据主要包括模拟量、状态量和脉冲 量等。（1）模拟量的采集。变电站各段母线电压、线路电压、电流、有功 功率、无功功率，主变压器电流、有功功率和无功功率，电容 器的电流、无功功率，馈出线的电流、电压、功率以及频率、 相位、功率因数等。此外，模拟量还包括主变压器油温、直流 电源电压、站用变压器电压等。（2）状态量的采集。综合自动化系统采集的状态量有：变电站断路 器位置状态、隔离开关位置状态、继电保护动作状态、同期检 测状态、有载调压变压
7、器分接头的位置状态、变电站一次设备 运行告警信号、网门及接地信号等。（3）脉冲量的采集。脉冲量指电能表输出的一种反映电能流量的脉 冲信号，这种信号的采集在硬件接口上与状态量的采集相同。2事件顺序记录 SOE事件顺序记录 SOE 包括断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录。微 机保护或监控系统必须有足够的存储空间，能存放足够数量或足够长时 间段的事件顺序记录信息，确保当后台监控系统或远方集中控制主站通 信中断时，不丢失事件信息。事件顺序记录应记录事件发生的时间（精 确至毫秒级）。3故障记录、故障录波和故障测距（1）故障录波与故障测距。变电站的故障录波和故障测距可采用两 种方法实现，一是由微机保护装置
8、兼作故障记录和故障测距， 将记录和测距的结果送监控机存储、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，这种故障录波 器具有串行通信功能，可以与监控系统通信。（2）故障记录。故障记录就是记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压。35kV、10kV和6kV的配电线路很少专门设置故障录波器，为了分析故障的方便，可设置简单故障记录功4操作控制功能变电站运行人员可通过人机接口（键盘、鼠标和显示器等）对断路 器、隔离开关的开合进行操作，可以对变压器分接头进行调节控制，可 对电容器组进行投切。为防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在 设计上应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应
9、包括以下内容：（1）操作出口具有跳、合闭锁功能。（2）操作出口具有并发性操作闭锁功能。（3）根据实时信息，自动实现断路器、刀闸操作闭锁功能。（4）适应一次设备现场维修操作的电脑“五防”操作及闭锁系统。五防功能是： 防止带负荷拉、合刀闸； 防止误入带电间隔； 防止误分、合断路器； 防止带电挂接地线； 防止带地线合刀闸。（5）键盘操作闭锁功能。只有输入正确的操作口令和监护口令才有 权进行操作控制。（6）无论当地操作或远方操作，都应有防误操作的闭锁措施，即要 收到返校信号后，才执行下一项；必须有对象校核、操作性质 校核和命令执行三步，以保证操作的正确性。5安全监视功能监控系统在运行过程中，对采集的电
10、流、电压、主变压器温度、频 率等量，要不断进行越限监视。如发现越限，立刻发出告警信号，同时 记录和显示越限时间和越限值。另外，还要监视保护装置是否失电，自 控装置工作是否正常等。6人机联系功能当变电站有人值班时，人机联系功能在当地监控系统的后台机（或 称主机）上实现；当变电站无人值班时，人机联系功能在远方的调度中 心或操作控制中心的主机或工作站上实现。无论采用哪种方式，操作维 护人员面对的都是 CRT 屏幕，操作的工具都是键盘或鼠标。人机联系的 主要内容是：（1）显示画面与数据。其中包括时间日期；单线图的状态；潮流信 息；报警画面与提示信息；事件顺序记录；事故记录；趋势记 录；装置工况状态；保
11、护整定值；控制系统的配置（包括退出 运行的装置以及信号流程图表）；值班记录；控制系统的设定值 等。（2）输入数据。运行人员代码及密码；运行人员密码更改；保护定 值的修改值；控制范围及设定的变化；报警界限；告警设置与 退出；手动自动设置；趋势控制等。（3）人工控制操作。断路器及隔离开关操作；开关操作；变压器分 接头位置控制；控制闭锁与允许；保护装置的投入或退出；设 备运行检修的设置；当地/远方控制的选择；信号复归等。（4）诊断与维护。故障数据记录显示；统计误差显示；诊断检测功 能的启动。7打印功能对于有人值班的变电站，监控系统可以配备打印机，完成以下打印记录功能：（1）定时打印报表和运行日志（2
12、）开关操作记录打印。（3）事件顺序记录打印。（4）越限打印。（5）召唤打印。（6）抄屏打印。（7）事故追忆打印。8数据处理与记录功能监控系统除了完成上述功能外，数据处理和记录也是很重要的环 节。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容。它包括上级调度中 心、变电管理和继电保护要求的数据，这些数据主要包括：（1） 断路器动作次数记录。（2） 断路器切除故障时故障电流和跳闸操作次数的累计数。（3）输电线路的有功功率、无功功率，变压器的有功功率、无功功 率，母线电压定时记录的最大值、最小值及其时间，独立负荷 有功功率、无功功率每天的最大值和最小值，并标以时间。（4）指定模拟点上的趋势、平均值、积分值
13、和其它计算值。（5）控制操作及修改整定值的记录。 根据需要，该功能可在变电站当地实现（有人值班方式），也可在 远方操作中心或调度中心实现（无人值班方式）。 9变电站综合自动化应具有与调度中心对时，统一时钟的功能。 10.谐波分析与监视11自诊断功能 系统内各插件应具有自诊断功能，与采集系统数据一样，自诊断信 息能周期性地送往后台机（人机联系子系统）和远方调度中心或操作控 制中心。微机保护子系统 微机保护应包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体包括 1高压输电线路的主保护和后备保护。2主变压器的主保护和后备保护。 3无功补偿电容器组的保护。4母线保护。5配电线路的保护。6小电流接地系统的
14、单相接地选线。电压无功综合控制子系统在变电站中，对电压和无功的自动控制，主要是自动调节有载调压变 压器的分接头位置和自动控制无功补偿设备 （电容器、电抗器、调相机等） 的投、切或控制其运行工况。其控制方式有如下三种。（1）集中控制。集中控制是指在调度中心对各个变电站的主变压器的 分接头位置和无功补偿设备进行统一的控制。（2）分散控制。这是我国当前进行电压、无功综合控制的主要方式。分散控制是指在各个变电站或发电厂中，自动调节有载调压变压器的分接头位置或其他调压设备，以控制地区的电压和无功功率在规定的范围内。分散控制是在各厂、站独立进行的，它可以实现局部地区的优化，对提高变电站供电范围内的电压质量
15、和降低局部网络和变压器的电能损耗，减少值班员的操作是很有意义的（3）关联分散控制。关联分散控制是指电力系统正常运行时，由分散安装在各厂、站的分散控制装置或控制软件进行自动调控，调控范围和定值是从整个系统的安全、稳定和经济运行出发，事先由电压、无功优化程序计算好的，而在系统负荷变化较大或紧急情况或系统运行方式发生大的变动时，可由调度中心直接操作控制，或由调度中心修改下属变电站所应维持的母线电压和无功功 率的定值，以满足系统运行方式变化后新的要求。自动装置功能1小电流接地系统的单相接地选线。2电力系统低频减负荷控制。3备用电源自投控制。二、变电站综合自动化系统的结构及组成一）电力系统调度自动化系统原理框图人机联系子系统计算机子系统调度中心 远动通道 厂站端1信息收集和执行子系统。在各发电厂、变电所收集各种信息（遥测 信息、遥信信息、事件信息等），向调度控制中心发送。在厂站（所） 端，设有综合自动化系统，所传送的信息已经过预处理。同时，这 个子系统接受上级控制中心发来的操作、调节或控制命令，例如开 关操作，起停
