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1、第六章第六章 变电所的综合变电所的综合(zngh)自动化自动化n n主要内容主要内容n n概念、特征概念、特征n n根本功能根本功能(gngnng)(gngnng)n n结构、硬件配置结构、硬件配置n n微机保护微机保护第一页，共六十一页。常规常规(chnggu)(chnggu)变电所的二次系统变电所的二次系统维护维护维护维护(wih)(wih)工作量大工作量大工作量大工作量大6.1 概述概述缺点缺点(qudin)(qudin)：平安性、可靠性不高；平安性、可靠性不高；平安性、可靠性不高；平安性、可靠性不高；电能质量可控性不高；电能质量可控性不高；电能质量可控性不高；电能质量可控性不高；占地面
2、积大；占地面积大；占地面积大；占地面积大；实时计算和控制性不高；实时计算和控制性不高；实时计算和控制性不高；实时计算和控制性不高；第二页，共六十一页。配置类似配置类似工作重复工作重复变电站综合变电站综合(zngh)(zngh)自动化自动化由来由来机电式机电式继电保护继电保护就地监控就地监控远动装置远动装置录波装置录波装置微机型继电保护微机型继电保护微机监控微机监控微机远动微机远动微机录波微机录波微机型微机型计算机技术计算机技术优化设计优化设计共享软硬件资源共享软硬件资源第三页，共六十一页。变电站综合变电站综合(zngh)(zngh)自动化系统自动化系统概念概念 通过监控系统的局域网通信，将微通
3、过监控系统的局域网通信，将微机保护、微机自动装置、微机远动装置机保护、微机自动装置、微机远动装置采集的模拟量、开关量、状态量、脉冲采集的模拟量、开关量、状态量、脉冲量及一些非电量信号，经过数据处理及量及一些非电量信号，经过数据处理及功能的重新组合，按照预定的程序和要功能的重新组合，按照预定的程序和要求求(yoqi)(yoqi)，对变电站实现综合性的监视和，对变电站实现综合性的监视和调度。调度。第四页，共六十一页。通通域域信信络络网网局局综合综合(zngh)自动化结构示意图自动化结构示意图自动自动(zdng)监控系统监控系统微机保护微机保护微机自动装置微机自动装置微机远动功能微机远动功能第五页，
4、共六十一页。变电站综合自动化系统根本变电站综合自动化系统根本(gnbn)配配置置时钟时钟时钟时钟(shzhng)(shzhng)系统系统系统系统调制调制调制调制(tiozh)(tiozh)解调装置解调装置解调装置解调装置调调调调度度度度综合测控装置综合测控装置综合测控装置综合测控装置自动装置自动装置自动装置自动装置远动装置远动装置远动装置远动装置继电保护继电保护继电保护继电保护模拟模拟模拟模拟/ /开关量采集装置开关量采集装置开关量采集装置开关量采集装置保护单元保护单元保护单元保护单元1 1保护单元保护单元保护单元保护单元n n工作站工作站工作站工作站工作站工作站工作站工作站主控机主控机主控机
5、主控机外外外外设设设设中心处理机中心处理机中心处理机中心处理机网网网网络络络络第六页，共六十一页。第七页，共六十一页。第八页，共六十一页。1、功能综合化、功能综合化 n n综合了变电所内除一次设备和交直流电源以综合了变电所内除一次设备和交直流电源以外的所有二次设备外的所有二次设备 。n n微机微机(wi j)(wi j)监控系统综合了仪表屏、操作屏、模监控系统综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、变送器屏、中央信号系统，远动装置拟屏、变送器屏、中央信号系统，远动装置RTU，电压及无功自动调节等功能。，电压及无功自动调节等功能。n n微机保护综合了故障录波、故障测距、小电微机保护综合了故障录波、故障测距
6、、小电流接地选线、自动按频率减负荷、自动重合流接地选线、自动按频率减负荷、自动重合闸等功能。闸等功能。变电所综合变电所综合(zngh)(zngh)自动化自动化特征特征第九页，共六十一页。2、结构、结构(jigu)分布、分层化分布、分层化分布式结构：结构上采用分布式结构：结构上采用(ciyng)(ciyng)主从主从CPU协同协同工作方式，各功能模块从工作方式，各功能模块从CPU间采用间采用(ciyng)(ciyng)网络技术或串行方式实现通信。网络技术或串行方式实现通信。优点：多优点：多CPU提高了处理并行多发事件的能提高了处理并行多发事件的能力，方便系统扩展与维护，局部故障不影力，方便系统扩
7、展与维护，局部故障不影响其它模块的正常运行。响其它模块的正常运行。第十页，共六十一页。分层式结构分层式结构(jigu) 监控监控监控监控(jin kn)(jin kn)主机主机主机主机打印机打印机打印机打印机显示器显示器显示器显示器综合综合综合综合监控监控监控监控(jin kn)(jin kn)单元单元单元单元前置机前置机前置机前置机数据采集数据采集数据采集数据采集TA/TVTA/TVTA/TVTA/TV综合综合综合综合监控监控监控监控单元单元单元单元线路线路线路线路保护保护保护保护单元单元单元单元主变主变主变主变保护保护保护保护单元单元单元单元电容器电容器电容器电容器保护保护保护保护单元单元
8、单元单元间隔层间隔层间隔层间隔层站控层站控层站控层站控层管理层管理层管理层管理层第十一页，共六十一页。在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合(chngh)(chngh)闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为称为称为称为保护单元保护单元保护单元保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为，而把
9、测量和控制功能综合在一起的装置称为，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控控控控制或制或制或制或I/OI/O单元单元单元单元。两者通称为两者通称为两者通称为两者通称为间隔级单元间隔级单元间隔级单元间隔级单元(bay level unit)(bay level unit)。各种类型的间隔级。各种类型的间隔级。各种类型的间隔级。各种类型的间隔级单元与变电站的中央单元单元与变电站的中央单元单元与变电站的中央单元单元与变电站的中央单元(central unit)(central unit)相结合，并利用相结合，并利用相结合，并利用相结合，并利用间隔级单元搜集到
10、的状态量和测量值，通过软件来实现间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中为实现闭锁各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中为实现闭锁各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中为实现闭锁各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中为实现闭锁功能所需要的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。功能所需要的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。功能所需要的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。功能所需要的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。第十二页，共六十一页。n n间隔
11、层按一次设备组织间隔层按一次设备组织(zzh)(zzh)，一般按断路器，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护局的间隔划分，具有测量、控制和继电保护局部。测量、控制局部负责该单元的测量、监部。测量、控制局部负责该单元的测量、监视、断路器的操作控制和闭锁及事件顺序记视、断路器的操作控制和闭锁及事件顺序记录等；保护局部负责该单元线路或变压器或录等；保护局部负责该单元线路或变压器或电容器的保护、各种录波等。电容器的保护、各种录波等。n n间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层
12、。层。第十三页，共六十一页。 综合自动化系统使变电站的值班人员完综合自动化系统使变电站的值班人员完全是面对全是面对(min du)(min du)大屏幕显示器进行变电站大屏幕显示器进行变电站的全方位监视与操作。的全方位监视与操作。3、操作、操作(cozu)(cozu)监视屏幕化监视屏幕化指针式仪表指针式仪表(ybio)(ybio)模拟屏模拟屏跳、合闸操作跳、合闸操作数据显示数据显示实时主接线画面实时主接线画面画面文字语言报警画面文字语言报警光字牌报警光字牌报警鼠标键盘操作鼠标键盘操作第十四页，共六十一页。 原来的二次设备只能监视一次设备；原来的二次设备只能监视一次设备；n n综合综合(zngh
13、)(zngh)自动化系统：自动化系统：t t监测一次设备；监测一次设备；t t常规自动化功能；常规自动化功能；t t在线自诊断；在线自诊断；t t与控制中心通信。与控制中心通信。4、运行、运行(ynxng)(ynxng)管理智能化管理智能化第十五页，共六十一页。无人无人(w rn)(w rn)值守变电站值守变电站n n无人值班变电站无人值班变电站无人值班变电站无人值班变电站：调度值班员借助微机：调度值班员借助微机：调度值班员借助微机：调度值班员借助微机(wi j)(wi j)(wi j)(wi j)远动技术远动技术远动技术远动技术替代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。替代变电所现场值班员来
14、控制和管理的变电所。替代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。替代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。n n是变电所的一种先进管理模式。是变电所的一种先进管理模式。是变电所的一种先进管理模式。是变电所的一种先进管理模式。n n调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调操作。操作。操作。操作。n n并非任何操作都无须人员现场进行。并非任何操作都无须人员现场进行。并非任何操作都无须人员现场进行。并非任何操作都无须人员现场进行。n n不必再配置不必再配置不必
15、再配置不必再配置单单独独独独RTURTURTURTU，模拟量和开关状态信息，通过通信管理模拟量和开关状态信息，通过通信管理模拟量和开关状态信息，通过通信管理模拟量和开关状态信息，通过通信管理单元直接送往调度。单元直接送往调度。单元直接送往调度。单元直接送往调度。n n各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信管理单各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信管理单各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信管理单各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信管理单元转发或执行调度下达的命令。元转发或执行调度下达的命令。元转发或执行调度下达的命令。元转发或执行调度下达的命令。第十六页，共六十一页
16、。6.2 变电所综合变电所综合(zngh)自动化系统的根本功能自动化系统的根本功能1、数据采集、数据采集 是在线采集供电系统的运行是在线采集供电系统的运行(ynxng)(ynxng)参参数，主要包括：数，主要包括：模拟量模拟量，状态量状态量和和脉冲量脉冲量。n n模拟量模拟量 采集进线的电压、电流和功率值，馈线采集进线的电压、电流和功率值，馈线回路的电流及功率值，还包括变压器的温度，电回路的电流及功率值，还包括变压器的温度，电容器的温度，直流电源电压等。容器的温度，直流电源电压等。n n状态量状态量 采集变电所里的开关、断路器的位置状采集变电所里的开关、断路器的位置状态等。态等。n n脉冲量脉
17、冲量 脉冲电度表输出的脉冲信号等。脉冲电度表输出的脉冲信号等。第十七页，共六十一页。 电力部门和用户内部生产调度需要的数据。电力部门和用户内部生产调度需要的数据。变电所运行参数的统计、分析与计算。变电所运行参数的统计、分析与计算。 变电所内各种事故信息变电所内各种事故信息(xnx)(xnx)的顺序记录并登的顺序记录并登录存档。录存档。变电所运行参数和设备越限报警及记录。变电所运行参数和设备越限报警及记录。2、数据处理与记录、数据处理与记录(jl)第十八页，共六十一页。变电所内的各高压断路器，隔离变电所内的各高压断路器，隔离(gl)(gl)开关可以开关可以通通 过变电所综合自动化系统过变电所综合
18、自动化系统CRT屏幕进行屏幕进行操作，也可以对变压器的分接头进行调节控操作，也可以对变压器的分接头进行调节控制，可对电容器组进行投切。制，可对电容器组进行投切。为了防止计算机系统故障时无法操作被控设为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备。应保存人工直接跳合闸手段。备。应保存人工直接跳合闸手段。3、控制与操作、控制与操作(cozu)闭锁闭锁第十九页，共六十一页。a a、操作出口具有跳、合闭锁功能。、操作出口具有跳、合闭锁功能。、操作出口具有跳、合闭锁功能。、操作出口具有跳、合闭锁功能。b b、操作出口具有并发性操作闭锁功能，、操作出口具有并发性操作闭锁功能，、操作出口具有并发性操作闭锁功能，、
19、操作出口具有并发性操作闭锁功能，c c、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁功能。功能。功能。功能。d d、适应一次设备现场维修操作的、适应一次设备现场维修操作的、适应一次设备现场维修操作的、适应一次设备现场维修操作的“ “电脑五防操作及闭锁电脑五防操作及闭锁电脑五防操作及闭锁电脑五防操作及闭锁系统。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入系统。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入系统。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入系统。即：防止带负荷拉、合隔离开关
20、；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开关。防止带地线合隔离开关。防止带地线合隔离开关。防止带地线合隔离开关。e e、CRTCRT屏幕操作闭锁功能，只有屏幕操作闭锁功能，只有屏幕操作闭锁功能，只有屏幕操作闭锁功能，只有(zhyu)(zhyu)输入正确的操作输入正确的操作输入正确的操作输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。口令和监护口令才有权进行操作控制。口令和监护口令才有权进行操作控制。口令和监护口令才有权
21、进行操作控制。操作操作(cozu)闭锁的内容闭锁的内容第二十页，共六十一页。4、微机、微机(wi j)保护保护 微机保护主要微机保护主要(zhyo)(zhyo)包括线路保护、变压器保包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护、备用电源的自护、母线保护、电容器保护、备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。动投入装置和自动重合闸装置等。a 、故障记录，且断电保持。故障记录，且断电保持。b 、存储多套整定值；并能显示及当地修改整存储多套整定值；并能显示及当地修改整 定值。定值。c 、实时显示保护主要状态。实时显示保护主要状态。d 、与监控系统通信。与监控系统通信。第二十一页，共六十一页。“四遥
22、四遥远方修改远方修改(xigi)(xigi)定值定值向电力调度部门传送数据信息向电力调度部门传送数据信息5、与远方操作、与远方操作(cozu)控制中心通信控制中心通信第二十二页，共六十一页。1屏幕显示屏幕显示 2通过键盘输入数据通过键盘输入数据3人工操作控制人工操作控制 4运行参数及信息的打印运行参数及信息的打印(d yn)(d yn)记录记录6、人机联系、人机联系(linx)功能功能第二十三页，共六十一页。 综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断(zhndun)(zhndun)功
23、能，自诊断功能，自诊断功能，自诊断功能，自诊断(zhndun)(zhndun)信息也像数据采集一信息也像数据采集一信息也像数据采集一信息也像数据采集一样周期性地送往后台机操作控制中心样周期性地送往后台机操作控制中心样周期性地送往后台机操作控制中心样周期性地送往后台机操作控制中心。7、自诊断、自诊断(zhndun)功能功能第二十四页，共六十一页。1 1、供电系统、供电系统、供电系统、供电系统(n din x tn)(n din x tn)对变电所综合自动化系统结构的原那么对变电所综合自动化系统结构的原那么对变电所综合自动化系统结构的原那么对变电所综合自动化系统结构的原那么要求要求要求要求可靠性可
24、靠性可靠性可靠性实用性实用性实用性实用性先进性先进性先进性先进性6.3 变电所综合自动化系统的变电所综合自动化系统的结构和硬件结构和硬件(yn jin)配置配置第二十五页，共六十一页。2 2、变电站综合、变电站综合(zngh)(zngh)自动化系统结自动化系统结构构l系统系统(xtng)(xtng)为为多微机、多层多微机、多层次结构形式。次结构形式。l最上层设在最上层设在电力系统控制电力系统控制中心；中心；1 13 3层层均设在变电站均设在变电站内。内。结构形式结构形式(xngsh)(xngsh)：集中式集中式、分布集中组屏分布集中组屏和和分布分散式。分布分散式。第二十六页，共六十一页。集中式
25、集中式n n采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机别完成微机别完成微机别完成微机(wi j)(wi j)(wi j)(wi j)监控、微机监控、微机监控、微机监控、微机(wi j)(wi j)(wi j)(wi j)保护和一些自
26、动化功能。保护和一些自动化功能。保护和一些自动化功能。保护和一些自动化功能。n n微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机完成。完成。完成。完成。第二十七页，共六十一页。模入接口模入接口开入接口开入接口输出接口输出接口A/D模块模块输入接口输入接口输出接口输出接口主主变变TV与与 TA线线路路TV与与TA断断路路器器状状态态保保护护出出口口模模拟拟量量输输入入断断路路器器和和隔隔离离开开关关状状态态继继电电保保护护信信息息输输入入出出口
27、口继继电电器器各保护装置各保护装置监控主机监控主机MODEM显示器显示器打印机打印机键盘键盘调调度度中心中心集中式集中式结构构(jigu)(jigu)框框图第二十八页，共六十一页。缺点：缺点：n n可靠性差。可靠性差。n n软件复杂软件复杂(fz)(fz)，调试麻烦，修改工作量大。，调试麻烦，修改工作量大。n n组台不灵活。组台不灵活。n n不直观。不直观。第二十九页，共六十一页。分布分布(fnb)分散式分散式每个回路均实现保护测控每个回路均实现保护测控(c kn)(c kn)一体化一体化各回路通过网络电缆连接，独立与监控主机各回路通过网络电缆连接，独立与监控主机通信。通信。 减少了所内的二次
28、设备及信号电缆减少了所内的二次设备及信号电缆系统中任一局部故障时，只影响局部，提高系统中任一局部故障时，只影响局部，提高了整个系统的可靠性了整个系统的可靠性可扩展性和运行的灵活性。可扩展性和运行的灵活性。第三十页，共六十一页。分布式分布式综合自合自动化系化系统(xtng)(xtng)框框图主主变变压压器器保保护护110kV进进出出线线保保护护35kV出出线线保保护护低低频频减减载载110kV RTU35kV RTU 低低频频减减载载10kV馈馈出出线线保保护护电电容容器器保保护护10kV RTU 前置机前置机前置机前置机当地监控计算机当地监控计算机CRT打印机打印机调度端调度端(主控站主控站)
29、第三十一页，共六十一页。分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回路的数分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回路的数分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回路的数分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回路的数据采集单元、控制单元和保护单元分别集中安装在变据采集单元、控制单元和保护单元分别集中安装在变据采集单元、控制单元和保护单元分别集中安装在变据采集单元、控制单元和保护单元分别集中安装在变电所控制室内的数据采集柜、控制柜和保护柜中，相电所控制室内的数据采集柜、控制柜和保护柜中，相电所控制室内的数据采集柜、控制柜和保护柜中，相电所控制室内的数据采集柜、控制柜和保护柜中，相互间通过网络与控制主机相
30、连。互间通过网络与控制主机相连。互间通过网络与控制主机相连。互间通过网络与控制主机相连。分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一个环分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一个环分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一个环分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一个环节故障，不会影响其它局部的正常运行。节故障，不会影响其它局部的正常运行。节故障，不会影响其它局部的正常运行。节故障，不会影响其它局部的正常运行。适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较集中，从一次设备
31、到数据采集柜和控制柜等所用的集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜等所用的集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜等所用的集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜等所用的信号电缆不长，易于设计信号电缆不长，易于设计信号电缆不长，易于设计信号电缆不长，易于设计(shj)(shj)、安装和维护管理的、安装和维护管理的、安装和维护管理的、安装和维护管理的(10(10一一一一35)kV35)kV供电系统变电所。供电系统变电所。供电系统变电所。供电系统变电所。分布分布(fnb)集中组屏集中组屏第三十二页，共六十一页。35kV变电站自动化系统配置方案变电站自动化系统配置方案(fng n)第三十三页，共六十一页。11
32、0/35kV变电站自动化系统配置方案变电站自动化系统配置方案(fng n)第三十四页，共六十一页。小小 结结n n变电所综合自动化变电所综合自动化概念概念n n变电所综合自动化变电所综合自动化特点特点n n功能综合化、结构微机化、操作与监视功能综合化、结构微机化、操作与监视屏幕化、运行管理智能化屏幕化、运行管理智能化n n变电所综合自动化变电所综合自动化根本功能根本功能n n数据数据(shj)(shj)采集、数据采集、数据(shj)(shj)处理与记录、控处理与记录、控制与操作闭锁、微机保护、与远方操作制与操作闭锁、微机保护、与远方操作控制中心通信、人机联系、自诊断、数控制中心通信、人机联系、
33、自诊断、数据据(shj)(shj)库库n n变电所综合自动化系统的结构变电所综合自动化系统的结构n n集中式、分布分散式、分布集中组屏集中式、分布分散式、分布集中组屏第三十五页，共六十一页。 变电所综合自动化系统的硬件配置一般由中变电所综合自动化系统的硬件配置一般由中央处理机包括央处理机包括(boku)(boku)打印仉、监视器、通信打印仉、监视器、通信接口等外围设备、数据采集与处理、微机接口等外围设备、数据采集与处理、微机保护、操作与控制、故障滤波等各种功能模保护、操作与控制、故障滤波等各种功能模块及所内通信网络组成。块及所内通信网络组成。6.3.2 变电所综合自动化系统的变电所综合自动化系
34、统的硬件硬件(yn jin)配置配置第三十六页，共六十一页。一、中央一、中央(zhngyng)处理机处理机 中央处理机系统可采用单机系统和多机系统中央处理机系统可采用单机系统和多机系统两种根本配置。两种根本配置。 单机系统：指变电所综合自动化的全部功能单机系统：指变电所综合自动化的全部功能由一台中央处理机来控制和完成。由一台中央处理机来控制和完成。优点是系统结构简单，造价低。优点是系统结构简单，造价低。缺点是容量受限制，如检测缺点是容量受限制，如检测(jin c)(jin c)量较多，那么量较多，那么响应速度会受到影响，且工作可靠性较差。响应速度会受到影响，且工作可靠性较差。单饥系统大多用于中
35、、小型变电所。单饥系统大多用于中、小型变电所。第三十七页，共六十一页。多机系统一般分两种配置方式。多机系统一般分两种配置方式。多机系统一般分两种配置方式。多机系统一般分两种配置方式。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。一台或两台主机和假设干台前置一台或两台主机和假设干台前置一台或两台主机和假设干台前置一台或两台主机和假设干台前置(qin zh)(qin zh)机，由前置机，由前置机，由前置机，由前置(qin (qin zh)zh)机负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信
36、息经机负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息经机负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息经机负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息经初步处理后向主机传送。这种系统称为分布式多机系统。初步处理后向主机传送。这种系统称为分布式多机系统。初步处理后向主机传送。这种系统称为分布式多机系统。初步处理后向主机传送。这种系统称为分布式多机系统。分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、可靠，分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、可靠，分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、可靠，分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、可靠，便于维护和扩充。它可以根据现场实际情况灵活地增便于维护和扩
37、充。它可以根据现场实际情况灵活地增便于维护和扩充。它可以根据现场实际情况灵活地增便于维护和扩充。它可以根据现场实际情况灵活地增减前置机的数量，以满足不同供电系统的需要。而且减前置机的数量，以满足不同供电系统的需要。而且减前置机的数量，以满足不同供电系统的需要。而且减前置机的数量，以满足不同供电系统的需要。而且中央处理机可以采用高级语言编程，因此比较容易实中央处理机可以采用高级语言编程，因此比较容易实中央处理机可以采用高级语言编程，因此比较容易实中央处理机可以采用高级语言编程，因此比较容易实现更复杂的功能和运算。现更复杂的功能和运算。现更复杂的功能和运算。现更复杂的功能和运算。多机系统多机系统第
38、三十八页，共六十一页。在变电所系统中数据信息的采集和处理是变电在变电所系统中数据信息的采集和处理是变电在变电所系统中数据信息的采集和处理是变电在变电所系统中数据信息的采集和处理是变电所综合自动化系统的主要所综合自动化系统的主要所综合自动化系统的主要所综合自动化系统的主要(zhyo)(zhyo)功能之一。功能之一。功能之一。功能之一。供电系统中数据信息的采集主要有供电系统中数据信息的采集主要有供电系统中数据信息的采集主要有供电系统中数据信息的采集主要有模拟量模拟量模拟量模拟量和和和和开关量开关量开关量开关量。1 1、模似量的检测与处理、模似量的检测与处理、模似量的检测与处理、模似量的检测与处理
39、在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一般有在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一般有在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一般有在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一般有两种方式，即两种方式，即两种方式，即两种方式，即直流采样检测直流采样检测直流采样检测直流采样检测和和和和交流采样检测交流采样检测交流采样检测交流采样检测。 前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易满前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易满前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易满前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易满足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，技足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，技足；后者结构简单
40、，但在实现高精度检测时，技足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，技术要复杂一些。术要复杂一些。术要复杂一些。术要复杂一些。二、数据与信息的采集二、数据与信息的采集(cij)和处理和处理第三十九页，共六十一页。第四十页，共六十一页。同时同时(tngsh)采样，同时采样，同时(tngsh)A/D转换转换顺序顺序(shnx)采样采样,依次依次A/D转转换换同时采样，依次同时采样，依次(yc)A/D转换转换第四十一页，共六十一页。直流采样检测方式直流采样检测方式直流采样检测方式直流采样检测方式(fngsh)(fngsh)是采用电量变送器将供电系是采用电量变送器将供电系是采用电量变送器将供电系是采用电
41、量变送器将供电系统的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等转统的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等转统的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等转统的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等转换为换为换为换为0 05v5v无功为无功为无功为无功为 5v 5v 的直流电压信号供微机检的直流电压信号供微机检的直流电压信号供微机检的直流电压信号供微机检测。测。测。测。可以采用单极性可以采用单极性可以采用单极性可以采用单极性A/DA/D转换接口，对转换速度的要求也转换接口，对转换速度的要求也转换接口，对转换速度的要求也转换接口，对转换速度的要求也不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，不高，精
42、度比较容易保证程序设计也较简单，不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维护复杂，主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维护复杂，主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维护复杂，主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维护复杂，且变送器有一定的延时，因此该方式一般适用于检测且变送器有一定的延时，因此该方式一般适用于检测且变送器有一定的延时，因此该方式一般适用于检测且变送器有一定的延时，因此该方式一般适用于检测变化速度比较缓慢的过程和稳态量。变化速度比较缓慢的过程和稳态量。变化速度比较缓慢的过程和稳态量。变化速度
43、比较缓慢的过程和稳态量。 1 直流采样直流采样(ci yn)(ci yn)检测及其数据处理检测及其数据处理第四十二页，共六十一页。将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的装置。将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的装置。将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的装置。将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的装置。无源型无源型无源型无源型和和和和有源型有源型有源型有源型两种两种两种两种无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器两种，无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器两种，无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器两种，无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器两种
44、，由于它不需要供电电源，从而使安装由于它不需要供电电源，从而使安装由于它不需要供电电源，从而使安装由于它不需要供电电源，从而使安装(nzhung)(nzhung)接线得以简单，接线得以简单，接线得以简单，接线得以简单，价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入时，测量精价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入时，测量精价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入时，测量精价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入时，测量精度不易保证。度不易保证。度不易保证。度不易保证。目前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，电流，目前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，电流，目前应用的大多是有源型电量变送
45、器，它包括电压，电流，目前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，电流，功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量变透器的供电功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量变透器的供电功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量变透器的供电功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量变透器的供电电源分为交流电源分为交流电源分为交流电源分为交流110V110V，220V220V；直流；直流；直流；直流24V,48V,110V24V,48V,110V等。等。等。等。1电量电量(dinling)(dinling)变送器变送器第四十三页，共六十一页。第四十四页，共六十一页。 2 2直流采样检测的数据处理直流采样检测
46、的数据处理直流采样检测的数据处理直流采样检测的数据处理 在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤波，在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤波，在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤波，在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤波，采样保持，采样保持，采样保持，采样保持，A AD D转换被采集到内存还需进行转换被采集到内存还需进行转换被采集到内存还需进行转换被采集到内存还需进行(jnxng)(jnxng)一系列的加工和处理才能成为有用的数据一系列的加工和处理才能成为有用的数据一系列的加工和处理才能成为有用的数据一系列的加工和处理才能成为有用的数据通过软件实现如下：通过软件实现如下：通过
47、软件实现如下：通过软件实现如下：a) a) 采样到的数据要重新排队采样到的数据要重新排队采样到的数据要重新排队采样到的数据要重新排队b) b) 数字滤波排除随机干扰数字滤波排除随机干扰数字滤波排除随机干扰数字滤波排除随机干扰c) c) 数据合理性检测和越限检测数据合理性检测和越限检测数据合理性检测和越限检测数据合理性检测和越限检测d) d) 微机处理及其转换微机处理及其转换微机处理及其转换微机处理及其转换第四十五页，共六十一页。交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流电流交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流电流交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流电流交流采样检测是采用交流变
48、换器将交流电压和交流电流转换成转换成转换成转换成 5v 5v峰值的交流电压信号，供微机检测，这峰值的交流电压信号，供微机检测，这峰值的交流电压信号，供微机检测，这峰值的交流电压信号，供微机检测，这种方法的特点是结构简单，速度快，投资省，工作可靠，种方法的特点是结构简单，速度快，投资省，工作可靠，种方法的特点是结构简单，速度快，投资省，工作可靠，种方法的特点是结构简单，速度快，投资省，工作可靠，缺点是程序设计较繁琐，要提高检测精度在技术上比较缺点是程序设计较繁琐，要提高检测精度在技术上比较缺点是程序设计较繁琐，要提高检测精度在技术上比较缺点是程序设计较繁琐，要提高检测精度在技术上比较复杂。同时它
49、要复杂。同时它要复杂。同时它要复杂。同时它要A/DA/D转换接口是双极性的，对转换速度转换接口是双极性的，对转换速度转换接口是双极性的，对转换速度转换接口是双极性的，对转换速度要求较高。要求较高。要求较高。要求较高。由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随时间而由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随时间而由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随时间而由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随时间而变化的交变量人们无法直接识别它的大小和传送方向变化的交变量人们无法直接识别它的大小和传送方向变化的交变量人们无法直接识别它的大小和传送方向变化的交变量人们无法直接识别它的大小和传送方向
50、指功率。这就需要通过一定指功率。这就需要通过一定指功率。这就需要通过一定指功率。这就需要通过一定(ydng)(ydng)的算法把信号的有效的算法把信号的有效的算法把信号的有效的算法把信号的有效值计算出来；交流采样的算法很常用的算法有：两点采值计算出来；交流采样的算法很常用的算法有：两点采值计算出来；交流采样的算法很常用的算法有：两点采值计算出来；交流采样的算法很常用的算法有：两点采样算法、全周波傅氏算法样算法、全周波傅氏算法样算法、全周波傅氏算法样算法、全周波傅氏算法2交流交流(jioli)(jioli)采样检测及算法采样检测及算法第四十六页，共六十一页。U U、I I为电流为电流为电流为电流
51、(dinli)(dinli)电压的有效值，电压的有效值，电压的有效值，电压的有效值，第四十七页，共六十一页。如果如果如果如果(rgu)(rgu)要是要是复合量输入，即：要是要是复合量输入，即：要是要是复合量输入，即：要是要是复合量输入，即：第四十八页，共六十一页。1 1两点采样的特点是简单、快速。但两点采样的特点是简单、快速。但两点采样的特点是简单、快速。但两点采样的特点是简单、快速。但9090度样本身无度样本身无度样本身无度样本身无滤波作用，因此输入信号必须是纯粹弦波才不滤波作用，因此输入信号必须是纯粹弦波才不滤波作用，因此输入信号必须是纯粹弦波才不滤波作用，因此输入信号必须是纯粹弦波才不致
52、致致致(bzh)(bzh)引起误差。引起误差。引起误差。引起误差。2 2全周波傅氏算法：当输入信号为含有高次谐波的畸变全周波傅氏算法：当输入信号为含有高次谐波的畸变全周波傅氏算法：当输入信号为含有高次谐波的畸变全周波傅氏算法：当输入信号为含有高次谐波的畸变电量时，通常采用多点采样法即全周波的傅氏算法。电量时，通常采用多点采样法即全周波的傅氏算法。电量时，通常采用多点采样法即全周波的傅氏算法。电量时，通常采用多点采样法即全周波的傅氏算法。第四十九页，共六十一页。 在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往往要同在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往往要同在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往往
53、要同在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往往要同时采集输入多个信号如三相电流电压等，在每个时采集输入多个信号如三相电流电压等，在每个时采集输入多个信号如三相电流电压等，在每个时采集输入多个信号如三相电流电压等，在每个采样周期中，要对多个通道输入信号全部采样周期中，要对多个通道输入信号全部采样周期中，要对多个通道输入信号全部采样周期中，要对多个通道输入信号全部(qunb)(qunb)采样一采样一采样一采样一次；一般有以下几种采样方式。次；一般有以下几种采样方式。次；一般有以下几种采样方式。次；一般有以下几种采样方式。 1 1同时采样。同时采样。同时采样。同时采样。 2 2顺序采样。顺序采样。顺
54、序采样。顺序采样。3采样保持采样保持(boch)(boch)与多路转换器的配置与多路转换器的配置第五十页，共六十一页。第五十一页，共六十一页。小小 结结n n变电所综合自动化系统硬件配置变电所综合自动化系统硬件配置uu中央处理机中央处理机uu数据与信息的采集和处理数据与信息的采集和处理(chl)(chl)t t模拟量的监测与处理模拟量的监测与处理直流采样检测及数据处理直流采样检测及数据处理交流采样检测及数据处理交流采样检测及数据处理t t开关量的检测与识别开关量的检测与识别uu变电所的运行控制与操作变电所的运行控制与操作第五十二页，共六十一页。6.4 供电系统供电系统(n din x tn)的
55、微机保护的微机保护 随着计算机技术的开展和变电所综合自动比系统的实现以及变随着计算机技术的开展和变电所综合自动比系统的实现以及变随着计算机技术的开展和变电所综合自动比系统的实现以及变随着计算机技术的开展和变电所综合自动比系统的实现以及变电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，使现有的模电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，使现有的模电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，使现有的模电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，使现有的模拟式继电保护难以满足。主要表现在以下几个方面拟式继电保护难以满足。主要表现在以下几个方面拟式继电保护难以满足。主要表现在以下几个方面拟式继电保护难以
56、满足。主要表现在以下几个方面: :动作速度慢，一般超过动作速度慢，一般超过动作速度慢，一般超过动作速度慢，一般超过0.02s0.02s。没有自诊断和自检功能，保护装置中的元件损坏不能及时发现，没有自诊断和自检功能，保护装置中的元件损坏不能及时发现，没有自诊断和自检功能，保护装置中的元件损坏不能及时发现，没有自诊断和自检功能，保护装置中的元件损坏不能及时发现，易造成严重后果。易造成严重后果。易造成严重后果。易造成严重后果。保护的每一种保护的每一种保护的每一种保护的每一种(y zhn)(y zhn)方式都是靠相应的硬件相连线来实现所以保方式都是靠相应的硬件相连线来实现所以保方式都是靠相应的硬件相连
57、线来实现所以保方式都是靠相应的硬件相连线来实现所以保护装置的功能灵活性差。护装置的功能灵活性差。护装置的功能灵活性差。护装置的功能灵活性差。对于供电系统中一些复杂的保护方式如变压器的差动保护。对于供电系统中一些复杂的保护方式如变压器的差动保护。对于供电系统中一些复杂的保护方式如变压器的差动保护。对于供电系统中一些复杂的保护方式如变压器的差动保护。参数整定繁琐，调试工作量大，灵活性差，容易发生误动和参数整定繁琐，调试工作量大，灵活性差，容易发生误动和参数整定繁琐，调试工作量大，灵活性差，容易发生误动和参数整定繁琐，调试工作量大，灵活性差，容易发生误动和拒动。拒动。拒动。拒动。第五十三页，共六十一
58、页。第五十四页，共六十一页。典型的微机保护装置硬件系统包括：典型的微机保护装置硬件系统包括：典型的微机保护装置硬件系统包括：典型的微机保护装置硬件系统包括： 一数据采集系统一数据采集系统一数据采集系统一数据采集系统 数据采集系统包括交流变换、电压形成，模拟滤波，采样数据采集系统包括交流变换、电压形成，模拟滤波，采样数据采集系统包括交流变换、电压形成，模拟滤波，采样数据采集系统包括交流变换、电压形成，模拟滤波，采样(ci yn)(ci yn)保保保保持，多路转换以及模数转换等，完成模拟输入量到所需数字量的准持，多路转换以及模数转换等，完成模拟输入量到所需数字量的准持，多路转换以及模数转换等，完成
59、模拟输入量到所需数字量的准持，多路转换以及模数转换等，完成模拟输入量到所需数字量的准确转换。确转换。确转换。确转换。二微机系统二微机系统二微机系统二微机系统 微机系统是微机保护装置的核心局部包括微机系统是微机保护装置的核心局部包括微机系统是微机保护装置的核心局部包括微机系统是微机保护装置的核心局部包括CPU,RAMCPU,RAM，EPROMEPROMEEPROMEEPROM可编程定时器、控制器等。可编程定时器、控制器等。可编程定时器、控制器等。可编程定时器、控制器等。三开关量输入三开关量输入三开关量输入三开关量输入/ /输出系统输出系统输出系统输出系统 该系统由假设干并行接口适配器光电隔离器及
60、有接点的中间继电器等该系统由假设干并行接口适配器光电隔离器及有接点的中间继电器等该系统由假设干并行接口适配器光电隔离器及有接点的中间继电器等该系统由假设干并行接口适配器光电隔离器及有接点的中间继电器等组成。以完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部节点输入机人机对组成。以完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部节点输入机人机对组成。以完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部节点输入机人机对组成。以完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部节点输入机人机对话等功能。话等功能。话等功能。话等功能。一、微机保护装置的构成一、微机保护装置的构成(guchng)(guchng)及根本硬件及根本硬件第五十五页，共六
61、十一页。二、微机电流二、微机电流(dinli)保护保护第五十六页，共六十一页。人机联系人机联系(linx)1供电系统的主接线；供电系统的主接线；供电系统的主接线；供电系统的主接线；供电系统的实时运行参数；供电系统的实时运行参数；供电系统的实时运行参数；供电系统的实时运行参数；变电所内一次设备的运行状况；变电所内一次设备的运行状况；变电所内一次设备的运行状况；变电所内一次设备的运行状况；报警画面与提示信息；报警画面与提示信息；报警画面与提示信息；报警画面与提示信息；事件的顺序记录；事件的顺序记录；事件的顺序记录；事件的顺序记录；事故记录；事故记录；事故记录；事故记录；保护整定值；保护整定值；保护
62、整定值；保护整定值；控制系统的配置显示；控制系统的配置显示；控制系统的配置显示；控制系统的配置显示；退出运行的设备和装置的显示以及值班记录；退出运行的设备和装置的显示以及值班记录；退出运行的设备和装置的显示以及值班记录；退出运行的设备和装置的显示以及值班记录；各种报表和负荷曲线；各种报表和负荷曲线；各种报表和负荷曲线；各种报表和负荷曲线；故障信息及故障处理的有关故障信息及故障处理的有关故障信息及故障处理的有关故障信息及故障处理的有关(yugun)(yugun)规程程序和操作规程程序和操作规程程序和操作规程程序和操作指令。指令。指令。指令。第五十七页，共六十一页。 运行操作人员的代码及密码；运行
63、操作运行操作人员的代码及密码；运行操作人员密码的更改；保护人员密码的更改；保护(boh)(boh)类型的选择及类型的选择及定值的更改；报瞥的界限、设置与退出；定值的更改；报瞥的界限、设置与退出；手动手动/自动设置等。自动设置等。人机联系人机联系(linx)2第五十八页，共六十一页。断路器及隔离开关的操作；断路器及隔离开关的操作；变压器分接头位置的控制；变压器分接头位置的控制；控制闭锁的设定；控制闭锁的设定；保护装置的投入或退出；保护装置的投入或退出；设备运行设备运行/检修的设置；检修的设置；当地远方控制的选择；当地远方控制的选择；信号信号(xnho)(xnho)复归等。复归等。 人机联系人机联
64、系(linx)3第五十九页，共六十一页。人机联系人机联系(linx)4n n屏幕显示的优点是直观、灵活、容易屏幕显示的优点是直观、灵活、容易(rngy)(rngy)更新。但屏幕显示是暂时性的，不更新。但屏幕显示是暂时性的，不能够长期保存信息。而人机联系的另一能够长期保存信息。而人机联系的另一种方式就是打印记录，打印记录功能就种方式就是打印记录，打印记录功能就可将各类数据和信息长期保存。因此可将各类数据和信息长期保存。因此屏幕显示相打印记录是变电站综合自动屏幕显示相打印记录是变电站综合自动化系统进行人机联系不可缺少的互补措化系统进行人机联系不可缺少的互补措施。打印分为定时、随机和召唤打印三施。打印分为定时、随机和召唤打印三种。种。第六十页，共六十一页。内容(nirng)总结第六章 变电所的综合自动化。变电站综合自动化由来。变电站综合自动化系统概念。脉冲量 脉冲电度表输出的脉冲信号等。综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断功能，自诊断信息也像数据采集一样周期性地送往后台机操作控制中心。变电所综合自动化根本(gnbn)功能。同时采样，同时A/D转换。直流24V,48V,110V等。同时它要A/D转换接口是双极性的，对转换速度要求较高。打印分为定时、随机和召唤打印三种第六十一页，共六十一页。
