变配电所综合自动化系统课程课件

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1、变配电所综合自动化系统第一节综合自动化系统的发展一、变配电所自动化系统主要发展阶段变配电所监控、测量、保护和控制系统的形成和发展主要经历了以下三个阶段。㈠传统的监视、测量和控制系统阶段由各种继电器、测量仪表、控制开关、光字牌、信号灯、警铃、喇叭及相关一次设备的辅助触点通过导线，并根据特定逻辑关系连接，构成变配电所的二次回路，实现变配电所的监视、测量、告警和控制功能。值班人员定时记录盘表测量值，并用电话告知远方调度值班人员。㈡传统的监视、测量和控制系统的改进阶段随着铁路电力系统的发展，变配电所传统的

2、监视、测量和控制系统已经不能满足安全稳定运行的要求。远方传输系统(简称远动系统)应运而生。除传统的监视、测量和控制系统外，变配电所增加了一套远动终端装置(RTU)。变配电所端RTU自动采集相关的测量量、主要设备的状态量和信号量，通过通信网络将这些量传送给远方调度端的远动装置，并在调度屏上显示，实现对变配电所的遥测和遥信功能。远方调度值班人员也可通过远动系统，将控制和调节命令传送给变配电所端RTU，实现对断路器和变压器有载分接开关的“遥控”和“遥调"。随着远动技术的发展，远动装置的技术性能不断提高，

3、应用功能不断扩展，出现了以RTU设备为中心的监控系统。它是在增强型RTU设备基础上增设了后台监视、测量显示和控制功能。其优点是功能简单，造价较低；缺点是控制和高级应用功能较弱，扩展性能较差。㈢计算机监视、测量和控制系统阶段随着计算机技术、通信网络技术和现代控制技术的快速发展，变电站计算机监视、测量和控制系统(简称计算机监控系统)异军突起。计算机监控系统应用计算机技术、自动控制技术、信息处理和传输等技术，对变配电所监控系统功能进行重新组合和优化设计，取代了传统的监控系统，而且与变电站端RTU合二为一

4、，实现了软硬件和信息资源共享。根据设计思想的不同，变配电所计算机监控系统分为两种模式：面向功能设计的计算机监控系统和面向对象的分层分布式监控系统。⒈面向功能设计的分布式监控系统该系统曾在国内电网广泛应用，其系统结构由后台机、总控单元及遥测、遥信和遥控装置组成，集中组屏安装。该系统的电压互感器、电流互感器二次电压和电流的测量采用交流采样技术；其相关测量量，如有功功率、无功功率、功率因数及频率等模拟量均采用数值计算方式，减少了变送器数量及变送器的种类。该系统具备较完善的监视、测量功能，其高级应用功能有

5、所增强。缺点是可扩展性和控制功能不强，主要用于110kV及以下电压等级变配电所。⒉面向间隔和面向对象的分层分布式监控系统该系统由站控层和间隔层两部分组成，并用分层分布、开放式网络实现连接。间隔层集测量、监视和控制功能于一体，由若干按间隔配置的测控装置等设备组成，并采用面向对象设计。各测控装置对应于本间隔设备的电量采集和测量、状态量采集和判别、相关设备的监测及对开关设备的控制等功能。站控层由主机、操作员站和各种功能站构成，提供所内运行的人机联系界面，通过计算机网络与间隔层通信，实现管理控制间隔层设备

6、等功能，形成全所监控、管理中心，并通过远动通信设备和远方调度实现遥测、遥信、遥控和遥调功能，具有配置清晰、灵活、可扩展性好等优点。其间隔层测控装置可以分散安装，也可集中组屏；单个装置的缺陷不会影响到整个系统的运行，可靠性高；系统控制功能强；可以灵活嵌入高级应用软件，增加系统的应用功能。二、综合自动化系统发展趋势随着智能化开关、光电式电流互感器、光电式电压互感器、一次运行设备在线状态检测和变配电所运行操作仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，变配电所自动化系统正在逐步向全数字

7、化方向发展。为适应未来数字化变配电所发展的趋势，国际电工委员会TC57制定了IEC61850《变电站通信网络和系统》系列标准。该标准是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，也是国家电力行业相关标准的基础。IEC61850按通信体系及设备功能，将变电站自动化系统分为3层：变电站层、间隔层和过程层。变电站层设备由带数据库的计算机、操作员工作台、远方通信接口等组成；间隔层设备由每个间隔的控制、保护或监视单元组成；过程层设备为远方I／O(input／output)、智能传感器和执行器等。IEC6

8、1850的发展方向是实现面向对象、自我描述、即插即用和无缝通信连接，在工业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。第二节综合自动化系统的基本概念一、变配电所自动化变配电所自动化是应用控制技术、信息处理和通信技术，利用计算机软件与硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变配电所运行、管理水平的一种自动化系统。变配电所自动化的范畴包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术及所内其他智能技术等。二、变配电所综合自动化变电站综合自动化是将变配电所的二次设备(包括测量仪表