高速铁路电力变配电所自动化系统

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1、高速铁路电力变配电所自动化系统电气工程学院林国松目录一、变电所自动化系统的组成二、变电所自动化系统通信网络三、变电所自动化系统通信协议四、变电所自动化系统站控层五、监控子系统实例1.概述一、变电所自动化系统的组成变电所自动化系统是将变电所的二次设备（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，实现对全所设备的自动监视、自动测量、自动控制和保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站自动化系统：7个功能组：一、变电所自动化系统的组成控制、监

2、视功能自动控制功能测量表计功能继电保护功能与继电保护有关的功能接口功能系统功能一、变电所自动化系统的组成监控子系统继电保护子系统通信子系统铁路变配电所3个子系统：（1）故障记录功能；（2）统一时钟对时功能，以便准确记录发生故障和保护动作的时间；（3）存储多种保护整定值；（4）当地显示与多处观察和授权修改保护整定值；（5）故障自诊断、自闭锁和自恢复功能。通信子系统包括系统内部现场级的通信和系统与上级调度的通信两部分。2.结构形式分层分布式结构的概念一、变电所自动化系统的组成所谓分布式结构，是在结构上采用主从CPU协同工作方式，各功能模块（通常

3、是各个从CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。变电所分层结构变电所分层结构变电所自动化系统按照设备的功能被分为三层：变电所层、间隔层（或称单元层）、过程层（或称设备层）2.结构形式分层分布式结构的几种方式系统集中组屏分散安装与集中组屏相结合全分散模式一、变电所自动化系统的组成全分散式的自动化系统是指以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位，将保护、测量、控制、闭锁等功能单元就地分散安装在一次主设备的开关柜上，安装在主控制室内的变电所层设备通过网络与这些分散的单元进行信息交换。一、变电所自动化系统的组成集中组屏的铁路配电所自动化

4、系统结构图铁路电力配电所全分散安装结构图一、变电所自动化系统的组成二、变电所自动化系统通信网络1.通信概述变电所自动化系统通信子系统功能变电所内的信息交换现场一次设备与间隔层间的信息传输间隔层内部的信息交换间隔层之间的信息交换间隔层与变电所层的信息交换变电所层内部信息交换二、变电所自动化系统通信网络1.通信概述变电所自动化系统通信子系统功能变电所和调度中心的信息交换（1）遥测信息，变电所上送模拟量的相关信息。（2）遥信信息，变电所上送开关位置信号、有关状态信号、保护动作信号等。（3）遥控命令，调度中心下发命令控制断路器、隔离开关位置，保护装

5、置的保护元件的投入/退出，装置复归等。（4）遥调命令，调度中心下发命令改变变电所设备的工作状态和参数调整。二、变电所自动化系统通信网络1.通信概述变电所自动化系统通信的要求变电所通信网络的要求信息传输响应速度的要求快速的实时响应能力高的可靠性优良的电磁兼容性能分层式结构我国电力行业标准DL/T5149-2001“220～500kV变电所计算机监控系统设计技术规程”的规定，模拟量越死区传送≤2秒；遥信变位和状态告警信号传送≤2秒；全系统实时数据扫描周期≤2秒；变电所画面整幅调用响应时间：实时画面≤1秒；其他画面≤2秒。二、变电所自动化系统通信

6、网络2.常用的通信技术现场总线技术（背景）采用RS422/RS485通信接口虽然可实现多个节点（设备）间的互连，但连接的节点数一般不超过32个，在变电所规模稍大时，便满足不了自动化系统的要求在多节点下其通信方式只能采用查询方式，即由主机查询，保护单元或自控装置应答，通信效率低，难以满足较高的实时性要求整个通信网上只能有一个主节点对通信进行管理和控制，其余皆为从节点，这样主节点便成为系统的瓶颈，一旦主节点出现故障，整个系统的通信便无法进行二、变电所自动化系统通信网络2.常用的通信技术现场总线技术（种类）目前世界上存在着大约四十余种现场总线，如

7、法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，W

8、orldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。二、变电所自动化系统通信网络2.常用的通信技术现场总线技术（缺点）不同的现场总线都有其产生的背景