变电站综合自动化-培训(学员版本).ppt

1、变电站综合自动化概述变电站综合自动化概述-学员培训学员培训 国网技术学院国网技术学院 电网运行培训部电网运行培训部 韩冬韩冬讲义目录第一章第一章 变电站自动化的基本概念变电站自动化的基本概念第二章第二章 变电站自动化的基本功能变电站自动化的基本功能 第三章第三章 变电站自动化系统的结构变电站自动化系统的结构第四章第四章 变电站自动化系统的通信变电站自动化系统的通信第一章 变电站综合自动化的基本概念 变电站综合自动化是变电站综合自动化是将变电站的二次设将变电站的二次设备（包括控制、备（包括控制、信号信号、测量，保护测量，保护、自动装自动装置置、远动装置等）利用计算机技术远动装置等）利用计算机技术

2、、现代通、现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统，是自动化、计算机、综合性的自动化系统，是自动化、计算机、通信技术在变电站的综合应用。通信技术在变电站的综合应用。比较项目比较项目常规变电站常规变电站综合自动化变电站综合自动化变电站继电保护及自继电保护及自动装置动装置大多电磁型、小规模集成电大多电磁型、小规模集成电路型、晶体管型路型、晶体管型微机型或大规模集成电路型微机型或大规模集成电路型二次信息传输二次信息传输设备设备大量电缆，传输模拟信号，大量电缆，传输模

3、拟信号，强电传输（信息量小、灵活强电传输（信息量小、灵活性差、可靠性低、功耗大）性差、可靠性低、功耗大）网线、光纤，传输数字信号，网线、光纤，传输数字信号，弱电传输弱电传输处理核心处理核心人（受值班人员的技术水平人（受值班人员的技术水平等条件影响正确性、可靠性）等条件影响正确性、可靠性）计算机（按规定程序执行）计算机（按规定程序执行）指示仪表指示仪表模拟式（表计指针式，误差模拟式（表计指针式，误差大）大）数字指示（监控系统上）数字指示（监控系统上）信号系统信号系统灯光（光字牌）、音响（电灯光（光字牌）、音响（电笛、电铃），为一对一信息。笛、电铃），为一对一信息。告警信息、报文、音响（电笛、告警

4、信息、报文、音响（电笛、电铃）、语音，信息共享，一电铃）、语音，信息共享，一对多信息。对多信息。其他其他占地面积大，控制室设备复占地面积大，控制室设备复杂。杂。占地面积小，控制室设备简单。占地面积小，控制室设备简单。变电站综合自动化实质是变电站综合自动化实质是自动化、计算机、信息处理、通信、电力、电子技术的综自动化、计算机、信息处理、通信、电力、电子技术的综合。合。实现设备间信息交换、共享，完成变电站的监、测、控。实现设备间信息交换、共享，完成变电站的监、测、控。取代了常规站的指示仪表、中央信号、控制屏等设备。取代了常规站的指示仪表、中央信号、控制屏等设备。型号型号生产厂家生产厂家监控机操作系

5、统监控机操作系统CSC2000 V2北京四方北京四方Windows/UNIXBSJ-2200南瑞科技南瑞科技UNIXRCS-9000南瑞南瑞UNIXRCS-9600（RCS-9700）南瑞继保南瑞继保UNIX/WindowsPS 6000国电南自国电南自WindowsPowerComm2000上海惠安上海惠安UNIXCBZ-8000许继自动化许继自动化Windows/Linux第二章 变电站综合自动化的功能事故数据事件顺序记录（SOE：Sequence Of Event recording）：实时检测遥信变位（YXBW）（带时标的遥信），立即记录变位时刻、变位设备序号、变位状态等组成SOE优先

6、传送（CDT下）。事故追忆（PDR：Post Disturbance Review）：冻结某时刻全网的重要的遥测点、遥信点的画面（如照相），每个这样的画面称为一帧，其循环周期可为数秒到数分。典型的PDR记录长度为：事故前10min，事故后5min。四遥功能的实现四遥功能的实现q遥信（遥信（TITI或或TS:Teleindication TelesignalisationTS:Teleindication Telesignalisation）q遥测（遥测（TM:TelemeteringTM:Telemetering）q遥控（遥控（TC:TelecommandTC:Telecommand）q遥调（

7、遥调（TA:TeleadjustingTA:Teleadjusting）系统概述系统概述变电站变电站自动化系统自动化系统 RTURTU 上行上行通道通道调度端调度端自动化系统自动化系统 MTUMTU 下行下行通道通道遥测遥测遥信遥信遥控遥控遥调遥调遥信遥信q开入量开入量q开关、刀闸的位置信号开关、刀闸的位置信号q国际电工委员会国际电工委员会IECIEC标准规定，以标准规定，以“0 0”表示表示断开状态，以断开状态，以“1 1”表示闭合状态。表示闭合状态。遥信遥信断路器的位置信号来源有：断路器的位置信号来源有：直接利用断路器的辅助触点，直接利用断路器的辅助触点，利用操作箱中的跳位继和合位继。利用

8、操作箱中的跳位继和合位继。对刀闸位置的采集：对刀闸位置的采集：直接利用刀闸的辅助触点，直接利用刀闸的辅助触点，利用五防锁。利用五防锁。遥信遥信遥信采集电路中的继电器隔离遥信采集电路中的继电器隔离K K远远动动装装置置R RR R+5vQFQFC C遥信遥信遥信采集电路中的光电隔离遥信采集电路中的光电隔离远远动动装装置置R RC CV VQFQFR R+5v+5v遥控量输出 过程：当（PB0，PB1）=（0,1）时，H1输出0，光敏三级管导通，继电器K吸合，跳合闸回路接通，动作于断路器。反之类似（PB0，PB1）=（1,0）。设置与非门原因：并行口的负载能力有限，不足以直接驱动发光二级管，还有是

9、增加2个条件以抗干扰能力。三态门三态门输入输入至至CPUCPU状态量采集示意图状态量采集示意图遥信遥信遥信遥信开关变位的识别开关变位的识别 现状现状原状原状=1=1，表示有变位，表示有变位 现状现状原状原状=0=0，表示无变位，表示无变位字节D7D6D5D4D3D2D1D0原状10011010现状10001101遥信遥信遥信采集的几种形式：遥信采集的几种形式：1 1、定时扫查方式、定时扫查方式 以一定时间间隔周期性对遥信输入状态成组扫查。以一定时间间隔周期性对遥信输入状态成组扫查。2 2、中断方式、中断方式 采用中断方式，只有当遥信有变位时才向采用中断方式，只有当遥信有变位时才向CPUCPU申

10、请读申请读遥信状态。遥信状态。第二类：一个真实遥信变位后紧接着几个假遥信读数，最终遥信稳定到真实变位后的状态。第一类：某些遥信不定时地出现“抖动”。两类误遥信两类误遥信在变电站自动化系统中，开关信号的采集基本取自开在变电站自动化系统中，开关信号的采集基本取自开关的辅助触点，或者经过中间继电器触点接入。开关关的辅助触点，或者经过中间继电器触点接入。开关机构在操作一定次数时，辅助触点机械部分会出现缝机构在操作一定次数时，辅助触点机械部分会出现缝隙导致间隙放电，引起信号抖动；隙导致间隙放电，引起信号抖动；继电器触点在运行时受环境影响，易氧化和脏污，导继电器触点在运行时受环境影响，易氧化和脏污，导致接

11、触不良，引起信号抖动。致接触不良，引起信号抖动。信号抖动信号抖动软件延时判别消抖软件延时判别消抖软件记录变化前沿作为软件记录变化前沿作为SOE SOE 产生时刻，直到遥信变位稳定产生时刻，直到遥信变位稳定T Td d 时间时间后确认该事件，并取刚开始抖动时间作为后确认该事件，并取刚开始抖动时间作为SOE SOE 记录的有效时间。记录的有效时间。抖动抖动判断遥信变位，作判断遥信变位，作SOE记录时刻记录时刻防抖时限防抖时限遥信接点遥信接点光耦输出光耦输出控制回路断线信号=TWJ 常闭接点+HWJ 常闭接点。若TWJ 和HWJ 不同步，则误发控制回路断线信号。1、开关合闸时误报开关合闸时误报“控制

12、回路断线控制回路断线”假遥信假遥信事故总=KKJ常开接点+TWJ常开接点。若手合开关时，由于KKJ由0变1，TWJ由1变0，因开关机构老化，TWJ变位慢会导致误发事故总。2、开关合闸时误报开关合闸时误报“事故总事故总”假遥信假遥信KKJKKJ继电器：合后位置继电器继电器：合后位置继电器是一个双线圈双位置磁保持继电器。是一个双线圈双位置磁保持继电器。该继电器有一动作线圈和复归线圈。该继电器有一动作线圈和复归线圈。定义：定义：KKJ=1 代表开关为人为（手动或遥控）合上；代表开关为人为（手动或遥控）合上；KKJ=0 代表开关为人为（手动或遥控）分开。代表开关为人为（手动或遥控）分开。遥测遥测q遥测

13、量遥测量:U:U、I I、P P、Q Q、COSCOS、f f、T T交流信号输入回路低通滤波采样保持器多路转换开关A/D转换数字信号遥测遥测遥测遥测从从TATA、TVTV中取得电流和电压量。由于中取得电流和电压量。由于A/DA/D转换器只能接收电压信号，且不同转换器只能接收电压信号，且不同型号型号A/DA/D转换器的输入电压范围各不相同，如双极性有转换器的输入电压范围各不相同，如双极性有0 02.5 V2.5 V、0 05V5V、0 010V10V，单极性有，单极性有0 05V5V、0 010V10V、0 020V20V等，因此需要对模拟量等，因此需要对模拟量信号进行电压幅值变换，使之能满足

14、信号进行电压幅值变换，使之能满足A/DA/D转换器输入电压范围要求。转换器输入电压范围要求。1、电压形成回路1）低通滤波 由于变电站现场电磁干扰较为严重，为防止输入由于变电站现场电磁干扰较为严重，为防止输入A/DA/D的的电压信号受到干扰（主要是高次谐波叠加干扰）而影电压信号受到干扰（主要是高次谐波叠加干扰）而影响测量精度，必须在电压输出端设置低通滤波电路，响测量精度，必须在电压输出端设置低通滤波电路，以滤去高频干扰信号。通常可采用以滤去高频干扰信号。通常可采用RCRC低通滤波电路，低通滤波电路，2、保持电路与模拟低通滤过器S/H电路的作用：采样：将模拟信号变成离散信号采样保持过程：采样：冻结

15、模拟量瞬时值EN：使能端，只有在EN端为高电平时多路开关才工作，否则不论A0-A3在什么状态，SA0-A15均处于断开状态。3 多路转换开关4 模数转换器 主次逼近法原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共主次逼近法原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重重15克，每个重量分别为克，每个重量分别为8、4、2、1克。设待秤重量克。设待秤重量Wx=13克，可以用下表步骤来秤量：克，可以用下表步骤来秤量：砝码重砝码重第一次第一次第二次第二次第三次第三次第四次第四次加加4克克加加2克克加加1克克8 克克 砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx，故保留，故保留砝码总重仍砝码总重仍 待测重量待测重量Wx，故

16、撤除，故撤除砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx，故保留，故保留暂时结果暂时结果8 克克12 克克12 克克13 克克 结结 论论4 模数转换器基准电压基准电压UREFn位位A/D转换转换器器 例:4 4位位A/DA/D转换器，输入模拟量转换器，输入模拟量uiui=3.26V=3.26V，基准电压，基准电压 U U。转换精度取决于位数。转换精度取决于位数。遥控遥控q遥控就是发出命令去控制断路器或隔离开关进行合闸遥控就是发出命令去控制断路器或隔离开关进行合闸或分闸操作。或分闸操作。TVTA开关端子箱操作机构保护保护测控监控后台保护信息管理机网络二次电缆开关站保护室操作箱遥控遥控遥控过程遥控过程遥控选择遥控返校遥控执行或撤销执行控制端被控端第三章第三章 变电站自动化系统的结构变电站自动化系统的结构该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设的基础上增设 RTURTU装置以实现装置以实现“四遥四遥”。结构上。结构上仅是站级概念，有关重要信息仅是站级概念，有关重要信息(如保护动作信息等如保护动作信息等)通过硬接点送给通过硬接点送给 RTUR