变电站讲义综合自动化原理和系统
变电站综合自动化---教学大纲
变电站综合自动化---教学大纲标题：变电站综合自动化---教学大纲
引言概述：
变电站综合自动化是电力系统中的重要组成部分，通过自动化技术的应用，可以提高变电站的运行效率和安全性。本文将就变电站综合自动化的教学大纲进行详细介绍，帮助读者了解该领域的基本知识和技能要求。
一、基础知识
1.1 变电站综合自动化的概念和发展历程
1.2 变电站综合自动化的基本原理和技术体系
1.3 变电站综合自动化在电力系统中的作用和意义
二、系统构成
2.1 变电站综合自动化系统的基本组成部分
2.2 控制中心和现场设备的功能和特点
2.3 通信网络和数据传输技术在变电站自动化中的应用
三、技术要求
3.1 对变电站综合自动化系统的控制策略和算法要求
3.2 对现场设备的监测和控制技术要求
3.3 对通信网络的稳定性和可靠性要求
四、实践能力
4.1 对变电站综合自动化系统的调试和运行能力要求
4.2 对故障诊断和处理能力的要求
4.3 对变电站综合自动化系统的优化和改进能力要求
五、教学方法
5.1 理论教学和实践教学相结合
5.2 课堂教学和实验教学相结合
5.3 引导学生进行实际项目设计和实施
结语：
通过本文对变电站综合自动化的教学大纲进行详细介绍，读者可以了解该领域的基本知识和技能要求，为今后的学习和实践奠定基础。希望本文能够对读者有所帮助，促进变电站综合自动化领域的发展和应用。
第四章 变电站和开关站的综合自动化
（二）数据处理与记录
• • • （1）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。 （2）变电所内各种事件信息的顺序记忆并登录存档 变电所内运行参数和设备的越限报警及记录。 （3）变电所内运行参数和设备的越限报警及记录。
（三）控制与操作闭锁
（1）操作出口具有跳、合闭锁功能。 操作出口具有跳、合闭锁功能。 操作出口具有并发性操作闭锁功能。 （2）操作出口具有并发性操作闭锁功能。 （3）根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁功 根据实时信息，实现断路器、 能。 • （4）适应一次设备现场维修操作的“电脑五防操作及闭 适应一次设备现场维修操作的“ 锁系统”。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入带 锁系统” 防止带负荷拉、合隔离开关； 电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线； 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。 带地线合隔离开关。 • （5）CRT屏幕操作闭锁功能只有在输入正确的操作口令和 CRT屏幕操作闭锁功能只有在输入正确的操作口令和 监护口令才有权进行操作控制。 监护口令才有权进行操作控制。 • • •
监控主机
2层变电层 层变电层
远动主机
测量
控制
故障录波
保 护 单 元 1 保 护 单 元 n
1层单元层 层单元层 TV TA 高压 设备 TV 高压 TA 设备 TV 断 TA 路 器 TV 断 TA 路 器
变电站综合自动化原理与系统入门培训教材
二、综合自动化变电站与常规站相比其优点： 1．提高变电站的安全、可靠运行水平。 2．提高供电质量，提高电压合格率。 3．简化了变电站二次部分的硬件配置。 4．提高电力系统的运行管理水平。 5．缩小变电站占地面积，减少总投资。 6．减少维护工作量，减少值班员劳动量。 7. 有利于提高变电站无人值班管理水平。
变电站综合自动化 原理与系统
一、概念
变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备（包括仪器 仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过 功能的重新组合和优化设计，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，实现对变电站的全部 设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调，以及与调度 通信等综合性的自动化系统。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，利用计算机的高速计算能力和 逻辑判断功能，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。
光纤盒
光纤盒
以太网
光纤盒
光纤盒 光纤盒
同步卫星时钟
保护网 录波网
保护管理机 RS232/485/LON等
保护网 录波网
测控模块
保护
保护
集中录波GP器S时钟同步分屏
八．与调度中心的通信 变电站是电力系统的重要组成部分，为了监视和 控制电力系统的运行，需要将变电站的重要信息及时 采集，并传送到调度中心，调度中心的控制命令也需 要及时送到变电站，并加以执行。 现在变电站与调度中心的通信均采用光纤通信， 传送的信息除了远动信息、还有电力故障远传信息、 电度量和功角测量装置的信息等。 远动信息包括遥信、遥测、遥控和遥调。对于集 控站还包括遥视信息，即五遥。 电力故障远传信息、电度量和功角测量装置的信 息通过调度数据网完成信息的上传。
变电站综合自动化系统与微机保护硬件原理。
第三节 变电站综合自动化系统的结构形式
1.集中式结构形式 指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站
的模拟量、开关量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、 微机保护和其他一些自动化功能。 2.分层分布式结构形式
分层式结构： 过程层（0层）、间隔层（1层）、站控层（2层） 分布式结构： 3.分层分布式变电站自动化系统的组屏及安装方式 1.集中式的组屏 2.全分散式组屏 3.集中与分散相结合的组屏
4.人机对话单元
主要包括打印、现实、键盘及信号灯、音响等。在微机装置 中一般用装置面板的形式出现。
5.通信接口
微机保护除完成自身的独立功能之外，通过主机向本地或远方传 送保护定值、故障报告等同时远方可通过主机对微机保护实行远方 控制，如俢改定值、投切压板等，这些都需由通信接口来实现。
6.电源
微机保护装置电源采用逆变电源，即直流屏的直流电源送给微机 保护装置后，微机保护装置内部电源部分先将其逆变后又整流得 到不同大小的直流电压，从而将将外部电源转变成各电路板需要 的电源（5V，15V，12V或24V）。
一、接口软件 接口软件是指人机接口部分的软件，其程序可分为监控程
序和运行程序。执行哪一部分程序由接口面板的工作方式或显 示器上显示的菜单选择来决定。调试方式下执行监控程序，运 行方式下执行运行程序。
二、保护软件
变电站综合自动化技术PPT课件
生产厂家
北京四方 南瑞科技
南瑞 南瑞继保
国电南自 上海惠安 许继自动化
监控机操作系统
Windows UNIX UNIX
UNIX/Windows
Windows UNIX
Windows/Linux
9
监控机使用的操作系统的特点
• Windows操作系统：界面图形化、多用户、多任务、网 络支持良好、出色的多媒体功能、硬件支持良好、众多的 应用程序。
• 遥测：遥测往往又分为重要遥测、次要遥测、一般遥测和 总加遥测等。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集;线 路的有功功率采集;母线电压和线路电流采集;温度、压力、 流量(流速) 等采集;周波频率采集和其它模拟信号采集。
• 遥控：采用无源接点方式,要求其正确动作率不小于 99.99 %. 所谓遥控的正确动作率是指其不误动的概率,一 般拒动不认为是不正确,遥控功能常用于断路器的合、分和 电容器以及其它可以采用继电器控制的场合。
变电站综合自动化技术
500kV南昌变电站 2005年9月
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
前言
• 通过对变电站综合自动化技术的学习，掌握变电 站综合自动化系统的基础知识、操作监控、运行 维护、事故异常处理等内容。
变电站综合自动化国网技术学院讲课文档
第一页
讲义目录
• 第一章 变电站自动化的基本概念 • 第二章 变电站自动化的基本功能
• 第三章 变电站自动化系统的结构
• 第四章 变电站自动化系统的通信
第二页
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将变电站的二次设备 （包括控制、信号、测量，保护、自动装置、 远动装置等）利用计算机技术、现代通信技术 ，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。
克，可以用下表步骤来秤量：
砝码重
结
论
暂时结果
第一次 8 克 砝码总重 < 待测重量Wx ，故保留 8 克
第二次 加4克 砝码总重仍 <待测重量Wx ，故保留 12 克
第三次 加2克 砝码总重 > 待测重量Wx ，故撤除 12 克
第四次 加1克 砝码总重 ＝ 待测重量Wx ，故保留 13 克
第三十六页
国电南自 上海惠安 许继自动化
第六页
监控机操作系统
Windows/UNIX UNIX UNIX
UNIX/Windows
Windows UNIX
Windows/Linux
第二章 变电站综合自动化的功能
第七页
事故数据
• 事件顺序记录（SOE：Sequence Of Event recording
变电站综合自动化系统原理及配置授课要点
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
一、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、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。
变电站综合自动化原理与系统
变电站综合自动化原理与系统
电力系统中的变电站综合自动化系统是通过引入先进的信息技术、通信技术和自动控制技术，对变电站的监测、控制、保护等功能进行集成和自动化的系统。以下是变电站综合自动化系统的一般原理和组成部分：
1.监测与测量：
•使用传感器、计量装置等设备对电力系统的各个参数进行实时监测，如电流、电压、频率等。
2.通信系统：
•引入高速、可靠的通信网络，将变电站内的设备连接起来，实现数据的实时传输与共享。常见的通信方式包括光纤通
信、无线通信等。
3.数据采集与处理：
•将监测到的各种数据进行采集和处理，通过计算机系统进行数据分析、转换和存储。
4.保护与自动化控制：
•利用智能保护装置，对电力系统进行实时保护，包括过流保护、过电压保护等。
•引入自动化控制系统，对电力系统进行调度、运行控制，确保系统的安全稳定运行。
5.SCADA系统（监控与数据采集系统）：
•SCADA系统用于实时监测和远程控制变电站的运行状态，
可视化地展示电网的运行情况。
6.HMI（人机界面）：
•通过人机界面，操作人员可以直观地了解电力系统的运行状态，进行实时监控和控制。
7.故障诊断与报警：
•系统能够通过故障诊断技术对电力系统中的异常情况进行分析，并及时产生报警信息。
8.能效管理：
•引入能效管理系统，对电力系统的能源利用效率进行监测和管理，提高能源利用效率。
9.远程操作与维护：
•支持远程操作和维护，可以通过远程方式对变电站进行调度和维护，降低人员风险。
10.历史数据记录与分析：
•系统能够记录和存储历史运行数据，以供分析、优化和故障排查使用。
变电站综合自动化原理和系统
• 采用国际国内公认的标准规约及接口方式（如：以太网、RS-485、CAN现场总线方 式），方便与其它公司相关的智能设备相联，进行信息交换，并充分考虑到变电站的 扩建、改造等因素，装置设备基于模块式、标准化设计，可根据要求随意配置。
• 3.3通信网络采用以太网技术、成熟CAN和RS485总线
17
三、综合自动化系统主要特点
• 3.1分散分布式系统
• 该系统总体设计是以分散型嵌入式为指导思想，面向各对象设计。每个功能装置面向 变电站内的一种一次设备。包括相应一次设备全部保护、测量、远动、控制功能，相 互独立，仅通过站内通信网络互联，向监控系统传送和接收信息。功能齐全，配置灵 活，具有极高的可靠性，被认为是综合自动化技术的发展趋势。
本地：以太网、RS485、RS422/232，9600波特率；CAN，500K波特率 光纤
工作方式：全双工
接收电平：-40~0dB
发送电平：0~20dB
➢ （15）通讯规约
支持部颁CDT、Polling、DNP3.0、modbus等多种规约。
➢ （16）通道:支持载波、扩频、光纤、音频电缆等
整理ppt
整理ppt
16
二、主要技术指标
➢ （13）环境条件
正常工作温度：-30°C～+70°C
相对湿度：≤95%RH 不凝露
变电站综合自动化第二章
例：被采样信号是工频50Hz，若工频每个周期 采样12次，则采样频率fs=50*12=600Hz.
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(2) 采样定理。 采样是否成功，主要表现在采样信号能否真实的反映出原 始连续时间信号中所包含的重要信息，采样定理就是回答 这个问题。 采样频率过低，会引起频率混叠现象
Page 29
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（5） 输出逻辑电平：多数为TTL电平，即0～ ＋5V （6）工作温度范围： 民用品为：0～ ＋70℃
工业级为：－20 ～ ＋85℃
军用品为：－55～ ＋125℃ （7）电源灵敏度：指AD转换芯片的供电电源的电压发 生变化 时产生的转换误差，一般用电源变化1%时模拟 量变化的百分数来表示。
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光电隔离
继电器隔离
(a) 现场开关辅助触点输入 电路
(b) 继电器触点输出
三、简单的开关量输入/输出电路 1.开关量输入电路 微机保护装置中一般应设置几路开关量输入电路。开 关量输入电路主要是将外部一些开关接点引入微机保护的电 路，通常这些外部接点不能直接引入微机保护装置，而必须 经过光电隔离芯片引入。 开关量输入电路包括断路器和隔离开关的辅助触点或 跳合闸位置继电器接点输入，外部装置闭锁重合闸触点输入 ，轻瓦斯和重瓦斯继电器接点输入，及装置上连接片位置输 入等回路。
一、微处理器的基本工作原理
Page 4
变电站综合自动化 PPT课件
全国第一套将专家系统应用到变电站综合自动化系统中--
2000
14
国内第一家引进现场总线LonWorks ---- 四方公司
➢ 常规变电站与综合自动化变电站的比较
传统变电站与采用综合自动化技术变电站比较1（平面布置）
15
传统变电站与采用综合自动化技术变电站比较2
16
17
❖ 传统变电站有控制室、 设备区、配电室、电容 器室等部分。其中控制 室有中央信号屏、控制 屏、录波屏、保护屏、 直流屏等设备系统。每 一台一次设备都与这些 屏有关，每个设备的电 流互感器都要分别引到 这些屏上。
8
变电站综合自动化系统，利用多台微型计算机和 大规模集成电路组成的自动化系统替代了常规的测 量和监视仪表，替代常规的控制屏、中央信号系统 和远动屏，用微机保护替代常规的继电保护屏，改 变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。通 过变电站各种设备间相互交换信息，数据共享，实 现对变电站运行进行自动监视、管理、协调和控制， 提高了变电站保护和控制性能，使变电站运行更为 可靠，改善和提高了电网的控制水平。同时也使变 电站设计合理、布局紧凑、运行更加安全可靠。
综合自动化实现的两个原则：
1.中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施 无人值班，达到减人增效的目的；
2.对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来
说，要求用先进的控制方式，以解决各专业在技术上
变电站综合自动化
变电站综合自动化
标题：变电站综合自动化
引言概述：随着科技的不断发展，变电站综合自动化在电力行业中扮演着越来
越重要的角色。本文将从多个方面探讨变电站综合自动化的意义和实施方法。
一、自动化系统的概念
1.1 自动化系统的定义
自动化系统是指通过计算机技术和控制技术实现对设备、工艺或系统的自动控
制和监控的系统。在变电站中，自动化系统可以实现对电力设备的远程监控和控制，提高运行效率和安全性。
1.2 自动化系统的组成
自动化系统由硬件和软件两部分组成。硬件包括传感器、执行器、控制器等设备，软件则包括控制算法、监控界面等。这些组成部分相互配合，实现对设备的自动控制和监控。
1.3 自动化系统的优势
自动化系统可以提高工作效率、减少人为错误、降低运行成本、提高设备利用
率等。在变电站中，自动化系统可以实现对电力设备的实时监测和远程控制，提高运行的可靠性和安全性。
二、变电站综合自动化的意义
2.1 提高运行效率
通过自动化系统的实施，可以实现对变电站设备的实时监测和远程控制，提高
设备的运行效率，减少故障发生的可能性。
2.2 提升安全性
自动化系统可以实现对设备的实时监测和预警功能，及时发现故障并采取措施，提高变电站的安全性。
2.3 降低运行成本
自动化系统可以减少人力成本、提高设备利用率，降低维护和运行成本，从而
提高变电站的经济效益。
三、变电站综合自动化的实施方法
3.1 系统规划
在实施变电站综合自动化之前，需要进行系统规划，确定自动化系统的功能需
求和实现方式。
3.2 设备选型
选择适合变电站需求的自动化设备，包括传感器、控制器、监控系统等，确保
3 变电站综合自动化系统
五、视频监视及安防功能
独立的视频监视及安防系统做为无人值班变电站新增的自动化项目，是切实提高实 行无人值班之后的变电站安全水平的重要手段。独立的视频监视及安防系统是把变电 站现场的监视图像、声音、报警信号和各种安全防范设备的数据进行采集处理，采用 先进的图像编解码压缩技术和传输技术，集设备监控、图像采集、闭路监视、图像监 视预报联动和视频图像等功能于一体的自动化系统，主要用于安全防范、环境状况和 对付自然灾害以及在集控站端对变电站表计和室外设备进行直观监视。
变电运行培训三
• 综合自动化系统系统结构、后台监控系统 及功能、测控装置、继保工程师站、VQC 装置、变电站信息网络发布、通信协议、 操作票及五防系统。
第3章 变电站的综合自动化系统 章
第一节 变电站综合自动化系统的基本功能
变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信 息处理技术等对变电站二次设备(包括控制设备、信号传输、故障录波、继电保护及 自动装置、远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计和信息共享，对变电站的主 要设备的运行情况进行自动监控、测量、控制和保护的一种综合性的自动化系统。 变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外，更重要的是能实 现当地和远方对现场的监控、调节和保护，概括起来即为遥测、遥信、遥控、遥调的 “四遥”功能和对保护定值的远方整定，最终达到变电站少人值班或无人值班的目的。 无人值班变电站综合自动化系统的功能和配置，应满足无人值班的总体要求，利用 优化的结构和强大的自动化功能，及时向集控中心、操作队和调度人员提供详细的信 息，同时满足正常的运行操作、安全监视和自动控制等功能。
变电站综合自动化系统课件
进入21世纪，变电站综合自动化系统已经成为电力系统的主流技术，广 泛应用于各种电压等级的变电站中，提高了电力系统的运行效率和安全 性。
03
变电站二次系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
继电保护系统
继电保护系统是变电站二次系统中最重要的组成部分，主要负责对一次设备进行保护，防止其发生故 障或异常状态。
继电保护系统通常由互感器、断路器、避雷器等组成，通过实时监测电气量变化，判断一次设备的运行 状态，并在必要时采取相应的保护措施。
互感器
01
互感器是变电站中用于测量和保 护电路的重要设备。
02
互感器能够将高电压或大电流转 换为低电压或小电流，便于测量
和保护装置的接入。
互感器由一次绕组、二次绕组、 铁芯等部分组成，其工作原理基 于电磁感应定律。
03
在变电站中，互感器通常采用油 浸式或干式结构，其优点是绝缘
性能好、容量大。
04
05
系统运行管理
01
数据采集与处理
实时采集变电站的各种数据，进行 处理和分析。
操作与控制
通过自动化系统实现对变电站设备 的远程操作和控制。
03
02
监控与报警
对变电站的运行状态进行实时监控 ，及时发现异常情况并报警。
运行日志管理
记录变电站的运行日志，便于故障 排查和性能分析。
变电站综合自动化系统 (课件)
1.1 变电站自动化是技术发展的
必然趋势
ii) 常规的变电站存在的问题 ★ 安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。 ★ 不适应电力系统快速计算和实时性要求。 ★ 供电质量缺乏科学的保证。 ★ 不利于提高运行管理水平。 ★ 维护工作量大，设备可靠性差。 ★ 占地面积大，增加征地投资。
1.3.4 变电站综合自动化全面提高无人值班变电站的技术水平
（1）提高了变电站的安全、可靠运行水平。（2）提高电力系统的运行、管理水平和技术水平（3）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。（4）提高供电质量，提高电压合格率，降低电能损耗。（5）减少维护工作量。由于综合自动化系统中的 微机保护装置和自动装置，都具有故障自诊断功能，装置内部有故障，能自动显示故障部位，缩短了维修时间 。
1.3.2国内无人值班的发展简况
１.早期的无人值班变电站没有自动化功能。只适合不重要的35KV变电站。 2. 20世纪60年代，进入了远方监视的无人值班阶段。 3. 20世纪80年代后期，无人值班技术又上了一个台阶。促进了调度自动化实用化的深入开展和电网调度管理水平的提高。 4. 国家电力调度通信中心于1993年12月28日发布了调自 [ 1994 ] 2号文件《关于在地区电网中实施变电站遥控和无人值班的意见》。该文件明确指出实行变电站遥控和无人值班是可行的，是电网调度管理的发展方向，并明确指出各单位要积极稳妥地开展此项工作，要根据当地的实际情况，因地制宜，统筹安排，综合考虑，做好规划，逐步实施。根据需要有些地区可考虑新建变电站一步到位，即按无人站设计建设，尤其是地区变电站 。该文件对全国无人值班变电站的建设起了很大的推动作用。