变电站综合自动化系统结构设计(报告)
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统硬件结构
二、集中组屏式 调度主站 总控单元 监控主机 显示、打印
RS-485/RS232
高 压 微 机 保 护
中 压 微 机 保 护
遥 测 单 元
遥 信 单 元
遥 控 单 元
电 能 单 元
交 直 流 单 元
V Q C 单 元时 钟 单 元12源自变电站综合自动化系统硬件结构
三、分层分布式 变 电 站 层 调度主站 监控主机 显示、打印
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站控层设备
站控层网络设备 打印机
变电站综合自动化系统配置
I/O测控单元 测控单元应按电气单元配置, 母线设备和站用电设备的测 控单元独立配置。测控单元 应模块化、标准化、容易维 护、更换,允许带电插拔。
间隔层设备组柜原则:电压 等级较高(500/220KV)的 测控每个电气单元组一面柜、 较低测控每2个电气单元组一 面柜、每台主变三侧测控组 一面柜、35kV、10kV测控保 护单元就地布置于开关柜上、 公用设备测控单独组柜;亦 可在按照以上原则的基础上, 根据继电器室结构灵活组柜 。
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变电站综合自动化系统硬件结构
一、传统改造式 (一):保留RTU CRT
PC机
微机保护
RTU
模 开 脉 控 拟 关 冲 制 量 量 量 量
调度主站系统
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变电站综合自动化系统硬件结构
(一):取消RTU形式
调度主站
微机保护
总控单元
当地监控
RS485总线
测控单元(1)
测控单元(2)
测控单元(n)
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变电站综合自动化系统配置
二、软件系统 系统软件 系统软件应为国际通用的、成熟的实 时多任务操作系统并具有完整的自诊 断程序。操作系统应具有系统生成功 能,使其能适应硬件和实时数据库的 变化。 (W/U) 网络软件 支持软件 数据库软件 应用软件包括过程监控软件、网络 通信软件等各种工具软件。应用软 件必须满足系统功能要求,成熟、 可靠,具有良好的实时响应速度和 可扩充性。各应用软件应采用模块 式连接方式,当某一应用软件工作 不正常或退出运行,不能影响系统 的其他功能。
铁路变电站微机综合自动化系统结构设计
铁路变电站微机综合自动化系统结构设计论文导读:变(配)电站的综合自动化系统是保护系统微机化之后的又一发展方向。
关键词:铁路变(配)电站,综合自动化,结构设计1.概述变(配)电站的综合自动化系统是保护系统微机化之后的又一发展方向。
随着微机保护设备逐渐取代传统的继电保护设备的日益广泛使用,越来越多的微机智能设备出现在变(配)电站中。
如何将这些独立的设备信息组织起来,建立一个集中的信息平台进行管理控制就成为变配电站综合自动化系统的题目。
2.现状一般来说,现在的新建和经过微机保护改造的变配电站,都在一定的程度上实现了变配电站的综合自动化。
但对于微机集中抄表、模拟显示屏、直流屏等设备,铁路变配电所对这些系统的综合集成都比较少,有较大的改进余地。
3.改进在变配电站的综合自动化系统中,每个变配电站的微机后台系统将不仅仅是提供简单的操作界面,而将变成整个变电站的信息中心。
它将集成变配电站内的所有职能设备系统,通过变配电站的综合自动化系统,变配电站将成为整个电网自动化系统的一个节点,值班人员将大大减轻劳动负荷。
4.设计4.1总体结构根据现代变配电站综合自动化系统的设计常规,变配电站综合自动化系统被划分为间隔层、通信层、站控层三个不同的层面。
间隔层是基础的底层智能设备,负责基础功能执行和数据采集工作,同时,间隔层的设备还担负着隔离强电和自动化系统中的弱电的任务。
通信层是联系站控层和间隔层的通信层的通信设备,负责将间隔层的通信信息转变成站控层能够读取的信息,同时也起到隔离站控层和间隔层的作用。
4.2间隔层的选择综合自动化变配电站的综合自动化实质上是一个综合的数据处理系统,其自动化系统必须首先采集各自动化分系统的状态数据然后才可以进行分析处理。
因此各分系统必须首先拥有可以同计算机系统通信的能力。
4.2.1微机保护设备的选择对于微机保护设备,首先要根据保护功能的不同要求选择不同类型的保护设备,并在满足可靠性和成本要求的情况下尽量选用更先进的设备。
变电站综合自动化系统结构报告
变电站综合自动化系统结构报告变电站是电力网络中线路的连接点,承担着电压和功率的变换、电能的收集和分配等功能。
它的运行直接影响到整个电力系统的安全、可靠和经济运行。
然而,变电站的运行很大程度上取决于其二次设备的性能。
现有变电站有三种类型:一种是常规变电站;一种是部分由微机管理并具有一定自动化水平的变电站,另一种是完全计算机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站来说,其致命弱点是不具备自诊断、故障记录分析、能力和资源共享的能力,无法检测二次系统本身的故障,也无法全面记录和分析运行参数和故障信息。
全计算机化的综合自动化变电站用计算机化的二次设备取代了传统的分立设备。
它集继电保护、控制、监视和远动功能于一体,实现了设备和信息资源的共享,使变电站的设计简单紧凑,实现了变电站更安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单,减少了二次设备的占地面积,使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
1.1变电站综合自动化简介1.1.1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二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动化装置和远动装置)的功能进行组合和优化,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,实现整个变电站的主设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护的综合自动化功能,与调度进行通信。
变电站综合自动化系统,即由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统,取代了常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统和遥控屏,用微机保护取代了常规的继电保护屏,改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此,变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以收集比较完整的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能,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集成、结构计算机化、运行监控屏幕化和运行管理智能化的特点。
变电站综合自动化系统的结构形式和配置
• (1)分层(级)分布式的配置系统采用按功 的分布式多CPU系统
• (2)继电保护相对独立 • (3)具有与系统控制中心通信功能 • (4)模块化结构,可靠性高 • (5)室内工作环境好,管理维护方便
能划分
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分层分布式系统集中组屏结构的综合自动化系统框图(一)
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分层分布式系统集中组屏结构的综合自动化系统框图(二)
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全分散式结构形式
• 将每个电网元件(包括变压器,高、低压线路,电容器等)的保护、控制、测量功能设计安装在同一个微 机装置中,并且分散安装在各个开关柜中,然后通过通信网络和监控主机进行信息交换。这种结构形式中, 主控室内只有监控用的微机和直流操作电源及网络信号集中转换的柜子,主控室结构简单,设备环境好, 检修更方便。
护控制模式 • 分层是指变电所综合自动化系统按逻辑上划分为三层,即站级管理层、通信层、间
隔层
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综合自动化技术发展方向
• 系统结构的转变 • 智能电子装置的发展 • 光感互感器的应用 • 监控系统的发展 • 人工智能技术的发展应用
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通信方式的发展
•以太网通信结构
•
是一种总线型拓扑结构,增减用户方便,某一节点故障不影响其他部分工作。
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调度端
牵引变电所
监控机 监控机
变
电
所
主
控
通信网络
室
高压电气设备及高压开关柜
高 压 室
视 屏 盘当 地 监 控 盘1主 变 盘 # 1馈 线 盘 10并 补 盘2主 变 盘 # 计 量 盘交 流 盘直 流 盘
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变电站综合自动化系统概述
变电站综合自动化系统的典型硬件结构
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明1
• 微处理器(中央处理器)CPU是指挥中枢,计算机 程序的运行依赖于CPU来实现;
• ②电气型防误系统:是建立在二次操作回路上的 防误功能,一般通过断路器和隔离开关的辅助触 点连锁来实现,主要包括电气回路闭锁、电磁回 路闭锁、电气报警和高压带电显示装置等。
• ③微机五防:采用计算机技术,用于高压开关设 备防止电气误操作的装置,由主机、电脑钥匙、 编码锁具等功能元件组成。主要用于断路器、隔 离开关、接地刀闸、遮拦网门等。
特点: ①工作稳定,线性好,电路简单; ②抗干扰能力强,不受脉冲和随机高频噪音干扰; ③与CPU接口简单,工作不需要CPU控制; ④可以方便地实现多CPU共享一套VFC变换。
模拟量输出电路的组成
• 作用是把微机系统输出的数字量转换成模 拟量输出,核心元件是模/数转换器,锁存 器是用来保持数字量的稳定的。
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明2
• 定时器/计数器有两个用途一是用来触发采样信号, 引起中断采样;二是在V/F变换式A/D中,定时器/ 计数器是把频率信号转换为数字信号的关键部件。
• Watchdog主要作用是当自动化装置受到干扰导致 微机系统运行程序出轨、程序无法正常运行时,能 自动复位微机系统,使微机系统重新开始执行程序, 进行入正常运行轨道。
综合自动化监控系统的基本要求
• 实时 • 可靠 • 可维护 • 信息处理和输出技术先进 • 人机交流方便 • 通信可靠 • 信息处理和控制算法先进
变电站综合自动化控制系统
变电站综合自动化控制系统变电站综合自动化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和数字信号处理(DSP )等技术,实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性自动化功能。
它综合了变电所内除交直流电源以外的全部二次设备功能。
电力系统进行的农网改造、城网改造对于变电站二次系统的改造主要是以综合自动化系统替换原有的常规二次系统。
它是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能服务的一项措施。
随着两网”改造的深入和电网运行水平的提高,采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向,也是电网发展的趋势。
变电站自动化系统的基本结构有集中式系统结构、分布式系统结构和分散(层)分布式结构。
变电站综合自动化系统应能实现的功能:•微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。
各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值等功能。
•数据采集①状态量采集:状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。
目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。
保护动作信号则采用串行口(RS-232或RS485 )或计算机局域网通过通信方式获得。
② 模拟量采集:常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压,线路电压,电流和功率值。
馈线电流,电压和功率值,频率,相位等。
此外还有变压器油温,变电站室温等非电量的采集。
模拟量采集精度应能满足SCADA系统的需要。
③脉冲量:脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲,也采用光电隔离方式与系统连接,内部用计数器统计脉冲个数,实现电能测量。
•事件记录和故障录波测距事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。
其SOE分辨率一般在1~10ms之间,以满足不同电压等级对SOE的要求。
220kv变电站及其综合自动化系统方案设计
220kv变电站及其综合自动化系统方案设计摘要:本文旨在设计一种220kv变电站综合自动化系统方案。
通过对变电站系统运行状态的监测和控制进行研究,本文提出了一种综合自动化系统方案设计。
该方案包括变电站的基础电气设备、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统。
同时,该方案还包括自动化系统的硬件和软件设计。
本文最后进行了方案可行性分析和实验验证,结果表明,该设计方案具有较高的可行性和实际应用价值。
关键词:220kv变电站;综合自动化系统;方案设计;可行性分析;实验验证引言:随着电力工业的不断发展,220kv的变电站已成为电力系统的重要组成部分。
变电站的运行状态监测和控制是电力系统稳定运行的重要保障。
为此,220kv变电站综合自动化系统方案设计成为研究热点。
本文将从变电站基础电气设备的监测和控制、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统等方面进行研究,设计出一种综合自动化系统方案。
同时,本文将对方案可行性进行分析,并进行实验验证。
一、基础电气设备自动化系统设计基础电气设备是变电站运行的核心,其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
基础电气设备自动化系统主要包括变压器、断路器、隔离开关、组合电器等的自动化控制。
1、变压器自动化控制:变压器是电力系统中最基础的设备之一,其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
为此,本系统将采用数字化变压器差动保护,可实现对变压器的实时监测、故障定位等功能。
2、断路器自动化控制:断路器是变电站中最主要的设备之一,其自动化控制可大大提高电力系统的稳定性。
为此,本系统将采用信息化断路器保护,可实现对断路器的状态监测、动作判据计算等功能。
3、隔离开关自动化控制:隔离开关作为保护装置的一部分,其自动化控制也是变电站综合自动化系统的重要组成部分。
为此,本系统将采用高压气体绝缘金属封闭开关进行实现。
4、组合电器自动化控制:组合电器是基础电气设备的组合,包括变压器、断路器、隔离开关等设备。
变电站综合自动化系统结构设计(报告)
变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词:变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。
随着这些高科技的不断发展,综合自动化系统的体系结构也不断发生变化,其性能和功能以及可靠性等也不断提高。
从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看,其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。
1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统,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、开关俩个和数字量等信息,集中进行计算与处理,分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能,集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。
多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的,只是每台微计算机承担的任务多些。
例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务:担负微机保护的计算机,可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。
随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后,才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。
图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模,配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统,它们安装在变电站中央控制室内。
主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态,通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。
继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点,通过电缆送给监控主机。
这种系统的主要功能即特点是:1)能实时采集变电站中各种模拟量、开关量,完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
2)完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3)集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。
4)造价低,尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。
变电站综合自动化系统结构
变电站综合自动化系统电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。
变电站综合自动化是一项提高变电站安全可靠稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能服务的综合措施。
随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展,一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统已经成为必然趋势;另一方面,保护系统本身也需要有自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能,为此发展和完善变电站综合自动化系统,是电力系统发展新的趋势。
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构。
1分布式系统结构按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。
分布式系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。
分布式模式一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了CPU运算处理的瓶颈问题。
各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统,较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。
分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。
该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。
分布式变电站综合自动化系统自问世以来,显示出强大的生命力。
但是目前还存在着抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
2集中式系统结构集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口,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,分别完成变电站的微机监控、微机保护和自动控制等功能。
由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通信等功能。
集中式系统的主要优点是:结构紧凑、体积小,可大大减少站地面积;造价低,尤其是对35kV或规模较小的变电站更为有利。
变电站综合自动化系统
二.变电站综合自动化系统的基本要求
变电站综合自动化的“综合”主要包括两个方面:
01
纵向功能:
在变电站层这一级,提供信息,优化、综合处理分析信
03
息和增加的新功能,增强变电站内部、各控制中心间的
协调能力。
横向综合:
02
利用计算机手段将不同厂家的设备连在一起,替代升级
老设备的功能。
综合自动化系 统的主要功能 和组成
变电站自动化的体系结构 变电站综合自动化系统的硬件结构 关于变电站综合自动化功能单元的组屏
第三节 变电站 综合自动化的 功能和信息量
一 变电站综合自动化的信息量
• 模拟量
•
采集的模拟量
•
模拟量输入回路
•
模拟量输出回路
• 开关量(状态量)
•
采集的开关量
•
开关量输入回路
•
开关量输出回路
• 脉冲量
• 数字量
0 4 影响CPU和数字电路
干扰的防范措 施
1
软件的抗干扰措 施
2
硬件抗干扰措施
3
对电源系统才去 的抗干扰措施
4
二次回路上的 抗干扰措施
5
其他抗干扰措 施
第二节 变电站综合自动化系 统的日常维护与系统安装
变电站综合自动化系统内的 部件尽量采用可靠性的新型 设备,但由于设备的内部和 外部因素等,不可避免的会 出现故障,因此,为了设备 能稳定正常的运行,必须合 理、科学的做好日常维护与 检修工作
变电站综合自 动化系统的基 本功能
•二 变电站综合自动化系统的基本功能
•1.、数据采集功能
•2、继电保护功能
•3、时间顺序记录功能
soe
变电站综合自动化系统设计
绘图,整理说明书
12
绘图,整理说明书
指导
教师
意见
指导教师签字___________
年月日
院系
毕业
设计
领导
小组
审核
意见
系主任___________教学院长___________
年月日年月日
(4)自然条件:当地年最高气温37摄氏度,年最低气温-10摄氏度,当地海拔1000米,当地雷暴日30日/年,地震裂度:3。5级;污秽等级:0级.
(5)系统情况:Xsmax=0。25,Xsmin=0.3(Sd=100MVA)。
(6)地区变电所采用LW6—126型断路器,后备保护动作时间为3。5s.
2.选题目的及意义
3.主要参考文献
(1)电力工程电气设计手册(电气一次部分、电气二次部分),水利电力出版社,1990
(2)王锡凡,电力工程基础,西安交通大学出版社,1998
(3)范锡普,发电厂电气部分,水利电力出版社,1995
(4)电力工程设计手册(1、2、3),上海人民出版社,1972
(5)C.F. Henville,Digital Relay Reports Verify Power System Models,IEEE ComputerApplications in Power.Vol。22,No.1,2000。
3.短路电流的计算:
短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性,进行继电保护的设计和调整。对于整个电网来说,要考虑在不同地点同时发生短路时的情况,将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图,再根据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算。
4.一次设备的选择与校验:
(6)BT-2000变电站综合自动化系统技术说明书,西安博泰,2001
NS2000变电站综合自动化系统
NSC202双机通信控制器主单元
NSC202双机通信控制器主单元由2块PWR44A电源模件、
2块CPU104A模件、8块SIO4A模件构成。实际上是将两 个单机装在一个机箱中,且将它们的16个RS422/RS485接 口的输出线并接在一起。其功能与资源分配同NSC201单机 通信控制器主单元。
装置组成
PW
CPU YC模块 (AC+PT/CT) YX模块 YK模块 人机界面
装置分类
装置分类
1.NSD262(M2):半个4U机箱,8路遥测, 四十路遥信,五路遥控。A型测量元件电 压、电流、功率,含有同期功能和全站 闭锁功能; B型测量两路母线PT,含全 站闭锁功能。
敬请各位领导、专家给予指导!
NS2000
变电站综合自动化系统
国电南瑞科技股份有限公司
目
一
二
三 四 五
录
变电站自动化系 统简介 通讯控制器及参 数组态软件 NSD260测控装置 NS2000后台软件 维护
变电站综合自动化系统的作用
采集全站的遥测、遥信、遥脉数据,管理站 内各种智能设备,并将不同规范的数据统一 整合,转发到当地和远方SCADA系统。通过 后台计算机记录显示。接受SCADA发出的遥 控命令,实现远方控制功能。
P gDp
-
7
0
NARI
NSC200通讯控制器模件
序号
1 2 3
模件标识
PWR44A SIO4A CPU104A
模件名称
电源模件 光隔模件 CPU模件
构成模板
NSC200PWR1 NSC200-422 NSC200-SCE NSC200-RST SCM/SDX233-4 NSC200-MDM
变电站综合自动化系统介绍
1
1、基本概念
遥信:指对状态信息的远程监视。 遥测:指运用通信技术传输所测变量之值。 遥控:指具有两个确定状态的运行设备进行的远程操作。
遥调:指对具有不少于两个设定值的运行设备进行的远程操作。 遥脉:指运用通信技术对远方的运行设备的脉冲量(如电能量)进行远程累计。 遥视:指运用通信技术对远方的运行设备状态进行远程监视。
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4、主要功能
调节控制指对电压、无功的控制目标值等进行设定后,系统自动按要求的方式对 电压-无功进行联合调节。 其中包括自动投切无功补偿设备和调节主变压器分接头位置。 电压-无功自动控制要充分考虑运行方式的需要和各种闭锁条件。
22
4、主要功能
报警处理:报警处理分两种方式,一种是事故报警,另一种是预告报警。 前者包括保护动作信号和非操作引起的断路器跳闸信号。 后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的 各个部件、间隔层单元的状态异常、趋势报警等。
9
2、结构模式
10
2、结构模式
分层分布式:分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层,即 变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层,即变电站层、通信层 和间隔层。 这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间,形式较多。目前国内应用较多 的分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点,由于采用了集 中式组屏,非常有利于系统的设计、安装与维护管理。 主要特点是按照变电站的元件,断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔 所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完 成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近,相互之间用光缆或 特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势,大幅度地 减少了连接电缆,减少了电缆传送信息的电磁干扰,且具有很高的可靠性,比较好 的实现了部分故障不相互影响,方便维护和扩展,大量现场工作可一次性地在设备 制造厂家完成。
变电站综合自动化系统的结构形式及选择
变电站综合自动化系统的结构形式及选择随着电力系统的不断发展和智能化的加强,变电站综合自动化系统(SAS)的应用越来越广泛。
SAS是指集数据采集、监控、控制、保护、通信和故障诊断等功能于一体的自动化系统。
本文将详细介绍变电站综合自动化系统的结构形式及其选择。
一、变电站综合自动化系统的结构形式变电站综合自动化系统包括三个层次:上位机层、网关层和设备层。
1. 上位机层:该层负责SAS系统的整体监控和管理,包括数据采集、通讯管理、故障诊断和数据存储等功能。
上位机层通常由一个或多个工作站组成,可对系统进行实时监控和控制,提供各种数据报表、图形化界面和报警功能等。
2. 网关层:该层是SAS系统的通信枢纽,负责将设备层与上位机层进行连接,并将数据进行传输和转换。
网关层还可进行自适应性控制、安全保护和实时监视等功能。
同时,网关层也可作为一个安全隔离点,防止外部攻击,保证系统的稳定性和安全性。
3. 设备层:该层是SAS系统的核心,包括各种控制、保护、测量和监控设备。
设备层的功能主要包括:电源控制、继电保护、仪表测量、数据采集、设备控制等。
设备层的数据可经过网关层进行汇总和处理,最终由上位机层进行监测和控制。
二、选择变电站综合自动化系统应考虑的因素1. 技术方案与功能要求:技术方案的选择与预算密切相关,需要充分考虑功能要求和系统稳定性等因素。
同时,也需要考虑系统升级和维护的便利性。
2. 通信传输和安全保护:系统的通信传输是SAS系统正常运行的前提。
网络性能、带宽、数据传输安全和抗干扰等因素都会影响到系统的运行效率和准确性。
3. 控制保护功能:设备层是SAS系统的主要组成部分,如果控制保护功能不完善,易造成设备故障和人员伤害。
因此,需要在技术方案和功能要求的基础上进行定制化设计和验证测试,确保系统能够达到预期的控制保护效果。
4. 成本和效益:SAS系统的成本不仅包括硬件、软件、人工及测试等方面,还包括系统维护、升级和运行等费用。
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变电站综合自动化系统优化设计随着技术和网络技术的发展,变电站综合自动化技术也得到高速发展,下面是小编搜集整理的变电站综合自动化系统设计探究的,供大家阅读借鉴。
[摘要]变电站综合自动化技术是利用计算机技术、现代通信技术,对变电站内的二次设备的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。
它的出现为变电站的小型化、智能化、扩大设备的监控范围、提高变电站安全可靠、优质和经济运行提供了现代化的手段和基础保证。
它的运用取代了运行工作中的各种人工作业,从而提高了变电站的运行管理水平。
[关键词]自动化;优化设计;智能化第一章绪论变电站综合自动化技术是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术,对变电站内的二次设备的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。
通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监视和控制任务。
变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备,简化了变电站二次接线。
现有的变电站有三种形式:第一种是传统的变电站;第二种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站;第三种是全面微机化的综合自动化变电站。
第二章变电站自动化系统设计概述2.1变电站综合自动化的体系结构变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。
为达到这一目的,满足电网运行对变电站的要求,变电站综合自动化系统体系结构如图1所示。
“数据采集和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。
“通信控制管理”是桥梁,联系变电站内部各部分之间、变电站与调度控制中心之间使其相互交换数据。
“变电站主计算机系统”对整个综合自动化系统进行协调、管理和控制,并向运行人员提供变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面,使运行人员可远方控制断路器分、合闸操作。
“通信控制管理”连接系统各部分,负责数据和命令传递,并对这一过程进行协调、管理和控制。
变电站综合自动化的结构形式
变电站综合自动化的结构形式变电站综合自动化是指利用先进的计算机、通信、控制和信息技术对变电站进行全面自动化、智能化管理和运行的系统。
它通过集成各种设备和系统,实现对变电站的监控、控制、保护、调度、信息处理和管理等功能,提高运维效率,提供可靠的电力供应,同时为电力系统提供了更可靠、灵活、高效的支撑。
1.硬件架构:(1)采集单元:变电站综合自动化系统需要对变电站各种设备的运行参数和状态进行实时采集。
采集单元通常包括传感器、采集装置和信号处理器等设备,通过采集设备和传感器的信号将变电站实时数据传送到综合自动化系统的控制中心。
(2)控制单元:控制单元负责对变电站的各种设备进行控制和调度。
控制单元通常包括PLC(可编程控制器)、RTU(远动终端单元)等设备,通过接收控制中心的指令,控制设备的运行状态,实现对变电站的智能化控制。
(3)通信网络:通信网络是变电站综合自动化系统的基础,用于实现各个设备之间和与控制中心之间的数据通信。
通信网络包括以太网、无线网络、光纤等传输介质,确保实时、可靠、稳定地传送数据。
(4)控制中心:控制中心是整个变电站综合自动化系统的核心,负责对变电站设备进行监控、控制、保护、调度和管理等功能。
控制中心通常包括监控系统、远动控制系统、保护系统、自动化系统和信息管理系统等模块,通过人机界面和专业软件对变电站进行综合管理。
2.软件架构:(1)监控系统:监控系统是变电站综合自动化系统的基础子系统,用于实时监视变电站各种设备的运行状态,包括电流、电压、频率、温度等参数,以及各种开关、隔离器、变压器等设备的位置、状态等信息。
(2)远动控制系统:远动控制系统用于实现对变电站设备的遥控和遥调功能,包括对开关、隔离器、变压器等设备的远程操作和调度。
通过远动控制系统,可以实现变电站的自动化操作和调度,提高运维效率。
(3)保护系统:保护系统是变电站综合自动化系统的重要组成部分,用于对变电站各种设备进行保护和安全控制。
集中式变电站综合自动化系统(共4张PPT)
变电站综合自动化
集中式变电站综合自动化系统结构框图
CRT显示器
打印机
微机(当地监控系统)
键盘、鼠标
微机保护装置
数据采集及控制部件
输出接口
输入接口
保 护 动 作 信 号 输
出
主输 变电 压线 器路
电 容 器 组
一 次 设 备 状
TA TA TA 态
TV TV TV 量
电开 交开 能关 直关 表控 流量 脉制 采采 冲输 样集 采出 YC YX 集 Y
YK M
重庆电力高等专科学校
调制解调器
调 度 中 心
变电站综合自动化
集中式变电站综合自动化系统特点:
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◆集中采主变集信息线路,集中处理态运算
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1 前言变电站是电力网中线路的连接点,承担变换电压、变换功率和汇集、分配电能的作用,它的运行情况直接影响到整个电力系统的安全、可靠、经济运行。
然而一个变电站运行情况的优劣,在很大程度上是取决于其二次设备的工作性能。
现有的变电站有三种形式:一种是常规变电站;一种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站:再有另一种就是全面微机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站其致命弱点即不具有自诊断能力、故障记录分析、能力和资源共享能力,对二次系统本身的故障无法检测,也不能全面记录和分析运行参数和故障信息。
而全面微机化的综合自动化变电站,是以微机化的二次设备取代了传统使用的分立式设备。
集继电保护、控制、监测及远动等功能为一体,实现了设备共享,信息资源共享,使变电站的设计简捷、布局紧凑,实现了变电站更加安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单,减少了二次设备占地面积,使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
1.1变电站综合自动化概论1.1.1变电站综合自动化基本概念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。
变电站综合自动化系统,即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,代替常规的测量和监视仪表,代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏,用微机保护代替常规的继电保护屏,改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此,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征。
变电站综合自动化系统的出现是电网运行管理中的一次变革。
它为变电站实现小型化、智能化、扩大监控范围以及为变电站的安全、可靠、合理、经济运行提供了数据采集及监控支持,同时为实现高水平的无人值班变电站管理打下了基础。
此外,变电站综合自动化也是电网调度自动化基础,只有通过厂站自动化装置和系统向调度自动化系统提供电网中各个变电站完整可靠的信息,调度控制中心才可能了解和掌握整个电力系统的实时运行状态和变电站设备工况,也才能对其控制、调整做出决策;同样,也只有依靠变电站的自动化装置才能完成调度控制中心发出操作命令,实现远方控制。
因此,可以说一个完整的、先进的、可靠的变电站综合自动化,是建立一个先进的、高水平的电网调度自动化的前提和基础。
1.1.2变电站综合自动化现状变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,随着电压等级的提高,供电范围的扩大,输电容量的增大,采用传统的变电站及其控制技术越来越难满足电力系统降低投资、提高效益的发展要求。
研制和开发以计算机技术和网络通信技术为基础的、各种电压等级的变电站综合自动化系统,取代、更新和改造传统的变电站二次系统,逐步实现无人值班和调度自动化,以适应现代电力系统管理模式的需求。
60年代,由于远动技术的发展,在变电站开始应用遥测、遥信技术,从而进入了远方监视的无人值班阶段。
但是,如果要对开关进行操作,还必须到变电站现场才行。
国外变电站综合自动化的研究工作始于70年代。
80年代以后,研究变电站综合自动化系统的国家和大公司越来越多。
例如:西门子公司、ABB 公司、AEG公司、GE公司、西屋公司、阿尔斯通公司等都有各自的综合自动化系统产品。
我国对变电站综合自动化系统的研究工作起始于80年代中期。
研究与开发的内容归纳起来有两个方面:其一是中低压变电站采用综合自动化系统,以便更好地实施无人值班,达到减人增效的目的;其二是对高压大型枢纽变电站的建设和设计来说,采用新的控制方式,解决各专业在技术上保持相对独立而造成的互相脱节、重复投资,甚至影响运行可靠性的弊端。
国内的变电站综合自动化系统在IlOKV或35KV系统的变电站中,目前已投入了相当数量,在电力系统中发挥了积极的作用,提高了安全运行水平和管理水平。
目前,变电站综合自动化系统的硬件的组织结构,分为集中式、分层分布式两大类。
近年来随着网络技术的发展,分层分布式结构已成为变电站综合自动化系统的主流。
该结构是将集测量、保护、远动等于一体的微机型测控保护装置分别安装在变电站一次设备间隔中,如开关柜内,这样二次线路大大减少,只有用于通信的网络线缆或光缆。
其最大的优点就是减少了二次线缆抗干扰能力提高,同时二次设备数量大大降低,减少了变电站的占地面积。
此外,分布式分层结构对工业现场、执行机构实现分级控制管理,使数据采集与机械控制实现集散控制集中管理,真正做到控制过程的实时在线,完成柔性化管理,有很好的兼容性、可靠性和可观测性,且互换性强,容易优化。
变电站综合自动化系统使用分层分布式结构后,对网络通信功能提出了更高的要求。
各间隔层装置与站控层之间所有的控制命令、数据传递、信息交换都要通过数字通信来实现。
因此通于网络通信的实时性要求,可靠性要求就更高更强。
传递方式主要可分为星形式、总线式以及环形网三种。
星形的优点是可靠性高,任何一支路断线仅会影响一个分支的信息交换,但是布线较多。
总线式的特点是经济、连线简便、抗干扰能力强。
但是,在总线上某处出现断开或接头松动时,将影响该断点以下的信息通信。
环网通信的优点是,当环形网上产生断点时,可以从反向通信,从而提高了可靠性。
在变电站自动化系统中,变电站运行参数、运行状态、事件记录等数据信息都存放在数据库中,数据库是变电站实现测量、控制、远动、管理自动化的基础。
因此,优良的数据库体系,对提高整个变电站自动化系统的工作效率,保证系统的稳定运行起到至关重要的作用。
变电站综合自动化系统中的数据库结构一般由实时数据库和历史数据库两部分构成,现在出现的内存数据库以其存储速度上的优势也逐渐被应用到电力自动化系统的数据存储体中,与实时数据库和历史数据库配合使用。
今后变电站自动化的运行模式将从无人值班,有人值守逐步向无人值守过渡。
因此遥视警戒技术(防火、防盗、防渍、防水汽泄漏及远方监视等)将应运而生,并将得到迅速发展。
随着计算机和网络通信技术的发展,站内RTU几TU 或保护测控单元将直接上网,通过网络与后台机(上位机)及工作站通信。
取消传统的前置处理机环节,从而彻底消除通信“瓶颈”现象。
1.1.3变电站综合自动化发展趋势计算机网络通讯技术和微机实时技术在电力系统变电站自动化系统中的应用,为进一步提高变电站的自动化水平开辟了新途径。
建立一个监视控制自动化、管理信息化、实时信息共享的变电站综合自动化系统已成为发展趋势:(1)系统从集中控制、功能分散型向分散网络型发展。
测控与保护功能的集成已在中低压系统的综合自动化化装置中得已应用。
但是对高ll0kV以上的系统,监测和控制还是分散考虑的。
因此发展趋势是进一步实现监测、控制及远动的一体化。
同时,目前,故障录波、小电流选线等等设备和系统是按功能分散考虑的,也将进一步向一个模块管理一个电气单元或间隔单元方向发展。
这样,在自动化系统发生故障时,对于整个电网可能造成的影响大大减小。
(2)设备安装就地化、户外化。
目前,只有中低压测量控制单元与一次设备安装在一起,对于110kV以上的设备还是在主控室进行组屏安装。
提高测量控制单元的抗干抗性、环境适应性和搞腐蚀性,实现测量控制设备的就地安装和户外安装,将大大的减少变电站二次线缆的利用率,减少占地面积,同时提高了变电站的运行可靠性,降低了维护劳动强度。
(3)测量、控制设备向通用化、规范化发展。
目前,测控保护装置,种类繁多,通用性差。
随着计算机技术的发展,开发通用、标准、灵活的硬、软件平台,能够适用于所有保护和控制。
使变电站自动化系统具有开放性和数据一致性,实现不同厂家设备的通信、维护和操作。
(4)通讯网络协议标准化。
目前,国内各变电站自动化装置生产厂的通讯协议不一致,通用性差。
使综合自动化变电站的各种智能设备通过网络组成一个统一的、互相协调工作的整体是发展的必然趋势。
(5)系统信息交换、共享范围进一步扩大。
在调度自动化系统中,变电站自动化系统并不是一个孤立系统,需要与其他系统如:火电厂系统、水电厂系统和配线网自动化系统相互交换信息、共享数据。
在企业动力能源管理中,变电站自动化系统需要与锅炉系统、压缩空气系统、给排水系统等的自动化系统一起建立动力能源调度系统。
因此,如何使信息资源得到更为充分地利用已成为整个电力行业发展所关心的重要问题。
(6)变电站综合自动化系统安全体系不断升级。
安全体系是整个电力自动化系统运行的保障。
随着对电力信息访问越来越公开化以及Intranet/Intemet接入,强大的安全管理机制就显得越发的重要。
因此,电力自动化系统的安全体系需要不断升级和完善。
1.2 设计范围微机保护和控制在电力系统中德奥了广泛的应用,变电站综合自动化系统取代传统变电站二次系统,以及成为了当前电力系统发展趋势。
本设计要求对小型的变电站综合自动化系统,了解变电站综合自动化系统的结构和组成方式。
对变电站综合自动化现状及存在的问题进行基本阐述,通过对比使用分层分布式结构进行变电站综合自动化系统部分的设计。
2变电站综合自动化系统的结构形式1.2变电站综合自动化系统的设计原则近年来由于计算机技术和通信技术迅猛发展,变电站综合自动化系统的技术水平有了很大的提高,体系结构也不断改进,目前已有不少变电站实现了不同程度的自动化,也有不少高校、研究单位和制造厂投入到变电站综合自动化系统的研究和制造工作中,对它的设计原则、要求和看法,也积累了不少成功的经验。
为了达到变电站综合自动化的总目标,自动化系统应满足一下要求。
(1)变电站综合自动化系统应能全面代替常规的二次设备。
综合自动化系统应集变电站的继电保护、测量、监视、运行控制和通信于一个分级分布式的系统中,此系统由多个微机保护子系统、测量子系统、各种功能的控制子系统组成,应能代替常规的继电保护、仪表、中央信号、模拟屏、控制屏和运行控制装置,才能提高变电的技术水平和可靠性。
(2)变电站微机保护的软、硬件设置既要与监控系统相对独立,又要相互协调。
微机保护是综合自动化系统中很重要的关键环节,因此其软、硬件配置要相对独立,即在系统运行中,继电保护的动作行为仅与保护装置有关,不依赖于监控系统的其他环节,保证综合自动化系统中,任何其他环节故障只影响局部功能的实现,不影响保护子系统的正常工作。
但与监控系统要保持紧密通信联系。
(3)微机保护装置应具有串行接口或现场总线接口,向计算机监控系统或RTU 提供保护动作信息或保护定值等信息。