综合自动化系统

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3
②微机保护+RTU
¾ 微机保护装置完成 保护功能
¾ RTU 完 成 四 遥 功 能 (遥测、遥信、遥 控、遥调)
¾ RTU 采 集 保 护 动 作 节点信息或与保护 装置通信获取保护 动作报告
4
③传统自动化系统的缺陷 ◆安全性、可靠性不高 ◆占地面积大,增加了投资 ◆维护工作量大,设备可靠性差
交直流
⑴变电所层 ①当地监控单元
当地监控功能、系统维护功能、实时及报表打印功能
②远动通信单元 ⑵间隔层
①牵引主变压器单元
保护功能、测量功能、控制功能、录波功能、备用电源自投 功能
②馈线单元
保护功能、测量功能、控制功能、录波功能、故障测距功能
③并补单元
保护功能、测量功能、控制功能、录波功能
7
⒉综合自动化系统的特点
J A KB L C
ENTER RUN
M7 N8 O9 PRINT
GD GD GD HELP BNC 4Mb/s GD T 2 U3 ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT


HUB/MAU
NIC
% UTILIZATION
TAB
GD RE I F
J A KB L C
ENTER RUN
M7 N8 O9 PRINT
ENTER RUN
PRINT
BNC 4 Mb/s
GD GD GD GD T 2 U 3 V0 W.X Y Z
HE LP ALPHA SHIFT
其 他 智 能 IED
①远动管理机 ◆收集间隔层装置的信息,并上送调度系统; ◆转发调度系统的控制命令等
② MIS管理机 主要功能:收集间隔层装置的信息,将这些信息实时上送 到牵引供电运营管理系统
5
二、综合自动化系统的构成
⒈系统构成
调 度 端
当地监控
视频通信单元
远动管理机
视频监控单元
以太网
间隔层通信网络
GPS
交换机
1# 主 变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
2# 主 变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
馈线
保 护 测 控
并补
动力变








牵引变电所
6
通信管理机
通用测控
测 控
综合自动化系统
1
综合自动化系统
主要内容
◆综合自动化系统构成与主要功能 ◆所内通信 ◆综合自动化系统的试验和检修 ◆相关标准
2
一、综合自动化系统发展概况
1.发展概况
①继电器保护+RTU
¾继电器完成保护 功能,保护动作后
给出节点信息 ¾RTU完成测量、控 制功能等传统四遥 功能(遥测、遥信、
遥控、遥调)
28
⑵光纤双环自愈 LON现场总线网络
调度中心
牵引供电运营管理系统 当地监控系统
工具软件
29
GPS
远动管理机
通信管理机
MIS 以太网 通信管理机 交换机
通Байду номын сангаас管理机
LonWorks光纤双环自愈环网
变电站层 间隔层
间隔层保护测控装置
通用通信装置
HUB/MAU
NIC
。 。 。
% UTILIZA TION
·数据检索
·扰动/故障记录检索
◆就地过程自动化功能
·保护功能 ·间隔联锁
·测量、计量和电能质量监视
38
◆分布自动化支持功能:·全站范围联锁
◆分布过程自动化功能:·断路器失灵
·负荷减载 ·负荷恢复 ·电压无功控制 ·馈线切换和变压器转供
功能接口:
IF1:间隔层和变电站层之间保 护数据交换; IF2:间隔层与远方保护(不在 本标准范围)之间保护数据交
13
主控程序界面: 功能菜单:
14
3.当地监控子系统
变电所主接线图
15
遥测:
16
遥控:
17
其它功能: ◆程控 ◆总召 ◆召电度 ◆消闪 ◆实时曲线
装置状态监视:
18
4.工程师站子系统
定值管理:
19
遥测: 遥信:
20
遥控:
21
故障报告查询:
22
故障波形:
23
事件报告:
24
自检报告:
综合自动系统的发展趋势
基于IEC61850的全数字化综合自动化系统,主要 特点:
◆100M工业以太网 ◆智能化的一次设备 ◆网络化的二次设备
35
七、基于IEC61850的变电站自动化系统
1.基本概念
(1)功能 定义:由变电站自动化系统执行的任务称之为功能。包括控制、 监视、保护、系统维护、系统配置以及通信等。 构成:功能是由交换信息的最小功能单位,即逻辑节点构成。 (2)逻辑节点 定义:逻辑节点(Logival Node,LN)是IEC61850中用来交换数 据的功能的最小单位,逻辑节点代表物理设备(PD)内的某项功 能,执行这一功能的某些操作。 构成:逻辑节点是一个由数据和方法定义的对象。 (3)物理设备和逻辑设备 物理设备(PD):自动化系统中的智能电子设备(IED),能够接 收或发送数据,完成一组特定的功能或子功能。 逻辑设备(LD):是一种虚拟设备,为了通信目的而聚集相关的 逻辑节点和数据。一个PD可以映射为一个或多个LD。
39
逻辑节点(LN)分类:
◆ 保护逻辑节点
保护:距离保护 PDIS 保护相关:自动重合闸 RREC、故障定位 RFLO
◆监视控制逻辑节点
控制:开关控制器CSWI(控制由XCBR和XSWI说明的任意装置) 接口、日志和存档:操作员接口IHMI(间隔层当地控制、变电站层 控制)
自动过程控制:自动分接头控制ATCC、自动电压控制 AVCO
高压设备 高压设备
室外高压电器设备
9
⒉集中式有人值班模式
调 度 端
视 频 盘
当 地 监 控
1# 主 变


并 补 盘
馈 线 盘
2# 主 变

计 量 盘
交 流 盘
直 流 盘
间隔层通信网络
高压室
10
控制室 牵引变电所
高压电气设备
⒊集中式无人值守模式
调 度 端
视 频 盘
当 地 监 控 盘
1# 主 变 盘
③通信管理机 ◆采用双机热备的方式进行工作 ◆收集间隔层信息并上送到变电站层 ◆将变电站层的命令发送到间隔层装置
④间隔层采用光纤双环自愈环网,某一节点的损坏不会影响 其他节点的通信,同时相邻节点会给出报警信息
30
⒉ CAN总线
主要特点: ◆CAN总线为多主工作方式
任一节点可在任意时刻主动向其他节点发送信息。它采用总线仲裁 技术,当网络出现冲突时,优先级高的节点可继续传输数据,优先级低的 节点则主动停止传输,从而避免了总线冲突。
36
功能、LN、PD之间的关系:
◆逻辑连接LC 逻辑节点之间的通信连接
◆物理连接 物理装置之间的通信连接
37
2.IEC61850的特点
(1)功能分层
主要功能:
◆系统支持功能
·网络管理
·时间同步
·物理装置自检
◆系统配置或维护功能
·配置管理
·系统安全管理
◆运行或控制功能
·控制
·告警管理
·事件(管理和)记录
换; IF3:间隔层内数据交换; IF4:过程层和间隔层之间电压 互感器PT 和电流互感器CT 瞬时数据交换(尤其是采样); IF5:过程层和间隔层之间控制 数据交换; IF6:间隔和变电站层之间控制 数据交换; IF7:变电站层与远方工程师办 公地数据交换; IF8:间隔之间直接数据交换, 尤其是象联锁这样快速功能; IF9:变电站层内数据交换;
④ 变电站综合自动化系统
¾ 保护、测量、控制功能综合考虑,功能分布式配置, 通过网络组成整体
¾ 传统RTU转变为通信单元,通过通信而不是节点采 集来收集变电所的运行状态,四遥功能下放到保护 装置
¾ 利用计算机的强大功能取代中央信号盘实现当地监 控功能
¾ 故障记录功能,记录保护动作前、后的有关故障信 息,以利于分析故障
12
2.主要功能
◆图形浏览功能,包括电气主接线图、地理图、遥测 遥信一栏表等; ◆实时显示一次设备的运行状 态; ◆主接线图的带电自动推导功能, 更直观准确的显示供电状态; ◆实时报警,具备报警分类过滤 和报警确认; ◆遥控、遥调、复归、人工置数 等功能; ◆保护装置维护功能; ◆显示详细的故障动作信息; ◆历史报警查询和数据报表统计 功能;
33
⒋ 综合自动化系统中的通信协议
◆103协议,按照查询方式 ◆104协议,主动上送
系统目标:“互 连、互换、 互操作”
采用 “IEC 60870-5103 继电保 护设备信息 接口配套标 准”
34
103规约存在的问题
¾ 定义的信息少,不能满足微机保护装置上送的丰 富信息的需要
¾ 厂家对协议进行扩展,造成互连和互操作性困难 ¾ 系统扩展和升级困难,用户维护不便 ¾ 不能适应过程层的发展要求
GD GD GD HELP BNC 4Mb/s GD T 2 U3 ALPHA
V0 W.X YZ SHIFT
其 他 智 能 IED
①保护、测控装置的以太网通信速率为10M,远远 大于LonWorks总线的1.25M的速度。 ②现场总线通信网络采用的是IEC60870-5-103规 约的查询方式进行通信,而以太网通信网络采用 IEC60870-104规约的主动上送方式,采用TCP协议 保证传输的可靠性。
◆CAN总线的信号传输采用短帧结构
每帧有效字节数为8个,传输时间短,受干扰的概率低,当节点严重 错误时,具有自动关闭的功能以切断该节点和总线的联系,使总线上其他 节点的通信不受影响,具有较强的抗干扰能力。存在的问题是对大容量的 综合自动化监控信息,必须进行多包传输才能完成。
◆CAN总线上的节点数主要取决于总线驱动电路,目前可达 110个
并 补 盘
馈 线 盘
2# 主 变 盘
计 量 盘
交 流 盘
直 流 盘
高压室
间隔层通信网络 室外高压电气设备
牵引变电所
11
五、当地监控系统
1.构成
①当地监控主机
采用工业控制用计算机,通过网络适配器与计算机网络相 联,并配置操作、显示用的人机接口设备:彩色显示器及键盘、 鼠标 。
②打印机
◆实时打印,比如遥信 变位、遥测量越限、遥 控操作等。 ◆报表和曲线打印 ◆画面拷屏功能
31
⒊ 工业以太网
⑴光纤双环自愈 以太网系统结构
调度中心
牵引供电运营管理系统 当地监控系统
32
工具软件
GPS 远动管理机
以太网
MIS 通信管理机 光纤接入以 太网交换机
以太网光纤双环自愈环网
变电站层 间隔层
间隔层保护测控装置
通用通信装置
HUB/MAU
NIC

% UTILIZATION
TAB
GD RE I F
计量和测量:测量MMXU、谐波(电能质量)MHAI
◆物理装置:LLN0 ◆一次设备相关逻辑节点
开关装置:断路器XCBR、开关(负荷开关、隔离刀闸、接地刀闸、 高速接地刀闸)XSWI 仪用互感器:电流互感器 TCTR、电压互感器 TVTR ………..
40
用LN构成IED: ◆保护功能:过电流保护和距 离保护; ◆逻辑节点:PTOC (定时过流 保护) 、PDIS(距离保护)、 PTRC (跳闸调理) 、XCBR (断路器) 方式1:两种保护功能在一个 IED实现,IED和断路器用电缆 连接。 方式2:两种保护功能在一个 IED实现,IED通过网络向断路 器传送跳闸报文。
26
负荷日报表: 遥测月报表:
27
六、所内通信
⒈ LON现场总线
⑴主要特点 ◆支持多种通信介质,包括:双绞线、同轴电缆、
光纤、射频、红外线、电力线等; ◆采用长帧结构,一帧最大数据228个字节; ◆寻址能力强,LonTalk寻址体系由域、子网、节
点三级构成 ,节点还可编成组 。采用域/子网/组/ 节点的编址方式,组网方式灵活一个域的最大节点数 =255(子网数)x127(节点数)=32385
调 度 端




馈线1 保护测控
馈线2 保护测控
馈线n 保护测控
交 直 流
防 灾
控制室
并补1
并补2
保护测控
保护测控
高压室
间隔层通信网络
动力变 保护测控
1# 主 变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
2# 主 变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
室外保护测控设备
牵引变电所
1# 主 变 2# 主 变
◆功能综合化 ◆分层分布化结构 ◆操作监视屏幕化 ◆运行管理智能化 ◆通信手段多元化 ◆测量显示数字化
⒊综合自动化系统的优点
◆提高牵引变电所的安全、可靠运行水平 ◆提高牵引供电系统的运行管理水平 ◆降低造价,减少总投资 ◆促进无人值班变电所管理模式的实行
8
四、综合自动化系统的应用模式
⒈分散式无人值守模式
25
5.报表管理
◆日负荷报表:最大值,最小值,日平均值。 ◆小时负荷报表:最大值,最小值,小时平均值,整点值。 ◆日统计报表:最大值,最小值,日平均值。 ◆月统计报表:最大值,最小值,月平均值。 ◆年统计报表:最大值,最小值,年平均值。 ◆小时电度报表:日期、读数、电度。 ◆历史曲线:统计显示一组遥测量在某个历史时间段的曲线变 化信息。
T AB
BNC 4 Mb/s
GD RE I F JA KB L C M7 N 8 O9 GD GD GD GD T 2 U 3 V0 W.X Y Z
ENTER RUN
PRINT HE LP ALPHA SHIFT
HUB/MAU
NIC
% UTILIZA TION
T AB
GD RE I F
JA KB L C M7 N 8 O9
相关文档
最新文档