变电站综合自动化系统介绍

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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。
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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。
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4、主要功能
设备层操作（就地断路器、隔离开关、主变分接头控制箱的就地／远方开关处 于就地位置）。 间隔层操作控制无效； 站控层操作控制无效； 远方控制中心操作控制无效。 间隔层操作（间隔层测控单元的就地／远方开关处于就地位置，就地设备层控 制箱的就地／远方开关处于远方位置）。 站控层操作无效； 远方控制中心操作控制无效。 站控层操作（操作员站的就地／远方操作处于就地位置，间隔层和设备层的就 地／远方开关处于远方位置）。 远方控制中心操作控制无效。 远方控制中心层操作（操作员站的就地／远方处于远方位置，间隔层和设备层 的就地／远方处于远方位置）。
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2、结构模式
集中式：初期的变电站自动化设计都是采用集中式结构。这种结构的设计方法是 将设备按其不同功能进行归类划分，形成若干个独立系统，各系统分别采用集中装 置来完成自身的功能。 这种结构方式的缺点是资源不能共享，设备设置重复、且运行的可靠性低，功能 有限，也不能大量节省电缆、屏柜和占地面积，因而这种结构方式并没有得到广泛 的推广应用。
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4、主要功能
数据采集和处理：其范围包括模拟量、开关量、电能量以及其它装置的数据 。
模拟量的采集包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因素、频率以及温度 等信号，并能实现实时采集、越限报警和追忆记录功能。 开关量的采集包括断路器、隔离开关以及接地刀闸的位置信号、继电保护装置和 安全自动装置动作及报警信号、运行监视信号、变压器有载调压分接头位置信号等， 并能实现实时采集、设备异常报警和事件顺序记录和操作记录功能。 对实时采集的模拟量，应进行有效性检查及相应处理。 对实时采集的开关量，应进行消除接点抖动的滤波处理。
数据库的维护：数据库应便于扩充和维护，应保证数据的一致性、安全性； 可在线修改或离线生成数据库；用人-机交互方式对数据库中的各个数据项进行修改 和增删。
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4、主要功能
监视：能自动或根据运行人员的命令，通过监视器屏幕实时显示各种画面。包括 系统运行工况监视，变电站一次系统运行状态监视，二次系统运行状态监视。
变电站综合自动化系统 介绍
胡建斌
2012.01.04
内容概要
第一部分：基本概念 第二部分：结构模式 第三部分：主要特征 第四部分：主要功能 第五部分：通信网络
1、基本概念
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 信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录 波、自动装置及远动装置等)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。
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2、结构模式
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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。
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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。
（1） 电气主接线，包括不同电压等级的分接线图； （2） 所用电接线图； （3） 直流系统图和交流不停电电源(UPS)系统图； （4） 自动化系统运行工况图； （5） 各类趋势图，包括实际负荷曲线、模拟量变化曲线及历史趋势图等； （6） 重要模拟量棒形图； （7） 报警画面； （8） 运行操作记录； （9） 事故及故障统计； （10）事故追忆记录报告或曲线； （11）事件顺序记录的当前和历史报告； （12）继电保护管理信息。
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4、主要功能
数据库的建立与维护：其范围包括模拟量、开关量、电能量以及其它装置的数据 。
数据库的建立： (1) 实时数据库：存储监控系统采集的实时数据，其数值应根据运行工况的实时 变化而不断更新，记录被监控设备的当前状态。 (2) 历史数据库：对于需要长期保存的重要数据将存放在历史数据库中。应提供 通用数据库，记录周期为1分钟～1小时一次可调。历史数据应能够在线滚动存储1年， 无需人工干预。所有的历史数据应能够转存到光盘或磁带等大容量存储设备上作为 长期存档。 对于状态量变位、事件、模拟量越限等信息，应按时间顺序分类保存在历史 事件库中，保存时间可由用户自定义为几个月、几年等。
链路：站与站之间的数据传输设施。 以太网：IEC TC57推荐使用的变电站通信网络，局域网的一种。
规约转换器：连接两个通信网络的智能电子装置。它能够按一种规约接收一个网 络的信息，进行转换后，按第二个规约向另一个网络转发，或相反。
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1、基本概念
同步传输：一种数据传输方式，代表每比特的信号出现时间与固定时基合拍。
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1、基本概念
通道监视及切换：通道监视是指计算机系统通过通信控制器，统计与变电站测控 装置、保护或其他变电站自动化系统、电网调度自动化系统通信过程中接收数据错 误和长时间无应答的情况。根据通道监视情况，系统可以告警或采取相应控制措施。 如果通道配置有冗余，即某厂站有双通道的情况下，当一个通道故障时，系统可自 动转到另一个通道上进行通信。 实时数据：指在线运行时实时记录和监视的物理量。
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2、结构模式
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2、结构模式
分散式：这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位 划分成若干单元。将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压开关 附近或户内开关柜内。然后将各分散单元用网络电缆互连，构成一个完整的分散式 综合自动化系统。 这种分散式结构具有很多优点：各个功能单元上既有通讯联系，又相对独立，便 于系统扩展，便于维护管理，当某一环节发生故障时，不致于相互影响。此外，它 的抗电磁干扰性能强，可靠性高，可以把电度计量、测量表计、控制、保护、远动 合为一体，可使数据统一，避免设备重复设置，在二次设计上能最大限度地减少二 次设备的占地面积和节省大量电缆及接线。
子站：被控站，受主站监视和控制的站。
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1、基本概念
调制解调器：对远动设备所传送的信号进行调制和解调的设备。 调制：为了使信号便于传输、减少干扰和易于放大，使一种波形(载波)参数按另 一种信号波形(调制波)变化的过程。 解调：从调制的载波信号中复原原调制信号的过程。 规约：在通信网络中，为了通信双方能正确有效可靠的进行数据传输，在通信的 发送和接收过程中有一系列的规定，以约束双方正确，协调的工作。
变电站综合自动化技术：即广泛采用微机保护和微机远动技术，分别采集变电站 的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号，经过功能的重新组合，按照预 定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程，从 而实现数据共享和资源共享，提高变电站自动化的整体效益。
变电站综合自动化产品：是采用现代工业计算机技术、网络通信技术，针对变电 站的变压器、线路、开关等输供电设备，完成实时监视、测量、控制、调整、保护 和信息管理等功能的装置 。
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4、主要功能
控制操作：控制操作对象包括：各电压等级的断路器以及隔离开关、电动操作接 地开关、主变压器及所用变压器分接头位置、所内其他重要设备的启动/停止等。
控制操作具有手动控制和自动控制两种控制方式。
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4、主要功能
手动控制包括远方控制中心控制、站内主控室控制、就地手动控制（含间隔层和 设备层操作）。并具备远方控制中心/站内主控室、站内主控室/就地手动的控制切换 功能。 控制级别由高到低顺序为：就地、站内主控、远方控制中心，三种控制级别间相 互闭锁，同一时刻只允许一级控制。
历史数据：指在线运行时按规定的间隔或时间点记录的物理量。在变电站中历史 数据指按指定时间间隔或特殊要求保存下来的运行实时数据、各记录和报表、曲线 等。 变电站运行实时参数：指为监测和控制变电站运行所需的各种实时数据。主要有： 母线电压、系统频率；馈线电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量；主变 压器电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量、温度；保护定值，直流电源 电压；变电站设备运行状态等 变电站设备运行状态：指各断路器、隔离开关的实际运行状态(合闸、分闸)； 主变压器分接头实际位置、主变压器状态，压力、气体继电器是否报警；保护运行 状态；被监控变电站系统状态；监控系统运行状态等。
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2、结构模式
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3、主要特征
功能综合化：变电站综合自动化技术是在计算机技术、数据通信技术、软件模块 化基础上发展起来的。它集保护、测量、监控功能于一体，替代了常规变电站的保 护、仪表、中央信号系统、RTU等二次设备。
结构微机化：综合自动化系统内主要部件是微机化分布式结构，网络总线连接， 将微机保护、数据采集、监视控制等环节的中央处理器(CPU)同时并行运行。
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1、基本概念
站控层：由主机或／和操作员、工程师站、远动接口设备等构成，面向全变电站 进行运行管理的中心控制层。 间隔层：由智能I／O单元、控制单元、控制网络和保护等构成，面向单元设备的 就地控制层。 后台机：对本站设备的数据进行采集及处理，完成监视、控制、操作、统计、报 表、管理、打印、维护等功能的处理机。 远动：应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能的总称。 通道：在数据传输中，传输信号的单一通路或其一段频带。 主站：控制站，对子站实现远程监控的站。
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4、主要功能
自动控制包括顺序控制和调节控制，由站内操作员站或远方控制中心设定其是否 采用。它可以由运行人员投入/退出，而不影响正常运行。
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4、主要功能
顺序控制指按设定步骤顺序进行操作，即设备从当前状态到目标状态由程序来控 制进行一系列操作。 操作执行程序，即从正确判定变电站的设备的初始状态到控制电气设备按规定程 序到达终了状态，所执行的检测、判断、控制、监视、测量、操作等工作全部通过 计算机控制完成。
操作监视屏幕化：常规方式下的指针表计读数被屏幕数据取代。对变电站设备运 行的监视、操作、控制都可以在计算机屏幕上进行。
运行管理智能化：智能化不仅表现在常规的自动化功能上，如自动报警、自动报 表、电压无功自动调节、小电流接地自动选线、事故判断与处理等方面，还表现在 能够在线自诊断，并能将自诊断结果向远方传送。
异步传输：一种数据传输方式，每个字符或字符组可在任意时刻开始传输。 广播命令：向网络的部分或全部子站同时发出的命令。 地址：报文的部分，用以识别报文来源或报文目的地。
波特：数字信号的传输速率单位，等于每秒传输的状态或信号码元数。 双机切换：含义是在双机(主备机)配置的情况下，当主机(值班机)发生故障时,备 机可自动或在人工干预下转为主机，主机转为备机。多机配置情况与双机类似，当 主机发生故障时，任一备机可自动或在人工干预下转为主机。