自动化系统基本常识与常见故障处理

4.变电站自动化系统主要结构体系 大多按电压等级110KV为界划分
110KV及以下变电站综合自动化系统典型结构图
监控工作站
调度 路由器
MODEM
对时总线
总控通信单元 （远动工作站）
现场总线
测控装置
保护装置
110KV部 分
保护测控装置
35KV,10KV部 分
总控通信单元 （远动工作站）
RS232/422/485
•分层分布式,以太网,现场总线和串口通信 •监控后台 •面向功能设计 面向对象设计
3.第四阶段：变电站自动化系统 (2003年,随着 IEC61850标准的出台) Substation Automation System--SAS
国际电工委员会解释为“在变电站内提供包括通 信基础设施在内的自动化系统 (SAS-Substation Automation System： The SAS provides Automation in a Substation including the Communication infrastructure)”
二.变电站自动化技术现状
1.我国变电站自动化技术应用情况
• 35~750kV变电站约14000座,每年新 增变电站的数量约为3%
•主要生产厂家: 国外—ABB、SIEMENS、GE 等 国内—南瑞集团、北京四方、许继电气、
国电南自、南京力导等
2.变电站自动化系统设计主流: 分层分布式,按对象按间隔设计
第三方智能设备
110KV及以下变电站综合自动化系统典型结构图
监控工作站
路由器
以太网
调度 MODEM
远动工作站）
对时总线
RS232/422/485
测控装置
保护装置
110KV部 分
保护测控装置
35KV,10KV部 分
第三方智能设备
特点：
1. 10KV保护测控一体化,110KV线路保护测控 独立, 可靠性,经济性
三.变电站自动化系统关键技术
1.网络技术 2.防误闭锁技 术 3.分散式同期合闸技术
4.时钟同步技术
5.分散式故障录波技术
6.分散式小电流接地选线技术
三.变电站自动化系统关键技术
7.分散式低周减载技术 8.分散式母线保护技术
9.电压无功控制技 术 10.保护信息管理技术
控 单
控 单
元
元
元
结构特点:
•分散式测控装置(RTU),保护信号多以硬接 点接入 •分层分布式,以太网,现场总线和串口通信 •监控后台(取代传统的模拟盘监控) •面向功能设计
3.发展第三阶段： (始于90年代) 变电站综合自动化系统 --监控系统+微机保护 RTU模式 分层分布式(网络)模式
变电站综合自动化系统(ISAS)
2. 现场总线与以太网并存(现状) 3. 以太网取代现场总线 4. 淡化后台作用,加强远动工作站性能,适应集控
站模式
220KV及以上变电站综合自动化系统典型结构图
服务器A
服务器B
操作员工作站 工程师工作站 WEB服务器 五防工作站 公用接口装置
MODEM
调度
路由器 保护信息子站
GPS
远动工作站
站控层
2.变电站计算机监控系统 Computer-based Substation
C3.o变n电tr站ol综S合ys自te动m化系统 Integrate Substation Automation
S4.y变st电e站m自动化系统 Substation Automation
System
按功能(四遥)设计的模式称为 ---RTU模式(1,2)
3.变电站自动化系统各层之间关系:
●变电站层功能的实现依赖于网络和间隔层 的完好性 ●间隔层功能的实现，特别是继电保护及安 全自动装置的功能的实现不能依赖于变电 站层(包括网络)
●远方主站监控功能的实现应不依赖于变电 站层设备 ,直采直送,直接遥控
●当地控制优先于远方控制
●间隔层的功能依赖于过程层,但能抗电磁干扰
结构特点:
•集中式,保护信号硬接点接入 •面向功能设计 •成本低
2.发展第二阶段： (始于80年代中后 期)
监控系统(RTU模式)+继电保护模式
计算机监控系统(CSCS)
变电站层
上级调度 控制中心
通信层
现场总线
串口/以太网
通过数字通信,将测量、控制、 远传等功能为一体
保护装置
测
测
测
间隔层
控 单
分层分布式(网络)模式
变电站自动化系统(SAS)
上级调度 控制中心
远方控制层
变电站层 (包括网络)
间隔层 (保护,测控,故障录波,IED…)
过程层 (电子PTCT,智能开关)
结构特点: •全开放式,所有智能电子设备(IED)通信接 入 •分层分布式,以太网为主,现场总线和串口通 信为辅 •监控后台 •以面向对象(间隔)设计为主,面向功能设计 为辅 •能适应未来技术的发展,如IEC61850
双10/100M以太网
保护信息网
100MB网络 交换机
保护装置
保护装置
测控装置 测控装置
保护装置 高压1#继电器小室
测控装置 测控装置
保护装置 高压2#继电器小室
对时总线 保护管理机
间隔层
保护测控装置
特点： 1.面向间隔对象设计的 2.分层分布式结构模式 3.单层网为主,保护和故障录波宜单独组网 4.高压保护的可靠性要求高,因而保护与测控独立
按对象(间隔)设计的模式称为 ---分层分布式(或网络)模式 (3,4)
面向对象(间隔)设计
1.发展第一阶段:(始于80年代初)
RTU 模式+继电保护
上级调度 控制中心
串口
实现遥控,遥测,遥信,遥调
远动终端设
***
备
* **
***
(RTU)
硬接线
保护及其它IED
开
模
开
关
拟
关
位
量
量
置
输
输
信
入
出
号
….
电网调度自动化系统基本构成
以计算机为中心的电网调度自动化系统，其 基本结构包括控制中心、厂站端和信息通道三大部 分。
电 网
信息收集和执行 子系统
信息传 输子系 统
信息处理及运行状态的 分析和控制子系统
人机联系 子系统
厂站端
信息通道
控制中心
一.变电站自动化系统的发展过程:
1.远动终端设备 Remote Terminal Unit
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
变电站层
通信层 网络(现场总线)
间隔层 测控
保护
测控
上级调度 控制中心 串口/以太网
串口
保… 护 . 测控
是集保护、测 量、控制、远 传等功能为一 体，通过数字 通信及网络技 术来实现信息 共享的一套微 机化的二次设 备及系统
保护
微机保护
结构特点:
•分散式测控+微机保护装置,通信接入,四 合一保护测控