變電站綜合自動化-1基本概念

1、P1參考教材簡介P2主要內(nèi)容主要內(nèi)容n變電站綜合自動化概述變電站綜合自動化概述n變電站綜合自動化系統(tǒng)的內(nèi)容變電站綜合自動化系統(tǒng)的內(nèi)容n變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能和要求變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能和要求n變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式n變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)n提高變電站自動化系統(tǒng)的可靠性措施提高變電站自動化系統(tǒng)的可靠性措施n變電站綜合自動化系統(tǒng)實(shí)例變電站綜合自動化系統(tǒng)實(shí)例n智能變電站及其相關(guān)技術(shù)智能變電站及其相關(guān)技術(shù) P3第一章 緒 論P(yáng)4第一章第一章 緒緒 論論1. 1. 傳統(tǒng)的變電站存在的問題傳統(tǒng)的變電站存在的問題 2. 2.

2、 變電站綜合自動化的概念變電站綜合自動化的概念3. 3. 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性 4. 4. 變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 P5我國電網(wǎng)分布P6n2000年全國電網(wǎng)調(diào)度工作會議明確指出：堅(jiān)持年全國電網(wǎng)調(diào)度工作會議明確指出：堅(jiān)持全國全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互聯(lián)的發(fā)展方向不動搖的發(fā)展方向不動搖,對對電力系統(tǒng)的可靠性提出更高要求電力系統(tǒng)的可靠性提出更高要求;n我國水力資源主要集中在西部和西南部，這兩地區(qū)我國水力資源主要集中在西部和西南部，這兩地區(qū)可開發(fā)電量占全國可開發(fā)電量占全國82.9%；煤炭資源華北和西北兩；煤炭資源

3、華北和西北兩地區(qū)占地區(qū)占80%；而負(fù)荷中心集中在中部和東部沿海，；而負(fù)荷中心集中在中部和東部沿海，這兩地區(qū)的經(jīng)濟(jì)總量占全國這兩地區(qū)的經(jīng)濟(jì)總量占全國82%，電力消費(fèi)占，電力消費(fèi)占78%。這種差異，決定了電力工業(yè)發(fā)展必須實(shí)行西電東。這種差異，決定了電力工業(yè)發(fā)展必須實(shí)行西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略。送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略。n要做到全國聯(lián)網(wǎng)后，供電可靠性水平不降低，加強(qiáng)要做到全國聯(lián)網(wǎng)后，供電可靠性水平不降低，加強(qiáng)發(fā)電廠、變電站的安全、可靠運(yùn)行、提高其自動化發(fā)電廠、變電站的安全、可靠運(yùn)行、提高其自動化水平很為重要。水平很為重要。 當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的要求當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的要求P7我國電力系統(tǒng)的

4、分層控制我國電力系統(tǒng)的分層控制國 調(diào)網(wǎng) 調(diào)省 調(diào)地 調(diào)縣 調(diào)樞紐變電站變電站變電站變電站直屬電廠省屬電廠市屬電廠縣屬電廠P8變電站簡介變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，具有變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，具有匯集電匯集電源源、變換電壓等級變換電壓等級和和分配電能分配電能的作用。的作用。P9變電站的電壓等級變電站的電壓等級n變電站電壓等級分為：特高壓、超高壓、高壓及中低壓4種類型；n我國變電站的電壓等級： 1000、750kV為特高壓變電站； 500、330kV為超高壓變電站； 220、110、66 kV為高壓變電站； 35、10 kV及以下為中低壓變電站；P10變電站的類型P11 變電站

5、的類型（一）樞紐變電站（一）樞紐變電站樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330330500kV500kV的變的變電站，稱為樞紐變電站。全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚電站，稱為樞紐變電站。全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。至出現(xiàn)癱瘓。P12 變電站的類型（二）中間變電站（二）中間變電站中間變電站高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用中間變電站高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線分段，一般匯集，或使長距離輸電線分段，一般匯集2

6、 23 3個電源，電壓為個電源，電壓為220220330kV330kV，同時又降壓供給當(dāng)?shù)赜秒?。這樣的變電站，同時又降壓供給當(dāng)?shù)赜秒?。這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，稱為中間變電站。全站停電后，將引起起中間環(huán)節(jié)的作用，稱為中間變電站。全站停電后，將引起區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解列。區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解列。P13 變電站的類型（三）地區(qū)變電站（三）地區(qū)變電站地區(qū)變電站高壓側(cè)電壓一般為地區(qū)變電站高壓側(cè)電壓一般為110110220kV220kV，對地區(qū)用戶，對地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全站停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。全站停電后，僅使該地區(qū)中斷供電

7、。P14 變電站的類型（四）終端變電站（四）終端變電站終端變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓終端變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為為3535110kV110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全站停電后，只是用戶受到損失。終端變電站。全站停電后，只是用戶受到損失。P15變電站簡介變電站由主變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、避雷變電站由主變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、避雷器、電容器、電抗器、互感器等設(shè)備集合而成。器、電容器、電抗器、互感器等設(shè)備集合而成。P16變電站的構(gòu)成變電站的構(gòu)成n為了掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，需要對有

8、關(guān)電氣量為了掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，需要對有關(guān)電氣量進(jìn)行連續(xù)測量，供運(yùn)行監(jiān)視、記錄；進(jìn)行連續(xù)測量，供運(yùn)行監(jiān)視、記錄；監(jiān)測監(jiān)測n為了保障變壓器、輸電線路安全運(yùn)行，需要為了保障變壓器、輸電線路安全運(yùn)行，需要實(shí)現(xiàn)過流、過壓等故障的安全保護(hù)；實(shí)現(xiàn)過流、過壓等故障的安全保護(hù)；保護(hù)保護(hù)n為了向電網(wǎng)調(diào)度提供系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，需要將為了向電網(wǎng)調(diào)度提供系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，需要將運(yùn)行信息向上級調(diào)度傳送；運(yùn)行信息向上級調(diào)度傳送；遠(yuǎn)動通信遠(yuǎn)動通信n為了提供合格的電能，需要進(jìn)行有關(guān)的控制為了提供合格的電能，需要進(jìn)行有關(guān)的控制調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)；控制控制P17變電站的構(gòu)成變電站的構(gòu)成n 一次系統(tǒng)：n 完成電能的傳輸、分配和電壓變換工作；n n

9、二次系統(tǒng)：n 完成對一次設(shè)備及其流經(jīng)電能的測量、監(jiān)視和故障的告警、控制、保護(hù)以及開關(guān)閉鎖、廠站遠(yuǎn)動系統(tǒng)等工作。n P18 常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)主要包括繼電保護(hù)常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)主要包括繼電保護(hù)(保護(hù)屏保護(hù)屏)、故障錄波、故障錄波(錄波屏錄波屏) 、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控(控控制屏制屏)以及遠(yuǎn)動以及遠(yuǎn)動(中央信號屏中央信號屏)四部分。四部分。n存在的問題：存在的問題：1. 四個部分的硬件設(shè)備按各自功能單獨(dú)配置，設(shè)備四個部分的硬件設(shè)備按各自功能單獨(dú)配置，設(shè)備之間互不兼容；之間互不兼容；2. 大量電纜及端子排的使用增加了投資，設(shè)計(jì)、配大量電纜及端子排的使用增加了投資，設(shè)計(jì)、配線、安裝、調(diào)試復(fù)雜；線、安

10、裝、調(diào)試復(fù)雜；3. 難以實(shí)現(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)“四遙四遙”功能；功能；P19變電站一次設(shè)計(jì)圖（變電站一次設(shè)計(jì)圖（110/10kv）P20概 況 重慶石坪變電站重慶石坪變電站P21概 況 P22P23概 況 P24變電站的重要作用變電站的重要作用變電站在電力系統(tǒng)中具有重要地位和關(guān)鍵作用：變電站在電力系統(tǒng)中具有重要地位和關(guān)鍵作用：n是電網(wǎng)中輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)；是電網(wǎng)中輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)；n是電力系統(tǒng)中變化電壓、接受和分配電能、控制是電力系統(tǒng)中變化電壓、接受和分配電能、控制電力流向和調(diào)整電壓水平的重要設(shè)施；電力流向和調(diào)整電壓水平的重要設(shè)施；n是電網(wǎng)能量傳遞的樞紐；是電網(wǎng)能量傳遞的樞紐；n是分布式微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并

11、入電網(wǎng)的接入點(diǎn)；是分布式微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)的接入點(diǎn)；n是電網(wǎng)運(yùn)行信息的最主要來源；是電網(wǎng)運(yùn)行信息的最主要來源；n是電網(wǎng)操作控制的執(zhí)行地；是電網(wǎng)操作控制的執(zhí)行地；n是智能電網(wǎng)是智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”三流匯三流匯集的焦點(diǎn)；集的焦點(diǎn)；P25變電站的重要作用變電站的重要作用n由于變電站在電力系統(tǒng)中的重要地位，它由于變電站在電力系統(tǒng)中的重要地位，它們的運(yùn)行安全與否，將直接影響到電力系們的運(yùn)行安全與否，將直接影響到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性。統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性。n變電站一旦發(fā)生事故，輕則導(dǎo)致事故線路變電站一旦發(fā)生事故，輕則導(dǎo)致事故線路段供電中斷，段

12、供電中斷，重則造成大面積停電重則造成大面積停電；P26特大停電事故及后果特大停電事故及后果P27特大停電事故是現(xiàn)代社會的災(zāi)難特大停電事故是現(xiàn)代社會的災(zāi)難P2820062006年國外停電事故年國外停電事故P29An Example:August 14, 2003 Blackout in the United States and CanadaP30An Example:August 14, 2003 Blackout in the United States and CanadaP31An Example:August 14, 2003 Blackout in the United States

13、 and CanadaP32P33 可見，變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的可見，變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)分配的繁重任務(wù)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著行起著舉足輕重舉足輕重的作用。的作用。P34傳統(tǒng)變電站存在什么問題呢？P351.1.傳統(tǒng)變電站存在的問題傳統(tǒng)變電站存在的問題 P36傳統(tǒng)的變電站存在的問題 常規(guī)變電站存在著以下缺點(diǎn)：常規(guī)變電站存在著以下缺點(diǎn)：(1)(1)安全性、可靠性不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的安全性、可靠性不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求。繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動裝置、自動裝置可靠

14、性不高，要求。繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動裝置、自動裝置可靠性不高，自身無發(fā)現(xiàn)故障或缺欠的能力。自身無發(fā)現(xiàn)故障或缺欠的能力。(2)(2)供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證，大多數(shù)變電站不具備調(diào)供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證，大多數(shù)變電站不具備調(diào)壓能力。壓能力。(3)(3)占地面積大，增加了征地投資。占地面積大，增加了征地投資。P37傳統(tǒng)的變電站存在的問題 (4)(4)不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時控制的要求。不能不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時控制的要求。不能及時向調(diào)度（控制）中心提供各種運(yùn)行參數(shù)，變電站及時向調(diào)度（控制）中心提供各種運(yùn)行參數(shù)，變電站缺乏自動控制和調(diào)控手段。缺乏自動控制和調(diào)控手段。(5)(5)維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性

15、差，不利于提高運(yùn)行管維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差，不利于提高運(yùn)行管理水平和自動化水平。理水平和自動化水平。(6)(6)人員操作動作慢，易出現(xiàn)誤操作。人員操作動作慢，易出現(xiàn)誤操作。P38什么是變電站綜合自動化？P392. 2. 變電站綜合自動化的概念變電站綜合自動化的概念P40變電站綜合自動化的產(chǎn)生背景 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，變電隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。站綜合自動化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 變電站自動化是應(yīng)用控制技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)變電站自動化是應(yīng)用控制技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)或自動裝置代替人工

16、進(jìn)行各種運(yùn)，通過計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)或自動裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動化系統(tǒng)。行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動化系統(tǒng)。 變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術(shù)、遠(yuǎn)動技術(shù)變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術(shù)、遠(yuǎn)動技術(shù)、繼電保護(hù)技術(shù)及變電站其他智能技術(shù)等。、繼電保護(hù)技術(shù)及變電站其他智能技術(shù)等。P41變電站綜合自動化的產(chǎn)生背景第一，隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，對變電第一，隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，對變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投動

17、化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段；資，并為推廣變電站無人值班提供了手段；第二，隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級調(diào)度中心要求第二，隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況；更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況；實(shí)際情況的要求：實(shí)際情況的要求：P42變電站綜合自動化的產(chǎn)生第三，為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠(yuǎn)方第三，為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠(yuǎn)方集中控制、集中操作和反事故措施等；集中控制、集中操作和反事故措施等；第四，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，提供先進(jìn)第四，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)

18、、通信技術(shù)等，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，可改變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實(shí)現(xiàn)信息共的技術(shù)裝備，可改變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實(shí)現(xiàn)信息共享，簡化系統(tǒng)，減少電纜，減少占地面積；享，簡化系統(tǒng)，減少電纜，減少占地面積；第五，對變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。第五，對變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。P43變電站綜合自動化的概念 變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處的計(jì)算機(jī)

19、技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。 P44變電站綜合自動化系統(tǒng) 變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計(jì)算變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保

20、護(hù)屏，統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。P45變電站綜合自動化的特點(diǎn)(1) (1) 功能綜合化功能綜合化(2) (2) 操作監(jiān)視微機(jī)化操作監(jiān)視微機(jī)化(3) (3) 結(jié)構(gòu)分布分層化結(jié)構(gòu)分布分層化(4) (4) 通信網(wǎng)絡(luò)光纜化通信網(wǎng)絡(luò)光纜化(5) (5) 運(yùn)行管理智能化運(yùn)行管理智能化 P46P473.3.變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性 P48變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性 提高供電質(zhì)量、提高電壓合格率提高供電質(zhì)量、提高電壓合格率 如電壓、無功自動控制功能，可以大大提高電壓合格率

21、，無功潮流合理、降低網(wǎng)損、節(jié)約電能損耗。(2) (2) 提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平 微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動裝置具有故障自診能力，使二次系統(tǒng)的可靠性大大提高。(3) (3) 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平 變電站的監(jiān)視、測量、記錄、抄表等工作都由計(jì)算機(jī)自動完成，并將檢測到的參數(shù)及時送往調(diào)度中心，使調(diào)度員能及時掌握各變電站的運(yùn)行情況，也能對它進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)與控制，大大提高了運(yùn)行管理水平。P49變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性 (4) (4) 縮小變電站占地面積，降低造價、減少總投資?？s小變電站占地面積，降低造價、減少總投資。 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功

22、能強(qiáng)。(5) (5) 減少維護(hù)工作量，減小值班員勞動，實(shí)現(xiàn)減人增效。減少維護(hù)工作量，減小值班員勞動，實(shí)現(xiàn)減人增效。(6) (6) 減少人為誤操作的可能。減少人為誤操作的可能。(7) (7) 有利于提高變電站無人值班管理水平。有利于提高變電站無人值班管理水平。P50無人值班變電站 無人值班變電站即指無固定值班人員在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行無人值班變電站即指無固定值班人員在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行日常監(jiān)視與操作的變電站。日常監(jiān)視與操作的變電站。 無人值班變電站的基礎(chǔ)是變電站有較高的自動化無人值班變電站的基礎(chǔ)是變電站有較高的自動化水平，變電站內(nèi)簡單、單項(xiàng)的操作由基礎(chǔ)自動化裝水平，變電站內(nèi)簡單、單項(xiàng)的操作由基礎(chǔ)自動化裝置自動完成，而

23、復(fù)雜的涉及系統(tǒng)運(yùn)行的操作則由遠(yuǎn)置自動完成，而復(fù)雜的涉及系統(tǒng)運(yùn)行的操作則由遠(yuǎn)方調(diào)度（控制）中心來完成。方調(diào)度（控制）中心來完成。 變電站綜合自動化系統(tǒng)不僅可以全面提高無人變電站綜合自動化系統(tǒng)不僅可以全面提高無人值班變電站的技術(shù)水平，也可提高其可靠性。值班變電站的技術(shù)水平，也可提高其可靠性。P51國內(nèi)外無人值班變電站的發(fā)展簡況國內(nèi)外無人值班變電站的發(fā)展簡況n國外發(fā)展簡況國外發(fā)展簡況 國際上，西歐、北美、日本等地區(qū)和國家的國際上，西歐、北美、日本等地區(qū)和國家的絕大多數(shù)變電站，包括許多絕大多數(shù)變電站，包括許多500kV和和380kV的變的變電站都實(shí)行無人值班；電站都實(shí)行無人值班； 大、中、小型水電站也

24、出現(xiàn)了無人值班和少大、中、小型水電站也出現(xiàn)了無人值班和少人值班：人值班： 意大利意大利：474個水電站中，無人值班達(dá)個水電站中，無人值班達(dá)408個；個； 法國法國：450個水電站中，無人值班達(dá)個水電站中，無人值班達(dá)403個；個； 日本：日本：無人值班站達(dá)無人值班站達(dá)90%以上；以上；P52國內(nèi)外無人值班變電站的發(fā)展簡況國內(nèi)外無人值班變電站的發(fā)展簡況n國內(nèi)發(fā)展簡況國內(nèi)發(fā)展簡況 20世紀(jì)世紀(jì)90年代中期，實(shí)現(xiàn)一批年代中期，實(shí)現(xiàn)一批35220kV無無人值班變電站；人值班變電站；P53無人值班變電站的目的和意義無人值班變電站的目的和意義n適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢的需要適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢的需要n 對于人口

25、密集的城市，由于可占用的土地少，出線困難對于人口密集的城市，由于可占用的土地少，出線困難，造價高等原因，建設(shè)變電站很困難。，造價高等原因，建設(shè)變電站很困難。解決措施：解決措施： 1）把變電站轉(zhuǎn)入地下；）把變電站轉(zhuǎn)入地下； 2）一次設(shè)備采用組合電器，減少一次設(shè)備的占地面積；）一次設(shè)備采用組合電器，減少一次設(shè)備的占地面積； 3）采用微機(jī)保護(hù)和自動裝置，縮小二次設(shè)備的占地面積；）采用微機(jī)保護(hù)和自動裝置，縮小二次設(shè)備的占地面積； 4）建設(shè)無人值班變電站，節(jié)省生活用房，縮小占地面積；）建設(shè)無人值班變電站，節(jié)省生活用房，縮小占地面積；n對于人口密度小，經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)展無人值班對于人口密度小，經(jīng)濟(jì)

26、不發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)展無人值班也很重要：也很重要： 居民稀少，變電站偏遠(yuǎn)且分散，與調(diào)度所的平均距離超過居民稀少，變電站偏遠(yuǎn)且分散，與調(diào)度所的平均距離超過100km，交通不方便，運(yùn)行人員的生活條件相當(dāng)艱苦；，交通不方便，運(yùn)行人員的生活條件相當(dāng)艱苦； P54無人值班變電站的目的和意義無人值班變電站的目的和意義n提高運(yùn)行的可靠性提高運(yùn)行的可靠性n變電站值班員的工作可分為兩大部分：變電站值班員的工作可分為兩大部分：n運(yùn)行監(jiān)視、抄表記錄、開關(guān)操作、事件記錄；運(yùn)行監(jiān)視、抄表記錄、開關(guān)操作、事件記錄； 由調(diào)度中心通過由調(diào)度中心通過“四遙四遙”實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)；2. 設(shè)備巡視、事故處理、設(shè)備維護(hù)、不具備遠(yuǎn)方操設(shè)備巡

27、視、事故處理、設(shè)備維護(hù)、不具備遠(yuǎn)方操作功能的隔離開關(guān)操作；作功能的隔離開關(guān)操作； 由巡檢中心到現(xiàn)場實(shí)施；由巡檢中心到現(xiàn)場實(shí)施；據(jù)統(tǒng)計(jì)：將有人值班變電站改為無人值班后，誤操作率降低據(jù)統(tǒng)計(jì)：將有人值班變電站改為無人值班后，誤操作率降低了了60%，遙控正確動作率高于，遙控正確動作率高于98%，明顯提高了運(yùn)行的，明顯提高了運(yùn)行的可靠性；可靠性；P55無人值班變電站的目的和意義無人值班變電站的目的和意義n提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動生產(chǎn)率提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動生產(chǎn)率 包括安全效益和基本建設(shè)效益：減少人員開支，減少生包括安全效益和基本建設(shè)效益：減少人員開支，減少生活設(shè)施投資，減少后勤保障負(fù)擔(dān)；活設(shè)施投資，減少后勤保障負(fù)

28、擔(dān)；n降低變電站建設(shè)成本降低變電站建設(shè)成本 布局緊湊，控制室小或不設(shè)控制室，不設(shè)生活用房和設(shè)布局緊湊，控制室小或不設(shè)控制室，不設(shè)生活用房和設(shè)施，占地面積小，縮短建設(shè)周期；施，占地面積小，縮短建設(shè)周期；P56無人值班變電站需具備的條件無人值班變電站需具備的條件n變電站的主接線盡量簡化變電站的主接線盡量簡化n主設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠主設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠n可靠的通信通道可靠的通信通道n可靠、實(shí)用、先進(jìn)的調(diào)度控制中心可靠、實(shí)用、先進(jìn)的調(diào)度控制中心n制定相應(yīng)的運(yùn)行管理和操作維護(hù)制度制定相應(yīng)的運(yùn)行管理和操作維護(hù)制度n加強(qiáng)安全防范設(shè)施加強(qiáng)安全防范設(shè)施n設(shè)立遙視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)立遙視監(jiān)控系統(tǒng)P574.4.變電站自動化技術(shù)的

29、發(fā)展概況變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 P58變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 一國外概況一國外概況國外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展概況國外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展概況始于始于20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代后期，后期，80年代發(fā)展較快。年代發(fā)展較快。國際上變電站綜合自動化的研究工作于國際上變電站綜合自動化的研究工作于7070年代中、后期開年代中、后期開始。據(jù)報道，目前在西歐、北美及日本等發(fā)達(dá)國家，絕大始。據(jù)報道，目前在西歐、北美及日本等發(fā)達(dá)國家，絕大多數(shù)變電站（多數(shù)變電站（500kV500kV，380kV380kV及以下電壓等級）都已是無及以下電壓等級）都已是無人值班，且管理人員很少，或集中或在家值班。人值班

30、，且管理人員很少，或集中或在家值班。P59變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 一國外概況一國外概況1.1.美國美國 美國田納西流域管理局（美國田納西流域管理局（TAVTAV）負(fù)責(zé)管理）負(fù)責(zé)管理161500kV161500kV電壓電壓等級的電網(wǎng)和部分等級的電網(wǎng)和部分69.46kV69.46kV電網(wǎng)，供電面積電網(wǎng)，供電面積80008000平方公里平方公里， 電 網(wǎng) 最 高 負(fù) 荷 為， 電 網(wǎng) 最 高 負(fù) 荷 為 2 6 0 0 0 M W2 6 0 0 0 M W ， 平 均 負(fù) 荷 為， 平 均 負(fù) 荷 為1600017000MW1600017000MW，19951995年平均停電時間為年平均停電時間

31、為7min7min，供電，供電可靠性為可靠性為99.999%99.999%，對變電系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)，對變電系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)“四遙四遙”。 P60變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 1.1.美國美國TAVTAV電網(wǎng)協(xié)調(diào)是由一個負(fù)荷控制中心和電網(wǎng)協(xié)調(diào)是由一個負(fù)荷控制中心和5 5個電網(wǎng)控制中心組個電網(wǎng)控制中心組成，共控制成，共控制160160座變電站和若干小型水電站。控制中心控座變電站和若干小型水電站。控制中心控制制161/69kV161/69kV變電站、變電站、26272627臺開關(guān)，所有變電站均無人值臺開關(guān)，所有變電站均無人值班。班。TAVTAV系統(tǒng)的通信以光纖和微波通信為主，有系統(tǒng)的通信以光纖和微波通信為主，

32、有4 4根光纜（根光纜（6868芯芯/ /根），電路總長為根），電路總長為1600km.1600km.TAVTAV正在建造新的調(diào)度中心，將把電網(wǎng)控制中心與負(fù)荷控正在建造新的調(diào)度中心，將把電網(wǎng)控制中心與負(fù)荷控制中心合為一體，主要功能和任務(wù)包括負(fù)荷與發(fā)電的協(xié)調(diào)制中心合為一體，主要功能和任務(wù)包括負(fù)荷與發(fā)電的協(xié)調(diào)，輸電調(diào)度，發(fā)電計(jì)劃，運(yùn)行支持，系統(tǒng)安全，與鄰網(wǎng)電，輸電調(diào)度，發(fā)電計(jì)劃，運(yùn)行支持，系統(tǒng)安全，與鄰網(wǎng)電量交換幾商務(wù)結(jié)算，市場預(yù)測等。量交換幾商務(wù)結(jié)算，市場預(yù)測等。P61變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 2.2.日本日本西京電力公司的無人值班變電站在西京電力公司的無人值班變電站在7070年代初就達(dá)年代初

33、就達(dá)60%60%以上以上，19751975年引入計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)，年引入計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)，8080年代年代90%90%以上變以上變電站實(shí)現(xiàn)自動化控制。電站實(shí)現(xiàn)自動化控制。日本日本1010家電力公司供電可靠性統(tǒng)計(jì)，家電力公司供電可靠性統(tǒng)計(jì)，19861986年停電次數(shù)年停電次數(shù)4.854.85次，停電時間次，停電時間701min701min，到，到19941994年，停電次數(shù)僅為年，停電次數(shù)僅為0.210.21次，停電時間縮短到次，停電時間縮短到38min,38min,其中東京電力公司的實(shí)績其中東京電力公司的實(shí)績?yōu)椋簽椋?215min1215min，可靠性達(dá)到，可靠性達(dá)到99.997%99.9

34、97%。P62變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 3.3.法國法國全國電力公司（全國電力公司（EDFEDF）實(shí)行的是單一壟斷經(jīng)管，）實(shí)行的是單一壟斷經(jīng)管，19951995年年EDFEDF總裝機(jī)容量達(dá)到總裝機(jī)容量達(dá)到97450MW97450MW，它是西歐聯(lián)合電網(wǎng)的重要，它是西歐聯(lián)合電網(wǎng)的重要成員?，F(xiàn)在成員?，F(xiàn)在90%90%以上變電站為無人值班。以上變電站為無人值班。對用戶的平均年停電時間標(biāo)準(zhǔn)是對用戶的平均年停電時間標(biāo)準(zhǔn)是1.5h1.5h，但實(shí)績?yōu)?，但?shí)績?yōu)?5min45min。P63變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 二國內(nèi)情況二國內(nèi)情況我國變電站綜合自動化的發(fā)展過程：開始于20世紀(jì)80年代中期，20世紀(jì)80年

35、代后期，不少高等院校、研究單位和生產(chǎn)廠家投入到變電站綜合自動化的研究中，20世紀(jì)90年代，變電站綜合自動化成為熱點(diǎn)，變電站綜合自動化成為新建變電站的主導(dǎo)技術(shù)。 35kV-750kV35kV-750kV變電站約變電站約1400014000座座, ,每年新增變電站的數(shù)量約為每年新增變電站的數(shù)量約為3%3%P64 國外起步較早國外起步較早, ,幾大公司代表國際水平幾大公司代表國際水平, ,占領(lǐng)大占領(lǐng)大部分國際市場部分國際市場, ,裝置有技術(shù)優(yōu)勢裝置有技術(shù)優(yōu)勢; ;國內(nèi)起步晚國內(nèi)起步晚, ,進(jìn)步快進(jìn)步快, , 在中低壓技術(shù)領(lǐng)域在中低壓技術(shù)領(lǐng)域, ,已完全已完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化. .超高壓大多實(shí)現(xiàn)國

36、產(chǎn)化超高壓大多實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化; ;國內(nèi)中低壓國內(nèi)中低壓已開始走向國際市場已開始走向國際市場; ;P65P66國外變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國外變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1975年關(guān)西電子公司和三菱電氣有限公司合作研究配電變電站數(shù)字控制系統(tǒng)。年關(guān)西電子公司和三菱電氣有限公司合作研究配電變電站數(shù)字控制系統(tǒng)。1979年年9月完成樣機(jī)，月完成樣機(jī)，12月在變電站安裝運(yùn)行，月在變電站安裝運(yùn)行，1980年開始商品化生產(chǎn)。年開始商品化生產(chǎn)。SDCS-1型由型由13臺微機(jī)組成，對一個臺微機(jī)組成，對一個77kV/6.6kV的配電變電站的全部保護(hù)和控制功能。該的配電變電站的全部保護(hù)和控制功能。該變電站具有變電站具有3臺變

37、壓器，臺變壓器，4回回77kV進(jìn)線，進(jìn)線，36回回6.6kV饋電線路。饋電線路。繼電保護(hù)子系統(tǒng)繼電保護(hù)子系統(tǒng)77kV母線保護(hù)母線保護(hù)3臺變壓器保護(hù)臺變壓器保護(hù)6.6kV母線保護(hù)母線保護(hù)6.6kV饋線保護(hù)饋線保護(hù)測量子系統(tǒng)測量子系統(tǒng)測量電流電壓有效值測量電流電壓有效值有功功率、無功功率有功功率、無功功率電能量電能量監(jiān)視主變壓器負(fù)荷監(jiān)視主變壓器負(fù)荷控制子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)備用電源自投備用電源自投故障線路探測故障線路探測自動重合閘自動重合閘有載調(diào)壓分接開關(guān)控制有載調(diào)壓分接開關(guān)控制數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)方控制數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)方控制P67我國變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 我國變電站綜合自動化的研究工作始于我國變電站綜合自動

38、化的研究工作始于80年代中期。年代中期。1987年清華大學(xué)電機(jī)工程系研究成功國內(nèi)第一個符合國情的綜合自年清華大學(xué)電機(jī)工程系研究成功國內(nèi)第一個符合國情的綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由3臺微機(jī)組成，臺微機(jī)組成，1987年在山東威海望島變年在山東威海望島變電站成功地投入運(yùn)行。望島變電站是一個電站成功地投入運(yùn)行。望島變電站是一個35kV/10kV城市變電城市變電站，有站，有2回回35kV進(jìn)線，進(jìn)線，2臺主變，臺主變，8回回10kV出線，出線，2組電容器。組電容器。該系統(tǒng)擔(dān)負(fù)全變電站安全監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電壓無功控制、中該系統(tǒng)擔(dān)負(fù)全變電站安全監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電壓無功控制、中央信號等任務(wù)。央信號

39、等任務(wù)。 按功能分為三個子系統(tǒng)按功能分為三個子系統(tǒng)：（1）安全監(jiān)控子系統(tǒng)；（）安全監(jiān)控子系統(tǒng)；（2）微）微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)；（機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)；（3）電壓、無功控制子系統(tǒng)；）電壓、無功控制子系統(tǒng)；P68我國變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 變電站微機(jī)監(jiān)測、保護(hù)綜合控制系統(tǒng)框圖變電站微機(jī)監(jiān)測、保護(hù)綜合控制系統(tǒng)框圖P69我國變電站自動化技術(shù)的發(fā)展概況 2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代，變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)：年代，變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)：主要應(yīng)用在主要應(yīng)用在110kV 110kV 、6666或或35KV35KV電壓等級的變電站中；電壓等級的變電站中；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是集中組屏結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是集中組屏結(jié)構(gòu)；遠(yuǎn)

40、動功能由二遙（遙測、遙信）發(fā)展為三遙（遙測、遙信、遠(yuǎn)動功能由二遙（遙測、遙信）發(fā)展為三遙（遙測、遙信、遙控），少數(shù)可實(shí)現(xiàn)四遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）；遙控），少數(shù)可實(shí)現(xiàn)四遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）；與調(diào)度中心的通信通道有電力載波、微波、公共電信網(wǎng)、只與調(diào)度中心的通信通道有電力載波、微波、公共電信網(wǎng)、只有少量采用光纖；有少量采用光纖；P70n1. 1. 遠(yuǎn)動終端設(shè)備遠(yuǎn)動終端設(shè)備n2. 2. 變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)n3. 3. 變電站綜合自動化系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)n4. 4. 變電站自動化系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程: :按功能

41、按功能( (四遙四遙) )設(shè)計(jì)的模式稱為設(shè)計(jì)的模式稱為-RTU-RTU模式模式(1,2)(1,2)按對象按對象( (間隔間隔) )設(shè)計(jì)的模式稱為設(shè)計(jì)的模式稱為-分層分布式分層分布式( (或網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)) )模式模式(3,4)(3,4)P71n1.發(fā)展第一階段:(始于80年代初) RTU 模式+繼電保護(hù)上級調(diào)度上級調(diào)度控制中心控制中心實(shí)現(xiàn)遙控,遙測,遙信,遙調(diào).保護(hù)及其它IED開關(guān)位置信號模擬量輸入開關(guān)量輸出硬接線按功能設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控串口結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): :集中式集中式, ,保護(hù)信號硬接點(diǎn)接入保護(hù)信號硬接點(diǎn)接入面向功能設(shè)計(jì)面向功能設(shè)計(jì)P722.2.發(fā)展第二階段：發(fā)展第二階段： ( (始于始于808

42、0年代中后期年代中后期) ) 監(jiān)控系統(tǒng)(RTU模式)+繼電保護(hù)模式保護(hù)裝置變電站層上級調(diào)度控制中心測控單元測控單元測控單元通過數(shù)字通信,將測量、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體串口/以太網(wǎng)通信層間隔層現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): :分散式測控裝置分散式測控裝置(RTU),(RTU),保護(hù)信保護(hù)信號多以硬接點(diǎn)接入；號多以硬接點(diǎn)接入；分層分布式分層分布式, ,以太網(wǎng)以太網(wǎng), ,現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線和串口通信；和串口通信；監(jiān)控后臺監(jiān)控后臺( (取代傳統(tǒng)的模擬盤取代傳統(tǒng)的模擬盤監(jiān)控監(jiān)控) )；面向功能設(shè)計(jì)；面向功能設(shè)計(jì)；P733.發(fā)展第三階段(始于90年代)變電站綜合自動化系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)+微機(jī)保護(hù)

43、RTU模式 分層分布式(網(wǎng)絡(luò))模式.測控測控測控測控測控測控網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)場總線)保護(hù)保護(hù)微機(jī)保護(hù)上級調(diào)度控制中心串口/以太網(wǎng)是集保護(hù)、測量、是集保護(hù)、測量、控制、遠(yuǎn)傳等功控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體，通過能為一體，通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息共享的一套微機(jī)共享的一套微機(jī)化的二次設(shè)備及化的二次設(shè)備及系統(tǒng)系統(tǒng) 串口變電站層通信層間隔層保護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): :分散式測控分散式測控+微機(jī)保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置,通通信接入信接入,四合一保護(hù)測控；四合一保護(hù)測控；分層分布式分層分布式,以太網(wǎng)以太網(wǎng),現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線和串口通信；和串口通信；監(jiān)控后臺；監(jiān)控后臺；面向功能設(shè)計(jì)面向功能設(shè)計(jì)

44、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)P743.第四階段 變電站自動化系統(tǒng) (2003年,隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的出臺)國際電工委員會解釋為：國際電工委員會解釋為：在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動化系統(tǒng)；動化系統(tǒng)；Substation Automation System-SAS分層分布式分層分布式模式模式P753.第四階段變電站自動化系統(tǒng) 分層分布式分層分布式模式模式間隔層間隔層( (保護(hù)保護(hù), ,測控測控, ,故障錄波故障錄波,IED),IED)過程層過程層( (電子電子PTCT,PTCT,智能開關(guān)智能開關(guān)) )變電站層變電站層( (包括網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)) )變

45、電站自動化系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)(SAS)(SAS)上級調(diào)度控制中心遠(yuǎn)方控制層遠(yuǎn)方控制層P763.第四階段變電站自動化系統(tǒng) 分層分布式分層分布式模式模式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): :所有智能電子設(shè)備所有智能電子設(shè)備(IED)(IED)通信接入；通信接入；分層分布式分層分布式, ,以太網(wǎng)為主以太網(wǎng)為主, ,現(xiàn)場總線和串口通信為輔；現(xiàn)場總線和串口通信為輔；監(jiān)控后臺；監(jiān)控后臺；面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο?間隔間隔)設(shè)計(jì)為主設(shè)計(jì)為主,面向功能設(shè)計(jì)為面向功能設(shè)計(jì)為輔；輔；P77變電站自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢 21 21世紀(jì)，變電站綜合自動化系統(tǒng)稱為新建變電站和老站世紀(jì)，變電站綜合自動化系統(tǒng)稱為新建變電站和老站改造的首選；改造的

46、首選；隨著通信技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展隨著通信技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，綜合自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下方面：，綜合自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下方面： 1 1、變電站綜合自動化由、變電站綜合自動化由功能分散功能分散向向單元分散單元分散發(fā)展；發(fā)展； 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由集中式到分層分布式；由集中式到分層分布式； 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：由面向功能到面向?qū)ο?；：由面向功能到面向?qū)ο螅?功能功能：保護(hù)、測量、控制綜合化；：保護(hù)、測量、控制綜合化； 通信通信：規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化、由四遙到五遙；光纖網(wǎng)；：規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化、由四遙到五遙；光纖網(wǎng)； 技術(shù)技術(shù)：全數(shù)字化、高智能化；：全數(shù)字化、高智能化；2、變電站綜合自

47、動化由集中控制向分布式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；、變電站綜合自動化由集中控制向分布式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展； 3、從少功能向多功能發(fā)展；、從少功能向多功能發(fā)展；4、向測量數(shù)據(jù)完全共享發(fā)展、向測量數(shù)據(jù)完全共享發(fā)展；P78現(xiàn)代化的變電站P79變電站綜合自動化系統(tǒng)P80變電站綜合自動化系統(tǒng)P81數(shù)字變電站數(shù)字變電站P82數(shù)字化變電站的基本概念及特征 數(shù)字變電站指信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化的變電站，基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理自動化等。 數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對象,以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為基礎(chǔ),通過對數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作,并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)管理等

48、功能,滿足安全穩(wěn)定、建設(shè)經(jīng)濟(jì)等現(xiàn)代化建設(shè)要求的變電站。P83（1）信息難以共享 由于信息采集部分來自于不同的由于信息采集部分來自于不同的TATA，不同的，不同的IEDIED以功能劃分，獨(dú)立運(yùn)行。變電站自動化系統(tǒng)、變電以功能劃分，獨(dú)立運(yùn)行。變電站自動化系統(tǒng)、變電站與控制中心之間的通信以及控制中心層面不同應(yīng)站與控制中心之間的通信以及控制中心層面不同應(yīng)用之間缺乏統(tǒng)一的建模規(guī)范，使得實(shí)際運(yùn)行中來自用之間缺乏統(tǒng)一的建模規(guī)范，使得實(shí)際運(yùn)行中來自不同信息采集單元的設(shè)備信息無法共享，各種功能不同信息采集單元的設(shè)備信息無法共享，各種功能需建設(shè)各自的信息采集、傳輸和執(zhí)行系統(tǒng)，形成了需建設(shè)各自的信息采集、傳輸和執(zhí)行

49、系統(tǒng)，形成了各種各種“信息孤島信息孤島”現(xiàn)象。現(xiàn)象。傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足P84傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足（2）設(shè)備之間不具備互操作性 傳統(tǒng)變電站的不同生產(chǎn)廠家二次設(shè)備之間的互操傳統(tǒng)變電站的不同生產(chǎn)廠家二次設(shè)備之間的互操作性問題至今仍然沒有得到很好地解決，主要原因作性問題至今仍然沒有得到很好地解決，主要原因是二次設(shè)備缺乏統(tǒng)一的信息模型規(guī)范和通信標(biāo)準(zhǔn)。是二次設(shè)備缺乏統(tǒng)一的信息模型規(guī)范和通信標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互連，必須設(shè)置大量的規(guī)約為實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互連，必須設(shè)置大量的規(guī)約轉(zhuǎn)換器，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)的轉(zhuǎn)換器，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度

50、和設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)的難度，降低了通信系統(tǒng)的性能。難度，降低了通信系統(tǒng)的性能。P85傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足（3 3）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差 由于計(jì)算機(jī)芯片以及通信、嵌入式應(yīng)用的技術(shù)的由于計(jì)算機(jī)芯片以及通信、嵌入式應(yīng)用的技術(shù)的更新速度很快，使得現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)在系更新速度很快，使得現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)在系統(tǒng)的擴(kuò)展和設(shè)備部分更新時要付出很的附加成本。統(tǒng)的擴(kuò)展和設(shè)備部分更新時要付出很的附加成本。P86傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足傳統(tǒng)電站自動化系統(tǒng)的不足（4 4）系統(tǒng)的可靠性受二次電纜的影響）系統(tǒng)的可靠性受二次電纜的影響 雖然現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智

51、能雖然現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能化，但這些化，但這些IEDIED之間以及之間以及IEDIED與一次系統(tǒng)設(shè)備和變與一次系統(tǒng)設(shè)備和變電站自動化系統(tǒng)之間仍然采用電纜進(jìn)行連接。電纜電站自動化系統(tǒng)之間仍然采用電纜進(jìn)行連接。電纜感應(yīng)電磁干擾和一次設(shè)備傳輸過電壓可能引起的二感應(yīng)電磁干擾和一次設(shè)備傳輸過電壓可能引起的二次設(shè)備運(yùn)行異常，在二次電纜比較長的情況下由電次設(shè)備運(yùn)行異常，在二次電纜比較長的情況下由電容耦合的干擾可能造成繼電保護(hù)誤動作。容耦合的干擾可能造成繼電保護(hù)誤動作。P87數(shù)字式變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字式變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn) 智能化的一、二次設(shè)備智能化的一、二次設(shè)備 一次設(shè)備關(guān)鍵是電子

52、式互感器的應(yīng)用；一次設(shè)備被檢測的一次設(shè)備關(guān)鍵是電子式互感器的應(yīng)用；一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路采用微處理器和光電技術(shù)信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程設(shè)計(jì)，簡化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替

53、。P88數(shù)字式變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字式變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)2. 2. 網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備 變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠(yuǎn)動裝置、故障錄波裝置、電壓無裝置、測量控制裝置、遠(yuǎn)動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，設(shè)備置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不

54、再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/OI/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。功能模塊。P89數(shù)字式變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字式變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)3.3.自動化的運(yùn)行管理系統(tǒng)自動化的運(yùn)行管理系統(tǒng) 變電站運(yùn)行管理自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀變電站運(yùn)行管理自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化；變電態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，

55、站運(yùn)行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報告，提出故障處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報告，即常規(guī)的變電站設(shè)備即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修定期檢修”改變?yōu)楦淖優(yōu)椤盃顟B(tài)檢修狀態(tài)檢修”。P90數(shù)字式變電站的架構(gòu)體系P91P92數(shù)字化變電站的優(yōu)點(diǎn)（1）減少二次接線 數(shù)字式變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備間、二次設(shè)數(shù)字式變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備間、二次設(shè)備之間均采用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，一條信道可傳輸多備之間均采用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，一條信道可傳輸多個通道的信息，加上使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大幅度減少了個通道的信息，加上使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大幅度減少了二次接線的數(shù)量和復(fù)雜度。二次接線的數(shù)量和復(fù)雜度。 P93數(shù)字化變電站的優(yōu)點(diǎn)（2 2）提升測量精度）提升測量精度 數(shù)字式變電站采用輸出數(shù)字信號的電子式互感器，數(shù)字式變電站采用輸出數(shù)字信號的電子式互感器，數(shù)字化的電流電壓信號在傳輸?shù)蕉卧O(shè)備和二次設(shè)數(shù)字化的電流電壓信號在傳輸?shù)蕉卧O(shè)備和二次設(shè)備處理的過程中均不會產(chǎn)生附加誤差，提升了保護(hù)備處理的過程中均不會產(chǎn)生附加誤差，提升了保護(hù)系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)的系統(tǒng)精度。系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)的系統(tǒng)精度。 傳統(tǒng)變電站互感器輸出的模擬信號通過