變電所綜合自動化系統(tǒng) (3)

1、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構和配置一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結構形式三、分布分散式與集中相結合的結構形式四、全分散式結構形式五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構M O D BU SRS-232RS-232設備層變電所層TC P/ I PTC P/ I P出線開關柜變壓器保護柜智能測量表記進線開關柜通信管理機SELSELTC P/ I PTC P/ I PRS-232M O D BU S通信管理機SELSEL1#變壓器后備保護SELSEL2#變壓器后備保護SELSEL2 變壓器主保護SELSELSELSEL1 變壓器主保護TC P/

2、 I P10kV出線二SELSEL10kV出線四SELSEL通信管理機SELSEL調度中心UPS打印機工程師站網絡交換機SELSEL110kV進線一SELSELPM 9810SUNWISEPM9810PM9810M odbus(485)PM 9810SUNWISE232485110kV進線二SELSEL110kV進線四SELSEL110kV進線三SELSEL通信管理機10kV出線六SELSELSELSEL10kV出線五SELSEL10kV出線三SELSEL10kV出線一監(jiān)控機PRO FI BU STC P/ I PSELSEL遠動管理機1、設備層（0層）主要指變電所中的變壓器、斷路器、隔離開關

3、和電流、電壓互感器等一次設備。2、間隔層（1層）主要由各種繼電保護、自動控制裝置和其他智能設備組成，可以通過現(xiàn)場總線、以太網等站級網絡與站控層設備進行數據通信。一般按斷路器間隔來劃分。3、變電所層（2層）主要由當地監(jiān)控、遠動終端(RTU)等組成，遠動終端負責與牽引供電遠動系統(tǒng)的調度端通過數據通信通道實現(xiàn)數據交換。當地監(jiān)控由監(jiān)控機通過局部網絡和各間隔層之間進行數據交換，負責在有人值班時提供人機交互接口，存儲各種歷史數據，負責對間隔層的裝置的管理以及開關操作等功能。一、變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結構形式1、結構形式把整套綜合自動化系統(tǒng)按其不同的功能將間隔層按對象劃

4、分組裝成多個屏（柜），例如：變壓器保護屏、線路保護屏、直流屏等。這些控制保護屏一般都安裝在主控室中，又簡稱“分布集中式結構”。這種自動化系統(tǒng)可應用于有人或無人值班變電所。多數傳統(tǒng)變電所在改造初期都采用分布集中式結構。110kV進線保護測控網絡交換機S S E EL L1#主變保護測控2#主變保護測控并補保護測控饋線保護測控交直流保護測控S S E EL L通信管理機S S E EL LS S E EL L監(jiān)控機S S E EL L視屏通信單元視屏監(jiān)控單元牽引變電所調度端變電所主控室遠動管理機如圖二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結構形式分層分布式系統(tǒng)集中組屏結構特點一二三四五二、分層（級）分布

5、式系統(tǒng)集中組屏的結構形式分層分布式的配置系統(tǒng)采用按功能劃分的分布式多CPU系統(tǒng)。每個功能單元由一個CPU組成，也有多個功能單元由多個CPU完成的，例如主變保護就由主保護和后備保護組成。這種按功能設計的分散模塊化結構具有軟件相對簡單、調試維護方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性的特點。繼電保護相對獨立在綜合自動化系統(tǒng)中，繼電保護單元相對獨立其功能不依賴與通信網絡或其他設備具有與系統(tǒng)控制中心通信功能，綜合自動化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關量、電能脈沖量進行數據采集和數據處理的功能，也具有收集繼電保護動作信息、事件順序記錄等功能，因此不必另設獨立的RTU裝置，直接可將綜合自動化系統(tǒng)采集的信息傳送給調度中心

6、，同時也接收調度中心下達的控制、操作命令和在線修改保護定值命令。模塊化結構，可靠性高各功能模塊都由獨立電源供電，輸入/數出回路都相互獨立，任何一個模塊故障，只影響局部功能，不影響全局室內工作環(huán)境好，管理維護方便分層分布式系統(tǒng)集中組屏結構優(yōu)點缺點集中組屏，便于設計、安裝、調試和管理，可靠性也比較高，尤其適合于舊所改造。安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜及其輔助投資。二、分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結構形式三、分布分散式與集中相結合的結構形式1、結構形式 按每個電網元件（如一條饋線、一臺變壓器、一組電容器等）為對象，把控制、保護、測量等功能設計安裝在同一個微機裝置中，對于635kV的中低壓

7、線路，可以將這個微機保護監(jiān)控裝置分散安裝在各個開關柜上，然后通過通信網絡和監(jiān)控主機進行信息交換；對于高壓線路或變壓器等重要設備的保護監(jiān)控裝置仍然采用集中組屏方式安裝在主控室內。這也是當前綜合自動化的主要結構形式。監(jiān)控機調度端監(jiān)控機變電所主控室牽引變電所直流盤交流盤計量盤2#主變盤并補盤110饋線盤視屏盤當地監(jiān)控盤1#主變盤高壓電氣設備及高壓開關柜通信網絡高壓室如圖三、分布分散式與集中相結合的結構形式2、結構特點及優(yōu)越性（1）635kV的中低壓線路保護監(jiān)控采用分散式結構，就地安裝在開關柜中，通過現(xiàn)場總線與主控室監(jiān)控機交換信息，可以節(jié)約控制電纜。（2）高壓線路、變壓器等重要設備的保護監(jiān)控采用集中組

8、屏方式，安裝在主控室或保護室中，使這些設備的保護監(jiān)控裝置處于比較好的工作環(huán)境中，可以提高供電的可靠性。（3）其他的自動裝置，如備用電源自投裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護室中。（4）電能計量采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護室中。三、分布分散式與集中相結合的結構形式1、全分散式結構形式 將每個電網元件（包括變壓器，高、低壓線路，電容器等）的保護、控制、測量功能設計安裝在同一個微機裝置中，并且分散安裝在各個開關柜中，然后通過通信網絡和監(jiān)控主機進行信息交換。這種結構形式中，主控室內只有監(jiān)控用的微機和直流操作電源及網絡信號集中轉換的柜子，主控室結構簡單，設備環(huán)境好，

9、檢修更方便。四、全分散式結構形式監(jiān)控機牽引變電所調度端監(jiān)控機當地監(jiān)控盤視屏盤防災直流盤變電所主控室1#主變后備保護主保護主保護后備保護2#主變室外設備保護測控裝置高壓室保護測控饋線1保護測控并補2并補1保護測控保護測控動力變保護測控饋線通信網絡四、全分散式結構形式如圖2、全分散式結構的優(yōu)越性（1）簡化了變電所二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。主控室內減少了保護屏的數量，由于采用綜合自動化系統(tǒng)后，原先常規(guī)的控制盤、中央信號屏和模擬屏可以取消。（2）減少了施工和設備安裝工程量。 由于安裝在開關柜上的保護測控裝置在開關柜出廠前已經由廠家安裝調試完畢，再加上保護測控裝置都安裝在各開關柜，減少了敷

10、設到控制室的控制電纜數量，因此現(xiàn)場施工、安裝和調試的工期就縮短了。（3）簡化了變電所二次設備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。（4）分層分散式結構可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。四、全分散式結構形式五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向1、綜合自動化技術推動變電所無人值班制度的實施(1)變電所無人值班制度 變電所無人值班制度沿用到今天，得到了大力發(fā)展，是因為變電所實行無人值班有明顯的經濟效益和社會效益，特別是提高 了運行的可靠性，減少人為事故，保障系統(tǒng)安全，提高了勞動生產 率，降低了建設成本，推動了電力行業(yè)的科技進步。 (2)變電所綜合自動化與變電所實現(xiàn)無人值班制的關系 因為變電所綜合自動化技術大量

11、采用計算機網絡技術，人們往往聯(lián)想到新型變電所可以按無人值班的模式運營，但無人值班和有人值班是兩種不同的管理模式，它與變電所一、二次系統(tǒng)技術水平的發(fā)展，與變電所是否實現(xiàn)自動化沒有直接關系。五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向2、綜合自動化技術發(fā)展方向(1)系統(tǒng)結構的轉變 變電所綜合自動化系統(tǒng)的結構將從集中控制、功能分散逐步向分散型網絡發(fā)展。傳統(tǒng)的系統(tǒng)結構是按功能分散考慮的。發(fā)展趨勢將從一個功能模塊管理多個電氣單元或間隔單元向一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元、地理位置高度分散的方向發(fā)展。五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向(2）智能電子裝置的發(fā)展 智能電子裝置實際上

12、就是一臺具有微處理器、輸入輸出部件，并能滿足各種不同的工業(yè)應用環(huán)境的嵌入式裝置，它的軟件則因應用場合的不同而不同。（3）光電互感器的應用 光電互感器采用光纖傳送信號，無鐵芯、頻率響應范圍寬、容量大、抗電磁干擾能力強，所以測量單元與微機保護單元互感器可共用，簡化了二次設備，這樣可以將測量單元與保護單元融合在一起，實現(xiàn)一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元，為變電所綜合自動化系統(tǒng)結構實現(xiàn)分散式提供了技術支持。五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向（4）監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展 監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩方面，即變電所遙視系統(tǒng)的逐步應用和人工智能在故障診斷應用方面的不斷完善。遙視系統(tǒng)的視屏圖像監(jiān)視在本質上還屬于圖像獲取系統(tǒng)，將計算機視覺技術運用到圖像信息分析與理解中，可以實現(xiàn)變電所系統(tǒng)圖像信息的智能處理。(5)人工智能技術的發(fā)展應用 人工智能技術在故障診斷領域的發(fā)展和方向主要有：神經網絡與各種診斷理論的結合、神經網絡與信號處理的融合、神經網絡結構的改進、基于知識的專家系統(tǒng)與神經網絡診斷系統(tǒng)的綜合及智能診斷系統(tǒng)的微型化和“傻瓜”化。五、變電所綜合自動化技術的發(fā)展方向（6）通信方式的發(fā)展 工業(yè)