電力系統(tǒng)自動(dòng)化原理及應(yīng)用-3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)課件

第三章

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第三章

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)1目的與要求掌握變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式掌握電壓/無功綜合控制原理掌握備用電源自動(dòng)投入原理掌握變電站自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信技術(shù)目的與要求掌握變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式23.1概述3.2變電站綜合自動(dòng)化的功能3.3變電站綜合自動(dòng)化的基本結(jié)構(gòu)3.4變電站電壓/無功綜合自動(dòng)控制3.5變電站備用電源自動(dòng)投入原理3.6變電站微機(jī)故障錄波3.7變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要內(nèi)容3.1概述主要內(nèi)容3

3.1概述3.1概述4一、變電站自動(dòng)化的產(chǎn)生變電站自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的范疇包括綜合自動(dòng)化技術(shù)、遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)、繼電保護(hù)技術(shù)及變電站其他智能技術(shù)等。

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(dòng)化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。近幾年來，變電站綜合自動(dòng)化已成為熱門話題，引起了電力工業(yè)各部門的注意和重視，并成為當(dāng)前我國(guó)電力工業(yè)推行技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)之一。一、變電站自動(dòng)化的產(chǎn)生變電站自動(dòng)化是應(yīng)用控制技術(shù)、56

二、變電站綜合自動(dòng)化概念

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電站的二次設(shè)備經(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(hào)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的一次設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù),以及與調(diào)度中心進(jìn)行信息交換等功能的系統(tǒng)。6二、變電站綜合自動(dòng)化概念變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變?nèi)?、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，即利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)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。三、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，7四、變電站自動(dòng)化的特點(diǎn)(1)功能的綜合化(2)設(shè)備的操作及監(jiān)視微機(jī)化(3)結(jié)構(gòu)分布分層化(4)通信網(wǎng)絡(luò)光纜化(5)運(yùn)行管理智能化

四、變電站自動(dòng)化的特點(diǎn)(1)功能的綜合化8五、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置由基于微電子技術(shù)的智能電子裝置(IED)和后臺(tái)控制系統(tǒng)所組成的變電站運(yùn)行控制系統(tǒng),包括監(jiān)控、保護(hù)、電能質(zhì)量自動(dòng)控制等多個(gè)子系統(tǒng)。五、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置由基于微電子技術(shù)的智能電子9110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本配置110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本配置10變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控界面變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控界面11

3.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能3.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能12變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在下述6個(gè)子系統(tǒng)。微機(jī)繼電保護(hù)子系統(tǒng)測(cè)量、監(jiān)視和控制子系統(tǒng)電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)備用電源自投控制子系統(tǒng)微機(jī)故障錄波子系統(tǒng)通信子系統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的13一、繼電保護(hù)子系統(tǒng)（1）高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)（2）主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)（3）電容器保護(hù)（4）配電線路保護(hù)（5）母線保護(hù)（6）不完全接地系統(tǒng)的單相接地的選線一、繼電保護(hù)子系統(tǒng)（1）高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)14二、測(cè)量、監(jiān)視和控制子系統(tǒng)包括以下幾部分內(nèi)容：（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理（2）運(yùn)行監(jiān)視功能（3）事件順序記錄SOE

（4）故障記錄、故障錄波和測(cè)距

（5）控制及安全操作功能

（6）數(shù)據(jù)處理與記錄功能（7）安全監(jiān)視功能

（8）人機(jī)聯(lián)系功能

（9）打印功能

二、測(cè)量、監(jiān)視和控制子系統(tǒng)包括以下幾部分內(nèi)容：15監(jiān)控子系統(tǒng)界面監(jiān)控子系統(tǒng)界面16

三、電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)（1、電壓和無功控制的重要性發(fā)、變電設(shè)備及用電設(shè)備都是按額定電壓設(shè)計(jì)的，電壓過高或者過低都會(huì)影響這些設(shè)備的壽命和效率。另一方面，系統(tǒng)的無功功率對(duì)電壓水平影響極大，維持電網(wǎng)正常運(yùn)行下無功潮流的合理平衡，對(duì)提高供電質(zhì)量、保證系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要意義。

三、電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)（1、電壓和無功控制的重要性17（1997年頒布的《電力行業(yè)一流供電企業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)》中，明確一流供電企業(yè)必備條件之一是供電電壓合格率不低于98％。（1997年頒布的《電力行業(yè)一流供電企業(yè)考核標(biāo)18

2、電壓無功控制的目標(biāo)（1）維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)（2）保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和合適的無功平衡（3）保證電壓合格的前提下使電能損耗為最小小。2、電壓無功控制的目標(biāo)（1）維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)19

3、電壓無功控制原理3、電壓無功控制原理20（三）變電站電壓、無功綜合控制的原理基于九區(qū)圖的綜合控制利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電壓和無功2個(gè)判別量構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)控制策略。綜合邏輯判據(jù)是基于給出的固定電壓和固定無功的上下限特性，把電壓和無功平面分割成9個(gè)控制區(qū)，各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)不同的控制策略，對(duì)有載調(diào)壓變壓器和電容器組進(jìn)行控制。

4、電壓無功控制策略（三）變電站電壓、無功綜合控制的原理基于九區(qū)圖的綜合控制21運(yùn)行區(qū)域的控制策略表運(yùn)行區(qū)域的控制策略表22四、備用電源自投控制子系統(tǒng)備用電源自投裝置是因電力系統(tǒng)故障或其它原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其它正常工作的電源自動(dòng)投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置。備用電源自投（automaticbustransfer）四、備用電源自投控制子系統(tǒng)備用電源自投裝置是因電23

1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線(1)1號(hào)主變壓器故障

備用電源自動(dòng)投入的條件是：Ⅰ段母線失壓,Ⅰ段母線進(jìn)線無電流I1,Ⅱ段母線有電壓,1QF已跳開,備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作,合上3QF。1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線24

1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線(2)2號(hào)主變壓器故障備用電源自動(dòng)投入條件:Ⅱ段母線失壓、Ⅱ段母線進(jìn)線無電流I2、Ⅰ段母線有電壓，2QF確實(shí)已跳開,備用電源自動(dòng)裝置動(dòng)作,合上3QF。1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線25

2、備用電源配置方案二內(nèi)橋斷路器自動(dòng)投入方案主接線明備用接線方案：(1)XL1進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段母線運(yùn)行；(2)XL2進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段母線運(yùn)行2、備用電源配置方案二內(nèi)橋斷路器自動(dòng)投入方案主接線明備用接26

2、備用電源配置方案二備用電源自動(dòng)投入的條件是:I1(Ⅱ)母線失壓、I1(I2)無電流，XL2(XL1)線路有壓、1QF(2QF)確實(shí)已跳開時(shí)，合2QF(1QF)。2、備用電源配置方案二備用電源自動(dòng)投入的條件是:27

3、備用電源配置方案三線路備用自動(dòng)投入方案主接線備用電源自動(dòng)投入條件是:母線失壓,線路XL2有壓，I1無流，1QF確實(shí)已跳開，再合上2QF；或母線無壓，I2無流，線路XL1有壓，2QF確實(shí)已跳開，再合上1QF。3、備用電源配置方案三線路備用自動(dòng)投入方案主接線備用電源自28五、變電站微機(jī)故障錄波110kV及以上的重要輸電線路距離長(zhǎng)、發(fā)生故障影響大,發(fā)生故障時(shí)必須盡快查出故障點(diǎn),以便縮短維修時(shí)間,盡快恢復(fù)供電,減少損失。設(shè)置故障錄波和故障測(cè)距是解決此問題的最好途徑。

五、變電站微機(jī)故障錄波110kV及以上的重29

1、故障錄波意義(1)正確分析事故原因并研究對(duì)策。(2)根據(jù)錄取的波形圖，可以正確評(píng)價(jià)繼電保護(hù)和自

動(dòng)裝置工作的正確性(3)根據(jù)錄波圖中示出的零序電流值，可以較正確地

給出故障地點(diǎn)范圍,便于查找故障點(diǎn)。(4)分析研究振蕩規(guī)律。(5)分析錄波圖可以發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置缺陷以

及一次設(shè)備缺陷，可及時(shí)消除隱患。1、故障錄波意義(1)正確分析事故原因并研究對(duì)策。30

2、故障錄波啟動(dòng)方式突變量啟動(dòng)判據(jù)。突變量啟動(dòng)的實(shí)質(zhì)是故障分量

啟動(dòng)。(2)零序電流啟動(dòng)判據(jù)。(3)正序、負(fù)序、零序電壓?jiǎn)?dòng)判據(jù)。(4)頻率越限與變化率變化啟動(dòng)判據(jù)。(5)外部啟動(dòng)判據(jù)。一種是繼電保護(hù)的跳閘動(dòng)作信號(hào)

啟動(dòng)，一種是調(diào)度來的啟動(dòng)命令。2、故障錄波啟動(dòng)方式突變量啟動(dòng)判據(jù)。突變量啟動(dòng)的實(shí)質(zhì)是故障31

3、故障錄波示例3、故障錄波示例32故障錄波文件故障錄波文件33

3.3變電站綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)3.3變電站綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)34集中式分層分布式分散集中結(jié)合式完全分散（層）分布式

初期應(yīng)用較廣優(yōu)化，流行發(fā)展方向變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式集中式初期變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式35一、集中式結(jié)構(gòu)

集中式結(jié)構(gòu)形式

系統(tǒng)各功能模塊與硬件無關(guān)，各功能模塊用模塊化軟件連接安裝實(shí)現(xiàn)，并且集中采集信息，集中處理運(yùn)算。特點(diǎn)：對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求較高，可擴(kuò)性、可維護(hù)性差，適用于中、小型變電站。一、集中式結(jié)構(gòu)36集中式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖集中式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖37二、分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)

分布式結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)上采用主從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，解決了集中式結(jié)構(gòu)中獨(dú)立CPU計(jì)算處理的瓶頸問題，方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其它模塊正常運(yùn)行。

分層式：分為三層，變電站層、間隔層、設(shè)備層二、分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)上采用主38分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)示意圖分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)示意圖39三、分散分布式與集中相結(jié)合采用“面向?qū)ο蟆彼枷?/p>

，如一條出線、一臺(tái)變壓器等）的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的，將各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護(hù)單元做在一起，設(shè)計(jì)在同一機(jī)箱中。將低壓機(jī)箱就地分散安裝在開關(guān)柜上或其它一次設(shè)備附近。高壓線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏。三、分散分布式與集中相結(jié)合40分散式與分層分布集中組屏相結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖分散式與分層分布集中組屏相結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖41四、完全分散式結(jié)構(gòu)

完全分散式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：指以變壓器、斷路器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位，將保護(hù)、控制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜上，安裝在主控制室的主控單元通過現(xiàn)場(chǎng)總線與分散的單元進(jìn)行通信，主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)系。四、完全分散式結(jié)構(gòu)42

完全分散式完全分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖完全分散式完全分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖43

3.4變電站微機(jī)防誤原理3.4變電站微機(jī)防誤原理441、五防閉鎖內(nèi)容防止帶負(fù)荷拉、合刀閘防止誤入帶電間隔防止誤分、合斷路器防止帶電掛接地線、合接地刀閘防止帶接地刀閘或臨時(shí)接地線合隔離開關(guān)微機(jī)防誤閉鎖功能1、五防閉鎖內(nèi)容452、微機(jī)五防閉鎖結(jié)構(gòu)微機(jī)模擬盤電腦鑰匙機(jī)械編碼鎖微機(jī)防誤閉鎖功能2、微機(jī)五防閉鎖結(jié)構(gòu)46

3.5變電站數(shù)據(jù)通信技術(shù)3.5變電站數(shù)據(jù)通信技術(shù)47一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的傳輸信息

一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的傳輸信息48電力系統(tǒng)自動(dòng)化原理及應(yīng)用----3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)課件49二、傳輸信息的時(shí)間要求

(1)過程層和間隔層之間為1~100ms。(2)間隔層各個(gè)模塊間為1~100ms。(3)間隔層的各個(gè)間隔單元之間為1~100ms。(4)間隔層和站控層之間為10~1000ms。(5)站控層的各個(gè)設(shè)備之間為不小于1000ms。(6)變電站和調(diào)度中心之間不小于1000ms。二、傳輸信息的時(shí)間要求50三、傳輸信息的數(shù)據(jù)流方式上行信息數(shù)據(jù)流流向是從過程層→間隔層→站控層和遠(yuǎn)方控制中心，下行信息則相反。三、傳輸信息的數(shù)據(jù)流方式51四、變電站自動(dòng)化的通信技術(shù)四、變電站自動(dòng)化的通信技術(shù)52

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)例變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)例53

完全分散式110kV變電站CSC-2000的典型配置圖完全分散式110kV變電站CSC-2000的典型配置圖54500kV變電站CSC-2000的典型配置圖500kV變電站CSC-2000的典型配55NS2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)NS2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)56思考題1、什么是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)?簡(jiǎn)述其基本功能。2、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有哪幾種結(jié)構(gòu)形式?3、什么是分層分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)?各個(gè)

分層的內(nèi)容是什么?4、“五防”系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)防誤操作?5、論述電壓/無功綜合控制的“九區(qū)圖”原理與控制

策略。思考題576、備用電源自動(dòng)投入裝置的作用是什么?以單母線分

段接線方式為例,簡(jiǎn)述其動(dòng)作原理。7、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)有哪些?8、什么是故障錄波?什么是事件順序記錄?什么是事

故追憶?9、綜合分析圖3-40所示變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化原理及應(yīng)用----3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)課件58電力系統(tǒng)自動(dòng)化原理及應(yīng)用----3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)課件59第三章

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第三章

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)60目的與要求掌握變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式掌握電壓/無功綜合控制原理掌握備用電源自動(dòng)投入原理掌握變電站自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信技術(shù)目的與要求掌握變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式613.1概述3.2變電站綜合自動(dòng)化的功能3.3變電站綜合自動(dòng)化的基本結(jié)構(gòu)3.4變電站電壓/無功綜合自動(dòng)控制3.5變電站備用電源自動(dòng)投入原理3.6變電站微機(jī)故障錄波3.7變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要內(nèi)容3.1概述主要內(nèi)容62

3.1概述3.1概述63一、變電站自動(dòng)化的產(chǎn)生變電站自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的范疇包括綜合自動(dòng)化技術(shù)、遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)、繼電保護(hù)技術(shù)及變電站其他智能技術(shù)等。

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(dòng)化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。近幾年來，變電站綜合自動(dòng)化已成為熱門話題，引起了電力工業(yè)各部門的注意和重視，并成為當(dāng)前我國(guó)電力工業(yè)推行技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)之一。一、變電站自動(dòng)化的產(chǎn)生變電站自動(dòng)化是應(yīng)用控制技術(shù)、6465

二、變電站綜合自動(dòng)化概念

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電站的二次設(shè)備經(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(hào)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的一次設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù),以及與調(diào)度中心進(jìn)行信息交換等功能的系統(tǒng)。6二、變電站綜合自動(dòng)化概念變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變?nèi)⒆冸娬揪C合自動(dòng)化系統(tǒng)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，即利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)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。三、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，66四、變電站自動(dòng)化的特點(diǎn)(1)功能的綜合化(2)設(shè)備的操作及監(jiān)視微機(jī)化(3)結(jié)構(gòu)分布分層化(4)通信網(wǎng)絡(luò)光纜化(5)運(yùn)行管理智能化

四、變電站自動(dòng)化的特點(diǎn)(1)功能的綜合化67五、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置由基于微電子技術(shù)的智能電子裝置(IED)和后臺(tái)控制系統(tǒng)所組成的變電站運(yùn)行控制系統(tǒng),包括監(jiān)控、保護(hù)、電能質(zhì)量自動(dòng)控制等多個(gè)子系統(tǒng)。五、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的配置由基于微電子技術(shù)的智能電子68110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本配置110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本配置69變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控界面變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控界面70

3.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能3.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能71變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在下述6個(gè)子系統(tǒng)。微機(jī)繼電保護(hù)子系統(tǒng)測(cè)量、監(jiān)視和控制子系統(tǒng)電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)備用電源自投控制子系統(tǒng)微機(jī)故障錄波子系統(tǒng)通信子系統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的72一、繼電保護(hù)子系統(tǒng)（1）高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)（2）主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)（3）電容器保護(hù)（4）配電線路保護(hù)（5）母線保護(hù)（6）不完全接地系統(tǒng)的單相接地的選線一、繼電保護(hù)子系統(tǒng)（1）高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)73二、測(cè)量、監(jiān)視和控制子系統(tǒng)包括以下幾部分內(nèi)容：（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理（2）運(yùn)行監(jiān)視功能（3）事件順序記錄SOE

（4）故障記錄、故障錄波和測(cè)距

（5）控制及安全操作功能

（6）數(shù)據(jù)處理與記錄功能（7）安全監(jiān)視功能

（8）人機(jī)聯(lián)系功能

（9）打印功能

二、測(cè)量、監(jiān)視和控制子系統(tǒng)包括以下幾部分內(nèi)容：74監(jiān)控子系統(tǒng)界面監(jiān)控子系統(tǒng)界面75

三、電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)（1、電壓和無功控制的重要性發(fā)、變電設(shè)備及用電設(shè)備都是按額定電壓設(shè)計(jì)的，電壓過高或者過低都會(huì)影響這些設(shè)備的壽命和效率。另一方面，系統(tǒng)的無功功率對(duì)電壓水平影響極大，維持電網(wǎng)正常運(yùn)行下無功潮流的合理平衡，對(duì)提高供電質(zhì)量、保證系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要意義。

三、電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)（1、電壓和無功控制的重要性76（1997年頒布的《電力行業(yè)一流供電企業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)》中，明確一流供電企業(yè)必備條件之一是供電電壓合格率不低于98％。（1997年頒布的《電力行業(yè)一流供電企業(yè)考核標(biāo)77

2、電壓無功控制的目標(biāo)（1）維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)（2）保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和合適的無功平衡（3）保證電壓合格的前提下使電能損耗為最小小。2、電壓無功控制的目標(biāo)（1）維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)78

3、電壓無功控制原理3、電壓無功控制原理79（三）變電站電壓、無功綜合控制的原理基于九區(qū)圖的綜合控制利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電壓和無功2個(gè)判別量構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)控制策略。綜合邏輯判據(jù)是基于給出的固定電壓和固定無功的上下限特性，把電壓和無功平面分割成9個(gè)控制區(qū)，各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)不同的控制策略，對(duì)有載調(diào)壓變壓器和電容器組進(jìn)行控制。

4、電壓無功控制策略（三）變電站電壓、無功綜合控制的原理基于九區(qū)圖的綜合控制80運(yùn)行區(qū)域的控制策略表運(yùn)行區(qū)域的控制策略表81四、備用電源自投控制子系統(tǒng)備用電源自投裝置是因電力系統(tǒng)故障或其它原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其它正常工作的電源自動(dòng)投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置。備用電源自投（automaticbustransfer）四、備用電源自投控制子系統(tǒng)備用電源自投裝置是因電82

1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線(1)1號(hào)主變壓器故障

備用電源自動(dòng)投入的條件是：Ⅰ段母線失壓,Ⅰ段母線進(jìn)線無電流I1,Ⅱ段母線有電壓,1QF已跳開,備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作,合上3QF。1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線83

1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線(2)2號(hào)主變壓器故障備用電源自動(dòng)投入條件:Ⅱ段母線失壓、Ⅱ段母線進(jìn)線無電流I2、Ⅰ段母線有電壓，2QF確實(shí)已跳開,備用電源自動(dòng)裝置動(dòng)作,合上3QF。1、備用電源配置方案一低壓母線分段斷路器自動(dòng)投入方案主接線84

2、備用電源配置方案二內(nèi)橋斷路器自動(dòng)投入方案主接線明備用接線方案：(1)XL1進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段母線運(yùn)行；(2)XL2進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段母線運(yùn)行2、備用電源配置方案二內(nèi)橋斷路器自動(dòng)投入方案主接線明備用接85

2、備用電源配置方案二備用電源自動(dòng)投入的條件是:I1(Ⅱ)母線失壓、I1(I2)無電流，XL2(XL1)線路有壓、1QF(2QF)確實(shí)已跳開時(shí)，合2QF(1QF)。2、備用電源配置方案二備用電源自動(dòng)投入的條件是:86

3、備用電源配置方案三線路備用自動(dòng)投入方案主接線備用電源自動(dòng)投入條件是:母線失壓,線路XL2有壓，I1無流，1QF確實(shí)已跳開，再合上2QF；或母線無壓，I2無流，線路XL1有壓，2QF確實(shí)已跳開，再合上1QF。3、備用電源配置方案三線路備用自動(dòng)投入方案主接線備用電源自87五、變電站微機(jī)故障錄波110kV及以上的重要輸電線路距離長(zhǎng)、發(fā)生故障影響大,發(fā)生故障時(shí)必須盡快查出故障點(diǎn),以便縮短維修時(shí)間,盡快恢復(fù)供電,減少損失。設(shè)置故障錄波和故障測(cè)距是解決此問題的最好途徑。

五、變電站微機(jī)故障錄波110kV及以上的重88

1、故障錄波意義(1)正確分析事故原因并研究對(duì)策。(2)根據(jù)錄取的波形圖，可以正確評(píng)價(jià)繼電保護(hù)和自

動(dòng)裝置工作的正確性(3)根據(jù)錄波圖中示出的零序電流值，可以較正確地

給出故障地點(diǎn)范圍,便于查找故障點(diǎn)。(4)分析研究振蕩規(guī)律。(5)分析錄波圖可以發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置缺陷以

及一次設(shè)備缺陷，可及時(shí)消除隱患。1、故障錄波意義(1)正確分析事故原因并研究對(duì)策。89

2、故障錄波啟動(dòng)方式突變量啟動(dòng)判據(jù)。突變量啟動(dòng)的實(shí)質(zhì)是故障分量

啟動(dòng)。(2)零序電流啟動(dòng)判據(jù)。(3)正序、負(fù)序、零序電壓?jiǎn)?dòng)判據(jù)。(4)頻率越限與變化率變化啟動(dòng)判據(jù)。(5)外部啟動(dòng)判據(jù)。一種是繼電保護(hù)的跳閘動(dòng)作信號(hào)

啟動(dòng)，一種是調(diào)度來的啟動(dòng)命令。2、故障錄波啟動(dòng)方式突變量啟動(dòng)判據(jù)。突變量啟動(dòng)的實(shí)質(zhì)是故障90

3、故障錄波示例3、故障錄波示例91故障錄波文件故障錄波文件92

3.3變電站綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)3.3變電站綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)93集中式分層分布式分散集中結(jié)合式完全分散（層）分布式

初期應(yīng)用較廣優(yōu)化，流行發(fā)展方向變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式集中式初期變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式94一、集中式結(jié)構(gòu)

集中式結(jié)構(gòu)形式

系統(tǒng)各功能模塊與硬件無關(guān)，各功能模塊用模塊化軟件連接安裝實(shí)現(xiàn)，并且集中采集信息，集中處理運(yùn)算。特點(diǎn)：對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求較高，可擴(kuò)性、可維護(hù)性差，適用于中、小型變電站。一、集中式結(jié)構(gòu)95集中式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖集中式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖96二、分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)

分布式結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)上采用主從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，解決了集中式結(jié)構(gòu)中獨(dú)立CPU計(jì)算處理的瓶頸問題，方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其它模塊正常運(yùn)行。

分層式：分為三層，變電站層、間隔層、設(shè)備層二、分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)上采用主97分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)示意圖分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)示意圖98三、分散分布式與集中相結(jié)合采用“面向?qū)ο蟆彼枷?/p>

，如一條出線、一臺(tái)變壓器等）的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的，將各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護(hù)單元做在一起，設(shè)計(jì)在同一機(jī)箱中。將低壓機(jī)箱就地分散安裝在開關(guān)柜上或其它一次設(shè)備附近。高壓線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏。三、分散分布式與集中相結(jié)合99分散式與分層分布集中組屏相結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖分散式與分層分布集中組屏相結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖100四、完全分散式結(jié)構(gòu)

完全分散式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：指以變壓器、斷路器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位，將保護(hù)、控制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜上，安裝在主控制室的主控單元通過現(xiàn)場(chǎng)總線與分散的單元進(jìn)行通信，主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)系。四、完全分散式結(jié)構(gòu)101

完全分散式