项目五电力监控系统结构与原理5.变配电所综合自动化系统的运行与维护(4)ppt课件.ppt

在此输入您的封面副标题项目五 电力监控系统结构与原理5.变配电所综合自动化系统的运行与维护(4)电力监控电力监控任务五：变配电所综合自动化系统认知任务五：变配电所综合自动化系统认知一、一、 变配电所综合自动化系统功能变配电所综合自动化系统功能（1）数据采集功能）数据采集功能（2）继电保护功能）继电保护功能（3）事件顺序记录（）事件顺序记录（SOE）（4）故障录波）故障录波（5）人机对话功能）人机对话功能（6）操作控制功能）操作控制功能（7）运行监视功能）运行监视功能（8）打印功能）打印功能（9）自动控制功能）自动控制功能（10）远动通信功能）远动通信功能（11）系统的自诊断功能）系统的自诊断功能二、变配电所综合自动化系统子系统组成二、变配电所综合自动化系统子系统组成1.主要功能与组成主要功能与组成子系统组成子系统组成（1）监控子系统）监控子系统（2）微机保护子系统）微机保护子系统（3）后备控制与紧急控制子系统）后备控制与紧急控制子系统三、变配电所综合自动化系统硬件结构模式三、变配电所综合自动化系统硬件结构模式（1）集中式）集中式（2）分布集中式）分布集中式（3）分布分层式）分布分层式（4）完全分散式）完全分散式（1 1）集中式）集中式RTURTU的硬件体系结构的硬件体系结构在集中式RTU中CPU为系统中唯一的智能模块，它负责管理其他非智能子模块，并通过两个RS-232串行口，经调制器Modem分别和两个调度主机通信.AI为模拟量采集模块，它可由若干个子模块（即AI1、AI2、）构成.DI为遥信采集模块，它可由若干个子模块（即DI1、DI2、）构成.D0为遥控输出模块。它可由若干个子模块（即D01、D02、）构成.PI为脉冲量采集模块它可由若干个子模块（即PI1、PI2、）构成.WDT为看门狗电路各模块之间均以并行总线相联系。而并行总线往往不允许传输太长距离（通常小于30cm）, 因此，集中式RTU均是集中布置于一个机箱或机柜上的。 集中式RTU主要特征为单CPU、并行总线和集中组屏。结构紧凑、体积小，可大大减少占地面积；造价低；优点对前置机和计算机依赖性强，出现故障后影响大；软件复杂，系统调试烦锁；组态不灵活。缺点集中式集中式RTURTU的优缺点的优缺点功能分散给多台计算机，主从CPU工作方式，采用网络技术或串行方式通信，提高了系统实时性；方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行优点（2 2）分布集中式）分布集中式RTURTU的优缺点的优缺点 （3 3） 分布分层式分布分层式RTURTU的结构特点的结构特点三层：变电站层、通信层、间隔层三层：变电站层、通信层、间隔层布置灵活，便于采集地理位置上分布的信号；连线简单，可靠性高；便于扩容，容量可以增大便于实现多规约转发 多CPU、串行总线、智能模板，即可以柜中组屏，又可以分散布置。优点成本高成本高 分布式RTU的最小配置成本较集中式RTU装置高，因而在小配置情况下，不如集中式RTU经济。缺点分布分层式分布分层式RTURTU的优缺点的优缺点硬件结构完全分散；间隔中各数据采集、监控单元和保护单元做在一起，分散安装在设备上结构（4 4）完全分散式）完全分散式RTURTU的优缺点的优缺点特点节约控制室面积和二次电缆；减少电缆电磁干扰，具有很高可靠性，故障不相互影响，方便维护扩展。 哈大配电所采用单母线分段模式，正常情况两路进线分别带一段母线运行，当一路进线失压，备自投自动合上母联断路器，一路进线带两段母线运行。配电所情况介绍：配电所情况介绍： 配电所保护装置安装于开关柜内，用过以太网线实现与后台机及调度之间的通讯 配电所情况介绍：配电所情况介绍： 综自在控制室组两面盘柜，远动及公用测控盘用于电动隔离柜的信号采集、控制；中央信号报警；安全监控信号量采集与报警；调压控制器接入；其它智能单元如交直流屏、无功补偿设备的接入；远动信息的上传等。监控盘主要用于后台机及逆变电源的安放。配电所情况介绍：配电所情况介绍：1、线路保护、线路保护-PSL-641U2、母联保护、母联保护-PSP-641U3、电容保护、电容保护-PSC-641U4、测控装置、测控装置-PSR-6515、通讯管理装置、通讯管理装置-WTX-65A6、监控系统、监控系统-NDT650典型站内通信构成典型站内通信构成( (使用以太网使用以太网) )全站以太网通信，可选配全站以太网通信，可选配10Base-T RJ4510Base-T RJ45接口，符合接口，符合IEEE Std 802.3(ISO/IEC 8802-3)IEEE Std 802.3(ISO/IEC 8802-3)标准，可使用屏蔽标准，可使用屏蔽5 5类双绞线组网，速率类双绞线组网，速率10Mbps10Mbps。站内通信采用基于。站内通信采用基于TCP/IP(TCP/IP(因特网因特网) )协议的协议的IEC60870-5-103IEC60870-5-103协议，更具开放性。协议，更具开放性。交流采样模块通信接口CPU插件开入插件开出插件出口插件电源模块 装置采用整面板、背插式结构。整面板上包括汉化液晶装置采用整面板、背插式结构。整面板上包括汉化液晶显示器、全屏幕操作键盘、信号指示灯等。背插式结构即显示器、全屏幕操作键盘、信号指示灯等。背插式结构即插件从装置的背后插拔，各插座间的连线在装置的整母板插件从装置的背后插拔，各插座间的连线在装置的整母板上互连，母板位于机箱的前部，全部为弱电连线。装置的上互连，母板位于机箱的前部，全部为弱电连线。装置的安全设计符合安全设计符合GB 16836-1997的规定，外壳防护符合的规定，外壳防护符合IP50的要求。该结构具有以下优点：的要求。该结构具有以下优点： 各插件自带可插拔端子，母板上只有装置内部使用的各插件自带可插拔端子，母板上只有装置内部使用的5V和和24V电压等级的回路连线，强弱电完全分开，可大大减电压等级的回路连线，强弱电完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰力，少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰力， 提高其可靠性和安全性；提高其可靠性和安全性； 便于插件按模块化设计；便于插件按模块化设计； 取消交流插件的插拔式大电流端子，提高装置交流电流取消交流插件的插拔式大电流端子，提高装置交流电流 回路的可靠性。回路的可靠性。交流交流/ /采样插件采样插件多路转换开关：多路转换开关：依次将各交流输入通道的采样信号输入到保护依次将各交流输入通道的采样信号输入到保护CPU插件插件A/D转转换回路换回路电压电流变换器有源低通滤波器采样保持电路多路转换开关保护CPU插件电压、电流变换器：电压、电流变换器：将系统将系统PT、CT输出的交流电压、电流变换为适合于保护测控装置输出的交流电压、电流变换为适合于保护测控装置采样的电压、电流采样的电压、电流 有源低通滤波器：有源低通滤波器：滤除交流输入通道高频干扰信号滤除交流输入通道高频干扰信号采样采样/保持电路：保持电路：对各交流输入通道在同一时刻进行采样并保持对各交流输入通道在同一时刻进行采样并保持A/D转换(16位)Flash(1MB闪存)RAM(1MB)E2PRAM(定值)CPU(32位)Watchdog软件调试接口FPGA隔离开入回路网络控制器隔离32位微处理器软件调试、下载软件、硬件自检保护开出逻辑装置内部网络通信数据、地址总线8套保护定值数据处理缓 冲保护及管理 软 件16位模/数转换信号、位置采集完成本装置的各种保护功能、数据处理、数据通信、软件及硬件完成本装置的各种保护功能、数据处理、数据通信、软件及硬件自检、跳闸操作、合闸操作、各种位置、信号信息的采集和信号自检、跳闸操作、合闸操作、各种位置、信号信息的采集和信号的开出等功能。的开出等功能。一、一、CPU模块模块以高性能的微处理器以高性能的微处理器Motorola 32位位CPU为核心，辅以大容量的为核心，辅以大容量的Flash Memory(1MB)、RAM(1MB)等存储单元，基于实时多任务等存储单元，基于实时多任务操作平台的编程技术，使得该保护装置具有极强的数据处理和数操作平台的编程技术，使得该保护装置具有极强的数据处理和数据实时响应能力。据实时响应能力。二、二、A/D模模/数转换模块数转换模块数数据采集系统采用据采集系统采用16位的位的A/D 转换芯片转换芯片,具有较高的可靠性和精度。具有较高的可靠性和精度。功能功能构成模块构成模块123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:27-Feb-2003Sheet of File:E:NDT650AYLTSheet_1.SchDrawn By:4312D26VD8OUTDO+5+24三、三、FPGA模块模块采用超大规模的可编程逻辑采用超大规模的可编程逻辑(FPGA)芯片，通过可靠的逻辑编程，芯片，通过可靠的逻辑编程，实现整个保护装置的跳闸、合闸、各种信号等开出的逻辑编程。实现整个保护装置的跳闸、合闸、各种信号等开出的逻辑编程。四、开入模块四、开入模块采集开入插件输出的开入信号。采集开入插件输出的开入信号。五、开出模块五、开出模块将将FPGA模块输出的开出信号模块输出的开出信号(OUT)，经电气隔离后输出，经电气隔离后输出(DO)到信到信号插件、开出插件及保护出口插件。号插件、开出插件及保护出口插件。六、定值存储模块六、定值存储模块以以E2PROM为核心器件的定值存储模块，存放八套保护定值，在为核心器件的定值存储模块，存放八套保护定值，在装置电源消失的情况下，保证定值不会丢失或被改变。装置电源消失的情况下，保证定值不会丢失或被改变。信号灯Flash(1MB闪存)RAM(1MB)E2PRAM(定值)CPU(32位)Watchdog软件调试接口键盘网络控制器隔离CPU插件32位微处理器软 件调试、下载软件、硬件自 检数据、地址总线数据处理缓 冲监控及通信软件信号灯光指示Flash(1MB闪存)数据存储汉化液晶显示器RS-232C接口实时时钟功能功能完成本装置的各种数据输入、数据显示、数据处理、数据存储、数完成本装置的各种数据输入、数据显示、数据处理、数据存储、数据通信、软件及硬件自检等功能。据通信、软件及硬件自检等功能。一、一、CPU模块模块以高性能的微处理器以高性能的微处理器Motorola 32位位CPU为核心，辅以大容量的为核心，辅以大容量的Flash Memory(2MB)、RAM(1MB)等存储单元，基于实时多任务等存储单元，基于实时多任务操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储和数据实时响应能力。和数据实时响应能力。构成模块构成模块二、数据存储二、数据存储设置一片设置一片Flash Memory(1MB)作为数据保存单元，基于实时多任务作为数据保存单元，基于实时多任务操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储操作平台的编程技术，使得该模块具有极强的数据处理、数据存储和数据实时响应能力。和数据实时响应能力。设置一片设置一片E2PRAM芯片，保存由键盘或通信接口输入的保护定值。芯片，保存由键盘或通信接口输入的保护定值。 装置具有与当地监控计算机装置具有与当地监控计算机、保护测控装置及综合测控单元通信的功能保护测控装置及综合测控单元通信的功能，是变电站综合自动化系统的重要组成部分是变电站综合自动化系统的重要组成部分；装置具有与远方调度系统通信功能装置具有与远方调度系统通信功能；事故音响功能，能够驱动电笛、电铃发出事故、预告音响事故音响功能，能够驱动电笛、电铃发出事故、预告音响；GPSGPS对时功能，为全站提供时钟基准；对时功能，为全站提供时钟基准；数据采集功能，通过与站内其他智能装置通信，采集遥信、测量、电度等数据采集功能，通过与站内其他智能装置通信，采集遥信、测量、电度等数据数据, ,进行适当的规约处理，集中送往远动调度及其他系统。进行适当的规约处理，集中送往远动调度及其他系统。功能介绍功能介绍使用使用Motorola 32Motorola 32位位CPUCPU，配以大容量，配以大容量RAMRAM和和FLASHFLASH存储，使装置具有极强的存储，使装置具有极强的数据处理、信息存储能力，使产品的稳定性和运算速度得到可靠保证；数据处理、信息存储能力，使产品的稳定性和运算速度得到可靠保证；使用实时多任务操作系统，使用实时多任务操作系统，C C语言编程，软件易于维护、升级，稳定性，语言编程，软件易于维护、升级，稳定性，可移植性得到可靠保证；可移植性得到可靠保证；主机通信功能采用主、备机热备用方式，保障了通信的畅通；主机通信功能采用主、备机热备用方式，保障了通信的畅通；采用以太网通信，使得变电站内间隔层通信的速度和可靠性大大增强；采用以太网通信，使得变电站内间隔层通信的速度和可靠性大大增强；有灵活的在线、离线调试手段，可靠的下载参数及数据查询功能。有灵活的在线、离线调试手段，可靠的下载参数及数据查询功能。具有优异的抗干扰性能。具有优异的抗干扰性能。技术特点技术特点CPU电源电源CPUGPS/中央信号通信通信装置后视图：插件、通信接口及接线端子装置后视图：插件、通信接口及接线端子装置具有两套电源和装置具有两套电源和CPUCPU插件，构成双机热备用形式，任何一机故障后，插件，构成双机热备用形式，任何一机故障后，自动切换至另机运行，切换时间不大于自动切换至另机运行，切换时间不大于5 5秒；秒；每个每个CPUCPU插件具有两个以太网接口插件具有两个以太网接口，可选配，可选配10Base-T RJ4510Base-T RJ45接口或接口或10Base-10Base-FLFL光纤接口，装置的全部光纤接口，装置的全部四个以太网接口四个以太网接口可以配置为两两备用，或单独可以配置为两两备用，或单独使用，可用于站内组网、远动通信；使用，可用于站内组网、远动通信；每个每个CPUCPU插件具有两个插件具有两个CANCAN接口，符合接口，符合ISO11898ISO11898，CANCAN总线规范总线规范2.0B. 2.0B. 用于用于构建站内双构建站内双CANCAN网；网；两块通信插件具有四个串行口，两块通信插件具有四个串行口，可配置成可配置成RS-232CRS-232C或或RS-485RS-485接口，速率接口，速率30030057.6(64)k Bps57.6(64)k Bps可调，可用于站内数据采集、远动通信；可调，可用于站内数据采集、远动通信；GPSGPS、中央信号合成为一个插件，、中央信号合成为一个插件，GPSGPS接收卫星时钟，为全站提供统一时接收卫星时钟，为全站提供统一时间基准，对时脉冲精度间基准，对时脉冲精度500ns500ns。装置构成特点装置构成特点远动特点： 标准串行通信接口标准串行通信接口(RS-232C,RS-485)(RS-232C,RS-485)，速率可达，速率可达64Kbps64Kbps，支持，支持IEC60870-5-101IEC60870-5-101、CDTCDT等多种通信规等多种通信规约；约； 工业以太网接口，速率达工业以太网接口，速率达10Mbps10Mbps，运行，运行IEC60870-IEC60870-5-1015-101，IEC60870-5-104IEC60870-5-104等通信规约；等通信规约； 可以灵活配置与远动调度端通信方式；可以灵活配置与远动调度端通信方式； 可以根据用户要求开发特定协议。可以根据用户要求开发特定协议。1.掌握变配电所综合自动化系统功能变配电所综合自动化系统具备以下功能:数据采集功能、继电保护功能、事件顺序记录(SOE)、故障录波、人机对话功能、操作控制功能、运行监视功能、打印功能、自动控制功能、远动通信功能、系统的自诊断功能。2.掌握变配电所综合自动化系统结构形式子系统：监控子系统、微机保护子系统、后备控制与紧急控制子系统。硬件模式：集中式、分布集中式、分布分层式、完全分散式。3.掌握微机继电保护装置工作原理结构：数据采集单元（交流采样插件）、保护CPU单元（保护CPU插件）、人机接口CPU（人机对话MMI插件）。掌握各模块的工作原理微机通信管理装置具有与当地监控计算机、保护测控装置及综合测控单元通信的功能，是变电站综合自动化系统的重要组成部分。作业作业思考题思考题14