变电站综合自动化-1基本概念.ppt

P1参考教材简介P2主要内容主要内容n变电站综合自动化概述变电站综合自动化概述n变电站综合自动化系统的内容变电站综合自动化系统的内容n变电站综合自动化系统的功能和要求变电站综合自动化系统的功能和要求n变电站综合自动化系统的结构形式变电站综合自动化系统的结构形式n变电站综合自动化系统的通信技术变电站综合自动化系统的通信技术n提高变电站自动化系统的可靠性措施提高变电站自动化系统的可靠性措施n变电站综合自动化系统实例变电站综合自动化系统实例n智能变电站及其相关技术智能变电站及其相关技术 P3第一章 绪 论P4第一章第一章 绪绪 论论1.1.传统的变电站存在的问题传统的变电站存在的问题 2.2.变电站综合自动化的概念变电站综合自动化的概念3 3.变电站实现综合自动化的优越性变电站实现综合自动化的优越性 4.4.变电站自动化技术的发展概况变电站自动化技术的发展概况 P5我国电网分布P6n2000年全国电网调度工作会议明确指出：坚持年全国电网调度工作会议明确指出：坚持全国全国联网、西电东送、南北互联联网、西电东送、南北互联的发展方向不动摇的发展方向不动摇,对电对电力系统的可靠性提出更高要求力系统的可靠性提出更高要求;n我国水力资源主要集中在西部和西南部，这两地区我国水力资源主要集中在西部和西南部，这两地区可开发电量占全国可开发电量占全国82.9%；煤炭资源华北和西北两；煤炭资源华北和西北两地区占地区占80%；而负荷中心集中在中部和东部沿海，；而负荷中心集中在中部和东部沿海，这两地区的经济总量占全国这两地区的经济总量占全国82%，电力消费占，电力消费占78%。这种差异，决定了电力工业发展必须实行西电东。这种差异，决定了电力工业发展必须实行西电东送、南北互供、全国联网的战略。送、南北互供、全国联网的战略。n要做到全国联网后，供电可靠性水平不降低，加强要做到全国联网后，供电可靠性水平不降低，加强发电厂、变电站的安全、可靠运行、提高其自动化发电厂、变电站的安全、可靠运行、提高其自动化水平很为重要。水平很为重要。当前电力系统发展的要求当前电力系统发展的要求P7我国电力系统的分层控制我国电力系统的分层控制国 调网 调省 调地 调县 调枢纽变电站变电站变电站变电站直属电厂省属电厂市属电厂县属电厂P8变电站简介变电站是联系发电厂和用户的中间环节，具有变电站是联系发电厂和用户的中间环节，具有汇集电汇集电源源、变换电压等级变换电压等级和和分配电能分配电能的作用。的作用。P9变电站的电压等级变电站的电压等级n变电站电压等级分为：特高压、超高压、高压及中低压4种类型；n我国变电站的电压等级：1000、750kV为特高压变电站；500、330kV为超高压变电站；220、110、66 kV为高压变电站；35、10 kV及以下为中低压变电站；P10变电站的类型P11 变电站的类型（一）枢纽变电站（一）枢纽变电站枢枢纽纽变变电电站站位位于于电电力力系系统统的的枢枢纽纽点点，连连接接电电力力系系统统高高压压和和中中压压的的几几个个部部分分，汇汇集集多多个个电电源源，电电压压为为330330500kV500kV的的变变电电站站，称称为为枢枢纽纽变变电电站站。全全站站停停电电后后，将将引引起起系系统统解解列列，甚甚至至出现瘫痪。出现瘫痪。P12 变电站的类型（二）中间变电站（二）中间变电站中中间间变变电电站站高高压压侧侧以以交交换换潮潮流流为为主主，起起系系统统交交换换功功率率的的作作用用，或或使使长长距距离离输输电电线线分分段段，一一般般汇汇集集2 23 3个个电电源源，电电压压为为220220330kV330kV，同同时时又又降降压压供供给给当当地地用用电电。这这样样的的变变电电站站起起中中间间环环节节的的作作用用，称称为为中中间间变变电电站站。全全站站停停电电后后，将将引引起起区区域网络解列。域网络解列。P13 变电站的类型（三）地区变电站（三）地区变电站地区变电站高压侧电压一般为地区变电站高压侧电压一般为110110220kV220kV，对地区用户，对地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。全站停电后，仅使该地区中断供电。P14 变电站的类型（四）终端变电站（四）终端变电站终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为为3535110kV110kV，经降压后直接向用户供电的变电站，即为，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全站停电后，只是用户受到损失。终端变电站。全站停电后，只是用户受到损失。P15变电站简介变电站由主变压器、母线、断路器、隔离开关、避雷变电站由主变压器、母线、断路器、隔离开关、避雷器、电容器、电抗器、互感器等设备集合而成。器、电容器、电抗器、互感器等设备集合而成。P16变电站的构成变电站的构成n为了掌握系统运行状态，需要对有关电气量为了掌握系统运行状态，需要对有关电气量进行连续测量，供运行监视、记录；进行连续测量，供运行监视、记录；监测监测n为了保障变压器、输电线路安全运行，需要为了保障变压器、输电线路安全运行，需要实现过流、过压等故障的安全保护；实现过流、过压等故障的安全保护；保护保护n为了向电网调度提供系统运行状态，需要将为了向电网调度提供系统运行状态，需要将运行信息向上级调度传送；运行信息向上级调度传送；远动通信远动通信n为了提供合格的电能，需要进行有关的控制为了提供合格的电能，需要进行有关的控制调节；调节；控制控制P17变电站的构成变电站的构成n n 一次系统：一次系统：一次系统：一次系统：n n 完成电能的传输、分配和电压变换工作；完成电能的传输、分配和电压变换工作；完成电能的传输、分配和电压变换工作；完成电能的传输、分配和电压变换工作；n n n n 二次系统：二次系统：二次系统：二次系统：n n 完成对一次设备及其流经电能的测量、监视和完成对一次设备及其流经电能的测量、监视和完成对一次设备及其流经电能的测量、监视和完成对一次设备及其流经电能的测量、监视和故障的告警、控制、保护以及开关闭锁、厂站远动故障的告警、控制、保护以及开关闭锁、厂站远动故障的告警、控制、保护以及开关闭锁、厂站远动故障的告警、控制、保护以及开关闭锁、厂站远动系统等工作。系统等工作。系统等工作。系统等工作。n n P18 常规变电站的二次系统主要包括继电保护常规变电站的二次系统主要包括继电保护(保护屏保护屏)、故障录波、故障录波(录波屏录波屏)、当地监控、当地监控(控控制屏制屏)以及远动以及远动(中央信号屏中央信号屏)四部分。四部分。n存在的问题：存在的问题：1.四个部分的硬件设备按各自功能单独配置，设备四个部分的硬件设备按各自功能单独配置，设备之间互不兼容；之间互不兼容；2.大量电缆及端子排的使用增加了投资，设计、配大量电缆及端子排的使用增加了投资，设计、配线、安装、调试复杂；线、安装、调试复杂；3.难以实现难以实现“四遥四遥”功能；功能；P19变电站一次设计图（变电站一次设计图（110/10kv）P20概 况 重庆石坪变电站重庆石坪变电站（500kV/220kV/35kV500kV/220kV/35kV）P21概 况 P22P23概 况 P24变电站的重要作用变电站的重要作用变电站在电力系统中具有重要地位和关键作用：变电站在电力系统中具有重要地位和关键作用：变电站在电力系统中具有重要地位和关键作用：变电站在电力系统中具有重要地位和关键作用：n n是电网中输电和配电的集结点；是电网中输电和配电的集结点；是电网中输电和配电的集结点；是电网中输电和配电的集结点；n n是电力系统中变化电压、接受和分配电能、控制是电力系统中变化电压、接受和分配电能、控制是电力系统中变化电压、接受和分配电能、控制是电力系统中变化电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压水平的重要设施；电力流向和调整电压水平的重要设施；电力流向和调整电压水平的重要设施；电力流向和调整电压水平的重要设施；n n是电网能量传递的枢纽；是电网能量传递的枢纽；是电网能量传递的枢纽；是电网能量传递的枢纽；n n是分布式微网发电系统并入电网的接入点；是分布式微网发电系统并入电网的接入点；是分布式微网发电系统并入电网的接入点；是分布式微网发电系统并入电网的接入点；n n是电网运行信息的最主要来源；是电网运行信息的最主要来源；是电网运行信息的最主要来源；是电网运行信息的最主要来源；n n是电网操作控制的执行地；是电网操作控制的执行地；是电网操作控制的执行地；是电网操作控制的执行地；n n是智能电网是智能电网是智能电网是智能电网“电力流、信息流、业务流电力流、信息流、业务流电力流、信息流、业务流电力流、信息流、业务流”三流汇三流汇三流汇三流汇集的焦点；集的焦点；集的焦点；集的焦点；P25变电站的重要作用变电站的重要作用n n由于变电站在电力系统中的重要地位，它由于变电站在电力系统中的重要地位，它们的运行安全与否，将直接影响到电力系们的运行安全与否，将直接影响到电力系统的安全、稳定运行和供电可靠性。统的安全、稳定运行和供电可靠性。n n变电站一旦发生事故，轻则导致事故线路变电站一旦发生事故，轻则导致事故线路段供电中断，段供电中断，重则造成大面积停电重则造成大面积停电；P26特大停电事故及后果特大停电事故及后果P27特大停电事故是现代社会的灾难特大停电事故是现代社会的灾难国家国家国家国家 发生时发生时发生时发生时间间间间 事故名事故名事故名事故名称称称称 事故后果事故后果事故后果事故后果 美国美国美国美国 2003.8.2003.8.2003.8.2003.8.14141414北北北北美美美美东东东东部部部部网网网网损损损损失失失失负负负负荷荷荷荷61.8GW61.8GW61.8GW61.8GW，停停停停电电电电8 8 8 8州州州州1 1 1 1省省省省5000500050005000万万万万人人人人，停停停停电电电电面面面面积积积积24000240002400024000平方公里，最长停电平方公里，最长停电平方公里，最长停电平方公里，最长停电29292929小时，损失小时，损失小时，损失小时，损失300300300300亿美元。亿美元。亿美元。亿美元。瑞典瑞典瑞典瑞典丹麦丹麦丹麦丹麦 2003.9.2003.9.2003.9.2003.9.23232323瑞瑞瑞瑞典典典典丹丹丹丹麦麦麦麦停电停电停电停电1800MW1800MW1800MW1800MW，影响影响影响影响500500500500万人用电，停万人用电，停万人用电，停万人用电，停6.56.56.56.5小时小时小时小时意大利意大利意大利意大利 2003.9.2003.9.2003.9.2003.9.28282828意大利意大利意大利意大利6,400MW6,400MW6,400MW6,400MW的的的的功功功功率率率率缺缺缺缺额额额额，最最最最后后后后导导导导致致致致频频频频率率率率崩崩崩崩溃溃溃溃，停停停停电电电电19191919小小小小时。时。时。时。英国英国英国英国2003.8.2003.8.2003.8.2003.8.28282828伦敦地铁伦敦地铁伦敦地铁伦敦地铁停停停停电电电电724MW724MW724MW724MW，影影影影响响响响41414141万万万万用用用用户户户户，50505050万万万万乘乘乘乘客客客客被被被被困困困困，停停停停电电电电37373737分钟分钟分钟分钟1 1 1 1小时小时小时小时马来西亚马来西亚马来西亚马来西亚 2003.9.2003.9.2003.9.2003.9.1 1 1 1马来西亚马来西亚马来西亚马来西亚马马马马来来来来西西西西亚亚亚亚北北北北方方方方5 5 5 5个个个个州州州州发发发发生生生生大大大大停停停停电电电电事事事事故故故故，停停停停电电电电持持持持续续续续约约约约4 4 4 4个个个个小小小小时。时。时。时。P282006200620062006年国外停电事故年国外停电事故年国外停电事故年国外停电事故国家国家国家国家 发生时发生时发生时发生时间间间间 事故后果事故后果事故后果事故后果 俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯部分地区部分地区部分地区部分地区2006.2006.2006.2006.10.2810.2810.2810.28圣圣圣圣彼彼彼彼得得得得堡堡堡堡部部部部分分分分地地地地区区区区交交交交通通通通和和和和电电电电力力力力供供供供应应应应中中中中断断断断，近近近近百百百百万万万万居居居居民民民民遭遭遭遭受断水之苦，核电站被迫停止运转。受断水之苦，核电站被迫停止运转。受断水之苦，核电站被迫停止运转。受断水之苦，核电站被迫停止运转。美国美国美国美国东北地区东北地区东北地区东北地区 2006.2006.2006.2006.10.2810.2810.2810.28肆肆肆肆虐虐虐虐的的的的狂狂狂狂风风风风将将将将很很很很多多多多社社社社区区区区的的的的树树树树木木木木和和和和电电电电线线线线杆杆杆杆连连连连根根根根拔拔拔拔起起起起，造造造造成成成成美国东北部成千上万的居民生活断电。美国东北部成千上万的居民生活断电。美国东北部成千上万的居民生活断电。美国东北部成千上万的居民生活断电。欧洲电网欧洲电网欧洲电网欧洲电网 2006.2006.2006.2006.11.411.411.411.4法法法法国国国国和和和和德德德德国国国国人人人人口口口口最最最最密密密密集集集集的的的的地地地地区区区区以以以以及及及及比比比比利利利利时时时时、意意意意大大大大利利利利、西西西西班班班班牙牙牙牙、奥奥奥奥地地地地利利利利的的的的部部部部分分分分地地地地区区区区发发发发生生生生停停停停电电电电，其其其其中中中中包包包包括括括括法法法法国国国国首首首首都都都都巴巴巴巴黎黎黎黎部部部部分分分分地地地地区区区区。大大大大多多多多数数数数地地地地区区区区在在在在半半半半小小小小时时时时内内内内恢恢恢恢复复复复供供供供电电电电，最最最最严严严严重的地区停电达重的地区停电达重的地区停电达重的地区停电达1 1个半小时。个半小时。个半小时。个半小时。美国纽约美国纽约美国纽约美国纽约2006.2006.2006.2006.7.177.177.177.17天天天天气气气气过过过过热热热热，造造造造成成成成地地地地下下下下输输输输电电电电线线线线路路路路损损损损伤伤伤伤。纽纽纽纽约约约约市市市市在在在在赖赖赖赖克克克克斯斯斯斯岛岛岛岛的的的的监监监监狱狱狱狱群群群群不不不不得得得得不不不不启启启启用用用用自自自自备备备备发发发发电电电电机机机机 ，受受受受此此此此次次次次停停停停电电电电事事事事故故故故影影影影响响响响的的的的用用用用户户户户人人人人数数数数可可可可能能能能高高高高达达达达1010万万万万人人人人。某某某某些些些些地地地地区区区区停停停停电电电电时时时时间间间间长长长长达一周。达一周。达一周。达一周。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 and CanadaP32P33 可见，变电站是电力系统中不可缺少的可见，变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着行起着举足轻重举足轻重的作用。的作用。P34传统变电站存在什么问题呢？P351.1.传统变电站存在的问题传统变电站存在的问题 P36传统的变电站存在的问题 常规变电站存在着以下缺点：常规变电站存在着以下缺点：(1)(1)安安全全性性、可可靠靠性性不不能能满满足足现现代代电电力力系系统统高高可可靠靠性性的的要要求求。继继电电保保护护、远远动动装装置置、自自动动装装置置可可靠靠性性不不高高，自身无发现故障或缺欠的能力。自身无发现故障或缺欠的能力。(2)(2)供供电电质质量量缺缺乏乏科科学学的的保保证证，大大多多数数变变电电站站不不具具备备调调压能力。压能力。(3)(3)占地面积大，增加了征地投资。占地面积大，增加了征地投资。P37传统的变电站存在的问题(4)(4)不不适适应应电电力力系系统统快快速速计计算算和和实实时时控控制制的的要要求求。不不能能及及时时向向调调度度（控控制制）中中心心提提供供各各种种运运行行参参数数，变变电电站站缺乏自动控制和调控手段。缺乏自动控制和调控手段。(5)(5)维维护护工工作作量量大大，设设备备可可靠靠性性差差，不不利利于于提提高高运运行行管管理水平和自动化水平。理水平和自动化水平。(6)(6)人员操作动作慢，易出现误操作。人员操作动作慢，易出现误操作。P38什么是变电站综合自动化？P392.2.变电站综合自动化的概念变电站综合自动化的概念P40变电站综合自动化的产生背景 随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，变电随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，变电站综合自动化技术也得到了迅速发展。站综合自动化技术也得到了迅速发展。变电站自动化是应用控制技术、信息技术和通信技术，变电站自动化是应用控制技术、信息技术和通信技术，通过计算机软硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行通过计算机软硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术、远动技术、变电站自动化的范畴包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术及变电站其他智能技术等。继电保护技术及变电站其他智能技术等。P41变电站综合自动化的产生背景第第一一，随随着着我我国国电电力力工工业业和和电电力力系系统统的的发发展展，对对变变电电站站的的安安全全、经经济济运运行行要要求求越越来来越越高高，实实现现变变电电站站综综合合自自动动化化，可可提提高高电电网网的的安安全全、经经济济运运行行水水平平，减减少少基基建建投投资，并为推广变电站无人值班提供了手段；资，并为推广变电站无人值班提供了手段；第第二二，随随着着电电网网复复杂杂程程度度的的增增加加，各各级级调调度度中中心心要要求求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况；更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况；实际情况的要求：情况的要求：P42变电站综合自动化的产生第第三三，为为提提高高变变电电站站的的可可控控性性，要要求求采采用用更更多多的的远远方方集中控制、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；第第四四，利利用用现现代代计计算算机机技技术术、通通信信技技术术等等，提提供供先先进进的的技技术术装装备备，可可改改变变传传统统的的二二次次设设备备模模式式，实实现现信信息息共共享，简化系统，减少电缆，减少占地面积；享，简化系统，减少电缆，减少占地面积；第五，对变电站进行全面的技术改造。第五，对变电站进行全面的技术改造。P43变电站综合自动化的概念 变变电电站站综综合合自自动动化化是是将将变变电电站站的的二二次次设设备备（包包括括测测量量仪仪表表、信信号号系系统统、继继电电保保护护、自自动动装装置置和和远远动动装装置置等等）经经过过功功能能的的组组合合和和优优化化设设计计，利利用用先先进进的的计计算算机机技技术术、现现代代电电子子技技术术、通通信信技技术术和和信信号号处处理理技技术术，实实现现对对全全变变电电站站的的主主要要设设备备和和输输、配配电电线线路路的的自自动动监监视视、测测量量、自自动动控控制制和和微微机机保保护护，以以及及与调度通信等综合性的自动化功能。与调度通信等综合性的自动化功能。P44变电站综合自动化系统 变变电电站站综综合合自自动动化化系系统统，即即利利用用多多台台微微型型计计算算机机和和大大规规模模集集成成电电路路组组成成的的自自动动化化系系统统，代代替替常常规规的的测测量量和和监监视视仪仪表表，代代替替常常规规控控制制屏屏、中中央央信信号号系系统统和和远远动动屏屏，用用微微机机保保护护代代替替常常规规的的继继电电保保护护屏屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。P45变电站综合自动化的特点(1)(1)功能综合化功能综合化(2)(2)操作监视微机化操作监视微机化(3)(3)结构分布分层化结构分布分层化(4)(4)通信网络光缆化通信网络光缆化(5)(5)运行管理智能化运行管理智能化 P46比较项目比较项目常规变电站常规变电站综合自动化变电站综合自动化变电站继电继电保护及保护及自动装置自动装置大多电磁型、小规模集大多电磁型、小规模集成电路型、晶体管型成电路型、晶体管型微机型或大规模集成电路微机型或大规模集成电路型型二次二次信息传信息传输设备输设备大量电缆，传输模拟信大量电缆，传输模拟信号，强电传输（信息量号，强电传输（信息量小、灵活性差、可靠性小、灵活性差、可靠性低、功耗大）低、功耗大）网网线、光纤，传输数字信线、光纤，传输数字信号，弱电传输号，弱电传输处理核心处理核心人（受值班人员的技术人（受值班人员的技术水平等条件影响正确性、水平等条件影响正确性、可靠性）可靠性）计算机（按规定程序执行）计算机（按规定程序执行）指示仪表指示仪表模拟式（表计指针式，模拟式（表计指针式，误差大）误差大）数字指示（监控系统上）数字指示（监控系统上）信号系统信号系统灯光（光字牌）、音响灯光（光字牌）、音响（电笛、电铃），为一（电笛、电铃），为一对一信息。对一信息。告警信息、报文、音响告警信息、报文、音响（电笛、电铃）、语音，（电笛、电铃）、语音，信息共享，一对多信息。信息共享，一对多信息。其他其他占占地面积大，控制室设地面积大，控制室设备复杂。备复杂。占地面积小，控制室设备占地面积小，控制室设备简单。简单。P473.3.变电站实现综合自动化的优越性变电站实现综合自动化的优越性 P48变电站实现综合自动化的优越性(1)(1)提高供电质量、提高电压合格率提高供电质量、提高电压合格率 如电压、无功自动控制功能，可以大大提高电压合格率，无功潮流合理、降低网损、节约电能损耗。(2)(2)提高变电站的安全、可靠运行水平提高变电站的安全、可靠运行水平 微机保护和微机自动装置具有故障自诊能力，使二次系统的可靠性大大提高。(3)(3)提高电力系统的运行、管理水平提高电力系统的运行、管理水平 变电站的监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动完成，并将检测到的参数及时送往调度中心，使调度员能及时掌握各变电站的运行情况，也能对它进行必要的调节与控制，大大提高了运行管理水平。P49变电站实现综合自动化的优越性(4)(4)缩小变电站占地面积，降低造价、减少总投资。缩小变电站占地面积，降低造价、减少总投资。结构紧凑、体积小、功能强。(5)(5)减少维护工作量，减小值班员劳动，实现减人增效。减少维护工作量，减小值班员劳动，实现减人增效。(6)(6)减少人为误操作的可能。减少人为误操作的可能。(7)(7)有利于提高变电站无人值班管理水平。有利于提高变电站无人值班管理水平。P50无人值班变电站 无无人人值值班班变变电电站站即即指指无无固固定定值值班班人人员员在在当当地地进进行行日常监视与操作的变电站。日常监视与操作的变电站。无无人人值值班班变变电电站站的的基基础础是是变变电电站站有有较较高高的的自自动动化化水水平平，变变电电站站内内简简单单、单单项项的的操操作作由由基基础础自自动动化化装装置置自自动动完完成成，而而复复杂杂的的涉涉及及系系统统运运行行的的操操作作则则由由远远方调度（控制）中心来完成。方调度（控制）中心来完成。变变电电站站综综合合自自动动化化系系统统不不仅仅可可以以全全面面提提高高无无人人值班变电站的技术水平，也可提高其可靠性。值班变电站的技术水平，也可提高其可靠性。P51国内外无人值班变电站的发展简况国内外无人值班变电站的发展简况n n国外发展简况国外发展简况国外发展简况国外发展简况 国际上，西欧、北美、日本等地区和国家的国际上，西欧、北美、日本等地区和国家的国际上，西欧、北美、日本等地区和国家的国际上，西欧、北美、日本等地区和国家的绝大多数变电站，包括许多绝大多数变电站，包括许多绝大多数变电站，包括许多绝大多数变电站，包括许多500kV500kV和和和和380kV380kV的变的变的变的变电站都实行无人值班；电站都实行无人值班；电站都实行无人值班；电站都实行无人值班；大、中、小型水电站也出现了无人值班和少大、中、小型水电站也出现了无人值班和少大、中、小型水电站也出现了无人值班和少大、中、小型水电站也出现了无人值班和少人值班：人值班：人值班：人值班：意大利意大利：474474个水电站中，无人值班达个水电站中，无人值班达个水电站中，无人值班达个水电站中，无人值班达408408个；个；个；个；法国法国：450个个水电站中，无人值班达水电站中，无人值班达水电站中，无人值班达水电站中，无人值班达403403个；个；个；个；日本：日本：无人值班站达无人值班站达无人值班站达无人值班站达90%90%以上；以上；以上；以上；P52国内外无人值班变电站的发展简况国内外无人值班变电站的发展简况n n国内发展简况国内发展简况国内发展简况国内发展简况 20 20世纪世纪世纪世纪9090年代中期，实现一批年代中期，实现一批年代中期，实现一批年代中期，实现一批35220kV35220kV无无无无人值班变电站；人值班变电站；人值班变电站；人值班变电站；P53无人值班变电站的目的和意义无人值班变电站的目的和意义n n适应国民经济发展形势的需要适应国民经济发展形势的需要n n 对于人口密集的城市，由于可占用的土地少，出线困难，对于人口密集的城市，由于可占用的土地少，出线困难，造价高等原因，建设变电站很困难。造价高等原因，建设变电站很困难。解决措施：解决措施：解决措施：解决措施：1 1）把变电站转入地下；）把变电站转入地下；）把变电站转入地下；）把变电站转入地下；2 2）一次设备采用组合电器，减少一次设备的占地面积；）一次设备采用组合电器，减少一次设备的占地面积；）一次设备采用组合电器，减少一次设备的占地面积；）一次设备采用组合电器，减少一次设备的占地面积；3 3）采用微机保护和自动装置，缩小二次设备的占地面积；）采用微机保护和自动装置，缩小二次设备的占地面积；）采用微机保护和自动装置，缩小二次设备的占地面积；）采用微机保护和自动装置，缩小二次设备的占地面积；4 4）建设无人值班变电站，节省生活用房，缩小占地面积；）建设无人值班变电站，节省生活用房，缩小占地面积；）建设无人值班变电站，节省生活用房，缩小占地面积；）建设无人值班变电站，节省生活用房，缩小占地面积；n对于人口密度小，经济不发达的偏远地区，发展无人值班对于人口密度小，经济不发达的偏远地区，发展无人值班也很重要：也很重要：居民稀少，变电站偏远且分散，与调度所的平均距离超过居民稀少，变电站偏远且分散，与调度所的平均距离超过居民稀少，变电站偏远且分散，与调度所的平均距离超过居民稀少，变电站偏远且分散，与调度所的平均距离超过100km100km，交通不方便，运行人员的生活条件相当艰苦；，交通不方便，运行人员的生活条件相当艰苦；，交通不方便，运行人员的生活条件相当艰苦；，交通不方便，运行人员的生活条件相当艰苦；P54无人值班变电站的目的和意义无人值班变电站的目的和意义n n提高运行的可靠性提高运行的可靠性n n变电站值班员的工作可分为两大部分：变电站值班员的工作可分为两大部分：变电站值班员的工作可分为两大部分：变电站值班员的工作可分为两大部分：1.1.运行监视、抄表记录、开关操作、事件记录；运行监视、抄表记录、开关操作、事件记录；运行监视、抄表记录、开关操作、事件记录；运行监视、抄表记录、开关操作、事件记录；由调度中心通过由调度中心通过“四遥四遥”实现；实现；2.设备巡视、事故处理、设备维护、不具备远方操设备巡视、事故处理、设备维护、不具备远方操设备巡视、事故处理、设备维护、不具备远方操设备巡视、事故处理、设备维护、不具备远方操作功能的隔离开关操作；作功能的隔离开关操作；作功能的隔离开关操作；作功能的隔离开关操作；由巡检中心到现场实施；由巡检中心到现场实施；据统计：将有人值班变电站改为无人值班后，误操作率降低据统计：将有人值班变电站改为无人值班后，误操作率降低了了60%，遥控正确动作率高于，遥控正确动作率高于98%，明显提高了运行的，明显提高了运行的可靠性；可靠性；P55无人值班变电站的目的和意义无人值班变电站的目的和意义n n提高经济效益和劳动生产率提高经济效益和劳动生产率 包括安全效益和基本建设效益：减少人员开支，减少生包括安全效益和基本建设效益：减少人员开支，减少生包括安全效益和基本建设效益：减少人员开支，减少生包括安全效益和基本建设效益：减少人员开支，减少生活设施投资，减少后勤保障负担；活设施投资，减少后勤保障负担；活设施投资，减少后勤保障负担；活设施投资，减少后勤保障负担；n n降低变电站建设成本降低变电站建设成本 布局紧凑，控制室小或不设控制室，不设生活用房和设布局紧凑，控制室小或不设控制室，不设生活用房和设布局紧凑，控制室小或不设控制室，不设生活用房和设布局紧凑，控制室小或不设控制室，不设生活用房和设施，占地面积小，缩短建设周期；施，占地面积小，缩短建设周期；施，占地面积小，缩短建设周期；施，占地面积小，缩短建设周期；P56无人值班变电站需具备的条件无人值班变电站需具备的条件n变电站的主接线尽量简化变电站的主接线尽量简化n主设备运行稳定可靠主设备运行稳定可靠n可靠的通信通道可靠的通信通道n可靠、实用、先进的调度控制中心可靠、实用、先进的调度控制中心n制定相应的运行管理和操作维护制度制定相应的运行管理和操作维护制度n加强安全防范设施加强安全防范设施n设立遥视监控系统设立遥视监控系统P574.4.变电站自动化技术的发展概况变电站自动化技术的发展概况 P58变电站自动化技术的发展概况 一国外概况一国外概况国国外外变变电电站站综综合合自自动动化化系系统统的的发发展展概概况况始始于于20世世纪纪70年年代代后期，后期，80年代发展较快。年代发展较快。国国际际上上变变电电站站综综合合自自动动化化的的研研究究工工作作于于7070年年代代中中、后后期期开开始始。据据报报道道，目目前前在在西西欧欧、北北美美及及日日本本等等发发达达国国家家，绝绝大大多多数数变变电电站站（500kV500kV，380kV380kV及及以以下下电电压压等等级级）都都已已是是无无人值班，且管理人员很少，或集中或在家值班。人值班，且管理人员很少，或集中或在家值班。P59变电站自动化技术的发展概况 一国外概况一国外概况1.1.美国美国美美国国田田纳纳西西流流域域管管理理局局（TAVTAV）负负责责管管理理161500kV161500kV电电压压等等级级的的电电网网和和部部分分69.46kV69.46kV电电网网，供供电电面面积积80008000平平方方公公里里，电电 网网 最最 高高 负负 荷荷 为为 26000MW26000MW，平平 均均 负负 荷荷 为为1600017000MW1600017000MW，19951995年年平平均均停停电电时时间间为为7min7min，供供电电可靠性为可靠性为99.999%99.999%，对变电系统全部实现，对变电系统全部实现“四遥四遥”。P60变电站自动化技术的发展概况 1.1.美国美国TAVTAV电电网网协协调调是是由由一一个个负负荷荷控控制制中中心心和和5 5个个电电网网控控制制中中心心组组成成，共共控控制制160160座座变变电电站站和和若若干干小小型型水水电电站站。控控制制中中心心控控制制161/69kV161/69kV变变电电站站、26272627台台开开关关，所所有有变变电电站站均均无无人人值值班。班。TAVTAV系系统统的的通通信信以以光光纤纤和和微微波波通通信信为为主主，有有4 4根根光光缆缆（6868芯芯/根），电路总长为根），电路总长为1600km.1600km.TAVTAV正正在在建建造造新新的的调调度度中中心心，将将把把电电网网控控制制中中心心与与负负荷荷控控制制中中心心合合为为一一体体，主主要要功功能能和和任任务务包包括括负负荷荷与与发发电电的的协协调调，输输电电调调度度，发发电电计计划划，运运行行支支持持，系系统统安安全全，与与邻邻网网电电量量交换几商务结算，市场预测等。交换几商务结算，市场预测等。P61变电站自动化技术的发展概况 2.2.日本日本西西京京电电力力公公司司的的无无人人值值班班变变电电站站在在7070年年代代初初就就达达60%60%以以上上，19751975年年引引入入计计算算机机集集中中监监控控系系统统，8080年年代代90%90%以以上上变变电电站实现自动化控制。站实现自动化控制。日日本本1010家家电电力力公公司司供供电电可可靠靠性性统统计计，19861986年年停停电电次次数数4.854.85次次，停停电电时时间间701min701min，到到19941994年年，停停电电次次数数仅仅为为0.210.21次次，停停电电时时间间缩缩短短到到38min,38min,其其中中东东京京电电力力公公司司的的实实绩绩为：为：1215min1215min，可靠性达到，可靠性达到99.997%99.997%。P62变电站自动化技术的发展概况 3.3.法国法国全全国国电电力力公公司司（EDFEDF）实实行行的的是是单单一一垄垄断断经经管管，19951995年年EDFEDF总总装装机机容容量量达达到到97450MW97450MW，它它是是西西欧欧联联合合电电网网的的重重要要成员。现在成员。现在90%90%以上变电站为无人值班。以上变电站为无人值班。对用户的平均年停电时间标准是对用户的平均年停电时间标准是1.5h1.5h，但实绩为，但实绩为45min45min。P63变电站自动化技术的发展概况 二国内情况二国内情况我国变电站综合自动化的发展过程：开始于20世纪80年代中期，20世纪80年代后期，不少高等院校、研究单位和生产厂家投入到变电站综合自动化的研究中，20世纪90年代，变电站综合自动化成为热点，变电站综合自动化成为新建变电站的主导技术。35kV-750kV35kV-750kV变电站约变电站约1400014000座座,每年新增变电站的数量约为每年新增变电站的数量约为3%3%P64n n主要生产厂家主要生产厂家:n n国外国外:ABB:ABB、SIEMENSSIEMENS、GE GE 等等;n n国内国内:南瑞集团、北京四方、许继电气、南瑞集团、北京四方、许继电气、n n 国电南自等国电南自等 国外起步较早国外起步较早,几大公司代表国际水平几大公司代表国际水平,占领大占领大部分国际市场部分国际市场,装置有技术优势装置有技术优势;国内起步晚国内起步晚,进步快进步快,在中低压技术领域在中低压技术领域,已完全已完全实现国产化实现国产化.超高压大多实现国产化超高压大多实现国产化;国内中低压国内中低压产品产品产品产品已开始走向国际市场已开始走向国际市场;P65型号型号型号型号生产厂家生产厂家生产厂家生产厂家监控机操作系统监控机操作系统监控机操作系统监控机操作系统CSC2000 V2CSC2000 V2北京四方北京四方北京四方北京四方Windows/UNIXWindows/UNIXBSJ-2200BSJ-2200南瑞科技南瑞科技南瑞科技南瑞科技UNIXUNIXRCS-9000RCS-9000南瑞南瑞南瑞南瑞UNIXUNIXRCS-9600RCS-9600（RCS-9700RCS-9700）南瑞继保南瑞继保