《变电站自动化系统》PPT课件.ppt

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1、3.变电站自动化系统变电站自动化系统o远动终端的发展远动终端的发展o的主要功能和结构的主要功能和结构o的各个输入输出通道（模块）的各个输入输出通道（模块）o的数据处理的数据处理o配电变电站中配电变电站中RTU需考虑的问题（略）需考虑的问题（略）o变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统变电站自动化系统简介：变电站自动化系统简介：模拟量模拟量模拟量模拟量YCYC电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器TVTV电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器TATA变送器变送器变送器变送器A/DA/D转换器转换器转换器转换器BCDBCD转换转换转换转换调调调调度度度度所所所所模模模模拟拟拟拟盘盘盘盘遥信量

2、遥信量遥信量遥信量YXYX远距离收集远距离收集远距离收集远距离收集信息自动化信息自动化信息自动化信息自动化远动终端的发展远动终端的发展oo直流采样直流采样交流采样交流采样oo单单CPU 多多CPUoo小容量小容量大容量大容量oo简单功能简单功能丰富功能丰富功能ooRTU：Remote Terminal Unit，远程，远程终端控制系统，终端控制系统，是一是一种远端测控单元装置，种远端测控单元装置，负责对现场信号、工负责对现场信号、工业设备的监测和控制。业设备的监测和控制。的主要功能和结构的主要功能和结构oo的主要功能的主要功能的主要功能的主要功能oo1 1）数据采集）数据采集）数据采集）数据采

3、集oo遥测（遥测（遥测（遥测（YCYC）：）：）：）：oo遥信（遥信（遥信（遥信（YXYX）：）：）：）：oo2 2）执行命令）执行命令）执行命令）执行命令oo遥控（遥控（遥控（遥控（YKYK）：）：）：）：oo摇调（摇调（摇调（摇调（YTYT）：）：）：）：oo具体解释：具体解释：具体解释：具体解释：oo1 1）数据采集）数据采集）数据采集）数据采集oo采集模拟量、数字量、采集模拟量、数字量、采集模拟量、数字量、采集模拟量、数字量、脉冲量脉冲量脉冲量脉冲量oo采集开关量采集开关量采集开关量采集开关量/状态量状态量状态量状态量oo2 2）执行命令）执行命令）执行命令）执行命令oo执行断路器分、

4、合，电容器或执行断路器分、合，电容器或执行断路器分、合，电容器或执行断路器分、合，电容器或电抗器投、切，分级升降场合电抗器投、切，分级升降场合电抗器投、切，分级升降场合电抗器投、切，分级升降场合oo执行有载调压变压器抽头的升、执行有载调压变压器抽头的升、执行有载调压变压器抽头的升、执行有载调压变压器抽头的升、降降降降o3）与）与SCADA系统的数据系统的数据通信通信o4）事件顺序记录）事件顺序记录SOE：o5）系统对时：）系统对时：o6）电能采集）电能采集PA：o7）自恢复和自检测：）自恢复和自检测：o8）其他功能：）其他功能：o4）Sequence Of Event记录故障记录故障发生的时间

5、和事件的类型，比如发生的时间和事件的类型，比如某开关某开关XX时时XX分分XX秒秒XX毫秒毫秒发生什么类型的故障。发生什么类型的故障。黑匣子黑匣子o5）GPS对时对时；软件对时；软件对时o6）采集变电站各条进线和出线）采集变电站各条进线和出线及主变两侧的电能值。及主变两侧的电能值。o7）故障时迅速自动恢复）故障时迅速自动恢复o8）（）（1）当地显示与参数整定输）当地显示与参数整定输入；（入；（2）一发多收；（）一发多收；（3）CRT显示，打印制表。显示，打印制表。o的结构和分类的结构和分类o硬件结构分：硬件结构分：o采样方式分：采样方式分：o组屏方式分：组屏方式分：o体系结构分：体系结构分：o

6、外形上分：外形上分：o单单CPU结构，多结构，多CPU结构结构o直流采样，交流采样直流采样，交流采样o集中组屏，分散布置集中组屏，分散布置o集中式，分布式集中式，分布式o机柜式，机箱式，壁挂式，机柜式，机箱式，壁挂式，单元模块式单元模块式单单CPU和多和多CPU结构结构RTUo单单CPU：无微机保护功能、容量小、并行总线、：无微机保护功能、容量小、并行总线、集中布置、集中组屏集中布置、集中组屏o多多CPU：串行总线、任务分散、结构灵活、：串行总线、任务分散、结构灵活、方便扩展方便扩展的各个输入输出通道（模块）的各个输入输出通道（模块）o1.模拟量输入通道（模拟量）模拟量输入通道（模拟量）o2.

7、模拟量输出通道模拟量输出通道YTo3.开关量的输入开关量的输入YX/输出通道输出通道YKo4.数字量采集（数字量）数字量采集（数字量）o5.电能量采集（脉冲量）电能量采集（脉冲量）的各个输入输出通道（模块）的各个输入输出通道（模块）o1.模拟量输入通道模拟量输入通道o1）直流采样）直流采样o定义：采用电量变送器进行采样定义：采用电量变送器进行采样o原理：原理：直流采样各部件功能解释：直流采样各部件功能解释：o电量变送器作用：电量变送器作用：o强电（强电（100V，5A）弱弱电（电（5V，1mA）o交流交流直流直流o瞬时信号瞬时信号有效信号有效信号o输入输出保持线性关系输入输出保持线性关系o输入

8、与输出隔离输入与输出隔离o滤波电路滤波电路(RC电路电路)作用：作用：o提高信提高信/噪比噪比o将电信号处理为将电信号处理为A/D能能接受的范围接受的范围o多路转换开关多路转换开关MUX作用：作用：o选择一路信号通过开关选择一路信号通过开关送入送入A/Do采样保持器采样保持器S/H作用：作用：o保持采集模拟信号到保持采集模拟信号到A/D转换结束转换结束o2）交流采样）交流采样o定义：不经过变送器，以交流模拟信号供定义：不经过变送器，以交流模拟信号供A/D按一定规律进行直接采样，并加以处理，按一定规律进行直接采样，并加以处理，计算出电压、电流有效值及有功、无功功率计算出电压、电流有效值及有功、无

9、功功率的采样方法。的采样方法。o2.模拟量输出通道模拟量输出通道YTo锁存器的作用：保持数字量的稳定锁存器的作用：保持数字量的稳定o3.开关量的输开关量的输入入YX/输出通输出通道道YKo开关的两种开关的两种状态：闭合、状态：闭合、断开断开o国际电工委国际电工委员会员会IEC标准：标准：“0”表示断表示断开开“1”表示表示闭合闭合o1）开关量）开关量输入输入YXo断路器和断路器和隔离开关隔离开关等的位置等的位置状态信息状态信息都取自它都取自它们的们的辅助辅助触点触点。o2）开关量输出）开关量输出YKo4.数字量采集数字量采集o数字量：数字水位计、数字频率计数字量：数字水位计、数字频率计o原因：

10、直接以二进制数码输出原因：直接以二进制数码输出o5.电能量采集（脉冲量）电能量采集（脉冲量）o原理：脉冲电能表能提供与电量成正比的脉原理：脉冲电能表能提供与电量成正比的脉冲数冲数的数据处理的数据处理o1.遥测量的标度变换遥测量的标度变换o标度变换：乘系数的过程标度变换：乘系数的过程o作用：为了显示、打印、报警等，必须把数字量转作用：为了显示、打印、报警等，必须把数字量转换成具有不同量纲的数值，以便于操作人员进行监换成具有不同量纲的数值，以便于操作人员进行监视与管理。视与管理。o乘系数：乘系数：（例题）（例题）o目的：维持输入模拟量与目的：维持输入模拟量与A/D输出值保持线性关系输出值保持线性关

11、系oK=S/DoS：遥测量实际值：遥测量实际值oD：A/D转换后的值转换后的值oK：标度变换系数：标度变换系数o2.事故追忆事故追忆（例题）（例题）o定义：记录故障发生的时间和事件的类型定义：记录故障发生的时间和事件的类型o作用：分析事故原因作用：分析事故原因o计算事故追忆需要内存单元数：计算事故追忆需要内存单元数：o（事故前（事故前N1个遥测数据个遥测数据+事故后事故后N2个遥测数据）个遥测数据）2 N个遥测量个遥测量o遥测数据存储方法：遥测数据存储方法：o1）移动内存原有数据）移动内存原有数据o2）移动内存地址指针）移动内存地址指针变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统o1.变电站综合自

12、动化系统的功能和发展变电站综合自动化系统的功能和发展o定义：全所智能化控制单元和其之间的通信定义：全所智能化控制单元和其之间的通信联络联络o功能要求：安全、傻瓜、可检测、可通信、功能要求：安全、傻瓜、可检测、可通信、四遥四遥o2.变电站综合自动化系统的结构变电站综合自动化系统的结构o种类：种类：o1）集中式；）集中式；2）分布集中式；）分布集中式；3）分层分散式）分层分散式o1）集中式：集中采集变电站）集中式：集中采集变电站YC和和YX量，量，集中进行计算机处理，再分别完成微机控制集中进行计算机处理，再分别完成微机控制保护和自动控制功能。保护和自动控制功能。o特点：造价低、结构紧凑、体积小特点

13、：造价低、结构紧凑、体积小o缺点：软件复杂、不可靠、不灵活缺点：软件复杂、不可靠、不灵活o2）分布集中式：根据功能不同，把整个自）分布集中式：根据功能不同，把整个自动化系统组成多个屏动化系统组成多个屏o优点：优点：o（1）采用分层管理模式）采用分层管理模式o（2）分布式的配置）分布式的配置o（3）继电保护相对独立）继电保护相对独立o（4）具有和系统控制中心通信能力）具有和系统控制中心通信能力o（5）集中组屏，管理维护方便）集中组屏，管理维护方便o缺点：集中式安装时需要电缆较多，投资高缺点：集中式安装时需要电缆较多，投资高o3）分层分散式）分层分散式脉冲脉冲黑匣子黑匣子o定义：是飞机专用的电子记

14、录设备之一，名为航空定义：是飞机专用的电子记录设备之一，名为航空飞行记录器。飞行记录器。o作用：里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，飞作用：里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把所记录的参数重新放出来，供飞行实验、事故分析所记录的参数重新放出来，供飞行实验、事故分析之用。之用。o特点：具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海特点：具有极

15、强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。o世界上所有的空难原因都是通过黑匣子找出来的。世界上所有的空难原因都是通过黑匣子找出来的。GPS对时对时o在变电站中，各类自动化及继电保护装置的在变电站中，各类自动化及继电保护装置的时间同步是进行事故分析的基准，计算机监时间同步是进行事故分析的基准，计算机监控系统、故障录波器和微机保护装置都需要控系统、故障录波器和微机保护装置都需要由统一的时钟源向它们提供标准时间。国内由统一的时钟源向它们提供标准

16、时间。国内变电站主要以变电站主要以GPS时间信号作为主时钟的外时间信号作为主时钟的外部时间基准。部时间基准。o3种对时方式：硬对时（分对时或秒对时）、种对时方式：硬对时（分对时或秒对时）、软对时（即由通讯报文来对时）和编码对时软对时（即由通讯报文来对时）和编码对时（应用广泛的（应用广泛的IRIG-B对时）。对时）。事故追忆计算事故追忆计算o已知已知RTU中每个遥测量的工作区一次只能保中每个遥测量的工作区一次只能保存存10个数据，事故追忆要求保留事故前的个数据，事故追忆要求保留事故前的3个数据，事故后的个数据，事故后的4个数据，每个遥测量占个数据，每个遥测量占2个字节。如果有个字节。如果有100

17、个遥测量，则安排用于个遥测量，则安排用于事故追忆的内存单元数目是多少？事故追忆的内存单元数目是多少？标度转换实例标度转换实例o用四位十进数显示用四位十进数显示RTU的的4YC测量测量2500A线路线路电流。运行时被测量有电流。运行时被测量有10%的波动。装置中用的波动。装置中用12位位A/D芯片工作于芯片工作于5V交流采样方式对变送交流采样方式对变送器输出直流电压进行采样，器输出直流电压进行采样，A/D芯片基准电压芯片基准电压为为10V。求：。求：o（1）用最大值法求标度变换应取系数？）用最大值法求标度变换应取系数？o（2）装置正常工作时，若被测量为）装置正常工作时，若被测量为2700A，求此时输入求此时输入A/D转换器的模拟电压？转换器的模拟电压？