供配电技术 第8章 供配电系统综合自动化.ppt

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1、供配电技术供配电技术供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化学习目标我我国国水水力力资资源源主主要要集集中中在在西西部部和和西西南南部部，这这两两地地区区可可开开发发电电量量占占全全国国82.9%；煤煤炭炭资资源源华华北北和和西西北北两两地地区区占占80%；而而负负荷荷中中心心集集中中在在中中部部和和东东部部沿沿海海，这这两两地地区区的的经经济济总总量量占占全全国国82%，电电力力消消费费占占78%。这这种种差差异异，决决定定了了电电力力工工业业发发展展必须实行必须实行西电东送、南北互供、全

2、国联网西电东送、南北互供、全国联网西电东送、南北互供、全国联网西电东送、南北互供、全国联网的战略。的战略。要要做做到到全全国国联联网网，供供电电可可靠靠性性水水平平要要相相应应提提高高。因因此此，加加强强发发电电厂厂、变变电电站站的的安安全全、可可靠靠运运行行、提提高高综综合合自自动动化化水水平平极极为为重重要要，90年年代代起起变变电电站站综综合合自自动动化化系系统统已已成成为为我我国国电电力力科研单位及电力用户的热门话题。科研单位及电力用户的热门话题。对对变变电电站站自自动动化化系系统统（SAS）的的定定义义为为：变变电电站站自自动动化化系系统就是在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化

3、。统就是在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化 综合自动化系统相关基本综合自动化系统相关基本概念和工作原理概念和工作原理 任务导入 变电站综合自动化系统的组变电站综合自动化系统的组成、基本通信方式、无人值班成、基本通信方式、无人值班变电站的运行和管理模式变电站的运行和管理模式了解了解了解了解熟悉熟悉熟悉熟悉第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.1 综合自动化系统概述综合自动化系统概述 8.1.1 供配电站综合自动化的

4、基本概念供配电站综合自动化的基本概念 自动化自动化自动化自动化采用自动装置改采用自动装置改进设备以减少人进设备以减少人的干预的干预 自动装置自动装置自动装置自动装置由一个或多个继电器或逻辑元由一个或多个继电器或逻辑元件组合在一起，预定完成某项件组合在一起，预定完成某项规定自动化功能的规定自动化功能的设备设备综合自动化综合自动化综合自动化综合自动化利用自动化技术实现对变电站二次设备功利用自动化技术实现对变电站二次设备功能的重组和优化，从而对全部设备的运行能的重组和优化，从而对全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调。情况执行监视、测量、控制和协调。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化

5、供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.1.2 变配电站综合自动化系统变配电站综合自动化系统 变变电电所所综综合合自自动动化化系系统统以以其其简简单单可可靠靠、可可扩扩展展性性强强、兼兼容容性性好好等等特特点点被被广广泛泛采采用用。从从结结构构型型式式上上综综合合自自动动化化系系统统可可分分为为集集中中式式、分分布布式式和和分分层层分分布式三种。布式三种。1.1.集中式综合自动化系统集中式综合自动化系统集中式综合自动化系统集中式综合自动化系统 采用模块化集中式立柜结构，采用模块化集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜，所有的控各控制保护功能均集中在

6、专用的采集、控制保护柜，所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化2.分层布置式结构的综合自动化系统分层布置式结构的综合自动化系统 此结构形式的系统是目前国内外主流厂家广泛采用的模式。按此结构形式的系统是目前国内外主流厂家广泛采用的模式。按变电站自动化系统二次设备分布现状可纵向分为变电站层、通信变电站自动化系统二次设备分布现状可

7、纵向分为变电站层、通信层和间隔层，并按其功能组装成多个屏，集中安装在主控室。层和间隔层，并按其功能组装成多个屏，集中安装在主控室。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.1.2 变配电站综合自动化通信系统变配电站综合自动化通信系统 通过系统信息交换，可实现信息共享，提供常规的变电站二次通过系统信息交换，可实现信息共享，提供常规的变电站二次设备所不能提供的功能，减少变电站设备的重复配置，简化设备设备所不能提供的功能，减少变电站设备的重复配置，简化设备之间的互连，从整体上提高电力系统及变电站的自动化水平。之间的互连，从整体上提高电

8、力系统及变电站的自动化水平。信信息源、受信者和传输路径息源、受信者和传输路径是通信的是通信的三要素三要素。变变电电所所综综合合自自动动化化的的主主要要目目的的不不仅仅仅仅是是用用以以微微机机为为核核心心的的保保护护和和控控制制装装置置来来代代替替传传统统变变电电站站的的保保护护和和控控制制装装置置，关关键键在在于于实现信息交换。实现信息交换。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化变电站综合自动化通信的功能变电站综合自动化通信的功能综合自动化系统的现场级通信综合自动化系统的现场级通信综合自动化系统的现场级通信综合自动化系统的现场级

9、通信 主主要要解解决决自自动动化化系系统统内内部部各各子子系系统统与与上上位位机机（监监控控主主机机）间的数据通信和信息交换问题。间的数据通信和信息交换问题。自动化系统与上级调度通信自动化系统与上级调度通信自动化系统与上级调度通信自动化系统与上级调度通信 综综合合自自动动化化系系统统必必须须兼兼有有远远程程终终端端控控制制系系统统RTU遥遥信信、遥遥测测、遥遥控控和和遥遥调调的的四四遥遥功功能能，可可将将所所采采集集的的模模拟拟量量和和开开关关状状态态信信息息，以以及及事事件件顺顺序序记记录录等等远远传传至至调调度度端端；同同时时能能接接收收调调度端下达的各种操作、控制、修改定值等命令。度端下

10、达的各种操作、控制、修改定值等命令。通通信信规规约约必必须须符符合合部部颁颁规规定定。目目前前最最常常用用的的有有IEC60870 101/103/104和和CDT等规约。等规约。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化数据通信的传输方式数据通信的传输方式并行数据并行数据通信方式通信方式传输速度快。有时可高达每秒几十、几百兆字节。传输速度快。有时可高达每秒几十、几百兆字节。并行数据传送的软件和通信规约简单。并行数据传送的软件和通信规约简单。并行传输需要传输信号线多，成本高，因此只适用并行传输需要传输信号线多，成本高，因此只适用于传

11、输距离较短且传输速度较高的场合。于传输距离较短且传输速度较高的场合。串行数据串行数据通信方式通信方式通信数据各不同位，位数很多和远距离传送时，通信数据各不同位，位数很多和远距离传送时，可分时使用同一传输线，并且可以简化接线。可分时使用同一传输线，并且可以简化接线。通信速度较慢，通信软件相对复杂。适合于远距通信速度较慢，通信软件相对复杂。适合于远距离传输，数据串行传输距离可达数千公里。离传输，数据串行传输距离可达数千公里。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化工程实例一工程实例一GPRSGPRS控制系统经典方案控制系统经典方案控制

12、系统经典方案控制系统经典方案 第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化工程实例二工程实例二某厂变综合自动化方案某厂变综合自动化方案某厂变综合自动化方案某厂变综合自动化方案 第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化工程实例三工程实例三DF3300DF3300系统的配置结构系统的配置结构系统的配置结构系统的配置结构 第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化 供配电自动化系统供配电自动化系统中通讯系统的任务和中

13、通讯系统的任务和作用是什么？系统中作用是什么？系统中传输数据的方式有哪传输数据的方式有哪 几种？几种？何谓变电站综合自动化系统何谓变电站综合自动化系统？其结构体系由哪几部分组成？其结构体系由哪几部分组成？各部分的作用是什么？各部分的作用是什么？供配电站综合自供配电站综合自动化系统的基本动化系统的基本功能有哪些？功能有哪些？变电站综合自动变电站综合自动化系统从其测量化系统从其测量控制、安全等方控制、安全等方面考虑，可划分面考虑，可划分为哪几个系统？为哪几个系统？第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2 无人值班变电所无人值班变

14、电所 8.2.1 无人值班变电所在配电自动化中的地位和作用无人值班变电所在配电自动化中的地位和作用无人值班变电所的建设降低了基建和运行管理费用，大大提无人值班变电所的建设降低了基建和运行管理费用，大大提高了信息总量，根据事件优先级能够迅速远传变电信息。因高了信息总量，根据事件优先级能够迅速远传变电信息。因此，建设无人值班变电所是实现现代化管理的必然发展趋势。此，建设无人值班变电所是实现现代化管理的必然发展趋势。配配电电自自动动化化以以提提高高供供电电可可靠靠性性、缩缩短短事事故故恢恢复复时时间间为为目目的的。而而无无人人值值班班变变电电所所则则不不仅仅减减少少了了值值班班人人员员，更更主主要要

15、的的是是通通过过变变电电所所综综合合自自动动化化先先进进技技术术，达达到到减减少少和和避避免免误误操操作作、误误判判断断、缩缩短短事事故故处处理理时时间间、提提高高供供电电质质量量和和供供电电可靠性。可靠性。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.2 无人值班变电所的几种常规模式无人值班变电所的几种常规模式传传统统控控制制方方式式不不动动，常常规规保保护护不不动动，新新增增：变变送送器器屏屏、远远动动装装置置屏屏、故故障障录录波波屏屏、遥遥控控执执行行屏屏。或或将将这这些些屏屏组组合合成成一一块块远远动动设设备备综综合合屏

16、屏。并并在在常常规规开开关关跳跳、合合闸闸回回路路加加遥遥控控分分合合按钮。按钮。改改变变传传统统控控制制方方式式、集集测测量量、控控制制、信信号号接接点点为为一一体体的的电电气集控接口柜，加上远动装置柜，常规保护改为微机保护。气集控接口柜，加上远动装置柜，常规保护改为微机保护。集集测测量量、监监控控、保保护护、远远动动信信号号以以及及开开关关连连锁锁于于一一体体的的全全分分布布式式系系统统，反反映映了了变变电电所所的的最最新新水水平平，也也是是今今后后的的发发展展方方向向。早早期期的的集集控控台台、测测量量、信信号号由由CMOS电电路路完完成成，控控制制部部分分由由系系统统微微机机完完成成、

17、保保护护由由CMOS电电路路构构成成，直直流流采采样样，没没考考虑虑远远动动，现现在在国国内内少少数数厂厂家家和和国国外外厂厂商商推推出出的的集集控控台台，控控制制、保保护护、测测量量、信信号号、远远动动全全由由微微机机完完成成，保保护护也也由由微微机机构成，并采用交流采样，多采用构成，并采用交流采样，多采用STD总线方式、构成系统。总线方式、构成系统。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.3 无人值班变电所的应用特点无人值班变电所的应用特点 实实现现综综合合自自动动化化后后的的无无人人值值班班变变电电所所可可以以极极大

18、大地地减减小小主主控控室室面面积积、取取消消传传统统变变电电所所必必需需的的值值班班室室、更更衣衣室室，取取消消模模拟拟屏屏、控控制制台台和和单单独独的的小小电电流流接接地地系系统统与与无无功功电电压压自自动动调调节节装装置置等等，因此，既减小了征地，也大大减少了投资。因此，既减小了征地，也大大减少了投资。无无人人值值班班变变电电所所的的微微机机系系统统，保保护护信信息息串串行行通通信信均均采采用用交交流流采采样样，因因此此大大大大提提高高了了信信息息总总量量，能能够够根根据据事事件件优优先先级级迅迅速速远远传传变变电电信信息息。克克服服了了传传统统变变电电所所速速度度慢的缺点。慢的缺点。第第

19、第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.3 无人值班变电所的应用特点无人值班变电所的应用特点 变变电电所所综综合合自自动动化化采采用用微微机机保保护护与与监监控控部部分分串串行行通通信信，不不仅仅可可传传送送保保护护信信息息，而而且且还还可可以以传传送送保保护护整整定定值值和和测测量量值值，并并可可由调度端远方修改和下发保护定值。由调度端远方修改和下发保护定值。变变电电所所综综合合自自动动化化系系统统采采用用微微机机采采样样、微微机机变变送送器器输输入入，计计算算机机编编码码、与与数数据据采采集集微微机机直直接接通通信信方方式

20、式，因因此此可可传传送送多多种种计计算算量量且且速速度度较较快快、精精度度较较高高，是是目目前前数数据据采采集集的的最最佳佳选选择。择。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.3 无人值班变电所的应用特点无人值班变电所的应用特点 变变电电所所综综合合自自动动化化具具有有对对装装置置本本身身采采用用查查询询标标准准输输入入检检测测等等方方法法实实时时检检查查，从从而而快快速速发发现现装装置置内内部部的的故故障障及及缺缺陷陷，并并给出提示，指出故障位置，并且十分方便维护与维修。给出提示，指出故障位置，并且十分方便维护与维修。第

21、第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.4 实现无人值班的变配电所必须采取的措施实现无人值班的变配电所必须采取的措施实现无人值班的变配电所必须采取的措施实现无人值班的变配电所必须采取的措施 宜宜选选用用保保护护和和遥遥测测分分用用CPU的的方方式式，就就地地控控制制选选用用当当地地监监控机和就地控制开关相配合的方式，以提高系统的安全性。控机和就地控制开关相配合的方式，以提高系统的安全性。对特殊的信号进行必要的监视对特殊的信号进行必要的监视。配配备备合合理理足足够够的的消消防防保保卫卫措措施施，对对无无人人值值班班变变电电所所

22、，可可设设置工业电视及烟雾报警系统，一般只报警、不进行自动控制。置工业电视及烟雾报警系统，一般只报警、不进行自动控制。简化一次主接线简化一次主接线10kV10kV变变电电所所采采用用真真空空断断路路器器，主变采用干式变压器。主变采用干式变压器。直直流流电电源源系系统统应应制制成成免免维维护护的的，有条件的地方应采用免维护电池。有条件的地方应采用免维护电池。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.5 无人值班应具有的基本条件无人值班应具有的基本条件无人值班应具有的基本条件无人值班应具有的基本条件 进行可行性研究和规划、技术条

23、件的论证。进行可行性研究和规划、技术条件的论证。设设计计时时必必须须考考虑虑选选用用性性能能优优良良、维维护护工工作作量量小小、可可靠靠性性高的产品。高的产品。选选择择先先进进可可靠靠的的通通信信方方式式及及所所内内通通信信系系统统，保保证证通通信信质质量量，提提高高遥遥控控可可靠靠性性，是是无无人人值值班班变变电电所所建建设设的的重重要要基基础础工作。工作。必必须须有有一一个个能能实实现现远远方方监监视视和和操操作作、稳稳定定性性好好、可可靠靠性性高高的的调调度度自自动动化化系系统统，这这是是决决定定变变电电所所能能否否实实现现无无人人值值班班的关键条件。的关键条件。行之有效的管理制度。行之

24、有效的管理制度。为为了了保保证证变变电电所所的的安安全全、稳稳定定运运行行，必必须须有有一一支支高高素素质质的专业队伍。的专业队伍。按防火防盗的高标准建设按防火防盗的高标准建设。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.2.6 无人值班变电所的发展方向无人值班变电所的发展方向无人值班变电所的发展方向无人值班变电所的发展方向 功功能能分分散散型型向向单单元元分分散散型型发发展展。采采用用一一个个模模块块管管一一个个电电气气单单元元，实实现现地地理理位位置置的的高高度度分分散散，更更能能满满足足工工业业生生产产现现场场的的需要，系统

25、分散度高，危险性更小，适应性强。需要，系统分散度高，危险性更小，适应性强。集集中中控控制制型型向向分分布布分分层层网网络络层层发发展展。采采取取单单元元控控制制，使使网络、主机之间实现严格的电气隔离。网络、主机之间实现严格的电气隔离。健健盘盘向向鼠鼠标标控控制制操操作作发发展展。对对主主站站端端采采用用具具有有良良好好人人机机界界面面，具具体体操操作作直直观观形形象象，一一致致性性好好的的汉汉化化Windows高高速速窗窗口口软件，只需使用鼠标的一个按键，就可进行全部操作。软件，只需使用鼠标的一个按键，就可进行全部操作。小小型型化化向向机机电电一一体体化化方方向向发发展展。控控制制系系统统可可

26、以以与与一一次次设设备备装在一起，逐步趋向小型化，朝着机电一体化方向发展。装在一起，逐步趋向小型化，朝着机电一体化方向发展。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化 为什么要实现为什么要实现变电站的无人值变电站的无人值班？班？无人值班变电站无人值班变电站应具备的基本条件应具备的基本条件 是什么？是什么？何谓无人值班何谓无人值班变电站？实现无变电站？实现无人值班变电所的人值班变电所的优点有哪些？优点有哪些？什么是变什么是变电站的发展电站的发展方向？方向？第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自

27、动化供配电系统综合自动化8.3 变电站无人值班管理变电站无人值班管理 8.3.1 变电站无人值班管理模式变电站无人值班管理模式 少人值班少人值班少人值班少人值班集中操作集中操作集中操作集中操作将负荷不重、操作较少的变电所部分值班人员集将负荷不重、操作较少的变电所部分值班人员集中于附近某一大变配电站，负责周围几个所的倒中于附近某一大变配电站，负责周围几个所的倒闸操作，驻守变电所的人负责所内设备巡视、检闸操作，驻守变电所的人负责所内设备巡视、检查和维护工作，在变电所发生事故时，迅速集中查和维护工作，在变电所发生事故时，迅速集中全所人员赶赴现场会同驻守人员一起处理事故。全所人员赶赴现场会同驻守人员一

28、起处理事故。分层管理分层管理分层管理分层管理分级控制分级控制分级控制分级控制这种模式适用于较大规模电网，并且已经实现了这种模式适用于较大规模电网，并且已经实现了多个变电站的无人值班。这种管理模式的特点是多个变电站的无人值班。这种管理模式的特点是除总调度中心外，还在区域或供电区设立若干分除总调度中心外，还在区域或供电区设立若干分区调度，无人值班变电站的监视和操作由分区调区调度，无人值班变电站的监视和操作由分区调度完成。度完成。第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化无人值班无人值班无人值班无人值班集控操作集控操作集控操作集控操作这种

29、管理模式是建立一个或若干个集控站。它所这种管理模式是建立一个或若干个集控站。它所辐射的各变电所均采用无人值班方式。在集控站辐射的各变电所均采用无人值班方式。在集控站就可对无人变配电所实施摇控和遥调，无人变配就可对无人变配电所实施摇控和遥调，无人变配电所的倒闸操作由专人进行，操作人员可以设在电所的倒闸操作由专人进行，操作人员可以设在集控站，也可以设在其他地方。集控站负责某一集控站，也可以设在其他地方。集控站负责某一区域的无人值班变电站的监视和巡视维护，并根区域的无人值班变电站的监视和巡视维护，并根据调度命令完成对无人值班变电站的摇控操作。据调度命令完成对无人值班变电站的摇控操作。8.3.2 调度

30、关系和职责划分调度关系和职责划分 第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化8.3.3 集控中心运行管理集控中心运行管理 第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化工作一般要求工作一般要求变电站设备巡视变电站设备巡视变电站设备巡视变电站设备巡视设备验收制度设备验收制度设备验收制度设备验收制度8.3.4 操作队运行管理操作队运行管理 操作队操作队设备缺陷管理设备缺陷管理 设备检修管理设备检修管理设备检修管理设备检修管理设备维护制度设备维护制度设备维护制度设备维护制度第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化 无人值班变电无人值班变电站要求实现的站要求实现的“四摇四摇”功能是指功能是指什么？什么？操操作作队队的的设设备备维维护护工作应包括哪些工作应包括哪些 内容？内容？集控中心对接集控中心对接令、下令和回令令、下令和回令管理的要求是什管理的要求是什么？么？当系统发生当系统发生事故时集控中事故时集控中心和操作队应心和操作队应做什么反应？做什么反应？第第第第8 8章章章章 供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化供配电系统综合自动化