ch6供电系统变电所的综合自动化.pptx

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1、第六章第六章 变电所的综合自动化变电所的综合自动化n n主要内容主要内容t t概念、特征概念、特征t t基本功能基本功能t t结构、硬件配置结构、硬件配置t t微机保护微机保护常规变电所的二次系统常规变电所的二次系统维护工作量大维护工作量大维护工作量大维护工作量大6.1 概述概述缺点：缺点：安全性、可靠性不高；安全性、可靠性不高；安全性、可靠性不高；安全性、可靠性不高；电能质量可控性不高；电能质量可控性不高；电能质量可控性不高；电能质量可控性不高；占地面积大；占地面积大；占地面积大；占地面积大；实时计算和控制性不高；实时计算和控制性不高；实时计算和控制性不高；实时计算和控制性不高；配置类似配置

2、类似工作重复工作重复变电站综合自动化变电站综合自动化由来由来机电式机电式继电保护继电保护就地监控就地监控远动装置远动装置录波装置录波装置微机型继电保护微机型继电保护微机监控微机监控微机远动微机远动微机录波微机录波微机型微机型计算机技术计算机技术优化设计优化设计共享软硬件资源共享软硬件资源变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统概念概念 通过监控系统的局域网通信，将微通过监控系统的局域网通信，将微机保护、微机自动装置、微机远动装置机保护、微机自动装置、微机远动装置采集的模拟量、开关量、状态量、脉冲采集的模拟量、开关量、状态量、脉冲量及一些非电量信号，经过数据处理及量及一些非电量信号，经过数据处理

3、及功能的重新组合，按照预定的程序和要功能的重新组合，按照预定的程序和要求，对变电站实现综合性的监视和调度。求，对变电站实现综合性的监视和调度。通通域域信信络络网网局局综合自动化结构示意图综合自动化结构示意图自动监控系统自动监控系统微机保护微机保护微机自动装置微机自动装置微机远动功能微机远动功能变电站综合自动化系统基本配置变电站综合自动化系统基本配置时钟系统时钟系统时钟系统时钟系统调制解调装置调制解调装置调制解调装置调制解调装置调调调调度度度度综合测控装置综合测控装置综合测控装置综合测控装置自动装置自动装置自动装置自动装置远动装置远动装置远动装置远动装置继电保护继电保护继电保护继电保护模拟模拟模

4、拟模拟/开关量采集装置开关量采集装置开关量采集装置开关量采集装置保护单元保护单元保护单元保护单元1 1保护单元保护单元保护单元保护单元n n工作站工作站工作站工作站工作站工作站工作站工作站主控机主控机主控机主控机外外外外设设设设中心处理机中心处理机中心处理机中心处理机网网网网络络络络1、功能综合化、功能综合化 n n综合了变电所内除一次设备和交直流电源以综合了变电所内除一次设备和交直流电源以外的所有二次设备外的所有二次设备。n n微机监控系统综合了仪表屏、操作屏、模拟微机监控系统综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、变送器屏、中央信号系统，远动装置屏、变送器屏、中央信号系统，远动装置RTU，电压及无功

5、自动调节等功能。，电压及无功自动调节等功能。n n微机保护综合了故障录波、故障测距、小电微机保护综合了故障录波、故障测距、小电流接地选线、自动按频率减负荷、自动重合流接地选线、自动按频率减负荷、自动重合闸等功能。闸等功能。变电所综合自动化变电所综合自动化特征特征2、结构分布、分层化、结构分布、分层化分布式结构：分布式结构：结构上采用主从结构上采用主从CPU协同工作协同工作方式，各功能模块（从方式，各功能模块（从CPU）间采用网络）间采用网络技术或串行方式实现通信。技术或串行方式实现通信。优点：优点：多多CPU提高了处理并行多发事件的能提高了处理并行多发事件的能力，方便系统扩展与维护，局部故障不

6、影力，方便系统扩展与维护，局部故障不影响其它模块的正常运行。响其它模块的正常运行。分层式结构分层式结构 监控主机监控主机监控主机监控主机打印机打印机打印机打印机显示器显示器显示器显示器综合综合综合综合监控监控监控监控单元单元单元单元前置机前置机前置机前置机数据采集数据采集数据采集数据采集TA/TVTA/TVTA/TVTA/TV综合综合综合综合监控监控监控监控单元单元单元单元线路线路线路线路保护保护保护保护单元单元单元单元主变主变主变主变保护保护保护保护单元单元单元单元电容器电容器电容器电容器保护保护保护保护单元单元单元单元间隔层间隔层间隔层间隔层站控层站控层站控层站控层管理层管理层管理层管理层

7、在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为置称为置称为置称为保护单元保护单元保护单元保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的，而把测量和控制功能综合在一起的，而把测量和控制功能综合在一起的，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为装置称为装置称为装置称为控制或控制或控制

8、或控制或I/OI/O单元单元单元单元。两者通称为两者通称为两者通称为两者通称为间隔级单元间隔级单元间隔级单元间隔级单元(bay level unit)(bay level unit)。各种类型的间。各种类型的间。各种类型的间。各种类型的间隔级单元与变电站的中央单元隔级单元与变电站的中央单元隔级单元与变电站的中央单元隔级单元与变电站的中央单元(central unit)(central unit)相结合，相结合，相结合，相结合，并利用间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软并利用间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软并利用间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软并利用间隔级单元搜集到的状态量和

9、测量值，通过软件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统设计中为实现闭锁功能所需要的二次回路，以组成变电站综为实现闭锁功能所需要的二次回路，以组成变电站综为实现闭锁功能所需要的二次回路，以组成变电站综为实现闭锁功能所需要的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。合自动化系统。合自动化系统。合自动化系统。n n间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。测量

10、、控制部分负责该单元的测量、监视、测量、控制部分负责该单元的测量、监视、断路器的操作控制和闭锁及事件顺序记录等；断路器的操作控制和闭锁及事件顺序记录等；保护部分负责该单元线路或变压器或电容器保护部分负责该单元线路或变压器或电容器的保护、各种录波等。的保护、各种录波等。n n间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。层。综合自动化系统使变电站的值班人员完综合自动化系统使变电站的值班人员完全是面对大屏幕显示器进行变电站的全全是面对大屏幕显示器进行变电站的全方位监视与操作。方位监视与操作

11、。3、操作监视屏幕化、操作监视屏幕化指针式仪表指针式仪表模拟屏模拟屏跳、合闸操作跳、合闸操作数据显示数据显示实时主接线画面实时主接线画面画面文字语言报警画面文字语言报警光字牌报警光字牌报警鼠标键盘操作鼠标键盘操作 原来的二次设备只能监视一次设备；原来的二次设备只能监视一次设备；n n综合自动化系统：综合自动化系统：t t监测一次设备；监测一次设备；t t常规自动化功能；常规自动化功能；t t在线自诊断；在线自诊断；t t与控制中心通信。与控制中心通信。4、运行管理智能化、运行管理智能化无人值守变电站无人值守变电站n n无人值班变电站无人值班变电站无人值班变电站无人值班变电站：调度值班员借助微机

12、远动技术替：调度值班员借助微机远动技术替：调度值班员借助微机远动技术替：调度值班员借助微机远动技术替代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。代变电所现场值班员来控制和管理的变电所。n n是变电所的一种先进管理模式。是变电所的一种先进管理模式。是变电所的一种先进管理模式。是变电所的一种先进管理模式。n n调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调操作。调操作。调操作。调操作。n n并

13、非任何操作都无须人员现场进行。并非任何操作都无须人员现场进行。并非任何操作都无须人员现场进行。并非任何操作都无须人员现场进行。n n不必再配置不必再配置不必再配置不必再配置单单单单独独独独RTURTURTURTU，模拟量和开关状态信息，通过模拟量和开关状态信息，通过模拟量和开关状态信息，通过模拟量和开关状态信息，通过通信管理单元直接送往调度。通信管理单元直接送往调度。通信管理单元直接送往调度。通信管理单元直接送往调度。n n各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过通信各微机保护单元将动作信息送给调度，并通过

14、通信管理单元转发或执行调度下达的命令。管理单元转发或执行调度下达的命令。管理单元转发或执行调度下达的命令。管理单元转发或执行调度下达的命令。6.2 变电所综合自动化系统的基本功能变电所综合自动化系统的基本功能1、数据采集、数据采集 是在线采集供电系统的运行参数，主是在线采集供电系统的运行参数，主要包括：要包括：模拟量模拟量，状态量状态量和和脉冲量脉冲量。n n模拟量模拟量 采集进线的电压、电流和功率值，馈线采集进线的电压、电流和功率值，馈线回路的电流及功率值，还包括变压器的温度，电回路的电流及功率值，还包括变压器的温度，电容器的温度，直流电源电压等。容器的温度，直流电源电压等。n n状态量状态

15、量 采集变电所里的开关、断路器的位置状采集变电所里的开关、断路器的位置状态等。态等。n n脉冲量脉冲量 脉冲电度表输出的脉冲信号等。脉冲电度表输出的脉冲信号等。电力部门和用户内部生产调度需要的数据。电力部门和用户内部生产调度需要的数据。变电所运行参数的统计、分析与计算。变电所运行参数的统计、分析与计算。变电所内各种事故信息的顺序记录并登录存变电所内各种事故信息的顺序记录并登录存档。档。变电所运行参数和设备越限报警及记录。变电所运行参数和设备越限报警及记录。2、数据处理与记录、数据处理与记录变电所内的各高压断路器，隔离开关可以通变电所内的各高压断路器，隔离开关可以通 过变电所综合自动化系统过变电

16、所综合自动化系统CRT屏幕进行操作，屏幕进行操作，也可以对变压器的分接头进行调节控制，可也可以对变压器的分接头进行调节控制，可对电容器组进行投切。对电容器组进行投切。为了防止计算机系统故障时无法操作被控设为了防止计算机系统故障时无法操作被控设备。应保留人工直接跳合闸手段。备。应保留人工直接跳合闸手段。3、控制与操作闭锁、控制与操作闭锁a a、操作出口具有跳、合闭锁功能。操作出口具有跳、合闭锁功能。操作出口具有跳、合闭锁功能。操作出口具有跳、合闭锁功能。b b、操作出口具有并发性操作闭锁功能，操作出口具有并发性操作闭锁功能，操作出口具有并发性操作闭锁功能，操作出口具有并发性操作闭锁功能，c c、

17、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁功能。闭锁功能。闭锁功能。闭锁功能。d d、适应一次设备现场维修操作的适应一次设备现场维修操作的适应一次设备现场维修操作的适应一次设备现场维修操作的“电脑五防操电脑五防操电脑五防操电脑五防操作及闭锁系统作及闭锁系统作及闭锁系统作及闭锁系统”。即：防止带负荷拉、合隔离。即：防止带负荷拉、合隔离。即：防止带负荷拉、合隔离。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路开关；防止误入带电间

18、隔；防止误分、合断路开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开关。关。关。关。e e、CRTCRT屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操屏幕操作闭锁功能，只有输入正确的操作口令和监护口令才有权进行操作控制。作口令和监护口令才有权进行操作控制。作口令和监护口令才有权进行操作控制。作口令和监护口令才有权进行操作控制。操作闭锁的内容操作闭锁的内容4、微机保护、微机保护 微机保护主要

19、包括线路保护、变压器保护、微机保护主要包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护、备用电源的自动投母线保护、电容器保护、备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。入装置和自动重合闸装置等。a、故障记录，且断电保持。故障记录，且断电保持。b、存储多套整定值；并能显示及当地修改整存储多套整定值；并能显示及当地修改整 定值。定值。c、实时显示保护主要状态。实时显示保护主要状态。d、与监控系统通信。与监控系统通信。“四遥四遥”远方修改定值远方修改定值向电力调度部门传送数据信息向电力调度部门传送数据信息5、与远方操作控制中心通信、与远方操作控制中心通信（1）屏幕显示屏幕显示（2）通过键盘输入数据通过

20、键盘输入数据（3）人工操作控制人工操作控制（4）运行参数及信息的打印记录运行参数及信息的打印记录6、人机联系功能、人机联系功能 综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断功综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断功综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断功综合自动化系统的各单元模块应具有自诊断功能，自诊断信息也像数据采集一样周期性地送能，自诊断信息也像数据采集一样周期性地送能，自诊断信息也像数据采集一样周期性地送能，自诊断信息也像数据采集一样周期性地送往后台机操作控制中心往后台机操作控制中心往后台机操作控制中心往后台机操作控制中心。7、自诊断功能、自诊断功能1 1、供电系统对变电所综合自动化系统结构的

21、原则要求、供电系统对变电所综合自动化系统结构的原则要求、供电系统对变电所综合自动化系统结构的原则要求、供电系统对变电所综合自动化系统结构的原则要求可靠性可靠性实用性实用性先进性先进性6.3 变电所综合自动化系统的变电所综合自动化系统的结构和硬件配置结构和硬件配置2 2、变电站综合自动化系统结构、变电站综合自动化系统结构l系统为多系统为多微机、多层微机、多层次结构形式。次结构形式。l最上层设最上层设在电力系统在电力系统控制中心；控制中心；1 13 3层均设在层均设在变电站内。变电站内。结构形式：结构形式：集中式集中式、分布集中组屏分布集中组屏和和分布分散式。分布分散式。集中式集中式n n采用计算

22、机，扩展其外围接口电路，集中采集变电采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电采用计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动化功能。动化功能。动化功能。动化功能。n n微机保护、微机监控和与调度等通信的

23、功能由不同微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机完成。的微机完成。的微机完成。的微机完成。模入接口模入接口开入接口开入接口输出接口输出接口A/D模块模块输入接口输入接口输出接口输出接口主变主变TV与与 TA线路线路TV与与TA断路器状态断路器状态保护出口保护出口模拟量输入模拟量输入断路器和隔离断路器和隔离开关状态开关状态继电保护继电保护信息输入信息输入出口继电器出口继电器各保护装置各保护装置监控主机监控主机MODEM显示器显示器打印机打印机键盘键盘调调度度中心中心集中式集中式结结构框构框图图缺点

24、：缺点：n n可靠性差。可靠性差。n n软件复杂，调试麻烦，修改工作量大。软件复杂，调试麻烦，修改工作量大。n n组台不灵活。组台不灵活。n n不直观。不直观。分布分散式分布分散式每个回路均实现每个回路均实现保护测控一体化保护测控一体化各回路通过网络电缆连接，独立与监控主机各回路通过网络电缆连接，独立与监控主机通信。通信。减少了所内的二次设备及信号电缆减少了所内的二次设备及信号电缆系统中任一部分故障时，只影响局部，提高系统中任一部分故障时，只影响局部，提高了整个系统的可靠性了整个系统的可靠性可扩展性和运行的灵活性。可扩展性和运行的灵活性。分布式分布式综综合自合自动动化系化系统统框框图图主变压器

25、保护主变压器保护110kV进出线保护进出线保护35kV出线保护出线保护低频减载低频减载110kV RTU35kV RTU 低频减载低频减载10kV馈出线保护馈出线保护电容器保护电容器保护10kV RTU 前置机前置机前置机前置机当地监控计算机当地监控计算机CRT打印机打印机调度端调度端(主控站主控站)分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回分布集中组屏的结构模式，是将变电所内各回路的数据采集单元、控制单元和保护单元分别路的数据采集单元、控制单元和保护单元分别路的数据采集单元、控制单元和保护单元分别路的数据采集单元、

26、控制单元和保护单元分别集中安装在变电所控制室内的数据采集柜、控集中安装在变电所控制室内的数据采集柜、控集中安装在变电所控制室内的数据采集柜、控集中安装在变电所控制室内的数据采集柜、控制柜和保护柜中，相互间通过网络与控制主机制柜和保护柜中，相互间通过网络与控制主机制柜和保护柜中，相互间通过网络与控制主机制柜和保护柜中，相互间通过网络与控制主机相连。相连。相连。相连。分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一分布集中组屏的结构便于扩充和维护，其中一个环节故障，不会影响其它部分的正常运行。个环节故障，不会影响其它部分的正常

27、运行。个环节故障，不会影响其它部分的正常运行。个环节故障，不会影响其它部分的正常运行。适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备适用于主变电所的回路数相对较少，一次设备比较集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜比较集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜比较集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜比较集中，从一次设备到数据采集柜和控制柜等所用的信号电缆不长，易于设计、安装和维等所用的信号电缆不长，易于设计、安装和维等所用的信号电缆不长，易于设计、安装和维等所用的信号电缆不长，易于设计、安装和维护管理的护管理的护管理的护管理的(

28、10(10一一一一35)kV35)kV供电系统变电所。供电系统变电所。供电系统变电所。供电系统变电所。分布集中组屏分布集中组屏35kV变电站自动化系统配置方案变电站自动化系统配置方案110/35kV变电站自动化系统配置方案变电站自动化系统配置方案小小 结结n n变电所综合自动化变电所综合自动化概念概念n n变电所综合自动化变电所综合自动化特点特点uu功能综合化、结构微机化、操作与监视屏幕功能综合化、结构微机化、操作与监视屏幕功能综合化、结构微机化、操作与监视屏幕功能综合化、结构微机化、操作与监视屏幕化、运行管理智能化化、运行管理智能化化、运行管理智能化化、运行管理智能化n n变电所综合自动化变

29、电所综合自动化基本功能基本功能uu数据采集、数据处理与记录、控制与操作闭数据采集、数据处理与记录、控制与操作闭数据采集、数据处理与记录、控制与操作闭数据采集、数据处理与记录、控制与操作闭锁、微机保护、与远方操作控制中心通信、锁、微机保护、与远方操作控制中心通信、锁、微机保护、与远方操作控制中心通信、锁、微机保护、与远方操作控制中心通信、人机联系、自诊断、数据库人机联系、自诊断、数据库人机联系、自诊断、数据库人机联系、自诊断、数据库n n变电所综合自动化系统的结构变电所综合自动化系统的结构uu集中式、分布分散式、分布集中组屏集中式、分布分散式、分布集中组屏集中式、分布分散式、分布集中组屏集中式、

30、分布分散式、分布集中组屏 变电所综合自动化系统的硬件配置一般由变电所综合自动化系统的硬件配置一般由中中央处理机央处理机（包括打印仉、监视器、通信接口（包括打印仉、监视器、通信接口等外围设备）、等外围设备）、数据采集与处理数据采集与处理、微机保护微机保护、操作与控制操作与控制、故障滤波故障滤波等各种功能模块及等各种功能模块及所所内通信网络内通信网络组成。组成。6.3.2 变电所综合自动化系统的变电所综合自动化系统的硬件配置硬件配置（一）、中央处理机（一）、中央处理机 中央处理机系统可采用中央处理机系统可采用单机系统单机系统和和多机系统多机系统两种基本配置。两种基本配置。单机系统单机系统：指变电所

31、综合自动化的全部功能：指变电所综合自动化的全部功能由一台中央处理机来控制和完成。由一台中央处理机来控制和完成。n n优点是系统结构简单，造价低。优点是系统结构简单，造价低。n n缺点是容量受限制，如检测量较多，则响应缺点是容量受限制，如检测量较多，则响应速度会受到影响，且工作可靠性较差。速度会受到影响，且工作可靠性较差。n n单饥系统大多用于中、小型变电所。单饥系统大多用于中、小型变电所。多机系统一般分两种配置方式。多机系统一般分两种配置方式。多机系统一般分两种配置方式。多机系统一般分两种配置方式。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。两台主机一台工作

32、，另一台处于热备用状态。两台主机一台工作，另一台处于热备用状态。一台（或两台）主机和若干台前置机，由前置机一台（或两台）主机和若干台前置机，由前置机一台（或两台）主机和若干台前置机，由前置机一台（或两台）主机和若干台前置机，由前置机负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息负责数据的采集和通信联络工作，收集到的信息经初步处理后向主机传送。这种系统称为经初步处理后向主机传送。这种系统称为经初步处理后向主机传送。这种系统称为经初步处理后向主机传送。这种系统称为分布式分布式分布式分布式多机系统多机系统多机系统多机系统

33、。分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、分布式多机系统的优点是功能强、容量大、灵活、可靠，便于维护和扩充。它可以根据现场实际情可靠，便于维护和扩充。它可以根据现场实际情可靠，便于维护和扩充。它可以根据现场实际情可靠，便于维护和扩充。它可以根据现场实际情况灵活地增减前置机的数量，以满足不同供电系况灵活地增减前置机的数量，以满足不同供电系况灵活地增减前置机的数量，以满足不同供电系况灵活地增减前置机的数量，以满足不同供电系统的需要。而且中央处理机可以采用高级语言编统的需要。而且中央处理机可以采用高级语言编统

34、的需要。而且中央处理机可以采用高级语言编统的需要。而且中央处理机可以采用高级语言编程，因此比较容易实现更复杂的功能和运算。程，因此比较容易实现更复杂的功能和运算。程，因此比较容易实现更复杂的功能和运算。程，因此比较容易实现更复杂的功能和运算。多机系统多机系统在变电所系统中数据信息的采集和处理是变在变电所系统中数据信息的采集和处理是变在变电所系统中数据信息的采集和处理是变在变电所系统中数据信息的采集和处理是变电所综合自动化系统的主要功能之一。电所综合自动化系统的主要功能之一。电所综合自动化系统的主要功能之一。电所综合自动化系统的主要功能之一。供电系统中数据信息的采集主要有供电系统中数据信息的采集

35、主要有供电系统中数据信息的采集主要有供电系统中数据信息的采集主要有模拟量模拟量模拟量模拟量和和和和开开开开关量关量关量关量。1 1、模似量的检测与处理、模似量的检测与处理、模似量的检测与处理、模似量的检测与处理 在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一在变电所综合自动化系统中，模拟量的检测一般有两种方式，即般有两种方式，即般有两种方式，即般有两种方式，即直流采样检测直流采样检测直流采样检测直流采样检测和和和和交流采样检交流采样检交流采样检交流采样检测测测测。前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易前者结构较复杂，但

36、程序设计简单，精度容易前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易前者结构较复杂，但程序设计简单，精度容易满足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，满足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，满足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，满足；后者结构简单，但在实现高精度检测时，技术要复杂一些。技术要复杂一些。技术要复杂一些。技术要复杂一些。（二）、数据与信息的采集和处理（二）、数据与信息的采集和处理同时采样，同时同时采样，同时A/D转换转换顺序采样顺序采样,依次依次A/D转换转换同时采样，依次同时采样，依次A/D转换转换直流采样检测方式是采用电量变送器将供电系统直流采样检测方式是采用电量变送器将供电系

37、统直流采样检测方式是采用电量变送器将供电系统直流采样检测方式是采用电量变送器将供电系统的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等的交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等转换为转换为转换为转换为0 05v5v（无功为（无功为（无功为（无功为 5v 5v）的直流电压信号供）的直流电压信号供）的直流电压信号供）的直流电压信号供微机检测。微机检测。微机检测。微机检测。可以采用单极性可以采用单极性可以采用单极性可以采用单极性A/DA/D转换接口，对转换速度的要转换接口，对转换速度的要转换接口，对转换速度的要转换接口，对

38、转换速度的要求也不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，求也不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，求也不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，求也不高，精度比较容易保证程序设计也较简单，主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维主要缺点是电量变送器投资较大，二次接线、维护复杂，且变送器有一定的延时，因此该方式护复杂，且变送器有一定的延时，因此该方式护复杂，且变送器有一定的延时，因此该方式护复杂，且变送器有一定的延时，因此该方式一般适用于检测变化速度比较缓慢的过程和稳态一般适用于检测变化速度比较缓慢的过程和稳态

39、一般适用于检测变化速度比较缓慢的过程和稳态一般适用于检测变化速度比较缓慢的过程和稳态量。量。量。量。（1）直流采样检测及其数据处理）直流采样检测及其数据处理将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的将交流电量转换为线性成比例输出直流模拟电量的装置。装置。装置。装置。无源型无源型无源型无源型和和和和有源型有源型有源型有源型两种两种两种两种无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变送器无源型电量变送器主要有电流变送器和电压变

40、送器两种，由于它不需要供电电源，从而使安装接线得以两种，由于它不需要供电电源，从而使安装接线得以两种，由于它不需要供电电源，从而使安装接线得以两种，由于它不需要供电电源，从而使安装接线得以简单，价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入简单，价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入简单，价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入简单，价格较低。但无源型电量变送器在小信号输入时，测量精度不易保证。时，测量精度不易保证。时，测量精度不易保证。时，测量精度不易保证。目前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，目前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，目前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，目

41、前应用的大多是有源型电量变送器，它包括电压，电流，功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量电流，功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量电流，功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量电流，功率，电能，功率因数变送器等。有源型电量变透器的供电电源分为交流变透器的供电电源分为交流变透器的供电电源分为交流变透器的供电电源分为交流110V110V，220V220V；直流；直流；直流；直流24V,48V,110V24V,48V,110V等。等。等。等。1）电量变送器）电量变送器 2 2）直流采样检测的数据处理）直流采样检测的数据处理）直流采样检测的数据处理）直流采样检测的数据处理 在直流采样检测中某一模

42、拟量经变送器，低通滤在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤在直流采样检测中某一模拟量经变送器，低通滤波，采样保持，波，采样保持，波，采样保持，波，采样保持，A AD D转换被采集到内存还转换被采集到内存还转换被采集到内存还转换被采集到内存还需进行一系列的加工和处理才能成为有用的需进行一系列的加工和处理才能成为有用的需进行一系列的加工和处理才能成为有用的需进行一系列的加工和处理才能成为有用的数据通过软件实现如下：数据通过软件实现如下：数据通过软件实现如下：数据通过软件实现如下：a)a)采样到的数据要重新排队采样到的数据要重新排队采样到的数据要重新排队

43、采样到的数据要重新排队b)b)数字滤波排除随机干扰数字滤波排除随机干扰数字滤波排除随机干扰数字滤波排除随机干扰c)c)数据合理性检测和越限检测数据合理性检测和越限检测数据合理性检测和越限检测数据合理性检测和越限检测d)d)微机处理及其转换微机处理及其转换微机处理及其转换微机处理及其转换交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流交流采样检测是采用交流变换器将交流电压和交流电流转换成电流转换成电流转换成电流转换成 5v 5v（峰值）的交流电压信号，供微机（峰值）的交流电压信号，供微机（峰值）的交流电压信号，供

44、微机（峰值）的交流电压信号，供微机检测，这种方法的特点是结构简单，速度快，投资检测，这种方法的特点是结构简单，速度快，投资检测，这种方法的特点是结构简单，速度快，投资检测，这种方法的特点是结构简单，速度快，投资省，工作可靠，缺点是程序设计较繁琐，要提高检省，工作可靠，缺点是程序设计较繁琐，要提高检省，工作可靠，缺点是程序设计较繁琐，要提高检省，工作可靠，缺点是程序设计较繁琐，要提高检测精度在技术上比较复杂。同时它要测精度在技术上比较复杂。同时它要测精度在技术上比较复杂。同时它要测精度在技术上比较复杂。同时它要A/DA/D转换接口转换接口转换接口转换接口是双极性的，对转换速度要求较高。是双极性的

45、，对转换速度要求较高。是双极性的，对转换速度要求较高。是双极性的，对转换速度要求较高。由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随由于交流采样所得到的信号是瞬时值，这些量是随时间而变化的交变量人们无法直接识别它的大小时间而变化的交变量人们无法直接识别它的大小时间而变化的交变量人们无法直接识别它的大小时间而变化的交变量人们无法直接识别它的大小和传送方向（指功率）。这就需要通过一定的算法和传送方向（指功率）。这就需要通过一定的算法和传送方向（指功率）。这就需要通过一定的算法和传送方向（指功率）。这就需要通过一定

46、的算法把信号的有效值计算出来；交流采样的算法很常把信号的有效值计算出来；交流采样的算法很常把信号的有效值计算出来；交流采样的算法很常把信号的有效值计算出来；交流采样的算法很常用的算法有：用的算法有：用的算法有：用的算法有：两点采样算法、全周波傅氏算法两点采样算法、全周波傅氏算法两点采样算法、全周波傅氏算法两点采样算法、全周波傅氏算法（2）交流采样检测及算法）交流采样检测及算法U U、I I为电流电压的有效值，为电流电压的有效值，为电流电压的有效值，为电流电压的有效值，如果要是要是复合量输入，即：如果要是要是复合量输入，即：如果要是要是复合量输入，即：如果要是要是复合量输入，即：1 1）两点采样

47、）两点采样）两点采样）两点采样的特点是简单、快速。但的特点是简单、快速。但的特点是简单、快速。但的特点是简单、快速。但9090度样本度样本度样本度样本身无滤波作用，因此输入信号必须是纯正弦身无滤波作用，因此输入信号必须是纯正弦身无滤波作用，因此输入信号必须是纯正弦身无滤波作用，因此输入信号必须是纯正弦波才不致引起误差。波才不致引起误差。波才不致引起误差。波才不致引起误差。2 2）全周波傅氏算法）全周波傅氏算法）全周波傅氏算法）全周波傅氏算法：当输入信号为含有高次谐：当输入信号为含有高次谐：当输入信号为含有高次谐：当输入信号为含有高次谐波的畸变电量时，通常采用多点采样法即全周波的畸变电量时，通常

48、采用多点采样法即全周波的畸变电量时，通常采用多点采样法即全周波的畸变电量时，通常采用多点采样法即全周波的傅氏算法。波的傅氏算法。波的傅氏算法。波的傅氏算法。在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往在变电所综合自动化系统中，数据采集系统往往要同时采集输入多个信号如三相电流电往要同时采集输入多个信号如三相电流电往要同时采集输入多个信号如三相电流电往要同时采集输入多个信号如三相电流电压等，在每个采样周期中，要对多个通道输入压等，在每个采样周期中，要对多个通道输入压等，在每个采样周期中，要对多个通道输入压等，在每个采样周期

49、中，要对多个通道输入信号全部采样一次；一般有下列几种采样方式。信号全部采样一次；一般有下列几种采样方式。信号全部采样一次；一般有下列几种采样方式。信号全部采样一次；一般有下列几种采样方式。1 1）同时采样。）同时采样。）同时采样。）同时采样。2 2）顺序采样。）顺序采样。）顺序采样。）顺序采样。（3）采样保持与多路转换器的配置）采样保持与多路转换器的配置小小 结结n n变电所综合自动化系统硬件配置变电所综合自动化系统硬件配置uu中央处理机中央处理机uu数据与信息的采集和处理数据与信息的采集和处理t t模拟量的监测与处理模拟量的监测与处理直流采样检测及数据处理直流采样检测及数据处理交流采样检测及

50、数据处理交流采样检测及数据处理t t开关量的检测与识别开关量的检测与识别uu变电所的运行控制与操作变电所的运行控制与操作6.4 供电系统的微机保护供电系统的微机保护 随着计算机技术的发展和变电所综合自动比系统的实现随着计算机技术的发展和变电所综合自动比系统的实现随着计算机技术的发展和变电所综合自动比系统的实现随着计算机技术的发展和变电所综合自动比系统的实现以及变电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，以及变电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，以及变电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，以及变电所无人值班的运行方，系统对保护的要求更高，使现有的模拟式继电保护难以满足。主要表现在