變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置

1、變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和配置變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MODBUSRS- 232RS- 232設 備 層變 電 所 層TCP/ I PTCP/ I P出 線 開 關(guān) 柜變 壓 器 保 護 柜智 能 測 量 表 記進 線 開 關(guān) 柜通 信 管 理 機S SE EL LTCP/ I PTCP/ I PRS- 232MODBUS通 信 管 理 機S SE EL L1 # 變 壓 器 后 備 保 護S SE EL L2 # 變 壓 器 后 備 保 護S SE EL L2變 壓 器 主 保 護S SE EL LS SE EL L1變

2、壓 器 主 保 護TCP/ I P1 0 k V 出 線 二S SE EL L1 0 k V 出 線 四S SE EL L通 信 管 理 機S SE EL L調(diào) 度 中 心U P S打 印 機工 程 師 站網(wǎng) 絡 交 換 機S SE EL L1 1 0 k V 進 線 一S SE EL LP M 9 8 1 0S U N W I S EP M 9 8 1 0P M 9 8 1 0M odbus(485)P M 9 8 1 0S U N W I S E2324851 1 0 k V 進 線 二S SE EL L1 1 0 k V 進 線 四S SE EL L1 1 0 k V 進 線 三S SE

3、 EL L通 信 管 理 機1 0 k V 出 線 六S SE EL LS SE EL L1 0 k V 出 線 五S SE EL L1 0 k V 出 線 三S SE EL L1 0 k V 出 線 一監(jiān) 控 機PROFI BUSTCP/ I PS SE EL L遠 動 管 理 機v1、設備層（0層）v主要指變電所中的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)和電流、電壓互感器等一次設備。v2、間隔層（1層）v主要由各種繼電保護、自動控制裝置和其他智能設備組成，可以通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等站級網(wǎng)絡與站控層設備進行數(shù)據(jù)通信。一般按斷路器間隔來劃分。v3、變電所層（2層）v主要由當?shù)乇O(jiān)控、遠動終端(RTU)等組成，

4、遠動終端負責與牽引供電遠動系統(tǒng)的調(diào)度端通過數(shù)據(jù)通信通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。當?shù)乇O(jiān)控由監(jiān)控機通過局部網(wǎng)絡和各間隔層之間進行數(shù)據(jù)交換，負責在有人值班時提供人機交互接口，存儲各種歷史數(shù)據(jù)，負責對間隔層的裝置的管理以及開關(guān)操作等功能 分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)形式v結(jié)構(gòu)形式v把整套綜合自動化系統(tǒng)按其不同的功能將間隔層按對象劃分組裝成多個屏（柜），例如：變壓器保護屏、線路保護屏、直流屏等。這些控制保護屏一般都安裝在主控室中，又簡稱“分布集中式結(jié)構(gòu)”。v這種自動化系統(tǒng)可應用于有人或無人值班變電所。多數(shù)傳統(tǒng)變電所在改造初期都采用分布集中式結(jié)構(gòu)。1 1 0 k V進 線

5、保 護測 控網(wǎng) 絡 交 換 機S SE EL L1 # 主 變保 護測 控2 # 主 變保 護測 控并 補保 護測 控饋 線保 護測 控交 直 流保 護測 控S SE EL L通 信 管 理 機S SE EL LS SE EL L監(jiān) 控 機S SE EL L視 屏 通 信 單 元視 屏 監(jiān) 控 單 元牽 引 變 電 所調(diào) 度 端變電所主控室遠 動 管 理 機v分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)特點v（1）分層（級）分布式的配置系統(tǒng)采用按功 能劃分的分布式多CPU系統(tǒng) v（2）繼電保護相對獨立v（3）具有與系統(tǒng)控制中心通信功能v（4）模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性高v（5）室內(nèi)工作環(huán)境好，管理維護方便分層分布式系統(tǒng)

6、集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖(一一) 分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖(二二) v分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點v優(yōu)點：集中組屏，便于設計、安裝、調(diào)試和管理，可靠性也比較高，尤其適合于舊所改造 v缺點：安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜及其輔助投資 分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式分布分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式v結(jié)構(gòu)形式v 按每個電網(wǎng)元件（如一條饋線、一臺變壓器、一組電容器等）為對象，把控制、保護、測量等功能設計安裝在同一個微機裝置中，對于635kV的中低壓線路，可以將這

7、個微機保護監(jiān)控裝置分散安裝在各個開關(guān)柜上，然后通過通信網(wǎng)絡和監(jiān)控主機進行信息交換；對于高壓線路或變壓器等重要設備的保護監(jiān)控裝置仍然采用集中組屏方式安裝在主控室內(nèi)。這也是當前綜合自動化的主要結(jié)構(gòu)形式。監(jiān) 控 機調(diào) 度 端監(jiān) 控 機變電所主控室牽 引 變 電 所直流盤交流盤計量盤2 #主變盤并補盤1 1 0饋線盤視屏盤當?shù)乇O(jiān)控盤1 #主變盤高 壓 電 氣 設 備 及 高 壓 開 關(guān) 柜通 信 網(wǎng) 絡高壓室v結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)越性v（1）635kV的中低壓線路保護監(jiān)控采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝在開關(guān)柜中，通過現(xiàn)場總線與主控室監(jiān)控機交換信息，可以節(jié)約控制電纜。v（2）高壓線路、變壓器等重要設備的保護監(jiān)控采用集

8、中組屏方式，安裝在主控室或保護室中，使這些設備的保護監(jiān)控裝置處于比較好的工作環(huán)境中，可以提高供電的可靠性。v（3）其他的自動裝置，如備用電源自投裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護室中。v（4）電能計量采用集中組屏方式，安裝于主控室或保護室中。全分散式結(jié)構(gòu)形式 v將每個電網(wǎng)元件（包括變壓器，高、低壓線路，電容器等）的保護、控制、測量功能設計安裝在同一個微機裝置中，并且分散安裝在各個開關(guān)柜中，然后通過通信網(wǎng)絡和監(jiān)控主機進行信息交換。這種結(jié)構(gòu)形式中，主控室內(nèi)只有監(jiān)控用的微機和直流操作電源及網(wǎng)絡信號集中轉(zhuǎn)換的柜子，主控室結(jié)構(gòu)簡單，設備環(huán)境好，檢修更方便。 監(jiān) 控 機牽 引

9、 變 電 所調(diào) 度 端監(jiān) 控 機當?shù)乇O(jiān)控盤視屏盤防災直流盤變電所主控室1#主 變后備保護主保護主保護后備保護2#主 變室 外設 備保 護測 控裝 置高壓室保 護測 控饋 線 1保 護測 控并 補 2并 補 1保 護測 控保 護測 控動 力 變保 護測 控饋 線通 信 網(wǎng) 絡v、全分散式結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性v（1）簡化了變電所二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。v主控室內(nèi)減少了保護屏的數(shù)量，由于采用綜合自動化系統(tǒng)后，原先常規(guī)的控制盤、中央信號屏和模擬屏可以取消。v（2）減少了施工和設備安裝工程量。v 由于安裝在開關(guān)柜上的保護測控裝置在開關(guān)柜出廠前已經(jīng)由廠家安裝調(diào)試完畢，再加上保護測控裝置都安裝在各開

10、關(guān)柜，減少了敷設到控制室的控制電纜數(shù)量，因此現(xiàn)場施工、安裝和調(diào)試的工期就縮短了。v（3）簡化了變電所二次設備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。v（4）分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。v分層分散式結(jié)構(gòu)，由于保護測控裝置分散安裝在高壓設備附近，減小了電流互感器的負擔，同時，各模塊與監(jiān)控機之間通過通信網(wǎng)絡連接，抗干擾能力強，可靠性高。變電所綜合自動化的發(fā)展方向v變電所綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)點：v 變電所綜合自動化系統(tǒng)替代了常規(guī)二次設備，簡化了二次接線，是提高變電所安全穩(wěn)定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。v國內(nèi)電力系統(tǒng)v 對綜合自動化系統(tǒng)的研究始于80年代中期v 1987年 清華大學研制了第一套35kV變電所綜合自動化系統(tǒng)v 90年代 國內(nèi)各大公司紛紛推出了各自的綜合自動化系統(tǒng)v 目前為止，110kV以下電壓等級變電所已普遍采用綜合自動化系統(tǒng)，220kV500kV電壓等級變電所正在逐步推廣v目前牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式v分層分布式概念：v分布(分散)是指系統(tǒng)是按照變電所的元件、斷路器間隔設計、也可理解為一對一保護控制模式v分層是指變電所綜合自動化系統(tǒng)按邏輯上劃分為三層，即站級管理層、通