A. 什么是变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息版处理技术等实现对变电站二权次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备,简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
功能的综合是其区别于常规变电站的最大特点,它以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标。
两个原则
一是中低压变电站采用自动化系统,以便更好地实施无人值班,达到减人增效的目的;
二是对高压变电站(220kV及以上)的建设和设计来说,是要求用先进的控制方式,解决各专业在技术上分散、自成系统,重复投资,甚至影响运行可靠性。
B. 变电站综合自动化系统的各设备之间通过什么方式连接
自动化系统可以通过dp总线连接。也可以通过485等等的通讯来连接
C. 变电站自动化系统的发展趋势
1、整个系统的数字化、集成化、规范化
当前变电站自动化的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。随着集成电路和计算机技术的飞速发展,各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上,这些新器件的应用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化。高集成化可以使装置通信、数据存储及处理能力更强,降低成本,减少故障率,有利于实现统一的运行管理。
数字化是指变电站自动化系统的整体数字化、信息化以及与电力整体的协调操作。随着变电站一次设备的智能化,如智能开关设备、光电式电压和电流互感器和各类智能电子装置的出现和应用,变电站自动化将进人数字化阶段,有利于改进和优化现有的保护和控制功能。
变电站自动化系统将逐步向产品标准化方向发展。具体表现在:产品基本功能设计和要求的标准化及产品的对外接口和通讯协议的标准化,变电站内不同厂家的设备可以做到互换互连,“即插即用”增加了用户选择变电站内各类设备和更换设备的自由度,同时不满足标准化设计的厂商将被逐步淘汰,使变电站自动化专业逐步走向良性的发展。
2、从集中控制、功能分散型向分层分布式网络型发展
传统的保护、远动和站级监控、故障录波等设备是按功能分散考虑的。趋势是从一个功能模块管理多个间隔单元,向一个模块管理一个间隔单元发展,实现地理位置上的高度分散。这样发生故障时对系统的影响可大大减小,功能模块的独立性、适应性更强。通信接口的发展也是日新月异,早期的串行通信到现场总线,从现场总线再到工业以太网通信,工业以太网技术取得了飞速的发展,带宽的提高和交换技术等新技术的发展,使通信实时性得到了保障。在网络化的IEC61850 数字化变电站系统中,基于上述技术的交换式以太网,解决了基于HUB的共享式以太网冲突检测机制造成的丢包问题和交换式以太网的实时性不确定问题,以太网交换机除了用于构建各种网络架构和传输各种控制命令和监测数据以外,还通过网络传输间隔设备之间的跳闸命令和闭锁信号。因此,对工业以太网交换机在IEC61850 系统中的应用提出更高的要求,它已经成为组成变电站综自系统其中极为重要的设备。已有的实际工程应用中,这些交换机还存在着部分问题,如电源损坏率高,部分严酷情况下会出现丢包现象等,在设计中必须考虑采用符合IEC61850-3 标准的产品,应满足与安装在变电站间隔层就地的保护测控装置一样的环境、机械以及电磁兼容的要求。通信容量更大、实时性更高、可靠性更高的需求影响着未来通信技术的发展方向。
3、遥视系统的应用
遥视系统在综合自动化变电站内已广泛使用,它将变电站内采用摄像机拍摄的视频图象远距离传输到调度中心或集控站(主站),使主站的运行、管理人员可以借此对变电站电气设备的运行环境进行监控,以保证无人值班变电站的安全运行。遥视系统的视频图象监视在本质上还属于图象获取系统,将计算机视觉技术运用到图象信息的分析与理解中,可以实现变电站系统图象信息的智能处理。计算机视觉技术在变电站领域已成功应用的例子有指针式仪表表示值的自动检定、移动物体的自动识别报警和跟踪运行人员的操作过程。随着与计算机视觉相关的一些技术的不断发展应用,其在变电站领域显示出了良好的应用前景。
4、蓝牙技术的发展应用
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信开放性全球规范,它是一种以低成本的近距离无线连接为基础、为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术,解决了以太网用于变电站自动化布线难的问题。该技术具有小功率、微型化、低成本以及与网络时代相适应的特点。蓝牙技术是一项发展中的技术,其应用正处于起步阶段,但蓝牙技术标准统一、知识产权共享的优势是非常明显的,其未来的发展不可限量。可以预见,变电站内许多设备问采用无线方式通信在不久的将来就可以实现。
XNR-800型微机综合自动化系统,是在综合国内外多家微机保护的基础上,创造性地吸收当前国内外先进微机技术,采用国际最新的DSP为核心处理单元,研制成集保护、测控、远动、通讯于一体的综合自动化系统。该系统适用于110kV及以下电压等级变电站,具有保护、遥测、遥信、遥脉、遥调、遥控等功能,可实现对变电站全方位的控制和管理,实现了变电站无人值守功能。
该系统自投入市场以来,以其运行稳定、功能完善、采样准确、开入开出正确、通讯可靠而深受用户的好评。
该系统采用分层分布式控制模式,装置可以集中组屏,也可分散安装于开关柜的二次仪表室中。集中组屏时,屏柜采用2260(或2360)×800×600尺寸,每面屏柜可装4层装置,每层可装3个装置。其各种保护测控装置、自动化控制装置从物理性能上与空间分布至主变电站一次设备间隔层,各装置作为一个完整系统,具有独立的电源,CPU及独立的操作回路,完成对变电站对应间隔的保护、测量、控制等功能,各装置在软、硬件设计上是完全独立的,不依赖通讯网。
构成分布式系统的保护、测控装置的CPU芯片采用国际先进的DSP芯片,并采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、抗干扰编码、智能诊断、各种开放、闭锁控制电路、抗震动、抗干扰的新型结构设计等多种软硬件方面的措施,提高了装置的可靠性。
在通讯系统中,各装置可通过现场总线直接连接微机进行通讯,也可与通讯管理机进行通讯,将采集到的各种信息通过通讯管理机上传给微机监控系统;同时通讯管理机把接收到的各种命令传送到所对应的装置中。控制设备层以站内一次设备为测控对象,面向对象,综合分析变电站对信息的采集、处理及控制要求,分布式配置小型化、高可靠性的微机保护和测控装置。各装置相对独立,可与变电站层设备通讯,实现变电站综合自动化。
D. 变电站综合自动化系统
从上图可以看出这种变电站综合自动化系统是上海聚仁电力研发的,该系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量。
变电站综合自动化系统的基本特点:
■功能实现综合化:变电站综合自动化技术是在微机技术、数据通信技术、自动化技术基础上发展起来。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。
■系统构成模块化:保护、控制、测量装置的数字化(采用微机实现,并具有数字化通信能力)利于把各功能模块通过通信网络连接起来,便于接口功能模块的扩充及信息的共享。另外,模块化的构成,方便变电站实现综合自动化系统模块的组态,以适应工程的集中式、分部分散式和分布式结构集中式组屏等方式。
■结构分布、分层、分散化:综合自动化系统是一个分布式系统,其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的,每个子系统可能有多个CPU分别完成不同的功能,由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。
■操作监视屏幕化:变电站实现综合自动化后,不论是有人值班还是无人值班,操作人员不是在变电站内,就是在主控站内,就是在主控站或调度室内,面对彩色屏幕显示器,对变电站的设备和输电线路进行全方位的监视和操作。
■通信局域网络化、光缆化:计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。
■运行管理智能化:智能化不仅表现在常规自动化功能上,还表现在能够在线自诊断,并将诊断结果送往远方主控端。
■测量显示数字化:采用微机监控系统,常规指针式仪表被CRT显示器代替。人工抄写记录由打印机代替。
变电站综合自动化系统实现的两个原则:
■第一条原则:中低压变电站采用自动化系统,以便更好地实施无人值班,达到减人增效的目的。
■第二条原则:对高压变电站(220kV及以上)的建设和设计来说,是要求用先进的控制方式,解决各专业在技术上分散、自成系统,重复投资,甚至影响运行可靠性。
E. 变电站综合自动化系统和继电保护装置一样么
我的理解:变电来站综合自动化系统源=继电保护+计量控制+电能调度分配。
继电保护装置和继电保护虽然只差两个字,但却不是同一概念。
继电保护装置只能算个大部件。是继电保护的一部分。
继电保护涉及一次、二次,一次的信号经过二次的继电保护装置处理后输出显示信号(告警)或者跳闸、合闸信号,一次的断路器执行跳闸、合闸。
F. 变电站综合自动化系统的结构模式
从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构:1)分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这里所谈的‘分布’是按变电站资源物理上的分布(未强调地理分布),强调的是从计算机的角度来研究分布问题的。这是一种较为理想的结构,要做到完全分布式结构,在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强的优势,然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的一系列问题,如在分散安装布置时,恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等,就目前技术而言还不够十分成熟,一味地追求完全分布式结构,忽略工程实用性是不必要的。
2)集中式系统结构
系统的硬件装置、数据处理均集中配置,采用由前置机和后台机构成的集控式结构,由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式,这种结构有以下不足:前置管理机任务繁重、引线多,是一个信息‘瓶颈’,降低了整个系统的可靠性,即在前置机故障情况下,将失去当地及远方的所有信息及功能,另外仍不能从工程设计角度上节约开支,仍需铺设电缆,并且扩展一些自动化需求的功能较难。在此值得一提的是这种结构形成的原由,变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发,没有从整个系统设计的指导思想下进行,随着技术的进步及电力系统自动化的要求,在进行变电站自动化工程的设计时,大多采用的是按功能‘拼凑’的方式开展,从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。
3)分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级(站级)和就地单元控制级(段级)的二层式分布控制系统结构。
站级系统大致包括站控系统(SCS)、站监视系统(SMS)、站工程师工作台(EWS)及同调度中心的通信系统(RTU):
站控系统(SCS):应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能,完成站内的运行管理及控制(包括就地及远方控制管理两种方式),例如事件记录、开关控制及SCADA的数据收集功能。
站监视系统(SMS):应对站内所有运行设备进行监测,为站控系统提供运行状态及异常信息,即提供全面的运行信息功能,如扰动记录、站内设备运行状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等。
站工程师工作台(EWS):可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能,也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。
上面是按大致功能基本分块,硬件可根据功能及信息特征在一台站控计算机中实现,也可以两台双备用,也可以按功能分别布置,但应能够共享数据信息,具有多任务时实处理功能。
段级在横向按站内一次设备(变压器或线路等)面向对象的分布式配置,在功能分配上,本着尽量下放的原则,即凡是可以在本间隔就地完成的功能决不依赖通讯网,特殊功能例外,如分散式录波及小电流接地选线等功能的实现。
G. 如何选购“变电站综合自动化系统检定装置”
“变电站综合自动化系统检定装置”可实现遥测、遥信、遥控、遥调自动校验的装置。采用DSP 技术、GPS 授时技术、计算机无线通信技术等先进技术,可对RTU 的四遥功能及指标进行校验,具备强大的数据库管理平台,校验数据可存贮、传输、查询、修改、打印,可自动生成测试报告和原始记录。
选购“变电站综合自动化系统检定装置”要注意一下几点:
1、交流采样装置及交流采样远动终端(RTU)检验
1)交直流模拟量输入检验
可以进行的检验项目有:基本误差测定、遥测信息响应时间测定、各种影响量引起的改变量测定、与主站通信正确性试验、遥测扫描周期试验等。
2)状态量输入检验
可以进行遥信输入信号与显示终端遥信状态一致性试验,事件顺序记录正确性及SOE分辨率试验,遥信变位响应时间测试、与主站通信正确性试验。
3)遥控执行检验
可以测定各路遥控执行功能是否正常,输出继电器接点的容量是否符合要求。
4)遥调功能检验
可以测定各路遥调功能是否正常,遥调输出模拟量的准确度是否符合要求。
5)数字量输入测试检验
可以进行输入数字量与显示终端显示数字一致性试验,与主站通信正确性试验。
6)脉冲输入检验
可以进行输入脉冲数与终端脉冲计数值一致性试验,与主站通信正确性试验。
2、交流功率源
本仪器可以输出交直流电压,交流电流,装置等级0.05,可提供交直流电压标准、交流电流标准、功率标准、相位标准、功率因数标准、频率标准、电能标准。输出方式和输出电量可以任意设置。
H. 变电站综合自动化系统的系统
1.系统构成:由间隔层综合自动化系统(包含监控单元和通讯总线)及变电站层监控系统构成;
2.系统特点:分层分布式结构,集测量、保护、控制、监测故障录波及其分析、运行日志、事件存储、保护投退、通讯及参数设置等多功能于一体;
3.适用范围:10KV电压等级的输配电线路保护,主设备保护和测量控制系统;
4.保护单元:线路、主设备保护装置,调压电容装置,小电流接地选线、微机五防和其他自动化装置;
5.监控软件规约:建立在IEC61968、IEC61970组件构架标准(SCADA/EMS)要求之上的平台级监控软件系统; 间隔层自动化系统主要由各种保护单元构成如线路保护装置、主设备保护、调压电容装置、小电流接地选线、 微机五防装置和自动化装置组成。在横向方面,间隔层的设备或监控单元均可直接下放到开关柜就地安装,大大减少了二次接线,各间隔设备相对独立,只仅仅处于同一现场通讯总线上。在安装方式
上,可采用分散、集 中组屏等安装方式。间隔层完成电量和非电量的采集计算,实现对设备、线路等的保护或控制,并为变电站层 监控系统提供可靠的通讯接口。
变电站综合自动化监控系统是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能组合和优化设计,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通讯技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机护,以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站层自动化系统同样采用分布式结构,包括监控后台软件、当地监控PC机、远动通信接口和用于专业管理的工程师站PC机以及专用设备和网络设备等。有许多提供变电站综合自动化监控系统方案的生产商如三旺通信、瑞科电气、三意时代等,同时提供多种系统中的产品以及相关搭建问题。变电站层自动化系统通过组态完成全站检测功能,全面提供线路、 主设备等的电量、非电量等运行数据,完成对变压器、断路器等设备的控制等,并具有保护信息记录与分析、 运行报表、故障录波等功能。
I. 变电站综合自动化监控系统由哪几部分组成其核心是什么主要有哪些任务
变电站自动化监控系统的结构组成分类有很多种,一般来说比较常用的分法是专把它分成这几个属部分组成:
1. 间隔层:就是在现场运行的那些设备的数据采集,保护和控制装置。比如:综保继电器,保护控制柜,多功能电表啊等等。他们是和一次设备联系最紧密的部门,实际的数据采集,设备控制都是由它们来完成。
2. 通信层:间隔层和站控层(见如下)的数据需要通过一些通讯电缆/光缆进行传输,中间还得有一些通信设备比如通信管理机,交换机之类的,用来负责数据的分发和传输,以及原始数据的存储等等。
3. 站控层:其实我们通常所说的后台了,包括电脑,打印机监控屏幕等等。在这一层要对搜集上来的数据进行一些应用开发,以便显示在终端屏幕上;一些遥控指令也从这一层发出去,通过通信层最后送到间隔层去执行。
哪些部分是核心,就看你怎么理解了。我认为以上这三个部分都很重要,缺一不可。就好像站控层是大脑,通信层是组成身体的神经,心脏和血液和骨骼和肌肉;而间隔层是我们的神经末梢和手脚。
J. 哪一个的智能变电站自动化系统做的好
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