华电电力系统自动化第22讲-变电站综合自动化.ppt

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1、第十五讲 变电站综合自动化,肖仕武Office:J5B309Tel:80794899,North China Electric Power University,page2,2023/11/1,第四章 变电站自动化,电力调度自动化系统的眼和手,North China Electric Power University,page3,2023/11/1,调度自动化系统的组成,North China Electric Power University,page4,2023/11/1,变电站自动化基本含义,断路器,变压器,电容器,CT/PT,电力系统二次设备,保护-变压器、线路、电容器,RTU,电度仪

2、表,消弧线圈调谐,直流电源,电力系统一次设备,North China Electric Power University,page5,2023/11/1,变电站自动化基本含义,变电站自动化定义：,IEC T57技术委员会正式采用的术语,变电站二次设备按功能分为四大模块:继电保护及自动装置;仪器仪表及测量控制;远动;当地监控。变电站自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、通信技术、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、控制、保护、并与上级调度通信的综合性自动化功能。,North China Electric Power Unive

3、rsity,page6,2023/11/1,集中式变电站自动化系统典型配置,North China Electric Power University,page7,2023/11/1,变电站自动化技术的发展,SDCS-1日本关西电子公司/三菱1975年开始1979年完成样机1980商品化生产,系统规模：3台主变、4回77kV进线、36回6.6kV馈线，13台微机,North China Electric Power University,page8,2023/11/1,变电站综合自动化的特点,利用微机和大规模集成电路组成的自动化系统代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏。,利用微机保护代替常规保

4、护。,能采集完整的运行信息，利用计算机的高速计算与逻辑判别能力实现监视、控制、运行报告等功能。,功能综合化、结构微机化、监视屏幕化、运行管理智能化。,North China Electric Power University,page9,2023/11/1,变电站综合自动化与无人值班,无人值班是管理模式，综合自动化是技术水平,常规保护和常规控制的时代。,两遥功能。,四遥功能，真正有效意义上的无人值班。,综合自动化比四遥功能在技术水平上有很大提高。,North China Electric Power University,page10,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,电气量的采集和

5、电气设备(如断路器)的状态监视、控制和调节。,实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站正常运行和安全。,发生事故时，由继电保护、安全自动装置和故障录波器等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，迅速切除故障设备和完成事故后的恢复操作。,高压电气设备本身的在线检测信息,变电站自动化的内容,North China Electric Power University,page11,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,输电线路保护,电力变压器保护,母线保护,电容器保护,自动重合闸,继电保护构成,1、继电保护的功能,North China Electric Power University,page

6、12,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,通信功能,对时功能,存储各种保护整定值功能,故障自诊断、自闭锁和自恢复功能,1、继电保护的功能,North China Electric Power University,page13,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,实时数据采集与处理：,运行监视功能：,变电站的运行工况和设备状态进行自动监视，即对变电站各种状态量变位情况的监视和模拟量的数值监视,2、监视控制的功能,North China Electric Power University,page14,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,事故顺序记录与事故追忆功能,控制与

7、安全操作闭锁功能,谐波的分析和监视功能,2、监视控制的功能,故障测距与录波功能,North China Electric Power University,page15,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,无功和电压自动控制,自动低频减载,备用电源自投控制（BZT）,小电流接地选线,3、自动控制装置功能,North China Electric Power University,page16,2023/11/1,电压和无功控制装置,调控目标,维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压的运行波动范围（以额定电压为基准）,500(330)kv变电站的220kv母线，正常时010，事故时51

8、0,配电网10kv母线，10.010.7kv,200kv变电站110kv母线，正常时37，事故时10,保持电力系统稳定和合适的无功平衡。,在电压合格的条件下实现使电能损耗最小,North China Electric Power University,page17,2023/11/1,自动装置,自动联切装置包括远、联切机组、远、联切负荷、远、联切机组和负荷、联切线路。自动解列装置包括低频解列、高频解列、低压解列、失步解列、振荡解列、过载解列、双低解列。低频自启机、低频切泵、低压减载、过载联动、备用电源自投、同期装置、低频减载、高频切机、大小电流切机、大小电流切负荷、自动重合闸、高频自起泵。快关

9、出力、电气制动装置。,North China Electric Power University,page18,2023/11/1,变电站自动化的基本内容,变电站自动化系统的现场级通信,变电站自动化系统必须兼有RTU的全部功能 1 能够将所采集的模拟量和状态量信息，以及事件顺序记录等远传至调度中心；2 能接收调度中心下达的各种操作、控制、修改定值等命令,4、远动及数据通信功能,North China Electric Power University,page19,2023/11/1,变电站自动化的设计原则和要求,2、凡可以在间隔层就地完成的功能如保护、备用电源自投、电压控制等就地完成。,4、

10、微机保护的软硬件与监控系统既相对独立，又相互协调。要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计，确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。,3、应能全面替代常规二次设备。,5、微机保护应有通信功能,6、应能满足无人值班的要求，设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。,9、系统的标准化和开放性能要好,可扩展性好。,7、有可靠的通信网络和通信协议。,8、有良好的抗干扰能力,设备运行可靠性高。,10、变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术。取消光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，使任一信息做到一次采集、多次使用。,11、在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式。,1、应满足电网安全、优质、经济运行以

11、及信息分层传输、资源共享的原则。,North China Electric Power University,page20,2023/11/1,变电站自动化的结构形式,集中式变电站自动化系统,North China Electric Power University,page21,2023/11/1,变电站自动化的结构形式,分层分布式结构集中组屏,North China Electric Power University,page22,2023/11/1,间隔层按高压间隔划分，以每个电网元件为对象，集测量、控制、保护于一体，设计在同一个机箱中，将这种模块单元安装在一次主设备的开关柜中。各模块单

12、元与监控主机通过网络联系。高压线路保护，变压器保护，自动装置（备自投、电压无功控制，低频减载）仍可安装在中央控制室内。,间隔层变电站层,North China Electric Power University,page23,2023/11/1,变电站自动化的结构形式,分散分布式与集中相结合,North China Electric Power University,page24,2023/11/1,分散分布式与集中相结合特点,(1)10-35kV馈线保护采用分散式结构,就地安装,节约控制电缆,通过现场总线或以太网与保护管理机通信,(2)高压线路保护和变压器保护采用集中组屏，保护屏安装在控制室

13、或保护室中，同样通过现场总线或以太网与保护管理机通信。使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，有利于提高可靠性。,(3)其他自动装置，备用电源自投和电压、无功自动控制装置采用集中组屏安装于控制室或保护室内。,(4)电能量计量系统单独组网，这主要是考虑专业分工。,North China Electric Power University,page26,2023/11/1,变电站自动化的发展过程,2、微机化的智能元件阶段,3、综合自动化阶段,4、同步相量测量,系统监测及事故记录状态估计 参数辩识 自适应保护 各类广域稳控系统,1、分立元件阶段,North China Electric Power University,page27,2023/11/1,方式/DTS预测数据秒日估计,EMS稳态数据几秒实测,相量测量动态数据几十毫秒实测,保护稳控暂态数据几毫秒实测,在线动态安全分析,实时动态安全分析,实时动态稳定控制,第一阶段 10分钟,第二阶段几秒钟,第三阶段毫秒至秒,现有系统功能,新建系统功能,同步相量测量对调度自动化的影响,