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1、会计学1电力企业信息化电力企业信息化 变电站信息化变电站信息化第一页，共93页。电网电网(dinwng)构成构成第1页/共93页第二页，共93页。概述概述(i sh)变电站是联系发电厂和用户的中间环节起着变换和分配电能的作用。变电站信息化的主要(zhyo)内容是变电站综合自动化系统。将变电站的二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性自动化系统。核心内容是监控系统信息化和变电站生产管理系统信息化。第2页/共93页第三页，共93页。第一节第一节 变电站信息化总体变电站信息化总体(zngt)框架框架n n一、变电站类型(lixn
2、g)n n什么是变电站？变电站的作用？变电站是把一些设备组装起来，用于切断或接通、改变或调整电压。是电力(dinl)系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力(dinl)的流向和调整电压的电力(dinl)设施。变换：变压器实现变换：变压器实现分配电能：母线实现分配电能：母线实现第3页/共93页第四页，共93页。变电站分类变电站分类(fn li)n n1 1、按变电站在电力系统中的地位和作用划分、按变电站在电力系统中的地位和作用划分n n系统枢纽变、地区一次变、地区二次变、终端变系统枢纽变、地区一次变、地区二次变、终端变n n2 2、按变电站安装位置划分、按变电站安装位置划分n n室内、室外、地下
3、室内、室外、地下(dxi)(dxi)、箱式、箱式n n3 3、按值班方式划分、按值班方式划分n n有人值班有人值班 、无人值班无人值班n n4 4、根据变压器的使用功能划分、根据变压器的使用功能划分n n升压、降压、换流升压、降压、换流n n5 5、按自动化程度划分、按自动化程度划分n n常规、部分微机化、数字化变电站、智能变电站常规、部分微机化、数字化变电站、智能变电站第4页/共93页第五页，共93页。2、变电站的发展、变电站的发展(fzhn)传统变电站 20世纪80年代及以前变电站保护设备以晶体管、集成电路(jchng-dinl)为主，二次设备均按照传统方式布置，各部分独立运行。随着微处理
4、器和通信技术的发展，远动装置的性能得到较大提高，传统变电站逐步增加了“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”的四遥功能。第5页/共93页第六页，共93页。n n综合自动化变电站20 世纪90 年代，随着微机保护技术的广泛应用，以及计算机、网络、通信技术的发展，变电站自动化取得实质性进展。利用计算机技术、现代(xindi)电子技术、通信技术和信息处理技术，对变电站二次设备的功能进行重新组合、优化设计，建成了变电站综合自动化系统，实现对变电站设备运行情况进行监视、测量、控制和协调的功能。综合自动化系统先后经历了集中式、分散式、分散分层式等不同结构的发展，使得变电站设计更合理，运行更可靠，更利于变电站
5、无人值班的管理。第6页/共93页第七页，共93页。n n数字化变电站近年来，随着数字化技术的不断进步和IEC61850标准在国内的推广应用，国内已经出现了基于IEC61850的数字化变电站。数字化变电站具有全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动(h dn)化四个重要特征。数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个变电站内信息的网络化，以及断路器设备的智能化，而且设备检修工作逐步由定期检修过渡到以状态检修为主的管理模式。第7页/共93页第八页，共93页。n n智能变电站智能电网中的智能变电站是由先进、可靠、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，以全站信
6、息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本(jbn)要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本(jbn)功能，同时具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。第8页/共93页第九页，共93页。智能变电站同数字化变电站的区别 数字化变电站主要从满足变电站自身的需求出发，实现站内一、二次设备的数字化通信和控制，建立全站统一的数据通信平台，侧重于在统一通信平台的基础上提高变电站内设备与系统见的互操作性。智能变电站从满足智能电网运行要求出发，比数字化变电站更加注重变电站之间、变电站与调度中心之间的信息的统一与功能的层次化，以在全网范围(fnwi)内
7、提高系统的整体运行水平为目标。第9页/共93页第十页，共93页。智能变电站同数字化变电站的区别(qbi)数字化变电站已经具有了一定程度的设备集成和功能优化的概念，要求站内应用的所有智能电子装置（IED）满足统一的标准，拥有统一的接口，以实现互操作性。IED分布安装与站内，其功能的整合以统一标准为纽带，利用网络通信实现。数字化变电站在以太网通信的基础上，模糊了一、二次设备的界限，实现了一、二次设备的初步融合。而智能化变电站设备集成化程度更高，可以实现一、二次设备的一体化、智能化整合和集成。第10页/共93页第十一页，共93页。智能(zh nn)变电站同数字化变电站的区别智能(zh nn)变电站在
8、数字化变电站的基础上实现了两个技术上的跨越：监测设备的智能(zh nn)化，重点是对开关、变压器的状态监测；故障信息综合分析决策，变电站要和调度器进行信息的双向交流。第11页/共93页第十二页，共93页。无人无人(w rn)(w rn)值守变电值守变电站站n n无人值守变电站：调度值班员借助微机远动技术替代无人值守变电站：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。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。n n调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调调度员在主站端设备的键盘上进行必要的遥控、遥调操作。操作
9、。n n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不必再配置单独不必再配置单独RTURTU，模拟量和开关状态信息，通过，模拟量和开关状态信息，通过通信管理单元通信管理单元(dnyun)(dnyun)直接送往调度。直接送往调度。n n各微机保护单元各微机保护单元(dnyun)(dnyun)将动作信息送给调度，并将动作信息送给调度，并通过通信管理单元通过通信管理单元(dnyun)(dnyun)转发或执行调度下达的转发或执行调度下达的命令。命令。第12页/共93页第十三页，共93页。国内无人值班国内无人值班(zh bn)的发展简况的发展简况n n2020世世纪纪8080年
10、年代代后后期期，无无人人值值班班技技术术上上了了一一个个台台阶阶。促促进进了了调调度自动化实用化的深入开展和电网调度管理水平的提高。度自动化实用化的深入开展和电网调度管理水平的提高。n n国国家家电电力力调调度度通通信信中中心心于于19931993年年1212月月2828日日发发布布了了调调自自 1994 1994 2 2号号文文件件关关于于在在地地区区电电网网中中实实施施变变电电站站遥遥控控和和无无人人值值班班的意见。的意见。n n20082008年国家电网发布无人值守变电站管理规范年国家电网发布无人值守变电站管理规范(试行试行)n n目目前前各各省省电电力力公公司司，大大力力推推行行无无人
11、人值值守守变变电电站站，已已有有750KV750KV无人值守变电站。无人值守变电站。n n如如：20132013年年6 6月月湖湖北北全全省省500500千千伏伏交交流流变变电电站站全全部部(qunb)(qunb)实实现无人值守。现无人值守。第13页/共93页第十四页，共93页。变电站综合变电站综合(zngh)自动化自动化1 1、变电站综合自动化简介、变电站综合自动化简介、变电站综合自动化简介、变电站综合自动化简介 变电站综合自动化系统就是变电站综合自动化系统就是变电站综合自动化系统就是变电站综合自动化系统就是(jish)(jish)利用先进的计算机技术、现代利用先进的计算机技术、现代利用先进
12、的计算机技术、现代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对变电站的二次设备（继电子技术、通信技术和信息处理技术等对变电站的二次设备（继电子技术、通信技术和信息处理技术等对变电站的二次设备（继电子技术、通信技术和信息处理技术等对变电站的二次设备（继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行从新组合、优化设计，对变电站的全部设备的运行情的功能进行从新组合、优化设计，对变电站的全部
13、设备的运行情的功能进行从新组合、优化设计，对变电站的全部设备的运行情的功能进行从新组合、优化设计，对变电站的全部设备的运行情况执行监视、测量、自动控制和保护及与调度间通信等综合性的况执行监视、测量、自动控制和保护及与调度间通信等综合性的况执行监视、测量、自动控制和保护及与调度间通信等综合性的况执行监视、测量、自动控制和保护及与调度间通信等综合性的自动化功能的自动化系统。自动化功能的自动化系统。自动化功能的自动化系统。自动化功能的自动化系统。在技术上涉及到自动控制、远动、通信、测量、计量、信号在技术上涉及到自动控制、远动、通信、测量、计量、信号在技术上涉及到自动控制、远动、通信、测量、计量、信号
14、在技术上涉及到自动控制、远动、通信、测量、计量、信号和控制等二次系统，专业上涉及到自动化、保护、变电站运行等。和控制等二次系统，专业上涉及到自动化、保护、变电站运行等。和控制等二次系统，专业上涉及到自动化、保护、变电站运行等。和控制等二次系统，专业上涉及到自动化、保护、变电站运行等。第14页/共93页第十五页，共93页。配置类似配置类似工作重复工作重复变电站综合变电站综合变电站综合变电站综合(zngh)(zngh)自动化自动化自动化自动化由来由来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
15、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第15页/共93页第十六页，共93页。通通域域信信络络网网局局自动自动(zdng)监控系统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综合综合(zngh)自动化结构示意图自动化结构示意图第16页/共93页第十七页，共93页。变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统(xtng)基本配置基本配置时钟时钟时钟时钟(shzhng)(shzhng)系统系统系统系统调制调制(tiozh)解调装置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
16、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第17页/共93页第十八页，共93页。变电所综合变电所综合变电所综合变电所综合(zngh)(zngh)自动化自动化自动化自动化特征特征特征特征1)、功能综合化 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。微机监控系统综合了仪表
17、屏、操作(cozu)屏、模拟屏、变送器屏、中央信号系统，远动装置RTU，电压及无功自动调节等功能。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、自动重合闸等功能。第18页/共93页第十九页，共93页。2)2)、结构、结构、结构、结构(jigu)(jigu)分布、分层化分布、分层化分布、分层化分布、分层化分布式结构：结构上采用主从CPU协同工作方式，各功能模块（从CPU）间采用网络技术或串行方式实现通信。优点：多CPU提高了处理并行多发事件的能力，方便系统扩展(kuzhn)与维护，局部故障不影响其它模块的正常运行。第19页/共93页第二十页，共93页。分层式结构分层式结构(
18、jigu)监控监控监控监控(jin kn)(jin kn)主机主机主机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(zngh)(zngh)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第20页/共93页第二十一页，共93页
19、。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置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或装置称为控制或I/OI/O单元。单元。两者通称为间隔级单元两者通称为间隔级单元(bay level unit)(bay level unit)。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(central unit)(central unit)相结合，相结合，并利用间隔级单
20、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，通过软件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统件来实现各种保护闭锁，取消或大大简化传统(chunt(chunt ng)ng)设计中为实现闭锁功能所需要的二次回设计中为实现闭锁功能所需要的二次回路，以组成变电站综合自动化系统。路，以组成变电站综合自动化系统。第21页/共93页第二十二页，共93页。n n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。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；保护部分负责该单元线路或变压器或电容器的保护、各种(zhn)录波等。n
21、n间隔层本身是由各种(zhn)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层。第22页/共93页第二十三页，共93页。综合自动化系统使变电站的值班人员完全(wnqun)是面对大屏幕显示器进行变电站的全方位监视与操作。3)3)、操作、操作、操作、操作(cozu)(cozu)监视屏幕化监视屏幕化监视屏幕化监视屏幕化指针式仪表指针式仪表指针式仪表指针式仪表(ybio)(ybio)模拟屏模拟屏模拟屏模拟屏跳、合闸操作跳、合闸操作跳、合闸操作跳、合闸操作数据显示数据显示数据显示数据显示实时主接线画面实时主接线画面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画面文字语言报警画
22、面文字语言报警光字牌报警光字牌报警光字牌报警光字牌报警鼠标键盘操作鼠标键盘操作鼠标键盘操作鼠标键盘操作第23页/共93页第二十四页，共93页。原来的二次设备只能监视一次设备；综合自动化系统：监测一次设备；常规自动化功能；在线(zi xin)自诊断；与控制中心通信。4)、运行、运行(ynxng)管理管理智能化智能化第24页/共93页第二十五页，共93页。变电所综合变电所综合变电所综合变电所综合(zngh)(zngh)自动化系统的基本功自动化系统的基本功自动化系统的基本功自动化系统的基本功能能能能1)、数据采集 是在线采集供电系统的运行(ynxng)参数，主要包括：模拟量，状态量和脉冲量。模拟量
23、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，电容器的温度，直流电源电压等。状态量 采集变电所里的开关、断路器的位置状态等。脉冲量 脉冲电度表输出的脉冲信号等。第25页/共93页第二十六页，共93页。2)2)、数据处理与记录、数据处理与记录、数据处理与记录、数据处理与记录(jl)(jl)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(cnsh)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档。变电所运行参数(cnsh)和设备越限报警及记录。第26页/共93页第二十七页，共93页。3)3)、控制与操作、控制与操作、控制与操作、控制与操作(cozu)(
24、cozu)闭锁闭锁闭锁闭锁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CRT屏幕进行操作，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。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(zhji)跳合闸功能。第27页/共93页第二十八页，共93页。操作操作操作操作(cozu)(cozu)闭锁的内容闭锁的内容闭锁的内容闭锁的内容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。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，c c、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁、根据实时信息，实现断路器、隔离开关操作闭锁
25、功能。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“五防操作及闭锁系五防操作及闭锁系统统”。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入。即：防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器；防止带电挂接带电间隔；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关。地线；防止带地线合隔离开关。e e、CRTCRT屏幕操作闭锁功能，只有输入屏幕操作闭锁功能，只有输入(shr)(shr)正确的操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。第28页/共93页第二十九页，共93页。4)4)、微机、微机、微机、微机(wi j)(
26、wi j)保护保护保护保护 微机保护主要(zhyo)包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护、备用电源的自动投入装置和自动重合闸装置等。a、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 定值。c、实时显示保护主要(zhyo)状态。d、与监控系统通信。第29页/共93页第三十页，共93页。5)5)、与远方操作、与远方操作、与远方操作、与远方操作(cozu)(cozu)控制中心通信控制中心通信控制中心通信控制中心通信“四遥”遥测，遥信，遥控，遥调 远方修改(xigi)定值向电力调度部门传送数据信息第30页/共93页第三十一页，共93页。6)6)、人机联系、人机联系、人机联系
27、、人机联系(linx)(linx)功能功能功能功能（1）屏幕显示（2）通过键盘输入数据（3）人工操作控制（4）运行参数(cnsh)及信息的打印记录第31页/共93页第三十二页，共93页。7)7)、自诊断、自诊断、自诊断、自诊断(zhndun)(zhndun)功能功能功能功能 综合自动化系统的各单元模块(m kui)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往后台机操作控制中心。第32页/共93页第三十三页，共93页。3、变电站综合、变电站综合(zngh)自动化的结构形式自动化的结构形式结构形式主要结构形式主要结构形式主要结构形式主要(zhyo)(zhyo)有：有：有：有：集中式集中
28、式集中式集中式分布式分布式分布式分布式分布分散式分布分散式分布分散式分布分散式第33页/共93页第三十四页，共93页。集中式集中式n n采用功能较强的计算机，扩展其外围接口电路，集中采用功能较强的计算机，扩展其外围接口电路，集中采用功能较强的计算机，扩展其外围接口电路，集中采用功能较强的计算机，扩展其外围接口电路，集中(jzhng)(jzhng)(jzhng)(jzhng)采集变电站的模拟量、开关量和数字量等采集变电站的模拟量、开关量和数字量等采集变电站的模拟量、开关量和数字量等采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中信息，集中信息，集中信息，集中(jzhng)(jzhng)(jzhng
29、)(jzhng)进行计算与处理，分别完成微进行计算与处理，分别完成微进行计算与处理，分别完成微进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动化功能。机监控、微机保护和一些自动化功能。机监控、微机保护和一些自动化功能。机监控、微机保护和一些自动化功能。n n微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能由不同的微机完成。微机完成。微机完成。微机完成。第34页/共93页第三十五页，共93页。集中式结构的缺点：集中式结构的缺点：每台计算机的功能较集中，若一台计算机出
30、每台计算机的功能较集中，若一台计算机出故障故障(gzhng)，影响面大。，影响面大。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。组态不灵活。组态不灵活。集中式保护与长期以来采用一对一的常规保集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，只适于保护的习惯，调试和维护不方便，只适于保护算法比较简单的情况。算法比较简单的情况。第35页/共93页第三十六页，共93页。分布式分布式将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。一般按功能设计，
31、采用主从一般按功能设计，采用主从CPUCPU系统工作系统工作(gngzu)(gngzu)方式，多方式，多CPUCPU系统提高了处理并行多发事件的能力，系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了解决了CPUCPU运算处理的瓶颈问题。运算处理的瓶颈问题。便于系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块的正便于系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块的正常的运行。常的运行。安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态，安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态，较多地使用于中、低压变电站。较多地使用于中、低压变电站。第36页/共93页第三十七页，共93页。分布分布分布分布(fnb)(fnb)分散式分散式分散
32、式分散式从逻辑上将变电站自动化系统划分从逻辑上将变电站自动化系统划分(hu fn)(hu fn)为变电站为变电站层和间隔层两层，也可分为变电站层、通信层和间隔层和间隔层两层，也可分为变电站层、通信层和间隔层三层。层三层。间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。面积。简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆。接电缆。结构可靠性高，组态灵活，检修方便。结构可靠性高，组态灵活，检修方便。第3
33、7页/共93页第三十八页，共93页。三、变电站信息化及其框架三、变电站信息化及其框架(kun ji)变电站信息化监控(jin kn)系统信息化生产(shngchn)管理信息化数据采集与处理监视系统控制系统运行管理子系统操作票专家子系统技术培训子系统第38页/共93页第三十九页，共93页。n n第二节第二节 变电站监控变电站监控(jin kn)系统系统第39页/共93页第四十页，共93页。监控系统的任务：监控系统的任务：完完成成一一次次设设备备(shbi)(shbi)的的监监视视、控控制制、数数据据采采集集、事事件件顺顺序序记记录录及及显显示示、使使值值班班人人员员把把握握安安全全控控制制、事事
34、故故处处理理的的主主动动性性，减减少少和和避避免免误误操操作作，缩缩短短事事故故停停电电时间，提高运行管理水平，减少变、配电损失。时间，提高运行管理水平，减少变、配电损失。第40页/共93页第四十一页，共93页。一、变电站监控一、变电站监控(jin kn)系统系统的基本要求的基本要求 实时实时(sh sh)(sh sh)性强（及时获得关注的数据，并显示出来）性强（及时获得关注的数据，并显示出来）可靠性高（满足全天候实时可靠性高（满足全天候实时(sh sh)(sh sh)监视和控制）监视和控制）维护性好（方便参数修改，增删间隔，系统组态维护性好（方便参数修改，增删间隔，系统组态 ）人机交流方便（
35、友好的界面，人性化的设计）人机交流方便（友好的界面，人性化的设计）通讯可靠（通讯可靠是系统正常运行的保障）通讯可靠（通讯可靠是系统正常运行的保障）信信号号采采集集和和输输出出技技术术先先进进性性，信信息息接接入入容容量量庞庞大大（不不限限变变电站规模，扩建方便）电站规模，扩建方便）信信息息处处理理和和控控制制算算法法先先进进，可可编编程程资资源源丰丰富富（提提供供一一系系列列工具实现特殊要求）工具实现特殊要求）第41页/共93页第四十二页，共93页。二、变电站监控二、变电站监控(jin kn)系统系统的功能的功能n n1、数据采集与处理功能n n2、监视(jinsh)功能n n3、控制功能第4
36、2页/共93页第四十三页，共93页。1、数据、数据(shj)采集与处理功能采集与处理功能模模拟拟量量、数数字字量量或或状状态态量量、电电能能量量的的采采集集(c(c ij)ij)、折折算算回回一一次次值值、显显示并保存到历史库示并保存到历史库模拟量的采集模拟量的采集状态量的采集状态量的采集脉冲量的采集脉冲量的采集数字量的采集数字量的采集事故顺序记录和事故追忆事故顺序记录和事故追忆在线在线(zi xin)统计计算统计计算第43页/共93页第四十四页，共93页。2、监视、监视(jinsh)功能功能n n1 1）收集）收集(shuj)(shuj)并获得全站主设备各种经处理运算后的模拟量并进行运行监视
37、，并获得全站主设备各种经处理运算后的模拟量并进行运行监视，包括线路、主变压器的各种被测量电流、有功功率、无功功率、母线电压、包括线路、主变压器的各种被测量电流、有功功率、无功功率、母线电压、系统频率以及电流、电压上下限值；系统频率以及电流、电压上下限值；n n2 2）收集）收集(shuj)(shuj)并获得全站主设备运行的开关量并进行监视；并获得全站主设备运行的开关量并进行监视；n n3 3）报警处理）报警处理n n事故报警、预告报警事故报警、预告报警n n4 4）系统的自诊断和自恢复）系统的自诊断和自恢复n n5 5）维护功能）维护功能n n数据库维护、功能维护数据库维护、功能维护第44页/
38、共93页第四十五页，共93页。3、控制、控制(kngzh)功能功能开开关关分分合合、电电容容投投退退、档档位位调调节节、保保护护投投退退。具具备备多多级级权权限限管管理理和和电电气气闭闭锁锁(b(b susu)、防防误误操操作等功能作等功能1 1）调度中心远方控制）调度中心远方控制2 2）站内）站内SCADASCADA控制控制3 3）后备手动控制）后备手动控制第45页/共93页第四十六页，共93页。IEC61850IEC61850是什么是什么是什么是什么(shn(shn me)?me)?n n它不仅是一个它不仅是一个它不仅是一个它不仅是一个(y)(y)(y)(y)通信规约通信规约通信规约通信规
39、约n n它是一个它是一个它是一个它是一个(y)(y)(y)(y)全球的变电站自动化的标准。全球的变电站自动化的标准。全球的变电站自动化的标准。全球的变电站自动化的标准。n n使用面向对象建模技术使用面向对象建模技术使用面向对象建模技术使用面向对象建模技术n n使用分布、分层体系使用分布、分层体系使用分布、分层体系使用分布、分层体系n n使用抽象通信服务接口（使用抽象通信服务接口（使用抽象通信服务接口（使用抽象通信服务接口（ACSIACSIACSIACSI）、特殊通信服务映）、特殊通信服务映）、特殊通信服务映）、特殊通信服务映射射射射SCSMSCSMSCSMSCSM技术技术技术技术n n使用使用
40、使用使用MMSMMSMMSMMS技术技术技术技术n n具有互操作性具有互操作性具有互操作性具有互操作性n n具有面向未来的、开放的体系结构。具有面向未来的、开放的体系结构。具有面向未来的、开放的体系结构。具有面向未来的、开放的体系结构。一个用于无缝一个用于无缝(w fn)通信的全球标准通信的全球标准三、变电站监控系统硬件设备第46页/共93页第四十七页，共93页。IEC 61850是国际电工委员会TC57制定的变电站通信网络和系统(xtng)系列标准，为基于网络通信平台的变电站自动化系统(xtng)唯一国际标准，也是国家电力行业相关标准的基础。（DL/T860）IEC61850规范了数据的命名
41、、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。IEC61850标准(biozhn)三、变电站监控系统硬件(yn jin)设备第47页/共93页第四十八页，共93页。n n61850出现的主要原因出现的主要原因(yunyn)：n n嵌入式以太网技术嵌入式以太网技术 使得变电站内设使得变电站内设备装置具有了更强大的通信能力与备装置具有了更强大的通信能力与网络访问功能，使得用更高速与安网络访问功能，使得用更高速与安全的以太网通信代替串口通信成为全的以太网通信代替串口通信成为可能可能n n不同厂家的设备，采用不同的嵌入不同厂家的设备，采用不同的嵌
42、入式系统、不同的编程语言，数据库、式系统、不同的编程语言，数据库、构成构成“信息孤岛信息孤岛”现象，需要一个有现象，需要一个有效的异构信息解决方案效的异构信息解决方案IEC 61850标准是变电站内异构信息集成标准是变电站内异构信息集成方案方案n n设备互操作问题是关键设备互操作问题是关键 厂商规约加厂商规约加密密/客户设备采购受限客户设备采购受限/系统集成困系统集成困难难n n需要一个统一的国际标准需要一个统一的国际标准 n nIEC61850变电站内变电站内 调度端调度端IEC61970 异构集成异构集成第48页/共93页第四十九页，共93页。2004年年9月巴黎月巴黎(b l)IEC 6
43、1850 国际展示会议国际展示会议 15家厂商产品互连家厂商产品互连第49页/共93页第五十页，共93页。三、变电站监控系统硬件三、变电站监控系统硬件(yn jin)设备设备n n在逻辑结构上根据当前数字化变电站使用的IEC61850通信协议的定义，可分为(fn wi)三个层次，分别称为n n“过程层”n n“间隔层”n n“站控层”。第50页/共93页第五十一页，共93页。保护装置保护装置数字化断路器控制数字化断路器控制合并单元合并单元开关控制模块开关控制模块间隔控制单元间隔控制单元刀闸刀闸断路器断路器电子互感器电子互感器第51页/共93页第五十二页，共93页。常规常规常规常规(chnggu
44、)(chnggu)(chnggu)(chnggu)变电站与数字化变电站结构图对比变电站与数字化变电站结构图对比变电站与数字化变电站结构图对比变电站与数字化变电站结构图对比第52页/共93页第五十三页，共93页。第53页/共93页第五十四页，共93页。相关相关(xinggun)设备设备1）间隔层设备：）间隔层设备：保护与测控装置；电能计量；交直流与消弧线圈；保护与测控装置；电能计量；交直流与消弧线圈；光纤交换机。光纤交换机。2）过程层设备：）过程层设备：非常规互感器；非常规互感器；合并单元；合并单元；智能终端；智能终端；智能开关。智能开关。3）站控层设备：）站控层设备：数字化变电站综合自动化系统
45、数字化变电站综合自动化系统 第54页/共93页第五十五页，共93页。间隔层设备间隔层设备间隔层设备间隔层设备(shbi)(shbi)整体要求整体要求整体要求整体要求应采用模块化、标准化的结构，易维护和更换方便；应采用模块化、标准化的结构，易维护和更换方便；应能按照应能按照DL/T860DL/T860建模，并与站控层设备通信，并具有完善的自我描述功能；建模，并与站控层设备通信，并具有完善的自我描述功能；与过程层设备之间的通信应满足与过程层设备之间的通信应满足(m(m nz)DL/T860nz)DL/T860中规定的数据格式，具有识中规定的数据格式，具有识别协议中的数据有效性判断，实时闭锁保护，并
46、能将告警事件上送；别协议中的数据有效性判断，实时闭锁保护，并能将告警事件上送；在任何网络运行工况流量冲击下，间隔层装置均不应死机或重启；在任何网络运行工况流量冲击下，间隔层装置均不应死机或重启；宜采用冗余的宜采用冗余的110V110V或或220V220V直流供电方式；当电压波动范围在直流供电方式；当电压波动范围在2020内时，间隔内时，间隔层设备应能正常工作。层设备应能正常工作。1）间隔层设备整体(zhngt)要求第55页/共93页第五十六页，共93页。间隔间隔间隔间隔(jin g)(jin g)层设备技术要求层设备技术要求层设备技术要求层设备技术要求测控装置测控装置测控装置测控装置支持通过支
47、持通过支持通过支持通过GOOSEGOOSE协议实现间隔层五防功能；协议实现间隔层五防功能；协议实现间隔层五防功能；协议实现间隔层五防功能；(GOOSE(GOOSE:Generic Object Oriented Substation Event:Generic Object Oriented Substation Event面向通用对象面向通用对象面向通用对象面向通用对象的变电站事件的变电站事件的变电站事件的变电站事件)应能实时反映本间隔一次设备的分、合状态，应有该电气单应能实时反映本间隔一次设备的分、合状态，应有该电气单应能实时反映本间隔一次设备的分、合状态，应有该电气单应能实时反映本间隔一
48、次设备的分、合状态，应有该电气单元的实时模拟接线状态图；元的实时模拟接线状态图；元的实时模拟接线状态图；元的实时模拟接线状态图；应能设置所测量间隔的检修状态。应能设置所测量间隔的检修状态。应能设置所测量间隔的检修状态。应能设置所测量间隔的检修状态。保护装置保护装置保护装置保护装置应支持应支持应支持应支持GOOSEGOOSE协议，实现装置之间状态、命令传递及协议，实现装置之间状态、命令传递及协议，实现装置之间状态、命令传递及协议，实现装置之间状态、命令传递及GOOSEGOOSE跳闸功能；跳闸功能；跳闸功能；跳闸功能；出口压板宜采用软压板方式出口压板宜采用软压板方式出口压板宜采用软压板方式出口压板
49、宜采用软压板方式(fngsh)(fngsh)，并具备功能投退压，并具备功能投退压，并具备功能投退压，并具备功能投退压板板板板在接收到异常的合并单元采样信号时，应能立刻闭锁保护出在接收到异常的合并单元采样信号时，应能立刻闭锁保护出在接收到异常的合并单元采样信号时，应能立刻闭锁保护出在接收到异常的合并单元采样信号时，应能立刻闭锁保护出口，确保不误动；口，确保不误动；口，确保不误动；口，确保不误动；应设置检修态，保证测试应设置检修态，保证测试应设置检修态，保证测试应设置检修态，保证测试GOOSEGOOSE通信正确，但不会实际跳通信正确，但不会实际跳通信正确，但不会实际跳通信正确，但不会实际跳闸。闸。
50、闸。闸。间隔(jin g)层设备技术要求第56页/共93页第五十七页，共93页。间隔层设备间隔层设备间隔层设备间隔层设备(shbi)(shbi)技术要求技术要求技术要求技术要求故障录波装置故障录波装置故障录波装置故障录波装置应具有采样数据接口，从合并单元或交换机上接收采应具有采样数据接口，从合并单元或交换机上接收采应具有采样数据接口，从合并单元或交换机上接收采应具有采样数据接口，从合并单元或交换机上接收采样信号样信号样信号样信号(xnho)(xnho)，进行采样量的录波，同时应可，进行采样量的录波，同时应可，进行采样量的录波，同时应可，进行采样量的录波，同时应可记录重要的记录重要的记录重要的记