变电站综合自动化概述 摘要 :本文简要介绍了变电站的组成、工作原理及作用,变电站综合自动化系统的结构模式和基本功能,进一步叙述了变电站综合自动化系统的特点以及存在的问题,提出了变电站综合自动化基本概念,并变电站自动化的发展前景进行分析。 关键词 :变电站变电站综合自动化系统 1. 概述 电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。 变电站综合自动化系统是利用计算机系统、网络、数据库现代通讯技术等将变电站的二次设备(包括控制、测量、保护、自动装置等 ,经过功能组合和优化设计,对变电站实行自动监控,测量和协调来提高变电站的运行效率和稳定性。他完全取代了常规的监控仪表,中央信息系统,变送器及常规远动装置。不仅提高了变电站的可控性,而且由于采用了无人值班的管理模式,更有效地提升了劳动生产率,减少了人为误操作的可能,最大程度提高了变电站的可靠性和经济性。 2. 变电站 变电站 (Substation改变电压的场所。是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点。 2.1 变电站组成 变电站主要是有设备及安装工程、建筑工程(土建、其他项目工程等。设备及安装工程包括两部分 :既一次部分(设备、二次部分(设备。
变电站是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站的设备有变压器、开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设备。 2.2 变电站工作原理 变压器是变电站的主要设备, 分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。 电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为 l00V , 电流互感器二次电流为 5A 或 1A 。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路 , 请注意 :绝不能让其开路, 否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路;故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在我国, 220kV 以 上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。 隔离开关的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关, 送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力, 一般与高压熔断丝配合用于 10kV 及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。 2.3 变电站作用
变电站综合自动化系统的组成和主要功能； 系统概述； 本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统，其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备，该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上，根据国内外新的发展趋势，以提高电网的安全经济运行为宗旨，以方便现场安装调试、无人值守为目的，向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。 其设备从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复备置等弊病，及减少投资，又有利于变电站运行管理和维护。 YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图；
该系统在我国首次集微机保护和远动为一体，并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上，系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。其可把各个单元分散安装在一次设备上，或集中组屏按装。相比两者具有明显的优点；可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减少控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性 YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。如线路单元，就是面向开关柜设计的，它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器单元也像线路单元一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设计，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。第一是主保护单元，它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器的测控单元，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围，作为系统的一个单元整体规划设计。 YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装，所有单元均通过一梗三芯通讯电缆同后台总控单元实现实时数据交换。
变电站综合自动化的基本概念及发展过程 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、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。 一、发展变电站综合自动化的必要性 变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。变电站继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础。在电网统一指挥和协调下，电网各节点(如变电站、发电厂)具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。因此，变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。作为变电站自动化系统，它应确保实现以下要求： (1)检测电网故障，尽快隔离故障部分。 (2)采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。 (3)采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。 (4)实现当地后备控制和紧急控制。 (5)确保通信要求。 因此，要求变电站综合自动化系统运行高效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下空间。 传统变电站中，其自动化系统存在诸多缺点，难以满足上述要求。例如： (1)传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。 (2)二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。 (3)由于上述两个原因，传统变电站占地面积大、使用电缆多，电压互感器、电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。 (4)远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电站内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。 (5)电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护及自
变电所综合自动化总复习题 一、填空题 1、常规变电所的二次系统主要由继电保护、当地监控、远动装臵、滤波装臵所组成。 2、变电所综合自动化应能全面代替常规的二次设备。 3、变电所微机保护的软、硬件装臵既要与监控系统相互对立,又有相互协调。 4、变电所综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电所领域的综合应用。 5、变电所综合自动化系统中的微机继电保护主要包括接触网线路保护、牵引变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸。 6、一个变电所综合自动化系统中各个子系统（如微机保护）的典型硬件结构主要包括：模拟量输入/输出回路、微型机系统、开关量输入/输出回路、人机对话接口回路、通信回路、电源。 7、人机对话接口回路。主要包括打印、显示、键盘及信号灯、音响或语言告警，主要功能用于人机对话。 8、牵引变电所综合自动化系统中的微机继电保护主要包括接触网线路保护、牵引变压器保护、母线保护、电容器保护、自动重合闸。 9、变压器过负荷保护一般取两相电流。Ⅰ段用于发警告信号，Ⅱ段用于启动断路器跳闸。 10、根据继电器动作电流整定原则和继电保护装臵动作时限的不同，
过电流保护可分为定时限过流保护、带时限电流速断保护，把它们组成一套电流保护装臵称为两段式电流保护。 11、为了补充牵引系统无功功率的不足，提高功率因数，改善供电质量，在各个变电所广泛采用无功补偿并联电容器组。 12、对于瞬时自消性故障，利用重合闸避免不必要的停电。 13、微机保护的一大特色当是利用基本相同的硬件结构和电路。通过不同的软件原理完成不同的功能。 14、在变电所综合自动化系统中，数据通信是一个重要环节。 15、微机保护子系统的功能应包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护。 16、变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量。 17、电力系统的电压、无功综合控制的方式有集中控制、分散控制和关联分散控制。 18、变电站通信网络的要求都有快速的实时响应能力，很高的可靠性，优良的电磁兼容性能，分层式结构。 19、数据通信系统的工作方式有单工通信，半双工通信和全双工通信。 20、差模干扰是串联于信号源回路中的干扰，主要由长线路传输的互感耦合所致。 21、常规变电站的二次系统主要包括继电保护，故障录破，当地监控和远动四个部分。 22、直流采样是指将交流电压、电流等信号经变送器转换为适合于A/D转换器输入电平的直流信号。
变电站综合自动化
华北电力大学研究生结课论文 课程名称：电力市场理论与技术 学生姓名：蒋洪源 学号：1102201110 提交时间：2011.07.05
华北电力大学 智能电网建设与电力市场发展 蒋洪源 （华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206） Smart Grid Construction and Electricity Market Development Jiang Hong yuan (North China Electrical Power University, Beijing 102206, China) ABSTRACT:Based on the essence and characteristics of smart grid, an all-round analysis is made about the electricity market development with the prospects of electricity market as the carrier of smart grid given. The preliminary exploration is made. Based on the identification of interaction relationship between the smart grid and the electricity market, the impact of the smart grid on the electricity market is analyzed emphatically as follows. Firstly, the basic function of the smart grid in supporting the market development is analyzed; Secondly, the huge driving forces on the deregulation of power industry by the smart gird are studied, including the change of power industry foundation, the deregulation forces,the reinforcement of ordinary commodity property of electricity and so on; Thirdly, the perspective traits of the electricity market led by the smart grid are systematically concluded. In addition, the potential significant influence on the market design by the smart grid as well as renewable energy and the corresponding tentative solving ways are intensively analyzed.In the end,the effect of smart grid on China model of electric power
第一章 一、变电站综合自动化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技 术，实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合自动化功能。 二、变电站综合自动化系统的优越性：①提高供电质量②提高变电站的安全、可靠运行水平 ③提高电力系统的运行管理水平④降低造价，减少总投资⑤促进无人值班变电站管理模 式的实行。 三、变电站综合自动化系统的基本功能：①继电保护功能②测量、监视、控制功能③自动控 制智能装置的功能④事件顺序记录与故障录波和测距功能⑤远动及数据通信功能⑥人机联系功能 四、变电站综合自动化系统的特点：①功能综合化②分层、分布化结构③操作监视屏幕化④ 运行管理智能化⑤通信手段多元化⑥测量显示数字化 五、论述变电站综合自动化与无人值班的关系： 答案：1.变电站综合自动化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合自动化功能 2. 无人值班是指借助微机远动等自动化技术，值班人员在远方获取相关信息，并对变 电站的设备运行进行控制和管理 3.变电站实现综合自动化后减少了许多维护工作量和维修时间以及值班人员的劳动，为 实现无人值班提供了可靠的技术条件；变电站综合自动化可以适应更高的要求，显著提高无人值班变电站运行的可靠性和技术水平。无人值班变电站采取综合自动化方式是今后的发展方向。综合自动化促进了无人值班变电站管理模式的实行，无人值班变电站也为综合自动化的实现和发展提供了广阔的空间。 第二章 一、变电站综合自动化系统的基本设计原则：①变电站综合自动化系统应能全面代替常规的 二次设备②微机保护的软硬件设置既要与监控系统相对独立，又要相互协调③保护与测控单元的接口可采取串行口、现场总线或以太网等多种接口形式兼容性设计应采用合理的通信网络和标准的通信规约，向计算机监控系统提供保护动作或保护定值等信息。二、变电站综合自动化系统的结构形式有哪些？各有何特点？ ⑴集中式结构：1能及时采集变电站中的各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采 集、实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。2能完成对变电站主要设备和进、出线的保护任务。3系统具有自诊断和自恢复功能。4结构紧凑，体积小，可大大节省占地面积。5造价低，实用性强，适合小型变电站的新建和改造。 ⑵分层分布式集中组屏机构：1可靠性高、可扩展性和灵活性强，节约投资，减少维护 工作量。2继电保护相对独立。3具有与系统控制中心通信功能。4工作环境良好，管理维护方便。 ⑶分散与集中相结合和分布分散式结构：1变电站间隔层在站内按间隔分布配置。2简化 了现场施工、安装和调试工作。3组态灵活，可靠性高，抗干扰能力强 三、变电站综合自动化技术的发展方向：①从集中控制、功能分散型向全分散网络型发展② 开发标准型的软、硬件平台③从计算机控制向综合智能控制发展④保护与控制装置向户外型发展⑤从屏幕数据监视向多媒体监视发展⑥实现纵向和横向综合。 第三章 一、在一定范围内连续变化的量成为模拟量。 二、模拟量输入、输出通道的组成及各部分的作用：
第一章 1. 变电站综合自动化：自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。 2. 综合自动化的基本功能：继电保护、操作控制功、测量与监视、事件顺序记录和故障录波和测距、人机联系、电压无功控制、低频减载控制、备用电源自投、通信功能。 3. 集中式结构: 结构特征：采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集模拟量、开关量和数字量．集中计算和处理分别完成微机监控、微机保护和一此自动控制等功能。优点：①能及时采集变电站（②能完成对主要设备保护任务）③自诊断和自恢复功能④结构紧凑，体积小⑤造价低。缺点①功能较集中，一台计算机出现故障，影响面大②软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦。③组态不灵④不直观，调试和维护不方便，程序设计麻烦只适合于保护算法比较简单。 分层分布式集中组屏：结构特征：①把变电站分为三层；②采用多个主、从CPU协从工作，功能下放，并现场连接；③把整套系统组装成多个屏，集中安装在主控制室内。优点：①采用分层分布式结构，可靠性高，软件简单，灵活性强，易维护②继电保护相对独立③具有与系统控制中心通信功能④工作环境良好，管理维护方便。缺点：①控制电缆相对较多，安装、调试麻烦②分布面不广，所用信号电缆不太长 分散与集中相结合：结构特征：将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，而高压线路保护和主变压器保护装置等仍采用集中组屏的系统结构。优点：低压，节省电缆，安装周期短、调试方便，工作环境好，便于巡视，干扰小，可靠性高。缺点：集中组屏，电缆较多。 分布分散式：结构特点：按间隔分布式配置，均直接下放到开关场就地，各间隔设备相对独立，各模块与监控主机之间通过局域网络或现场总线连接。优点：①缩小了主控室的面积②节省了大量的连接电缆③减少了现场操作的工程量④可靠性高，组态灵活，检修方便⑤节约了占地面积和施工工期，减少了投资。缺点：①成本较高，对抗干扰要求较高②工作环境稍差巡视不方便。 第二章 1. 微机系统结构典型硬件：模拟量输入输出回路、微型机系统、开关量输入/输出回路、人机对话回路、通信回路、电源。 2. 模拟量输入通道组成及作用：电压形成回路、模拟低通滤波(ALF)、采样保持（S/H）、多路转换（MPX)以及模数转换(A/D）等功能块。 3. 模拟量输出通道组成：接口电路、锁存器、D/A转换器、放大驱