变电站构架[资料].ppt

第第4章章 变电站信息化与智能化变电站信息化与智能化 主要内容主要内容n4.1 变电站的类型变电站的类型n4.2 变电站综合自动化变电站综合自动化SCADA系统系统 n4.3 数字化变电站数字化变电站n4.4 智能变电站智能变电站4.1变电站的类型变电站的类型n1.按电压等级分类按电压等级分类n电压在电压在1kV以下的称为低压变电站；以下的称为低压变电站；n电压为电压为110kV的称为中压变电站；的称为中压变电站；n电压高于电压高于10kV低于低于330kV的称为高压变电站的称为高压变电站；n电压在电压在330kV以上的称为超高压变电站。以上的称为超高压变电站。n 目前，我国变电站按电压等级分为目前，我国变电站按电压等级分为3.5万伏万伏变电站、变电站、11万伏变电站、万伏变电站、22万伏变电站和万伏变电站和50万万伏变电站。伏变电站。n4.1变电站的类型变电站的类型n2.根据其在电力系统中的地位和作用分类根据其在电力系统中的地位和作用分类n枢纽变电站：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点枢纽变电站：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。统运行的稳定和可靠性起到重要作用。n中间变电站：中间变电站位于系统主干环行线路中间变电站：中间变电站位于系统主干环行线路或系统主要干线的接口处，电压等级一般为或系统主要干线的接口处，电压等级一般为330220kV，汇集，汇集23个电源和若干线路。全站停电个电源和若干线路。全站停电后，将引起区域电网的解列。后，将引起区域电网的解列。4.1变电站的类型变电站的类型n 地区变电站：地区变电站是一个地区和一个地区变电站：地区变电站是一个地区和一个中、小城市的主要变电站，电压等级一般为中、小城市的主要变电站，电压等级一般为220kV，全站停电后将造成该地区或城市供电，全站停电后将造成该地区或城市供电的紊乱。的紊乱。n 企业变电站：企业变电站是大、中型企业的企业变电站：企业变电站是大、中型企业的专用变电站，电压等级专用变电站，电压等级35220kV，12回进回进线。线。4.1变电站的类型变电站的类型n3.还有根据变电站围护结构分类还有根据变电站围护结构分类n土建变电站土建变电站n箱式变电站。箱式变电站。n 箱式变电站又称户外成套变电站，也有称做组合箱式变电站又称户外成套变电站，也有称做组合式变电站，它是西方发达国家推出的一种户外成式变电站，它是西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。特别适用于农村国电力工作者的重视。特别适用于农村10110kv中小型变中小型变(配配)电站电网改造，被誉为电站电网改造，被誉为21世纪世纪变电站建设的目标模式。变电站建设的目标模式。n4.2 变电站综合自动化变电站综合自动化SCADA系统系统 n变电站自动化系统的功能是指变电站必须完变电站自动化系统的功能是指变电站必须完成的任务。这些功能包括：成的任务。这些功能包括：n控制控制n监视监视n保护变电站的设备及其馈线。保护变电站的设备及其馈线。n维护功能，即系统组态、通信管理和软件管维护功能，即系统组态、通信管理和软件管理等功能。理等功能。变电站综合自动化概念变电站综合自动化概念n变电站综合自动化是按无人值守站设计，将变电站变电站综合自动化是按无人值守站设计，将变电站的二次设备应用自动控制技术，微机及网络通信技的二次设备应用自动控制技术，微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工实现对全变电站的主要设备的软硬件设备代替人工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、自动控制和微机和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。电站保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。电站综合自动化是集保护、监视、测量、控制和远动等综合自动化是集保护、监视、测量、控制和远动等功能为一体，通过数字通讯及网络技术来实现信息功能为一体，通过数字通讯及网络技术来实现信息共享的一套微机化的二次设备及系统，实现变电站共享的一套微机化的二次设备及系统，实现变电站的遥测、遥控、遥信、遥调和遥视。的遥测、遥控、遥信、遥调和遥视。变电站综合自动化系统的基本功能变电站综合自动化系统的基本功能n综合我国的情况，变电站综合自动化系统的综合我国的情况，变电站综合自动化系统的基本功能体现在以下五个方面：基本功能体现在以下五个方面：n监控监控n微机保护微机保护n电压、无功综合控制电压、无功综合控制n低频减负荷控制低频减负荷控制n备用电源自动投入控制备用电源自动投入控制SCADA概述概述 nSCADA即数据采集及监视控制系统，即数据采集及监视控制系统，SCADA系统是以计算机为基础的变电站综合自动化系统是以计算机为基础的变电站综合自动化，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等功能。调节以及各类信号报警等功能。n实现变电站的遥测、遥控、遥信和遥调。实现变电站的遥测、遥控、遥信和遥调。n 下图所示是一个下图所示是一个35kv变电站的一次接线。变电站的一次接线。GDL、GDL1和和GDL2是高压侧开关，是高压侧开关，B1和和 B2是两个是两个35KV/10KV的变压器，的变压器，DDL1和和DDL2是变压器低压侧开关，是变压器低压侧开关，DL1到到DL10是是用户线路开关，用户线路开关，MDL是母连开关。是母连开关。变电站综合自动化SCADA系统实例DL6B2 35KV/10KVDL5DL135KVGDL1GDL2B1 35KV/10KVDDL1DDL2DL10MDL10KV I 段母线10KV II段母线35kv 母线GDL变电站的二次网络通讯结构变电站的二次网络通讯结构 n 下图所示是变电站的一种二次网络通讯结构图。下图所示是变电站的一种二次网络通讯结构图。现场层由微机线路保护装置，微机电容器保护装置现场层由微机线路保护装置，微机电容器保护装置，变压器保护和控制装置，直流屏和计量屏（电度，变压器保护和控制装置，直流屏和计量屏（电度表）等组成，微机线路保护装置集自动监视、测量表）等组成，微机线路保护装置集自动监视、测量、控制和微机保护于一体，每条线路采用一个独立、控制和微机保护于一体，每条线路采用一个独立的微机线路保护装置，对应一次设备形成独立的控的微机线路保护装置，对应一次设备形成独立的控制单元间隔。监控层由前置机，操作员工作站，通制单元间隔。监控层由前置机，操作员工作站，通讯接口讯接口Aport等构成等构成c/s结构局域网。现场层和监控结构局域网。现场层和监控层之间的通讯是通过现场总线和串行通讯来实现的层之间的通讯是通过现场总线和串行通讯来实现的。主变差动保护装置（1台）主变后备保护装置（1台）主变本体保护装置（1台）主变监控装置（1台）微机线路保护装置（4台）微机线路保护装置（4台）微机线路保护装置（1台）微机电容器保护装置（1台）三相三线电度表（8台）三相四线电度表（3台）直流屏交换机操作员工作站操作员工作站服务器AportAportCan232485232485Can采用变电站综合自动化系统采用变电站综合自动化系统n采用变电站综合自动化系统可以把原本分隔采用变电站综合自动化系统可以把原本分隔的控制、保护、监视、通信和测量等装置以的控制、保护、监视、通信和测量等装置以合适的形式进行集成，由少量多功能智能电合适的形式进行集成，由少量多功能智能电子设备（子设备（IntelligenElectronic Device，IED）组成自动化系统，通过站内的通信网络实现组成自动化系统，通过站内的通信网络实现信息共享，可使信号电缆大为减少，系统结信息共享，可使信号电缆大为减少，系统结构简化。构简化。SCADA系统监控层硬件结构配置系统监控层硬件结构配置 n SCADA系统监控层硬件结构配置，针对电力系统监控层硬件结构配置，针对电力系统可靠性要求高，采集信息量大的特点，系系统可靠性要求高，采集信息量大的特点，系统采用双机双网热备用系统结构模式。双机及统采用双机双网热备用系统结构模式。双机及包括调度员工作站、工程师站、服务器、前置包括调度员工作站、工程师站、服务器、前置或通道等在内的设备均采用双份热备用模式。或通道等在内的设备均采用双份热备用模式。双网即系统的通信具有冗余功能。双网即系统的通信具有冗余功能。SCADA系统监控层硬件结构配置系统监控层硬件结构配置n 调度员工作站、工程师站都由工业用计算机组成，调度员工作站、工程师站都由工业用计算机组成，可以提供各回路的实时趋势图、历史趋势图、操作可以提供各回路的实时趋势图、历史趋势图、操作界面、报警显示、故障诊以及设定控制站的测控参界面、报警显示、故障诊以及设定控制站的测控参数等。系统中的前置机都是双份配置，共同组成前数等。系统中的前置机都是双份配置，共同组成前置通信系统，担负对各分站信息的接收、预处理及置通信系统，担负对各分站信息的接收、预处理及发送工作。在前置机上接入发送工作。在前置机上接入GPS卫星时钟，向系统卫星时钟，向系统播发统一对时，为系统提供标准时间。网络服务器播发统一对时，为系统提供标准时间。网络服务器采用主、备运行模式，除负责数据库系统管理外，采用主、备运行模式，除负责数据库系统管理外，还可担当维护工作站角色。其他工作站根据用户权还可担当维护工作站角色。其他工作站根据用户权限级别区分是调度工作站还是工程师工作站。系统限级别区分是调度工作站还是工程师工作站。系统配置两台打印机，一台打印报表，另一台打印实时配置两台打印机，一台打印报表，另一台打印实时告警信息。告警信息。SCADA系统监控层的软件结构系统监控层的软件结构 n SCADA系统监控层软件分为三层：数据层、程序系统监控层软件分为三层：数据层、程序层和通信系统管理层。数据层主要包括实时数据库层和通信系统管理层。数据层主要包括实时数据库、历史数据库以及它们的存储历程。上层应用程序、历史数据库以及它们的存储历程。上层应用程序主要实现电力系统的各项功能，并提供良好的人机主要实现电力系统的各项功能，并提供良好的人机接口和管理工具，以方便用户使用。通信管理系统接口和管理工具，以方便用户使用。通信管理系统用于网络的管理和通信任务的管理，它对上层应用用于网络的管理和通信任务的管理，它对上层应用程序屏蔽具体的网络细节，保证通信进程之间实现程序屏蔽具体的网络细节，保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。高速、可靠和标准的通信。变电站综合自动化变电站综合自动化SCADA系统的特点系统的特点n采用变电站综合自动化系统可以把原本分隔的采用变电站综合自动化系统可以把原本分隔的控制、保护、监视、通信和测量等装置以合适控制、保护、监视、通信和测量等装置以合适的形式进行集成，由少量多功能智能电子设备的形式进行集成，由少量多功能智能电子设备IED组成自动化系统，通过站内的通信网络实现组成自动化系统，通过站内的通信网络实现信息共享，可使信号电缆大为减少，系统结构信息共享，可使信号电缆大为减少，系统结构简化。简化。n变电站综合自动化变电站综合自动化SCADA系统问题是：系统问题是：n（1）信息难以共享（现场总线非开放网络）。）信息难以共享（现场总线非开放网络）。n（2）设备不具备互操作性。）设备不具备互操作性。n（