发布时间 : 星期六 文章变电站综合自动化系统结构设计(报告)更新完毕开始阅读
层 保保 测量 控制 故障滤波 护护间 隔 单 单 元 元 层 ??1 n 设 TV/TA 高压设备 TV/TA 高压设备 TV/TA 断路器 TV/TA 断路器 备 层 图2.2 变电站一、二次设备的分层结构
2）继电保护相对独立
继电保护装置是电力系统中可靠性要求非常高的设备。根据国际大电网会议要求，在综合自动化系统中，继电保护单元宜相对独立，其功能不依赖于通信网络或其他设备。在分层分布式系统集中组屏结构的变电站综合自动化系统中，各保护单元由独立的电源，保护的输入仍由电流互感器和电压互感器通过电缆连
接，输出跳闸命令也通过常规的控制电缆送至断路器的跳闸线圈，保护的启动、测量和逻辑功能独立实现，不依赖通信网络交换信息。保护装置通过通信网络与保护管理机传输的只是保护工作信息或记录数据。为了无人值班的需要，也可通过通信接口实现远方读取和修改保护整定值。
3）具有与控制中心通信功能
合自动化系统本身已具有对模拟量、开关量、电能脉冲量进行数据采集和数据处理的功能，也具有收集继电保护动作信息、事件顺利记录等功能，因此，不需要独立的RTU装置为调度中心采集信息，而将综合自动化系统采集的信息直接传送给调度中心，同时也可接受调度中心下达的控制、操作命令和在线修改保护定值命令，并加以执行。
4）可靠性高
由于采用模块化结构，各功能模块都由独立的电源供电，输入/输出回路都相互独立，任何一个模块故障，只影响局部功能的实现，不影响全局，系统的可靠性得到提高。
5）维护管理方便
分层分布式系统采用集中组屏机构，全部安装在控制室内，工作环境较好，
电磁干扰相对开关柜附近较弱，维护和管理方便。
6)需要电缆较多
对于规模较大的变电站，由于设备分布较广，安装时需要的控制电缆相对较多，增加了电缆投资。
2.2.3 全分散式的结构形式
硬件结构为完全分散式的综合自动化系统，是指以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位，将保护、控制、输入/输出、闭锁等单元就地分散安装在一次主设备的开关屏上，安装在主控制室内的主控单元通过现场总线与这些分散的单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系，如图2.3所示。
这种完全分散式结构的综合自动化系统在实现模式上可分为两种：一种是保护相对独立，测量和控制一体，例如SIEMENS的LSA678，国内的DISA-2、BJ-F3型等系统；另一种是保护、测量、控制完全合一，实现变电站自动化的高度综合，例如ABB公司的SCS100、SCSS200等系统。
这种完全分散型结构的综合自动化系统的主要特点是： （1）系统部件完全依主设备分散安装。
总 总 上 级调度或监控中心 控 控 显示、打印 监控主机 A B 远方 诊断
测控保量 制 护 1号开关柜 测控保量 制 护 2号开关柜 测控保 量 制 护 ?? N号开关柜
图2.3 完全分散式变电站综合自动化系统结构
（2）节约控制室面积。 （3）节约二次电缆。 （4）综合性强。
3 变电站综合自动化系统的设计
3.1 系统结构
变电站综合自动化系统应该从变电站的整体情况出发，同意考虑保护、监测、控制、远动、VQC和五防功能，其结构框图如下：
变 站内监控主机 远方调度中心监控站 站 层 数采控制机 保护管理机 间 隔 层 A/电 开 中 开 电线电主备低 D 能 关 断 关 压路容变用频 采 计 量 输 量 无保保保电减 样 量 输 入 输 功护护护源负 单 极 单 入 出 控单单单自荷 元 元 元 元 单 单 制元 投 装 元 元 柜 置 设 TV TA 隔离开关位置 断路器状态 TA TV TA TV TA TV TA TV TA TV 备 层
图3.1 综合自动化系统框图
在变电站自动化系统的管理上，采取分层管理的模式，即各保护功能单元由保护管理机直接管理。一台保护管理机可以管理多个单元模块，它们间可以采用双绞线用RS-485接口连接，也可以通过现场总线连接。而模拟量和开关量的输入/输出单元，由数采控制机负责管理。正常运行时，保护管理机监视各保护单元的工作情况，如果某一保护动作信息或保护单元本身工作不正常，立即报告监
控机，再送往调度中心。调度中心或监控机也可通过保护管理机下达修改保护定值等命令。数采控制机则将各数采单元所采集的数据和开关状态送监控机，并由监控机送往调度中心。数采控制机接受由调度中心或监控机下达的命令。总之，保护管理机和数采控制机可明显地减轻控制机的负担，协助控制机承担对单元层的管理。
3.2 系统各部分功能
变电站综合自动化系统是应用较为成熟的、先进的分布式系统结构，按间隔配置测控单元。将保护功能和测控功能按对象进行设计，集保护/测控功能于一体，保护、测控既相互独立，又相互融合，保护、测控借助于计算机网络与变电站层计算机监控系统交换数据，减少大量二次接线，增加功能，节省了投资，提高了系统可靠性。
即变电站综合自动化监控系统采用分层分布式结构，系统分为三层：间隔层、单元层、监控管理层，其中单元层和管理层均属于站控层。系统各层之间是相互独立，主站层故障时，通过前端通信层控制间隔层，监控管理层和前端通信主站层全部故障时不会影响间隔层继电保护系统的政策运行。
3.2.1 间隔层单元功能 在变电站综合自动化系统中，主要根据一次设备间隔来划分间隔层的装置。在低压系统中，间隔层单元采用的是集测控保护于一体的微机型测控保护装置；而在高压系统中，保护和测控功能是独立设置，即分别采用测控监视单元与保护单元对系统进行监控与保护。 1） 模拟量采集与输出
在变电站综合自动化系统中，间隔层单元采集的模拟量主要为交流电压、交流电流、有功功率以及无功功率等，一般通过间隔或元件的电流互感器、电压互感器的二次回路采样，以实现对间隔或元件的交流模拟量的测量。个别直流模拟量或温度量，一般通过传感器或变送器变为标准信号或传送给间隔层单元，或选择独立的直流系统监控装置。