《變電站自動(dòng)化系統(tǒng)》PPT課件.ppt

3.變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 3.1遠(yuǎn)動(dòng)終端的發(fā)展 3.2RTU的主要功能和結(jié)構(gòu) 3.3RTU的各個(gè)輸入輸出通道（模塊） 3.4RTU的數(shù)據(jù)處理 3.5配電變電站中 RTU需考慮的問題（略） 3.6變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介： 模擬量 YC 電壓互感器 TV 電流互感器 TA 變送器 A/D轉(zhuǎn)換器 BCD轉(zhuǎn)換 調(diào) 度 所 模 擬 盤 遙信量 YX 遠(yuǎn)距離收集 信息自動(dòng)化 3.1遠(yuǎn)動(dòng)終端的發(fā)展 直流采樣 交流采樣 單 CPU 多 CPU 小容量 大容量 簡(jiǎn)單功能 豐富功能 RTU： Remote Terminal Unit，遠(yuǎn)程 終端控制系統(tǒng)， 是一 種遠(yuǎn)端測(cè)控單元裝置， 負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、工 業(yè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。 3.2RTU的主要功能和結(jié)構(gòu) 1.RTU的主要功能 1）數(shù)據(jù)采集 遙測(cè)（ YC）： 遙信（ YX）： 2）執(zhí)行命令 遙控（ YK）： 搖調(diào)（ YT）： 具體解釋： 1）數(shù)據(jù)采集 采集模擬量、數(shù)字量、 脈沖量 采集開關(guān)量 /狀態(tài)量 2）執(zhí)行命令 執(zhí)行斷路器分、合，電容器或 電抗器投、切，分級(jí)升降場(chǎng)合 執(zhí)行有載調(diào)壓變壓器抽頭的升、 降 3）與 SCADA系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)通信 4）事件順序記錄 SOE： 5）系統(tǒng)對(duì)時(shí)： 6）電能采集 PA： 7）自恢復(fù)和自檢測(cè)： 8）其他功能： 4） Sequence Of Event記錄故障 發(fā)生的時(shí)間和事件的類型，比如 某開關(guān) XX時(shí) XX分 XX秒 XX毫秒 發(fā)生什么類型的故障。 黑匣子 5） GPS對(duì)時(shí) ；軟件對(duì)時(shí) 6）采集變電站各條進(jìn)線和出線 及主變兩側(cè)的電能值。 7）故障時(shí)迅速自動(dòng)恢復(fù) 8）（ 1）當(dāng)?shù)仫@示與參數(shù)整定輸 入；（ 2）一發(fā)多收；（ 3） CRT 顯示，打印制表。 2.RTU的結(jié)構(gòu)和分類 硬件結(jié)構(gòu)分： 采樣方式分： 組屏方式分： 體系結(jié)構(gòu)分： 外形上分： 單 CPU結(jié)構(gòu)，多 CPU結(jié)構(gòu) 直流采樣，交流采樣 集中組屏，分散布置 集中式，分布式 機(jī)柜式，機(jī)箱式，壁掛式， 單元模塊式 單 CPU和多 CPU結(jié)構(gòu) RTU 單 CPU：無微機(jī)保護(hù)功能、容量小、并行總線、 集中布置、集中組屏 多 CPU：串行總線、任務(wù)分散、結(jié)構(gòu)靈活、 方便擴(kuò)展 3.3RTU的各個(gè)輸入輸出通道（模塊） 1.模擬量輸入通道（模擬量） 2.模擬量輸出通道 YT 3.開關(guān)量的輸入 YX /輸出通道 YK 4.數(shù)字量采集（數(shù)字量） 5.電能量采集（脈沖量） 3.3RTU的各個(gè)輸入輸出通道（模塊） 1.模擬量輸入通道 1）直流采樣 定義：采用電量變送器進(jìn)行采樣 原理： 直流采樣各部件功能解釋： 電量變送器作用： 強(qiáng)電（ 100V， 5A） 弱 電（ 5V， 1mA） 交流 直流 瞬時(shí)信號(hào) 有效信號(hào) 輸入輸出保持線性關(guān)系 輸入與輸出隔離 濾波電路 (RC電路 )作用： 提高信 /噪比 將電信號(hào)處理為 A/D能 接受的范圍 多路轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX作用： 選擇一路信號(hào)通過開關(guān) 送入 A/D 采樣保持器 S/H作用： 保持采集模擬信號(hào)到 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 2）交流采樣 定義：不經(jīng)過變送器，以交流模擬信號(hào)供 A/D按一定規(guī)律進(jìn)行直接采樣，并加以處理， 計(jì)算出電壓、電流有效值及有功、無功功率 的采樣方法。 2.模擬量輸出通道 YT 鎖存器的作用：保持?jǐn)?shù)字量的穩(wěn)定 3.開關(guān)量的輸 入 YX/輸出通 道 YK 開關(guān)的兩種 狀態(tài)：閉合、 斷開 國(guó)際電工委 員會(huì) IEC標(biāo)準(zhǔn)： “ 0”表示斷 開 “ 1”表示 閉合 1）開關(guān)量 輸入 YX 斷路器和 隔離開關(guān) 等的位置 狀態(tài)信息 都取自它 們的 輔助 觸點(diǎn) 。 2）開關(guān)量輸出 YK 4.數(shù)字量采集 數(shù)字量：數(shù)字水位計(jì)、數(shù)字頻率計(jì) 原因：直接以二進(jìn)制數(shù)碼輸出 5.電能量采集（脈沖量） 原理：脈沖電能表能提供與電量成正比的脈 沖數(shù) 3.4RTU的數(shù)據(jù)處理 1.遙測(cè)量的標(biāo)度變換 標(biāo)度變換：乘系數(shù)的過程 作用：為了顯示、打印、報(bào)警等，必須把數(shù)字量轉(zhuǎn) 換成具有不同量綱的數(shù)值，以便于操作人員進(jìn)行監(jiān) 視與管理。 乘系數(shù)： （例題） 目的：維持輸入模擬量與 A/D輸出值保持線性關(guān)系 K=S/D S：遙測(cè)量實(shí)際值 D： A/D轉(zhuǎn)換后的值 K：標(biāo)度變換系數(shù) 2.事故追憶 （例題） 定義：記錄故障發(fā)生的時(shí)間和事件的類型 作用：分析事故原因 計(jì)算事故追憶需要內(nèi)存單元數(shù)： （事故前 N1個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù) +事故后 N2個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù)） 2 N個(gè)遙測(cè)量 遙測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法： 1）移動(dòng)內(nèi)存原有數(shù)據(jù) 2）移動(dòng)內(nèi)存地址指針 3.6變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 1.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能和發(fā)展 定義：全所智能化控制單元和其之間的通信 聯(lián)絡(luò) 功能要求：安全、傻瓜、可檢測(cè)、可通信、 四遙 2.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 種類： 1）集中式； 2）分布集中式； 3）分層分散式 1）集中式：集中采集變電站 YC和 YX量， 集中進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，再分別完成微機(jī)控制 保護(hù)和自動(dòng)控制功能。 特點(diǎn)：造價(jià)低、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小 缺點(diǎn)：軟件復(fù)雜、不可靠、不靈活 2）分布集中式：根據(jù)功能不同，把整個(gè)自 動(dòng)化系統(tǒng)組成多個(gè)屏 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）采用分層管理模式 （ 2）分布式的配置 （ 3）繼電保護(hù)相對(duì)獨(dú)立 （ 4）具有和系統(tǒng)控制中心通信能力 （ 5）集中組屏，管理維護(hù)方便 缺點(diǎn)：集中式安裝時(shí)需要電纜較多，投資高 3）分層分散式 脈沖 黑匣子 定義：是飛機(jī)專用的電子記錄設(shè)備之一，名為航空 飛行記錄器。 作用：里面裝有飛行數(shù)據(jù)記錄器和艙聲錄音器，飛 機(jī)各機(jī)械部位和電子儀器儀表都裝有傳感器與之相 連。它能把飛機(jī)停止工作或失事墜毀前半小時(shí)的有 關(guān)技術(shù)參數(shù)和駕駛艙內(nèi)的聲音記錄下來，需要時(shí)把 所記錄的參數(shù)重新放出來，供飛行實(shí)驗(yàn)、事故分析 之用。 特點(diǎn)：具有極強(qiáng)的抗火、耐壓、耐沖擊振動(dòng)、耐海 水（或煤油）浸泡、抗磁干擾等能力，即便飛機(jī)已 完全損壞黑匣子里的記錄數(shù)據(jù)也能完好保存。 世界上所有的空難原因都是通過黑匣子找出來的。 GPS對(duì)時(shí) 在變電站中，各類自動(dòng)化及繼電保護(hù)裝置的 時(shí)間同步是進(jìn)行事故分析的基準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)監(jiān) 控系統(tǒng)、故障錄波器和微機(jī)保護(hù)裝置都需要 由統(tǒng)一的時(shí)鐘源向它們提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。國(guó)內(nèi) 變電站主要以 GPS時(shí)間信號(hào)作為主時(shí)鐘的外 部時(shí)間基準(zhǔn)。 3種對(duì)時(shí)方式：硬對(duì)時(shí)（分對(duì)時(shí)或秒對(duì)時(shí)）、 軟對(duì)時(shí)（即由通訊報(bào)文來對(duì)時(shí)）和編碼對(duì)時(shí) （應(yīng)用廣泛的 IRIG-B對(duì)時(shí)）。 事故追憶計(jì)算 2008.10.15 已知 RTU中每個(gè)遙測(cè)量的工作區(qū)一次只能保 存 10個(gè)數(shù)據(jù)，事故追憶要求保留事故前的 3 個(gè)數(shù)據(jù)，事故后的 4個(gè)數(shù)據(jù)，每個(gè)遙測(cè)量占 2 個(gè)字節(jié)。如果有 100個(gè)遙測(cè)量，則安排用于 事故追憶的內(nèi)存單元數(shù)目是多少？ 標(biāo)度轉(zhuǎn)換實(shí)例 2010.10.41 用四位十進(jìn)數(shù)顯示 RTU的 4YC測(cè)量 2500A線路 電流。運(yùn)行時(shí)被測(cè)量有 10%的波動(dòng)。裝置中 用 12位 A/D芯片工作于 5V交流采樣方式對(duì) 變送器輸出直流電壓進(jìn)行采樣， A/D芯片基準(zhǔn) 電壓為 10V。求： （ 1）用最大值法求標(biāo)度變換應(yīng)取系數(shù)？ （ 2）裝置正常工作時(shí)，若被測(cè)量為 2700A， 求此時(shí)輸入 A/D轉(zhuǎn)換器的模擬電壓