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1、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院1第七章第七章 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要內(nèi)容綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展概況綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用模式所內(nèi)通信2一、自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展概況一、自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展概況 發(fā)展概況發(fā)展概況 分立元件的自動(dòng)化裝置階段 20世紀(jì)70年代以前 主要采用模擬電路，由晶體管等分立元件組成 各裝置獨(dú)立運(yùn)行，互不相干 缺乏智能性，沒有故障自診斷能力智能自動(dòng)裝置階段 微機(jī)保護(hù)裝置、微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置 具有故障自診斷能力 獨(dú)立運(yùn)行，不能資源共享綜合自動(dòng)化系統(tǒng)階段 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的定義 二次系統(tǒng)的功能進(jìn)行組合與優(yōu)化設(shè)計(jì) 自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制和

2、保護(hù) 與調(diào)度系統(tǒng)通信 3國外發(fā)展概況始于20世紀(jì)70年代 日本的SDCS-1系統(tǒng)；西門子的LSA678系統(tǒng)；ABBABB的SCS100系統(tǒng)（中低壓）、SCS200系統(tǒng)（高壓）最新進(jìn)展（基于IEC61850）主要特點(diǎn)：半數(shù)字化 ABB的MicroSCADA Pro變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SYS600）間隔層：IED670系列智能化微機(jī)保護(hù)及控制裝置 西門子的SICAM PAS系統(tǒng) 間隔層：SIPROTEC系列間隔控制單元國內(nèi)發(fā)展概況以RTU為基礎(chǔ)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 4集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的缺陷傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的缺陷 組成：繼電保護(hù)+RTU的模式 安全性、可靠性不高 占地面積大，增加了投

3、資 維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差綜合自動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)綜合自動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 基于IEC61850的全數(shù)字化綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，主要特點(diǎn)：100M工業(yè)以太網(wǎng) 智能化的一次設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備 集成保護(hù)系統(tǒng)5二、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成二、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成6變電所層 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能系統(tǒng)維護(hù)功能實(shí)時(shí)及報(bào)表打印功能遠(yuǎn)動(dòng)通信單元間隔層 牽引主變壓器單元保護(hù)功能測(cè)量功能控制功能故障錄波和負(fù)荷錄波功能備用電源自投功能 饋線單元保護(hù)功能測(cè)量功能控制功能故障錄波和負(fù)荷錄波功能故障測(cè)距功能并補(bǔ)單元 保護(hù)功能 測(cè)量功能 控制功能 故障錄波和負(fù)荷錄波功能7綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特

4、點(diǎn) 功能綜合化 分層分布化結(jié)構(gòu) 操作監(jiān)視屏幕化 運(yùn)行管理智能化 通信手段多元化 測(cè)量顯示數(shù)字化綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 與傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)+RTU自動(dòng)化系統(tǒng)相比，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：提高牽引變電所的安全、可靠運(yùn)行水平 提高牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平 降低造價(jià)，減少總投資 促進(jìn)無人值班變電所管理模式的實(shí)行8三、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能三、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集功能事件順序記錄功能故障記錄、故障錄波和測(cè)距功能操作控制功能安全監(jiān)視功能繼電保護(hù)子系統(tǒng)繼電保護(hù)子系統(tǒng)故障記錄功能統(tǒng)一時(shí)鐘對(duì)時(shí)功能存儲(chǔ)多套整定值當(dāng)?shù)?、遠(yuǎn)方修改整定值故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)

5、功能通信子系統(tǒng)通信子系統(tǒng)所內(nèi)通信功能與調(diào)度端通信功能9四、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用模式四、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用模式分散式無人值守模式分散式無人值守模式 視頻監(jiān)控單元 自動(dòng)滅火單元 分散式保護(hù)測(cè)控單元 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元 10集中式有人值班模式集中式有人值班模式集中式保護(hù)測(cè)控單元 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元 中央信號(hào) 顯示表計(jì) 11集中式無人值守模式集中式無人值守模式 視頻監(jiān)控單元 自動(dòng)滅火單元 集中式保護(hù)測(cè)控單元 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元 12六、所內(nèi)通信六、所內(nèi)通信 LON現(xiàn)場(chǎng)總線主要特點(diǎn) 支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等多種通信介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議LonTalk提供了一個(gè)固化在芯片內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)處理全部的通信任

6、務(wù)，提供給用戶的是一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口，一幀最大數(shù)據(jù)228個(gè) LonTalk尋址體系由域、子網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)三級(jí)構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)還可編成組。采用域/子網(wǎng)/組/節(jié)點(diǎn)的編址方式，組網(wǎng)方式靈活一個(gè)域的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)255（子網(wǎng)數(shù)）x127（節(jié)點(diǎn)數(shù)）=32385 13光纖雙環(huán)自愈LON現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò) 遠(yuǎn)動(dòng)管理機(jī) 收集間隔層裝置的信息，并上送調(diào)度系統(tǒng)；轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度系統(tǒng)的控制命令等 MIS管理機(jī)主要功能：收集間隔層裝置的信息，將這些信息實(shí)時(shí)上送到牽引供電運(yùn)營管理系統(tǒng)通信管理機(jī)采用雙機(jī)熱備的方式進(jìn)行工作收集間隔層信息并上送到變電站層將變電站層的命令發(fā)送到間隔層裝置間隔層采用光纖雙環(huán)自愈環(huán)網(wǎng)，某一節(jié)點(diǎn)的損壞不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的通信，

7、同時(shí)相鄰節(jié)點(diǎn)會(huì)給出報(bào)警信息 14 CAN總線主要特點(diǎn) CAN總線為多主工作方式 任一節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。它采用總線仲裁技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)則主動(dòng)停止傳輸，從而避免了總線沖突。CAN總線的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu) 每幀有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，當(dāng)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點(diǎn)和總線的聯(lián)系，使總線上其他節(jié)點(diǎn)的通信不受影響，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。存在的問題是對(duì)大容量的綜合自動(dòng)化監(jiān)控信息，必須進(jìn)行多包傳輸才能完成 CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)。15 CAN總線網(wǎng)絡(luò) 16

8、工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)光纖雙環(huán)自愈以太網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 保護(hù)、測(cè)控裝置的以太網(wǎng)通信速率為10M，在光纖環(huán)網(wǎng)上的速度為100M，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于LonWorks總線的1.25M的速度?，F(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò)采用的是IEC60870-5-103規(guī)約的查詢方式進(jìn)行通信，而以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)采用IEC60870-104規(guī)約的主動(dòng)上送方式，采用TCP協(xié)議保證傳輸?shù)目煽啃浴?7星型以太網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 18 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信協(xié)議綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信協(xié)議間隔層：通信管理機(jī)和保護(hù)測(cè)控裝置 使用103協(xié)議，按照查詢方式 變電站層：通信管理機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng) TCP方式，使用104協(xié)議，主動(dòng)上送 UDP方式，按照101查詢方式遠(yuǎn)動(dòng)通信：變電所和調(diào)度端 將103協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為101協(xié)議數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)過濾，調(diào)度端不需要所有綜自數(shù)據(jù)智能設(shè)備通信：其他廠家設(shè)備接入綜自系統(tǒng) 采用標(biāo)準(zhǔn)或自定義協(xié)議19演講完畢，謝謝觀看！