電力系統(tǒng)微機保護西南交通大學電氣工程學院1第七章第七章 綜合自動化系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展概況綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)成綜合自動化系統(tǒng)的主要功能綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用模式所內(nèi)通信2一、自動化系統(tǒng)的發(fā)展概況一、自動化系統(tǒng)的發(fā)展概況 發(fā)展概況發(fā)展概況 分立元件的自動化裝置階段 20世紀70年代以前 主要采用模擬電路，由晶體管等分立元件組成 各裝置獨立運行，互不相干 缺乏智能性，沒有故障自診斷能力智能自動裝置階段 微機保護裝置、微機遠動裝置 具有故障自診斷能力 獨立運行，不能資源共享綜合自動化系統(tǒng)階段 綜合自動化系統(tǒng)的定義 二次系統(tǒng)的功能進行組合與優(yōu)化設(shè)計 自動監(jiān)視、自動測量、自動控制和保護 與調(diào)度系統(tǒng)通信 3國外發(fā)展概況始于20世紀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）最新進展（基于IEC61850）主要特點：半數(shù)字化 ABB的MicroSCADA Pro變電站自動化系統(tǒng)（SYS600）間隔層：IED670系列智能化微機保護及控制裝置 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)的變電站自動化系統(tǒng) 4集中式變電站自動化系統(tǒng) 傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)的缺陷傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)的缺陷 組成：繼電保護+RTU的模式 安全性、可靠性不高 占地面積大，增加了投資 維護工作量大，設(shè)備可靠性差綜合自動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢綜合自動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 基于IEC61850的全數(shù)字化綜合自動化系統(tǒng)，主要特點：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 集成保護系統(tǒng)5二、綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)成二、綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成6變電所層 當?shù)乇O(jiān)控單元當?shù)乇O(jiān)控功能系統(tǒng)維護功能實時及報表打印功能遠動通信單元間隔層 牽引主變壓器單元保護功能測量功能控制功能故障錄波和負荷錄波功能備用電源自投功能 饋線單元保護功能測量功能控制功能故障錄波和負荷錄波功能故障測距功能并補單元 保護功能 測量功能 控制功能 故障錄波和負荷錄波功能7綜合自動化系統(tǒng)的特點綜合自動化系統(tǒng)的特點 功能綜合化 分層分布化結(jié)構(gòu) 操作監(jiān)視屏幕化 運行管理智能化 通信手段多元化 測量顯示數(shù)字化綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)點綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)點 與傳統(tǒng)的微機保護+RTU自動化系統(tǒng)相比，綜合自動化系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：提高牽引變電所的安全、可靠運行水平 提高牽引供電系統(tǒng)的運行管理水平 降低造價，減少總投資 促進無人值班變電所管理模式的實行8三、綜合自動化系統(tǒng)的主要功能三、綜合自動化系統(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、故障錄波和測距功能操作控制功能安全監(jiān)視功能繼電保護子系統(tǒng)繼電保護子系統(tǒng)故障記錄功能統(tǒng)一時鐘對時功能存儲多套整定值當?shù)亍⑦h方修改整定值故障自診斷、自閉鎖和自恢復功能通信子系統(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、綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用模式四、綜合自動化系統(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 自動滅火單元 分散式保護測控單元 當?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測控單元 當?shù)乇O(jiān)控單元 中央信號 顯示表計 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 自動滅火單元 集中式保護測控單元 當?shù)乇O(jiān)控單元 12六、所內(nèi)通信六、所內(nèi)通信 LON現(xiàn)場總線主要特點 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)處理全部的通信任務(wù)，提供給用戶的是一個簡單的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口，一幀最大數(shù)據(jù)228個 LonTalk尋址體系由域、子網(wǎng)、節(jié)點三級構(gòu)成，節(jié)點還可編成組。采用域/子網(wǎng)/組/節(jié)點的編址方式，組網(wǎng)方式靈活一個域的最大節(jié)點數(shù)255（子網(wǎng)數(shù)）x127（節(jié)點數(shù)）=32385 13光纖雙環(huán)自愈LON現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò) 遠動管理機 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管理機主要功能：收集間隔層裝置的信息，將這些信息實時上送到牽引供電運營管理系統(tǒng)通信管理機采用雙機熱備的方式進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)點的損壞不會影響其他節(jié)點的通信，同時相鄰節(jié)點會給出報警信息 14 CAN總線主要特點 CAN總線為多主工作方式 任一節(jié)點可在任意時刻主動向其他節(jié)點發(fā)送信息。它采用總線仲裁技術(shù)，當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)沖突時，優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止傳輸，從而避免了總線沖突。CAN總線的信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu) 每幀有效字節(jié)數(shù)為8個，傳輸時間短，受干擾的概率低，當節(jié)點嚴重錯誤時，具有自動關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點和總線的聯(lián)系，使總線上其他節(jié)點的通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。存在的問題是對大容量的綜合自動化監(jiān)控信息，必須進行多包傳輸才能完成 CAN總線上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路，目前可達110個。15 CAN總線網(wǎng)絡(luò) 16 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、測控裝置的以太網(wǎng)通信速率為10M，在光纖環(huán)網(wǎng)上的速度為100M，遠遠大于LonWorks總線的1.25M的速度。現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)采用的是IEC60870-5-103規(guī)約的查詢方式進行通信，而以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)采用IEC60870-104規(guī)約的主動上送方式，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 綜合自動化系統(tǒng)中的通信協(xié)議綜合自動化系統(tǒng)中的通信協(xié)議間隔層：通信管理機和保護測控裝置 使用103協(xié)議，按照查詢方式 變電站層：通信管理機和監(jiān)控系統(tǒng) TCP方式，使用104協(xié)議，主動上送 UDP方式，按照101查詢方式遠動通信：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) 采用標準或自定義協(xié)議19演講完畢，謝謝觀看！