黄益庄_变电站综合自动化系统

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1、变电站综合自动化系统黄益庄　教授地址：清华大学西主楼三区216室清华大学电机工程系电话：（010）62784706137010733927/17/20211内容提要第1章变电站综合自动化的基本概念第2章变电站自动化系统的功能第3章变电站自动化系统的结构第4章数字量的输入、输出第5章模拟量的输入、输出第6章变电站自动化系统的数据通信第7章变电站与调度中心的通信标准7/17/20212第1章变电站综合自动化的基本概念1.1变电站自动化是技术发展的必然趋势1.2变电站综合自动化的发展过程1.3变电站综合自动化与无人值班7/17/202131.1变电站自动化是技术发展的必然趋势1.1.1当前电

2、力系统发展的要求i)全国联网的发展方向，对电力系统的可靠性提出更高要求。国家电力公司陆延昌在2000年全国电网调度工作会议上明确指出：坚持全国联网、西电东送、南北互联的发展方向不动摇。并且要做到系统联网，可靠水平不降低。我国水力资源主要集中在西部和西南部，这两地区可开发电量占全国82.9%；煤炭资源华北和西北两地区占80%；而负荷中心集中在中部和东部沿海，这两地区的经济总量占全国82%，电力消费占78%。这种差异，决定了电力工业发展必须实行西电东送、南北互供、全国联网的战略。要做到全国联网后，供电可靠性水平不降低，加强发电厂、变电站的安全、可靠运行、提高其自动化水平很为重要。7/17/2

3、02141.1变电站自动化是技术发展的必然趋势ii)常规的变电站存在的问题★安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。★不适应电力系统快速计算和实时性要求。★供电质量缺乏科学的保证。★不利于提高运行管理水平。★维护工作量大，设备可靠性差。★占地面积大，增加征地投资。7/17/202151.1变电站自动化是技术发展的必然趋势1.1.2科学技术的发展，为发展变电站自动化提供了有利的条件变电站自动化技术的发展过程与相关学科的发展密切相关。变电站自动化发展过程有三个阶段：(1)变电站分立元件的自控装置阶段。*电磁式的自动装置*晶体管式的自动装置*集成电路式的自动装置7/17/202161.1

4、.2科学技术的发展，为发展变电站自动化提供了有利的条件(2)微处理器为核心的智能自动装置阶段。计算机工业的发展，尤其是20世纪70年代微处理器的问世和微计算机技术的迅速发展，为变电站自动化技术的发展提供了必要的手段。这阶段厂站自动化的特点：形成变电站内的自动化孤岛。(3)变电站综合自动化的发展，全面促进变电站技术水平和运行管理水平的提高。7/17/202171.2变电站综合自动化的发展过程1.2.1国外变电站综合自动化的早期发展概况国外变电站自动化的研究工作始于20世纪70年代。70年代末，英、西德、意大利、澳大利亚等国新装的远动装置都是微机型的。变电站综合自动化的研究工作，于70年代中

5、、后期开始。1975年由关西电子公司和三菱电气有限公司合作，研究配电变电站数字控制系统。1979年9月完成样机，称为SDCS-1型，12月在变电站安装运行，1980年开始商品化生产。SDCS-1型由13台微机组成。如图1.2.1，它具有对一个77kV/6.6kV的配电变电站的全部保护和控制功能。该变电站具有3台变压器，4回77kV进线，36回6.6kV馈电线路。7/17/202181.2变电站综合自动化的发展过程图1.2.1SDCS－1结构方框图1.2.1国外变电站综合自动化的早期发展概况7/17/20219SDCS－1按功能分为3个子系统：（1）继电保护子系统（2）测量子系统（3）控制

6、子系统80年代，研究变电站综合自动化的国家和公司越来越多，例如，德国西门子公司、ABB公司、AEG公司、GE公司、西屋公司、阿尔斯通公司等都有自己的变电站自动化产品。1995年西门子公司的变电站自动化系统LSA678在我国已有十多个工程。国外研究工作突出的特点是他们彼此间一开始就十分重视这一领域的技术规范和标准的制定与协调。1.2变电站综合自动化的发展过程7/17/2021101.2.2我国变电站自动化的发展过程我国变电站综合自动化的研究工作始于80年代中期。1987年清华大学电机工程系研究成功国内第一个符合国情的综合自动化系统。该系统由3台微机组成，其系统结构如图1.2.2。1987年

7、在山东威海望岛变电站成功地投入运行。望岛变电站是一个35kV/10kV城市变电站，有2回35kV进线，2台主变，8回10kV出线，2组电容器。该系统担负全变电站安全监控、微机保护、电压无功控制、中央信号等任务。按功能分为3个子系统：（1）安全监控子系统；（2）微机保护子系统；（3）电压、无功控制子系统。这是我国第一个变电站综合自动化系统，其成功的投入运行，证明了我国完全可以自行研究，制造出具有国际先进水平，符合国情的变电站综合自动化