1、興義電網變電站自動化技術培訓資料內部資料興義供電局計算機通信管理所2009年4月23日 興義第一章 變電站遠動技術一、 變電站自動化技術概述1、 實施目的（1） 傳統變電站存在的缺陷l 安全性、可靠性l 快速性、實時性l 運行管理與自動化水平（2） 變電站綜合自動化系統的概念l 常規變電站二次設備構成l 綜合自動化系統構成l 技術特點（3） 變電站自動化實施目的l 設備間相互交換信息、數據共享l 常規二次設備，簡化二次接線l 提高供電質量，提高電壓合格率l 提高變電站安全可靠運行l 提高電力系統運行、管理水平（4） 變電站綜合自動化的特點l 功能綜合化l 分部分散式系統結構l 測量顯示數字化l

2、 操作監控屏幕化2、 發展歷程（1） 早期國外起步20世紀80年代（2） 國內起步20世紀90年代初期（3） 20世紀90年代中期國內變電站自動化技術現狀3、 應用歷程（1） 遠動技術（2） 監控技術（3） 綜合自動化技術4、 發展趨勢（1） IEC61850（2） 高集成化、數字化、標準化思考題：（1） 什么是變電站的綜合自動化？（2） 變電站自動化系統的任務是什么？（3） IEC61850是什么？制定的主要目的是什么？有何特點？二、 遠動技術遠動技術是一門多學科技術，是集通信、控制、數據采集等于一體，在電力調度自動化和變電站監控系統中發揮著重要作用（一） 遠動終端1、 概念遠動終端裝置簡稱

3、RTU（Remoto Terminal Unit），應用通信技術完成遙測、遙信、遙控和遙調等功能2、 特點遠離對象現場又能使主站或調度了解、掌握、控制電力系統運行的裝置3、 基本功能（1）“四遙”（2）數據處理（3）數據轉發（4）規約轉換（5）裝置自診斷（二）“四遙”“四遙”即遙信、遙測、遙控、遙調，是變電站自動化系統的基本功能，也是變電站自動化系統最初要實現的目的。1、 遙信（1） 定義開關量輸入，反映電力系統結構、狀態的量（2） 接線方式l 通過光電隔離接入RTU或測控（圖2）l 通過繼電器隔離接入RTU或測控（圖3）l 常規控制盤開關量轉換器（圖4）（3） 防抖與展寬開關量是一個矩形方波

4、，RTU（測控）對它的分辨有一定的限度，寬度小于一定的時限，RTU（測控）將不能分辨。防抖舉例：景園街110kV自投動作信號，RTU默認設置的防抖時間20ms，此YX實傳不收時，將防抖改為10ms，信號能夠正常上送。（4） 設計注意事項l 回路中防止串入強電l YX公共端分開l 采用可斷端子2、 遙測（1） 定義電力系統中運行參數電流、電壓、有功功率、無功功率等模擬量輸入（2） 輸入通道l 傳感器（Transducer）把生產過程中的非電量（物理量）轉換成電量（電流或電壓）的器件稱為傳感器l 信號處理環節將傳感器輸出的信號放大或處理成與A/D轉換器所要求的輸入相適應的電壓水平l 多路轉換開關（

5、Multiplexer）使多個模擬信號共用一個采樣保持器和A/D轉換器進行采樣和轉換l 采樣保持器（Sample Holder）在A/D進行采樣期間，保持輸入信號不變的電路稱采樣保持電路l A/D轉換器（Analog to Digit）將模擬量輸入轉換成數字量，以便由計算機讀取，進行分析處理A/D轉換器主要技術指標：Ø 分辨率Ø 精度Ø 轉化時間Ø 電源靈敏度Ø 量程Ø 輸出邏輯電平Ø 工作溫度范圍（3） 兩種采樣方式比較l 直流采樣將現場的模擬量先轉換成直流電壓或電流信號，再送至A/D轉換器進行轉換，即A/D轉換器采樣的模

6、擬量為直流信號直流采樣特點：Ø 采樣程序簡單Ø 抗干擾能力強Ø 實時性差Ø 需要立的變送器屏l 交流采樣對交流電流和交流電壓采集時，輸入至A/D轉換器的是與電力系統一次電流和一次電壓同頻率、大小成比例的交流電壓信號交流采樣特點：Ø 實時性好Ø 反映實際波形Ø 采樣、計算程序復雜兩種采樣方式比較：Ø 適用點Ø 算法3、 遙控（1） 定義數字控制量輸出；由主站發送至RTU改變設備狀態的控制命令（2） 執行過程CPU譯碼控制端口I/O設備發出電壓脈沖啟動控制繼電器接通相應控制回路4、 遙調（1） 定義模擬量輸出

7、，連續或斷續改變設備運行參數的有關信息變壓器分頭的BCD碼表示：BCD碼： 10 8 4 2 1YX點號： YX1 YX2 YX3 YX4 YX5分頭位置（10進制）10×(YX1)+8×(YX2)+4×(YX3)+2×(YX4)+1×(YX5)例如：分頭位置為12，則相應的遙信為YX1為1；YX2為0；YX3為0；YX4為1；YX5為0 思考題：1、“四遙”指的是什么？簡述其定義、并舉例2、TA的二次電流為2A，通過變送器（輸出標稱：420mA）送入RTU，問：變送器的輸出為多少mA？經過RTU的16位A/D轉換后的數字量為多少？3、變壓器上

8、送至監控系統的分頭位置BCD碼為10011，問：分頭的實際位置是多少？4、請說明“實負荷法”與“虛負荷法”的區別第二章 變電站綜合自動化系統一、定義將變電站的二次設備（包括控制,信號,測量，保護，自動裝置，遠動裝置）利用微機及計算機通信技術經過功能重新組合和優化設計，對自動控制，測量，運行操作及協調的綜合性自動化系統二、系統特點1，橫向綜合 利用計算機手段將不同廠家的設備連接在以起。2，縱向綜合 在站控層提供信息，優化，綜合處理分析和增加新的功能，增加變電站內部各控制中心間的協調能力三，功能要求1，開發式系統 2. 標準化接口3. 維護方便性四、典型結構1、110KV及以下 配置為單網結構2、

9、220KV 及以上 配置為雙網結構3、集控站監控系統配置為雙網結構五、軟件配置1、系統軟件 提供穩定的操作系統，包括完整的操作系統軟件包，各種軟件維護和開發工具，操作系統具有良好的實時性能。2、支持軟件 包括數據庫及數據庫管理系統，計算機通信支持軟件。3、人機會話系統（1） 數據庫定義（2） 漢字.圖符生成工具（3） 畫面生成與修改（4） 打印報表生成和修改（5） 操作保護4、軟件開發 5、具有防毒軟件 6、集控站監控系統操作防誤軟件7、系統數據及通道調試軟件六、監控子系統 1、系統功能 監控系統作為變電站監視、測量、控制、運行管理的主要手段，其監控范圍包括：全站斷路器、隔離開關、接地開關、主

10、變中性點接地開關、調壓開關 （1）實時數據采集與處理Ø 信號分類Ø 處理方法（2）數據庫的建立與維護Ø 實時數據庫Ø 歷史數據庫（3） 操作控制Ø 五防恔驗Ø 操作權限Ø 遙控互鎖Ø 檢修掛牌閉鎖 （4）電壓無功自動控制（VQC） （5）報警處理Ø 計時功能Ø 計次功能Ø 累計運行時間報警 （6）事故順序記錄（SOE） （7）畫面生成與顯示Ø 監控畫面要求Ø 輸出方式及要求 （8）在線計算與制表Ø 各類報表Ø 輸出方式及要求 （9）遠動功能

11、16; 直采直送Ø 標準通信規約Ø 主備通道 (10) 時鐘同步 （11）人機聯系 值班員與計算機對話的窗口，值班員可借助鼠標或鍵盤方便地在CRT屏幕上與計算機對話 （12）系統自診斷與自恢復 在線診斷各軟件和硬件的運行工況，當發現異常及故障時能及時顯示和打印報警信息，并在運行工況圖上用不同顏色區分顯示 （13）與其他設備的接口 智能設備、各級調度通信接口、電能量計量系統 2、 性能要求 3、 機房環境要求七、監控信息的類型和分析1、遙性變位(COS)與事件（SOE） 2、信息篩選與優化(1) 目的 減少或合并正常運行監視的重要信息，強化重要信息(2) 原則Ø 經

12、常上報的信息Ø 不經常上報的信息Ø 合理設置信息采集位置 3、串口信息分析 4、光字牌 （1）目的從狀態上更接近常規變電站的運行監視模式，給運行人員的監盤工作提供更為人性化的人機界面（2）動作要求Ø 信號動作未復歸，未確認Ø 信號動作未復歸，已確認Ø 信號動作已復歸，未確認5、事故追憶 為了詳細分析重現事故現象，要求在發生事故時，將事故前后一段時間內的有關YX及YC量記錄下來的功能6、報警（1）異常報警 (2) 事故報警Ø 事故報警設置目的Ø 事故總信號實現方式Ø 所以保護跳閘信號合并方式Ø 非受控開關跳

13、閘信號生成方式八、電壓無功綜合控制系統1、控制原理 為了使電壓與無功達到所需的值，通常采用改變主變分接頭檔位和投切電容器或電抗器來改變系統的電壓和無功2、調節設備對電壓，無功的影響3、九區圖4、VQC閉鎖信息（1）整體閉鎖（2）單元閉鎖（3）間隔閉鎖Ø 主變調壓閉鎖Ø 電容器投切閉鎖Ø 電抗器投切閉鎖 思考題：1、 VQC控制的基本原理？2、 敘述電壓越下限、無功越上限時VQC的動作策略？3、 什么是逆調壓？九、變電站自動化系統通信技術1、概述變電站綜合自動化系統的數據通信，包括兩方面的內容 ：一是綜合自動化系統內部各子系統或各種功能模塊間的信息交換；另一是變電站

14、與集控站，調度的通信2、發展過程3、并行通信與串行通信4、數據通信系統工作方式5、數據通信系統同步方式6、通信規約(1) 規約定義 為了正確地傳送信息，必須有一套關于信息傳送順序，信息格式和信息內容等約定，這一套約定稱為規約（協議）（2）傳輸數據類型 (3) 按傳送方式分類l 循環式（主動上送） 按約定好的順序和格式，間隔周期，子站自動發送信息至主站。部頒CDT，部分變電站保護管理機的DNPl 問答式（polling） 主站根據需呀“調整”，“召喚”子站的各種信息。典型為：SC1801。部分廠家的網絡103規約使用：主動上送，問答相結合（4）報文格式 (5) 報文功能分類 (6) 現有規約的使

15、用情況 思考題：1、 通信規約的定義？2、 變電站自動化系統常用哪幾種規約？分別用在何處？3、 試說明遠動101、104規約中平衡傳輸與非平衡傳輸的優點和缺點？第三章 變電站自動化系統故障分析與處理一、 自動化系統故障預案實例實例一：某站212開關主站遙控失敗（1）類別 集控站監控系統：廠站為RTU，遙控為實點，通過RTU的遙控模塊實現（2） 現象 212為饋線開關，四方微機保護裝置，信息上送采用串口方式，管理局也為四方。遙控為RTU實點。停電傳動時發現，主站無法操作212開關，系統報出遙控失敗（3） 原因分析Ø 監控主站遙控聯點錯Ø 主站數據庫遙控號錯誤Ø 通道

16、有干擾 Ø RTU遙控點配置錯誤Ø RTU遙控繼電器故障Ø RTU遙控回路斷線或虛接Ø 開關機構故（4） 制定安全措施l 將主站系統的相關程序做好備份，將廠站RTU配置做好備份，防止誤改監控或RTU配置文件l 在查線和檢查時，使用工具做好絕緣，防止人身觸電；運行設備做好安全措施，防止走錯間隔，防止誤拉合運行開關（5） 檢查及處理Ø 檢查主站調度員機上的遙控聯點是否正確。結論：正確Ø 主站遙控號與廠站RTU遙控號核對。結論：正確Ø 檢查通道誤碼率。結論：正常 Ø 檢查212開關對應的遙控繼電器。結論：外觀正常

17、6; 就地拉合開關。結論：開關分合正常Ø 檢查遙控回路，測量212遙控電源正極。結論：無電l 檢查說明的問題： 主站配置、遠動通道、遙控繼電器通信均無問題，開關機構及本體無問題。檢查遙控正極無，說明控制回路有問題l 故障原因： 查找控制回路，發現遙控轉接端子箱內遙控正極虛接l 故障處理： 將遙控端子擰緊后，問題解決實例二：某站256開關遙控失敗（1） 類別 當地監控：適用各類監控系統的串口遙控 （2） 現象 256開關為母聯開關，使用四方微機保護裝置，其控制、信號均采用串口通過管理機上送。停電傳動時發現，當地監控無法操作256開關，系統報出遙控返校失敗（3） 原因分析Ø 2

18、56微機保護裝置主板有問題Ø 256開關機構故障Ø 256微機保護裝置地址錯Ø 256微機保護裝置通信面板故障Ø 256切換手把切換不到位Ø 256保護裝置通信線斷Ø 10KV保護管理機死機Ø 監控后臺聯點錯(4) 制定安全措施Ø 將監控系統的相關程序做好備份，將廠站前置機配置做好備份，將保護管理機配置做好備份，防止誤改正確的配置文件Ø 在查線和檢查時，使用工具做好絕緣，防止人身觸電；運行設備做好安全措施，防止走錯間隔，防止誤拉合運行開關(5) 檢查及處理Ø 檢查調度員機上的遙控聯點是否正確。結

19、論：正確Ø 檢查監控數據庫遙控點配置與保護管理機是否正確。結論：正確Ø 檢查10KV保護管理機上的“發送數據”及“接收數據”燈，是否交替閃爍。且10KV保護管理機上的故障“黃”燈未亮。結論：正常Ø 檢查256保護裝置地址是否正確。結論：正確Ø 切換256柜上的“遙控切換開關”，調度員機是否信息上送正確。結論：正確Ø 在256柜處，手動“分”、“合”操作。結論：動作無問題Ø 256裝置地址改為253裝置（未運行）的地址，遙控操作。結論：動作無問題，256裝置地址恢復l 檢查說明的問題：Ø 256保護裝置、10KV管理機與監控的

20、通信、10KV管理機與256保護裝置的通信均無問題。須再檢查256的遙控報文是否正常；或檢查10KV管理機、RTU、監控系統的配置Ø 檢查監控系統中數據庫的256遙控點號為81（從0開始）；檢查前置機的SC1801配置文件中遙控槽只有10個，沒有配256開關的遙控點 Ø 通過通信監視程序監視，在調度員機上做遙控時，10KV管理機沒有收到256開關的遙控報文Ø 檢查前置機的SC1801配置文件，發現前置機配置文件不同l 結論： 前置機上的SC1801配置文件錯，修改后問題解決 實例三： 前置機上的SC1801配置文件錯，修改后問題解決（1） 類別 220KV集控站（

21、2） 現象 某集控主站監控機顯示的A被控站的2212電流與實際不符（3） 原因分析Ø 畫面聯點錯誤Ø 數據庫中遙測系數設置有誤Ø 數據庫中遙測點號有誤Ø 遠動轉發參數有誤Ø 當地變送器有問題（4） 制定安全措施 處理前將系統的相關程序做好備份；防止TV開路；防止低壓觸電（5） 檢查及處理l 檢查畫面聯點無問題l 檢查數據庫中遙測系數、點號無問題l 到A被控站檢查，發現當地的監控機遙測數據也不準：檢查變送器，發現其二次輸出的接頭松動，擰緊后無問題其他可能的原因： 通道干擾、轉發參數、遙測板、A/D轉換實例四： 某集控站的廠站通道異常（1） 類別

22、220KV集控站（2） 現象 在某集控中心監控機顯示B被控站的通道“未檢測”，信息為“B被控站的RTU停運”（3） 原因分析Ø 通道誤碼率高，造成程序錯誤判斷Ø 通信回路接線松動Ø 通信回路各個設備運行出問題（4） 制定安全措施 將系統的相關程序做好備份，防止誤配置（5） 檢查及處理l 主站通道檢查：光端機異步數據光傳輸模塊TXB1CHASE3COM接線。結果：無問題l 檢查光傳輸模塊收發燈。結果：無問題l 檢查TXB1收發燈是否正常。結果：收發燈都不閃。重起TXB1，收發燈正常，問題解決結論： 通道誤碼率高，程序誤判斷二、 遙信（YX）異常情況分析1、 實時遙信

23、錯誤分析（1） 遙信不發的原因Ø 遙信回路問題、RTU或測控問題、通道干擾Ø 監控遙信配置、前置機遙信參數配置（2） 遙信誤發的原因Ø 回路中斷電器抖動、YX取點錯誤Ø 回路有接地或短路、RTU或測控受到干擾Ø 監控及前置配置2串口遙信錯誤分析 （1）遙信不發的原因Ø 繼電器接點、回路或光隔問題Ø 裝置遙信模塊故障與管理機通信中斷Ø 管理機報文丟失或未上報Ø RTU與管理機通信中斷Ø 監控后臺處理問題Ø 通信規約問題 （2）遙信誤發的原因Ø 干擾問題、通信規約程序解釋錯誤Ø 取點錯誤、監控遙信點配置錯誤Ø 回路接地或光隔擊穿、遙信模塊故障誤發三、 事故音響報警異常分析1. 故障現象 開關跳閘后事故音響2. 原因分析Ø 事故報警程序退出Ø 事故遙信