福建省电网调度自动化技术人员培训教材（厂站部分）.doc

福建省电网调度自动化技术人员培训班教材 （厂站部分） 福建省电网中心调度所 2004年10月 目录 1. 变电站综合自动化系统的概念及优越性 2 1.1 变电站综合自动化系统的概念 2 1.2 对变电站保护和监控的要求的变化 2 1.3 传统变电站存在的问题 3 1.4 变电站实现综合自动化的优越性 4 1.5 变电站综合自动化对无人值班的促进作用 5 1.6 变电站自动化技术的发展过程 7 2. 变电站综合自动化系统的内容和功能 15 2.1 变电站综合自动化系统的研究内容 15 2.2 变电站综合自动化系统的基本功能 15 3. 变电站综合自动化装置原理介绍 30 3.1 硬件原理介绍 30 3.2 保护软件原理介绍 32 3.3 实时多任务系统介绍 35 3.4 测控保护算法介绍 36 4. 变电站通讯网络 40 5. 超高压变电站自动化系统的发展策略讨论 42 6. iES-M80变电站自动化系统介绍 47 6.1 系统特点 47 6.2 系统构架 51 6.3 以太网为核心构建通讯网络 51 6.4 系统功能部署 53 6.5 间隔装置和功能部署 56 7. 变电站的干扰及其防护措施 63 7.1 主要干扰源简述 64 7.2 抗干扰措施 65 变电站综合自动化系统的概念及优越性 变电站综合自动化系统的概念 随着微机技术的发展和在电力系统的普遍应用，自80年代以来，变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）逐步采用微机型的装置，即微机保护、微机监控、微机远动等。这些微机装置尽管功能不一，但其硬件配置却大体相同，装置所采集的信息量和要控制的对象许多是共同的。但由于这些设备分属不同的专业，加上管理体制上的一些原因，在变电站上述各专业的设备出现了功能重复、装置硬件配置重复、互连复杂等问题。这就迫切需要打破各专业分界的框框，从全局出发来考虑全微机化的变电站二次设备的优化设计，这便提出了变电站综合自动化的问题。 变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，，，，，，，，，，， 对变电站保护和监控的要求的变化 使变电站综合自动化成为电力系统自动化的发展方向原因有两个方面：一是随着电力系统的发展，对变电站保护和监控的要求发生了很大的变化，而现有的常规保护和监控系统渐渐不能满足要求；二是变电站现有的常规保护和监控系统设计本身具有很多缺点和不足。 继电保护要求的变化 当前的电力系统具有电网规模大、电压等级高和机组容量大的特点。为了最大限度的发挥电网的经济性，电力系统越来越多地运行在其稳定极限附近。这就要求一旦发生故障，继电保护装置能更快地切除故障。 220kV及以上的超高压输电线路要求的典型故障切除时间(30ms，严重故障时要求故障切除时间更短；母线保护要求内部故障切除时间(10ms，能自动识别母线运行方式并作出相应调整，能在近端外部故障下抗CT饱和并可闭锁；差动保护作为变压器的主保护，其关键问题仍是励磁涌流的鉴别。传统的办法是监测差流中的谐波成分，但是对超高压大容量变压器接长距离输电线或低压侧接无功补偿装置时，内部故障电流中也会含有丰富的谐波成分，在这种情况下就难以判别故障还是涌流。 自动监控装置作用的变化 电力系统监控方面最主要的变化在于对监控装置在降低发电成本和跳提高电网运行水平方面的要求越来越高。电力系统经济运行需要更多有关电网运行的信息和更精确可靠的监控，这就需要更多通道和手段来采集和分析电网信息并作出监控。另外在电网进行安全分析，特别是进行网络偶然事故分析时还要求对电网信息采集和监控功能进行协调。 变电站扩容改造的要求 一般来讲，大型变电站开始仅有几回进线，经过几年后逐步发展成为具有多回联络线。变电站扩容改造的每一步都要增加保护和监控设备，甚至需要重新安排母线的布置，因此要对现用的监控设备和保护装置进行较大的调整或重新配置。这就要求这些装置具有较大的灵活性和可扩充性以便以最小的费用和最短的时间完成扩容和改造。 变电站无人值班运行的要求 由于具有明显的技术经济效益（运行可靠性高、劳动生产率高、建设成本低），发达国家早在七十年代就开始实施这种新的变电站运行管理模式。 实现变电站无人值班的技术基础是变电站中的测量、监视、保护、监控等二次设备具有高度的安全性与可靠性，优越的协调性与兼容性。变电站综合自动化系统的运用是实现变电站无人值班运行的有效途径。 传统变电站存在的问题 众所周知，，，，，，，，， （1）安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。传统的变电站大多数采用常规的设备，， （2）供电质量缺乏科学的保证。随着国民经济的持续发展，，，，，，，，，，，，， （3）占地面积大，，，，，，，，，，，， （4）不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。电力系统要做到优质