集中保护控制器[精选].ppt

主要内容 概述 变电站集成保护与控制系统IPC 中央保护控制器PCM 变电站集成保护与控制系统的结构形式 应用例 结论 继电保护发展简史 变电站综合自动化发展简史 集成化的变电站保护、测量、监察和控制系统是数字化变电站的必然趋势 目前所存在的问题 继电保护的发展史 变电站综合自动化发展史 全集中式监控系统，70年代 按功能分布集中式监控系统，80年代 间隔分布集中式系统，90年代 基于工控网络的分层分布系统，90年代 所存在的问题 按间隔分隔的保护与测控系统数据共享困难，不便于组成： 故障录波系统 小电流接地选线系统 母线保护 系统保护 变电站不堪重负 二次设备增多但功能单一 重复和冗余的设备降低了电力系统的安全性和可靠性 所存在的问题 非传统互感器（光、电子）的出现，统一了测量互感器和保护互感器，使得保护与测量不需分开。 合并数据采集单元的出现使得所有采集的数据具有相同的格式，单独的IED不需要数据采集。 所有的IED仅仅是一个CPU和出口单元，无单独保留的价值 集成的必要性 节省设备投资 节省二次电缆 节省互感器 节省占地面积 减小运行维护工作量 提高变电站乃至电力系统的安全可靠性和安全性 可能性 技术条件 光互感器、电子式互感器的出现 MU合并单元（数据采集单元） 网络通信技术 观念变化 现场运行经验，可靠、方便的自动化系统正在改变人们的观念。 非传统互感器 合并单元 基于 IEC61850-9-2LE标准 在各大公司（AREVA , ABB and SIEMENS，四方、南瑞、南自、许继）之间的互操作试验成功。 模块化设计 通信网络 数字化集成保护与控制系统IPC 数字化集成保护与控制系统（Digital Protection and Control System, 简记为DIPC或者IPC） 是一个集变电站保护、控制、测量、监察、通信于一体的自动化系统 IPC的构成 三层式结构 间隔层 通信层 变电站层 数字化集成保护与控制系统IPC 中央保护控制器PCM 中央保护控制器PCM （Centralized Protection, Control Monitoring Unit） PCM由中央处理器和输出执行单元组成 是集成保护与控制系统的核心 根据来自于以太网的数据信息，执行测量计算、故障检测、控制算法、电能质量监测等软功能 根据计算判断结果输出测量量、执行分合闸操作、执行调节控制任务、报警 工作模式 采用时分复用制式，单CPU 使用并行处理式，多CPU 混合式，多CPU PCM的具体功能 保护（Protection） 保护变电站中的每台设备 测量（Measuring） 测量该变电站所要测量的各种量： ——电压、电流、频率、功率、电度、功率因素等电气量； ——变压器油温、瓦斯气体浓度、压力、SF6、真空度等非电气量 PCM的具体功能 控制（Control） 控制无功电压、负荷频率、备用电源自动投入等，具体包括： 变压器分接头调整、 电容器组投切、 并联电抗器投切、 安装于变电站的FACTS装置的控制、 低周减载等 PCM的具体功能 监察（Monitoring） 事件记录 开关状态监测 故障录波 线路故障测距 接地选线 异常状态检测与报警 PCM数学模型 多输入多输出的多变量控制器 闭环连续控制 开环离散控制 输入量是电压电流与开关节点信息 输出量是跳闸信号、重合闸信号、调节控制量、报警提示信号等 可能的结构形式 单PCM的全变电站集成保护与控制系统结构 多PCM的按电压等级分隔的变电站集成保护与控制系统结构 多PCM的按母线（或段）分隔的变电站集成保护与控制系统结构 性能评价 优点 安装维护方便 可以综合利用故 障信息开发继电保 护新原理、新算法 节省投资 其它 集成的价值 双回线路横差动保护 应用例 小电流接地系统接地选线与保护装置 用于保护、监察所连接的所有馈线 采集所有出线馈线的电流（包括高频暂态行波电流），采集母线电压 可以构成该母线段的单相接地选线和相间短路保护 小电流接地系统接地选线与保护装置 应用例 无MU单元 每个馈线电流都有自己的采集单元 所有馈线连同变压器低压侧的电流都采集进来 母线电压采集进来 一个装置实现所有馈线保护、接地选线和母线保护 结论 描述了以PCM为核心的集成保护与控制系统框架； 光互感器/电子式互感器技术、网络技术、计算机技术提供了技术条件； 促成保护与控制、测量系统的融合； 数据资源共享，增强了变电站自动化功能，提高变电站自动化水平、提高电力系统运行安全性和可靠性。 * * 董 新 洲 清华大学电