变电站综合自动化系统与微机保护硬件原理.ppt

* 变电站综合自动化系统与微机保护硬件原理简介 刘鑫 第一部分 变电站综合自动化系统概述 第一节 变电站综合自动化系统的概念 一.变电站综合自动化系统概念 变电站综合自动化系统就是由基于微电子技术的智能电子装置(IED）和后台控制系统所组成的变电站运行控制系统，包括监控、保护、自动控制等多个子系统。 IED: Intelligent Electronic Device 由一个或多个处理器组成，具有从外部源接收和传送数据或控制外部源的任何设备，即电子多功能仪表、微机保护、控制器，在特定环境下在接口所限定范围内能够执行一个或多个逻辑接点任务的实体。 二.变电站综合自动化系统基本特征 1.功能实现综合化 2.系统构成模块化 3.结构分布、分层、分散化 4.操作监视屏幕化 5.通信局域网络化、光缆化 6.运行管理智能化 7.测量显示数字化 三.变电站综合自动化系统的优越性 1.在线运行的可靠性高 2.供电质量高 3.专业综合，易于发现隐患，处理事故恢复供电快 4.变电站运行管理的自动化水平高 5.减少控制电缆，缩小占地面积 6.维护调试方便 7.为变电站实现无人值班提供了可靠的技术条件 第二节 变电站综合自动化系统的基本功能 综合自动化系统的基本功能主要有以下几个方面： 1.测量、监视、控制功能 2.继电保护功能 3.自动控制智能装置的功能 电压、无功综合控制、低频减负荷控制、备用电源自投控制、小电流接地选线控制 4.远动及数据通信功能 5.自诊断、自恢复和自动切换功能 四遥：遥测、遥信、遥控、遥调 第三节 变电站综合自动化系统的结构形式 1.集中式结构形式 指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和其他一些自动化功能。 2.分层分布式结构形式 分层式结构： 过程层（0层）、间隔层（1层）、站控层（2层） 分布式结构： 3.分层分布式变电站自动化系统的组屏及安装方式 1.集中式的组屏 2.全分散式组屏 3.集中与分散相结合的组屏 SEL SEL ABB SEL 7500 PC 网络 间隔层 变电站综合自动化系统简略图 后台监控软件 站控层 过程层 第二部分 微机保护硬件原理 一.微机保护定义 微机保护是由微型计算机实现的新型保护，由硬件和软件(即程序)两大部分构成。硬件的核心是微处理器。微机保护的硬件是通用的。保护性能和功能由软件决定，软件具有很强的计算、分析和逻辑判断能力，有记忆功能，因此可实现任何功能完善且复杂的保护原理。 二.微机保护装置硬件组成 结构图 1.数据采集单元 3.S/H：采样保持器。把输入模拟量信号的瞬时值记录下来，并按所需的要求准确地保持一段时间，供模/数转换器使用 4.多路转换开关：微机保护通常需对多个模拟量同时采样，由于 每个模拟量通道用一个A/D转换器成本太高而且实现电路较复杂，所以一般采用通过多路转换器共用一个模拟转换器（A/D），用多路转换开关实现通道切换，轮流由公用的 A/D将模拟量转换成数字量。 5.A/D：模拟量转换成数字量 各部分作用： 1.电压变换：将TA、TV采集到的信号转变成微机保护装置能够接受的电压信号； 2.ALF：前置模拟低通滤波器。低通滤波器是一种能使工频信号通过，同时抑制高频信号的电路 。 2.开关量输入输出单元 220V -E 3.数据处理单元 数据处理系统是微机保护的核心（微机主系统即CPU系统），它主要由中央处理器(CPU)、存储器、定时器/计时器及控制电路等组成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统，实现数据交换和操作控制。继电保护程序在数字核心部件内运行，完成数字信号处理任务，指挥各种外围接口部件运转，从而实现继电保护的原理和各项功能。 4.人机对话单元 5.通信接口 微机保护除完成自身的独立功能之外，通过主机向本地或远方传送保护定值、故障报告等同时远方可通过主机对微机保护实行远方控制，如俢改定值、投切压板等，这些都需由通信接口来实现。 6.电源 主要包括打印、现实、键盘及信号灯、音响等。在微机装置中一般用装置面板的形式出现。 微机保护装置电源采用逆变电源，即直流屏的直流电源送给微机保护装置后，微机保护装置内部电源部分先将其逆变后又整流得到不同大小的直流电压，从而将将外部电源转变成各电路板需要的电源（5V，15V，12V或24V）。