牵引变电所
高压电气设备
集中式有人值班综合自动化系统配置图
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⒊集中式无人值守模式 ◆视频监控单元 ◆自动灭火单元 ◆集中式保护测控单元 ◆当地监控单元
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主 变 盘
并 补 盘
馈 线 盘
2＃ 主 变 盘
计 量 盘
交 流 盘
直 流 盘
间隔层通信网络
高压室
室外高压电气设备
主要内容
◆综合自动化系统发展概况 ◆综合自动化系统的构成 ◆综合自动化系统的主要功能 ◆综合自动化系统的应用模式 ◆高速铁路对综合自动化系统的要求 ◆所内通信 ◆高速铁路牵引网馈线保护 ◆综合自动化系统的试验和检修 ◆牵引网故障测距 ◆相关标准
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一、自动化系统的发展概况
⒈ 发展概况 ⑴分离元件的自动化装置阶段
室外高压电器设备
牵引变电所
分散式无人值守综合自动化系统配置图
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⒉集中式有人值班模式 ◆集中式保护测控单元 ◆当地监控单元 ◆中央信号 ◆显示表计
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调 度 端
视 频 盘
当 地 监 控 盘
1＃ 主 变 盘
并 补 盘
馈 线 盘
2＃ 主 变 盘
计 量 盘
交 流 盘
直 流 盘
间隔层通信网络
控制室
高压室
与传统的微机保护+RTU自动化系统相比，综合自 动化系统具有如下优点：
◆提高牵引变电所的安全、可靠运行水平 ◆提高牵引供电系统的运行管理水平 ◆降低造价，减少总投资 ◆促进无人值班变电所管理模式的实行
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三、综合自动化系统的主要功能
⒈监控子系统 ◆数据采集功能 ◆事件顺序记录功能 ◆故障记录、故障录波和测距功能 ◆操作控制功能 ◆安全监视功能
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⑵光纤双环自愈 LON现场总线网络
调度中心
牵引供电运营管理系统 当地监控系统
工具软件
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GPS
远动管理机
通信管理机
MIS 以太网 通信管理机 交换机
通信管理机
LonWorks光纤双环自愈环网
变电站层 间隔层
间隔层保护测控装置
⒊综合自动系统的发展趋势 基于IEC61850的全数字化综合自动化系统，主要
特点： ◆100M工业以太网 ◆智能化的一次设备 ◆网络化的二次设备 ◆集成保护系统
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二、综合自动化系统的构成
⒈系统构成
调 度 端
当地监控
视频通信单元 远动管理机
视频监控单元
以太网
间隔层通信网络
GPS
交换机
1＃主变
主 保 护
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调 度 端
视
监
频
控
馈线1 保护测控
馈线2 保护测控
馈线n 保护测控
交 直 流
防 灾
控制室
并补1
并补2
保护测控
保护测控
高压室
间隔层通信网络
动力变 保护测控
1＃主变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
2＃主变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
1＃主变 2＃主变
高压设备 高压设备
室外保护测控设备
⒉继电保护子系统 ◆故障记录功能 ◆统一时钟对时功能 ◆存储多套整定值 ◆当地、远方修改整定值 ◆故障自诊断、自闭锁和自恢复功能
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⒊通信子系统 ◆所内通信功能 ◆与调度端通信功能
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四、综合自动化系统的应用模式
⒈分散式无人值守模式 ◆视频监控单元 ◆自动灭火单元 ◆分散式保护测控单元 ◆当地监控单元
西门子的SICAM PAS系统
间隔层：SIPROTEC系列间隔控制单元
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③国内发展概况 ◆以RTU为基础的变电站自动化系统
彩显
键盘
打印机
微机（当地监控系统）
鼠标
调度中心 MODEM
RTU
变压器分接头调节
交直流采样 开关量采集 电能表脉冲采集 开关控制输出
YC
YX
YM
YK
5
◆集中式变电站自动化系统
牵引变电所
集中式无人值守综合自动化系统配置图
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五、提速/高速线路对综自的要求
◆可靠性方面的要求 ◆动车组对保护的影响 ◆全并联AT供电方式下的故障测距问题
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六、所内通信
⒈ LON现场总线 ⑴主要特点
◆支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、 电力线等多种通信介质 ◆网络协议LonTalk提供了一个固化在芯片内的网络 操作系统处理全部的通信任务，提供给用户的是一 个简单的网络应用接口 ，一帧最大数据228个 ◆ LonTalk寻址体系由域、子网、节点三级构成 ， 节点还可编成组 。采用域/子网/组/节点的编址方 式，组网方式灵活一个域的最大节点数＝255（子网 数）x127（节点数）=32385
后 备 保 护
主 变 测 控
2＃主变
主 保 护
后 备 保 护
主 变 测 控
馈线
保 护 测 控
并补
动力变
保
保
护
护
测
测
控
控
牵引变电所
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通信管理机
通用测控
测 控
交直流
⑴变电所层 ①当地监控单元 ◆当地监控功能 ◆系统维护功能 ◆实时及报表打印功能 ②远动通信单元
⑵间隔层 ①牵引主变压器单元 ◆保护功能 ◆测量功能 ◆控制功能 ◆故障录波和负荷录波功能 ◆备用电源自投功能
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②馈线单元 ◆保护功能 ◆测量功能 ◆控制功能 ◆故障录波和负荷录波功能 ◆故障测距功能
③并补单元 ◆保护功能 ◆测量功能 ◆控制功能 ◆故障录波和负荷录波功能
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⒉综合自动化系统的特点
◆功能综合化 ◆分层分布化结构 ◆操作监视屏幕化 ◆运行管理智能化 ◆通信手段多元化 ◆测量显示数字化
⒊综合自动化系统的优点
◆20世纪70年代以前 ◆主要采用模拟电路，由晶体管等分离元件组成 ◆各装置独立运行，互不相干 ◆缺乏智能性，没有故障自诊断能力 ⑵智能自动装置阶段 ◆微机保护装置、微机远动装置 ◆具有故障自诊断能力 ◆独立运行，不能资源共享
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⑶综合自动化系统阶段 ①综合自动化系统的定义 ◆二次系统的功能进行组合与优化设计 ◆自动监视、自动测量、自动控制和保护 ◆与调度系统通信
打印机 调度中心 MODEM
彩显 键盘
微机（当地监控系统） 鼠标
数据采集及控制部件
微机保护管理单元
保护 部件
交直流采样 开关量采集 电能表脉冲采集 开关控制输出
YC
YX
YM
YK
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⒉传统自动化系统的缺陷 组成：继电保护+RTU的模式 ◆安全性、可靠性不高 ◆占地面积大，增加了投资 ◆维护工作量大，设备可靠性差
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②国外发展概况 ◆始于20世纪70年代
日本的SDCS-1系统 西门子的LSA678系统 ABB的SCS100系统（中低压）、SCS200系统（高压） ◆最新进展（基于IEC61850 ） 主要特点：半数字化 ABB的MicroSCADA Pro变电站自动化系统（SYS600）
间隔层：IED670系列智能化微机保护及控制装置