【正文】 .... 29 10KV 開關(guān)柜智能保護(hù)單 元 .................................................................... 29 變壓器后備保護(hù) .......................................................................... 29 電容器保護(hù) ................................................................................. 30 配電變壓器保護(hù) .......................................................................... 35 饋線保護(hù) .................................................................................... 36 備自投保護(hù) ................................................................................. 36 測控及自檢功能的配置 ................................................................ 36 小結(jié) ........................................................................................................ 37 第 5 章 總結(jié) .................................................................................................. 38 致謝 ........................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 39 英文翻譯 ............................................................................................................. 40 第 1 章 緒論 變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究 變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究意義 電力系統(tǒng)變電站的安全，可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行再很大程度上依賴于變電站繼電保護(hù)，控制和監(jiān)控技術(shù)的完善程度以及它們的可靠性，技術(shù)特性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性等多方面的因素。計(jì)算 機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動了電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)自動化技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)也日趨完善。 它為調(diào)度中心提供了廠站端的運(yùn)行情況，通過控制操作和閉鎖，可以實(shí)現(xiàn)變電站當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方的監(jiān)視和控制；為遠(yuǎn)方的遙調(diào)，遙測，遙控，遙信和反事故措施提供了可靠的技術(shù)保障；無人職守的變電站提高了供電的可靠性又實(shí)現(xiàn)了減員增效。通過對變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究，對于電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，保護(hù)和控制以及對變電站的設(shè)計(jì)更加的合理，布局更加緊湊都有很重要的意義。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)為主，將變電站的一，二次設(shè)備經(jīng)過功能組合形成的標(biāo)準(zhǔn)化， 模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。變電站的綜合自動化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動化技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視，測量，控制和微機(jī)保護(hù)，以及調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。變電站綜合自動化系統(tǒng)代替了常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替了常規(guī) 控制屏，中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏，用微機(jī)保護(hù)代替了常規(guī)的繼電保護(hù)屏，解決了常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的問題。變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和邏輯判斷功能，可 以方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)的各種設(shè)備的運(yùn)行和操作，它具有功能綜合化，結(jié)構(gòu)微機(jī)化，操作監(jiān)視屏幕化，運(yùn)行管理智能化等顯著特點(diǎn)。通過利用先進(jìn)的綜合自動化技術(shù)，提高了供電質(zhì)量，提高了電壓合格率，提高了變電站的安全可靠性和系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，縮小了變電站占地面積，降低了造價(jià)，減少了總投資，減少了維護(hù)工作量，減少了值班員勞動強(qiáng)度。變電站綜合自動化系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比較，微機(jī)保護(hù)具有許多優(yōu)點(diǎn)： （ 1） ：改善和提高了繼電保護(hù)的動作特性和性能，動作正確率高。 （ 2） ： 可以 方便的擴(kuò)充其他的輔助功能。 （ 3） ：工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越 。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4） ：可靠性提高。 （ 5） ：使用靈活方便。 （ 6） ：可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)裝置具有串行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)空系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 （ 1） 保護(hù)監(jiān)控一體化 這種方式在 35KV 及以下的電壓等級中已普遍采用，它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制。極大的提高了性能效率比。它的缺點(diǎn)是對運(yùn)行的可靠性要求極高，任何形式的檢修維護(hù)都將迫使一次設(shè)備的停止。可靠性和穩(wěn)定性要求很高。 (2) 設(shè)備安裝就地化，戶外化 綜合自動化裝置將和一次設(shè)備整合在一起，其電氣的抗干擾性能，設(shè)備抗熱，抗寒，抗雨雪，防腐蝕等各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)將達(dá)到極高的地步。目前的綜合自動化裝置都是安裝在低電壓的中置柜上和室內(nèi)的開關(guān)室內(nèi)，戶外的僅是一些實(shí)現(xiàn)簡單功能的柱上設(shè)備。隨著高電壓等級的推廣，其設(shè)備都將就地安裝在戶外的端子箱上，對環(huán)境條件要求高。這種方式最終將帶來無人值班變電站沒有建筑小室或僅設(shè)一個控 制小室，它最多也就是一臺控制顯示終端。這將極大的減少整個變電站的二次電纜，使變電站的建設(shè)簡化，快速，設(shè)備調(diào)試簡單。同時也極大的提高了變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性，可靠性。 (3) 人機(jī)操作界面接口統(tǒng)一化，運(yùn)行操作無線化 無人無建筑小室的變電站，變電運(yùn)行人員如果在就地查看設(shè)備和控制操作，將通過一個手持式可視無線終端 ，邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進(jìn)行控制操作，所有相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。 (4) 就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化 強(qiáng)大的通訊接口能力，主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計(jì)（雙 CPU，雙電源等），采用光 纖總線等等，使現(xiàn)代化的綜合自動化變電站的各種智能設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)組成一個統(tǒng)一的，互相協(xié)調(diào)工作的整體。 (5) 全站數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 變電站的智能監(jiān)控裝置將無電壓等級劃分，只是下載參數(shù)設(shè)置版本不同。全站統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一維護(hù)組態(tài)工具軟件，分類分單元下載參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)。其實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)庫可通過嚴(yán)密的安全防護(hù)措施與整個電力系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)連在一起 (6) 數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化 除了常規(guī)的電流電壓，有功無功，開關(guān)狀態(tài)等信息采集外，對一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測量化值，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫中。高技術(shù) 的智能化開關(guān)。光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來全新的模式。 國外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展 70 年代末 80 年代初，國外開始了對于 ISA 技術(shù)的研究，這是由于電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，要求電網(wǎng)及變電站的控制和保護(hù)系統(tǒng)必須運(yùn)行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。因此，各級調(diào)度中心需要更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況。同時，采用無人值班管理模式，進(jìn)行遠(yuǎn)方控制，減少人為誤操作的可能性，提高運(yùn)行可靠性，降低變電站的造價(jià)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 隨著微處理器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，人們 可以利用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來組成一個自動化的控制和保護(hù)系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)二次設(shè)備模式，做到設(shè)備簡化，信息共享，減少變電站的造價(jià)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。世界發(fā)達(dá)國家率先研制出成熟系統(tǒng)，并推廣應(yīng)用，大大提高了變電站管理的自動化水平，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前，日本日立、三菱、東芝公司，德國西門子公司（ SIEMENS）、 AEG 公司，瑞士 ABB 公司，美國通用電氣公司（ GE）、西屋電氣公司（ Westing house），法國阿爾斯通公司（ ALSTHOM），瑞士 Landisamp。Gyr 公司等國際著名大型電氣設(shè)備制造公司 都開發(fā)和生產(chǎn)了變電站綜合自動化系統(tǒng)（或稱保護(hù)與控制一體化裝置），并取得了較為成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) ...... 我國變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展 我國變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段 ： 變電站內(nèi)二次設(shè)備傳統(tǒng)按功能可分為五類：繼電保護(hù)，自動裝置 , 故障錄波，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和遠(yuǎn)動。五大類產(chǎn)品的不斷發(fā)展及其功能相互滲透，推動了變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了多種多樣的系統(tǒng)模式，按系統(tǒng)模式出現(xiàn)的時間順序可將變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展分為三個階段： 第一階段：面向功能設(shè)計(jì)的集中式 RTU 加常規(guī)繼電保護(hù)模式 80 年代是以 RTU 為基礎(chǔ) 的遠(yuǎn)動裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。該類系統(tǒng)是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線基礎(chǔ)上增設(shè) RTU 裝置，功能主要為完成與遠(yuǎn)方調(diào)度主站通信實(shí)現(xiàn) “四遙 ”(遙測，遙信，遙調(diào)，遙控 )，繼電保護(hù)及自動裝置與系統(tǒng)聯(lián)結(jié)采用硬接點(diǎn)狀態(tài)接入。此類系統(tǒng)特點(diǎn)是功能簡單，整體性能指標(biāo)較低，系統(tǒng)聯(lián)結(jié)復(fù)雜，不便于運(yùn)行管理與維護(hù)，為自動化系統(tǒng)的初級階段。 第二階段：面向功能設(shè)計(jì)的分布式測控裝置加微機(jī)保護(hù)模式 90 年代初期，微機(jī)保護(hù)及按功能設(shè)計(jì)的分布測控裝置得以廣泛應(yīng)用，保護(hù)與測控裝置相對獨(dú)立，通過通信管理單元能夠?qū)⒏髯孕畔⑺偷疆?dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)或調(diào)度主站。 此類系統(tǒng)的出現(xiàn)是由于當(dāng)時國內(nèi)電力系統(tǒng)保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬于不同部門和專業(yè)，另外對繼電保護(hù)與測控裝置在技術(shù)上如何融和沒有達(dá)成一致的認(rèn)識，故相當(dāng)一部分尤其是 110KV 及以下電壓等級自動化系統(tǒng)采用此類模式。該模式?jīng)]有做到面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，信息共享程度不高，另外系統(tǒng)的二次電纜互聯(lián)較多，擴(kuò)展性不好，不利于運(yùn)行管理和維護(hù)。 第三階段：面向間隔和對象 (objectoriented)的分層分布式結(jié)構(gòu)模式 90 年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對計(jì)算機(jī)保護(hù)與測控技術(shù)不斷爭論和探討達(dá)成了一致的認(rèn)識，采用面向設(shè) 備或間隔為對象設(shè)計(jì)的保護(hù)及測控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成了真正意義上的分層分布式自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)特點(diǎn)是針對 110KV 以下電壓等級的設(shè)備或間隔采用保護(hù)測控一體化設(shè)計(jì)的裝置，針對 110KV 及以上電壓等級的設(shè)備或間隔采用繼電保護(hù)裝置與測控裝置分別獨(dú)立設(shè)計(jì)但共同組屏的原則，故障錄波功能下放至各間隔或設(shè)備的繼電保護(hù)裝置中去，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，系統(tǒng)配置靈活，擴(kuò)展方便，非常方便運(yùn)行管理和維護(hù)。 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性 （ 1） ：提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率 （ 2） ： 提高變電站的安全，可靠運(yùn) 行水平。 （ 3） ： 減少維護(hù)工作時間，減少值班人員的勞動強(qiáng)度，并達(dá)到減員增效 （ 4） ： 縮小變電站占地面積，減少總投資。 5：提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平 變電站綜合自動化系統(tǒng)的 發(fā)展前景 隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力工業(yè)作為很重要的國家戰(zhàn)略企業(yè)，十分重視電力系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，這是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢。對電力技術(shù)的發(fā)展來說，具有重要的意義，也是電力工業(yè)發(fā)展的顯著標(biāo)志。雖然變電站綜合自動化技術(shù)在 80 年代后才被開發(fā)應(yīng)用。但由于在技術(shù)性能上的潛在能力，必將被廣泛的應(yīng)用于祖國各個城網(wǎng)和農(nóng) 網(wǎng)中。應(yīng)用前景十分的巨大。 小 結(jié) 本章先是介紹了什麼是電力系統(tǒng)綜合自動化，以及變電站綜合自動化系統(tǒng)研究的意義和發(fā)展趨勢。下來介紹了國內(nèi)外變電站綜合自動化的發(fā)展過程和巨大的前景應(yīng)用。 第 2 章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能與保護(hù)配 置 變電站綜合自動化系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的組成在結(jié)構(gòu)上主要可以分成：集中式，分布集中式，集中和分散式，分散式四種。 集中式綜合自動化系統(tǒng)： 它是按功能要求配置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動裝置并安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。變壓器 。各進(jìn)出線以及其他電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài) 通過 ct,pt，開關(guān)輔助觸點(diǎn)有電纜傳送到變電站的中央控制室的保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動裝置內(nèi)。經(jīng)初步處理后送到 I/O 通信控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的變換，并將變電站所有保護(hù)，測量，信號和控制信息統(tǒng)一處理，與當(dāng)?shù)氐暮笈_機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心進(jìn)行信息交換。它的特點(diǎn)是將變電站中所有的信息統(tǒng)一集中處理，形成一個系統(tǒng)，并符合傳統(tǒng)的變電站運(yùn)行模式。它實(shí)際上是微機(jī)保護(hù)和微機(jī)遠(yuǎn)動的系統(tǒng)集成。缺點(diǎn)是組屏多，占地面積大，而且需要鋪設(shè)大量的電纜，投資量和工程量大，接線復(fù)雜，獨(dú)立單元較多，維護(hù)工作量大，運(yùn)行不可靠。 如圖所 示： 當(dāng) 地 監(jiān) 控 后臺 機(jī)I / O 通 信 控 制 器繼 電 保 護(hù) 裝 置 遠(yuǎn) 動 裝 置饋線保護(hù)變壓器保護(hù)備自投低壓減載電容