【正文】 I 摘 要 電網(wǎng)系統(tǒng)運行的可靠性以及供應(yīng)電能的質(zhì)量，與其自動化系統(tǒng)的水平有著密切的聯(lián)系。電力系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)由兩個系統(tǒng)構(gòu)成，信息就地處理的自動化系統(tǒng)和信息集中處理的自動化系統(tǒng)。 信息就地處理的自動化系統(tǒng)的特點是能對電力系統(tǒng)的情況作出快速的反應(yīng)，如高壓輸電線上發(fā)生短路故障時，要求繼電保護要在 20ms 左右動作，以便快速切除故障，而同步發(fā)電機的勵磁自動控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)正常運行時，可以保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無功出力的分配，在故障時可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，有功功率自動調(diào)節(jié)裝置，能跟蹤系統(tǒng)負荷的隨機波動，保證電能的 頻率質(zhì)量，按頻率自動減負荷裝置能在系統(tǒng)事故情況，電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的有功缺額時，快速的切除一些較為次要的負荷，以免造成系統(tǒng)的頻率崩潰，以上這些信息就地處理裝置，其重要的優(yōu)點是能對系統(tǒng)中的情況作出快速的反應(yīng)，尤其在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，其作用更為明顯，但由于其獲得的信息有局限性，因而不能從全局的角度來處理問題，例如通過自動頻率調(diào)節(jié)，雖然可以跟蹤負荷的變化，但總還存在與額定頻率的偏差，更不能實現(xiàn)出力的經(jīng)濟分配。另外，信息就地處理自動裝置，只能“事后”的處理出現(xiàn)的事件，而不能“事先”的對系統(tǒng)的安全性作出評價，因而有其局限性。 信息集中處理的自動化系統(tǒng)（即電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)），可以通過設(shè)置在各發(fā)電廠和變電站的遠動終端（ RTU）采集電網(wǎng)運行的實時信息，通過信道傳輸?shù)街髡荆髡靖鶕?jù)全網(wǎng)的信息，隨著微機保護，變電站綜合自動化等技術(shù)的發(fā)展，兩個信息處理系統(tǒng)之間互相滲透，更重要的是這些微機裝置，如打破原來的二次設(shè)備柜框架 。 關(guān)鍵詞：變電所，防爆型，礦用變壓器，采區(qū)供電，保護裝置 II 目 錄 摘 要 ................................................................. I 目 錄 ................................................................ II 第一章 變電站綜合自動化系統(tǒng)概況 ......................................... 1 國內(nèi)外變電站綜合自動化的發(fā)展及應(yīng)用狀況 ........................... 2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 .................................... 5 本文研究的主要內(nèi)容 ................................................. 5 第二章 35KV 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu) ........................... 6 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能要求 .................................... 6 保護系統(tǒng)功能 ................................................... 7 監(jiān)控系統(tǒng)功能 ................................................... 8 變電站綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ................................... 12 集中式結(jié)構(gòu) ........................................................ 12 分布式結(jié)構(gòu) ........................................................ 13 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) .............................................. 13 第三章變電站綜合自動化的通信 .......................................... 15 通信的相關(guān)介紹 .................................................... 15 變電站綜合自動化系統(tǒng)的任務(wù) ....................................... 16 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的構(gòu)成 ................................................ 16 變電站綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接 ............................... 17 變電站綜合自動化系統(tǒng)常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ........................... 19 變電站內(nèi)的信息采集傳輸內(nèi)容 ....................................... 19 變電站的數(shù)據(jù)模擬量、開關(guān)量和電能量 ........................... 20 安全監(jiān)視功能 .................................................. 21 III 第四章 以新建平煤八礦 35KV 變電站為研究對象 ........................... 22 概述 ............................................................... 22 設(shè)計原 則和系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) ........................................... 22 系統(tǒng)性能指標(biāo) .................................................. 23 通信指標(biāo) ...................................................... 24 裝置技術(shù)指標(biāo) .................................................. 24 硬件平臺 ...................................................... 26 系統(tǒng)實施方案 ...................................................... 27 小結(jié) ............................................................... 28 第五章 綜合自動化系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在的問題 .......................... 29 總結(jié)展望 ................................................................ 32 變電站綜合自動化系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在的共性問題 .................. 32 變電站綜合自動化系統(tǒng)的展望 ....................................... 32 致 謝 ................................................................ 33 參考文獻 ................................................................ 34 第 1 頁 第一章 變電站綜合自動化系統(tǒng)概況 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，電力用 戶對供電質(zhì)量的要求愈來愈高，加強電網(wǎng)建設(shè)和改造成為電力系統(tǒng)新的工作重點，而依靠科技的進步，采用先進的技術(shù)和現(xiàn)代化的管理手段是電網(wǎng)建設(shè)和改造的出發(fā)點，實現(xiàn)電網(wǎng)自動化則是重要手段。變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，它的運行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟運行。要提高變電站運行的可靠性及經(jīng)濟性，一個最基本的方法就是要提高變電站運行管理的自動化水平，實現(xiàn)變電站綜合自動化。 變電站綜合自動化是指變電站二次系統(tǒng)通過利用計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，實現(xiàn)將常規(guī)變電站的控制、測量、信號、保護、計量 、安全自動裝置、遠動等功能整合于一體的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這項技術(shù)涉及多個技術(shù)領(lǐng)域，是自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。 依據(jù)大電網(wǎng)會議 工作組的分析，變電站自動化系統(tǒng)較為嚴(yán)格的定義為心 ： （ 1） 遠動功能（四遙功能） ； （ 2） 自動控制功能（如有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補償電容器的綜合控制（ voc）。電力系統(tǒng)低頻減載、靜止無功補償器控制、配網(wǎng)系統(tǒng)故障分段隔離／非故障段恢復(fù)供電與網(wǎng)絡(luò)重組等） ； (3)測量表計功能（如三相智能式電子電費計量表等） ； (4)繼電保護功能 ； (5)與繼電保護有關(guān)的功能（如故障錄波、故障測距、小電流接地選線等）： (6)接口功能（如與微機五防、繼電保護、電能計量、全球定位系統(tǒng)（ Gps）等 IED 的接口） ； (7)系統(tǒng)功能（與主站通信，當(dāng)?shù)?SCADA 等）。 第 2 頁 所有能實現(xiàn)這些功能的設(shè)備，目前統(tǒng)稱為智能式電子儀表（ IED）。變電站自動化的目的，就是實現(xiàn)這些 IED 的信息共享，由此可減少變電站使用的電纜數(shù)量和造價，提高變電站的運行和安全可靠性，并減少維護工作量和提高維護水平。 隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，變電站綜合自動化系統(tǒng) 的技術(shù)水平也在不斷提高。變電站自動化技術(shù)和變電站自動化系統(tǒng)的內(nèi)涵還在不斷的豐富之中。 國內(nèi)外變電站綜合自動化的發(fā)展及應(yīng)用狀況 國際上對于變電站綜合自動化的研究，已經(jīng)進行了多年，并取得了令人矚目的進展。早在七十年代末，日本就研制出了世界上第一套綜合數(shù)字式保護和控制系統(tǒng) SDCSI。此后，美國、英國、法國、德國等一些發(fā)達國家也相繼在此領(lǐng)域內(nèi)取得不同程度的進展。在八十年代初，美國一家電力公司研制了 IMPAC 模塊化保護和控制系統(tǒng)。 PRI 聯(lián)合研制出了 SPC 美國西屋公司和 ES 變電站保護和控制綜合自動化系統(tǒng)。到 1984 年，瑞士的 BBC 公司首次推出了他們的變電站綜合自動化系統(tǒng)。 1985 年，德國的西門子公司又推出了他們研制的第一套變電站綜合自動化系統(tǒng) LSA678。變電站綜合自動化目前在國外已得到了較普遍的應(yīng)用。例如美國、德國、法國、意大利等國家，在他們所屬的某些電力公司里，大多數(shù)的變電站都實現(xiàn)了綜合自動化及無人值班方式。 我國的變電站自動化技術(shù)起步于 50 年代。 1954 年，我國從前蘇聯(lián)引進了 RTU技術(shù)，東北安裝了 16 套遙測／遙信裝置。此后，國內(nèi)開始了系列遠動產(chǎn)品的研制工作。到七十年代初，便先后研制出了電氣集中控制裝置和集保 護、控制及信號為一體的”四合一”裝置。在八十年代中期，國內(nèi)許多高等院校及科研單位也在這方面做了大量的工作，推出一些不同類型、功能各異的自動化系統(tǒng)，為國內(nèi)的變電站自動化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動作用。我國經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段： (1)傳統(tǒng)的變電站運行方式 第 3 頁 20 世紀(jì) 80 年代早期，傳統(tǒng)的變電站自動化系統(tǒng)是由許多安裝在控制室內(nèi)的單項自動化裝置組成，主要包括各種繼電保護裝置、自動重合閘、故障錄波裝置、變送器和遠動裝置、模擬盤和各類儀表，還需大量電纜將現(xiàn)場分合閘線圈以及位置信號觸點一一對應(yīng)地聯(lián)到上述各種自動化裝置 。除保護動作信號、電能表脈沖信號送至遠動裝置外，各種保護、自動裝置和儀表基本獨立工作，微機保護和遠動裝置之間無計算機通信。保護定值的整定、故障錄波和故障數(shù)據(jù)的收集，基本由現(xiàn)場人工進行。需要一個大控制室來放置各種自動裝置和儀表，占地面積大，需要大量電纜管線，施工、安裝和調(diào)試工作量大，遠動裝置的本地功能和測量儀表功能重復(fù)，各種自動裝置和儀表種類、數(shù)量較多，工耗、備品備件及運行維護量大。變電站二次設(shè)備均按傳統(tǒng)方式布置：控制屏實現(xiàn)站內(nèi)監(jiān)控，保護屏實現(xiàn)電力設(shè)備保護，遠動設(shè)備實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集。它們各司其職、互不相聯(lián)。 (2)遠動 RTU 方式 20 世紀(jì) 80 年代中、后期，隨著微處理器和通