【正文】 經濟效益和社會效益，吸引全國許多用戶和科研單位和高等院校，因此變電站綜合自動化系統(tǒng)到 90年代，成為熱門話題。該系統(tǒng)擔負全變電站安全監(jiān)控、微機保護、電壓無功控制、中央信號等任務。 1987年清華大學電機工程系研究成功國內第一個符合國情的綜合自動化系統(tǒng)。 SDCS1型由 13臺微機組成。 70年代末，英、西德、意大利、澳大利亞等國新裝的遠動裝置都是微機型的。 例：清華大學電機系研制成功的變電站微機監(jiān)測、保護綜合控制系統(tǒng)。 缺點： 各自動化裝置仍是獨立運行，不能互相通信，不能共享資源。 ? 微機監(jiān)控、微機保護、微機遠動裝置分別設置，分別完成各自的功能。 一、變電站自動化的發(fā)展過程 變電站分立元件的自動裝置階段 20世紀 70年代以前，這些自動裝置主要采用模擬電路、晶體管等分立元件組成，對提高變電站的自動化水平，保證系統(tǒng)的安全運行，發(fā)揮了一定的作用。 ★ 不利于提高運行管理水平。第七章 變電所綜合自動化 和數字化變電所 回顧：電力系統(tǒng)自動化的分類（按運行管理區(qū)域分類） ? 調度自動化 ? 發(fā)電廠自動化 火電廠自動化 水電廠自動化 ? 配電網自動化 ? 變電站自動化 電力系統(tǒng)自動化 第 7章 變電所綜合自動化和數字化變電所 常規(guī)的變電站存在的問題： ★ 安全性、可靠性不能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。 ★ 維護工作量大，設備可靠性差。 缺點： 這些自動裝置，相互之間獨立運行，互不相干，而且缺乏智能，沒有故障自診斷能力，在運行中若自身出現(xiàn)故障，不能提供報警信息，有的甚至會影響電網運行的安全。 優(yōu)點 : ① 由于采用了數字電路，縮小了體積，明顯的顯示出優(yōu)越性。 國際上， 20世紀 70年代末開始變電站綜合自動化的研究工作，于 80年代開始進入實用應用。 ? 變電站綜合自動化階段的特征 ： 將微機監(jiān)控、微機保護、微機遠動等功能進行統(tǒng)一考慮，構成一個統(tǒng)一的計算機系統(tǒng)來完成以上所有的功能。 變電站綜合自動化的研究工作，于 70年代中、后期開始。如 下圖 ，它具有對一個77kV/。 該系統(tǒng)由 3臺微機組成，其系統(tǒng)結構如 下圖 。按功能分為 3個子系統(tǒng) ：（ 1）安全監(jiān)控子系統(tǒng)；（ 2）微機保護子系統(tǒng)；（ 3）電壓、無功控制子系統(tǒng)。 三、 變電站綜合自動化的發(fā)展概況 三、 變電站綜合自動化的發(fā)展概況 我國變電站自動化的發(fā)展過程 變電站微機監(jiān)測、保護綜合控制系統(tǒng)框圖 國外無人值班的發(fā)展簡況 西歐、北美、日本等發(fā)達國家的絕大多數變電站，包括許多 500kV、 380kV的變電站也都實行無人值班。 例如，到 1980年止，意大利 ENEL公司的 474個水電站中，無人值班達 408個，法國 EDF公司 450個水電站中，有 403個無人值班占 90%。 ? 20世紀 80年代后期 ， 無人值班技術又上了一個臺階 。 根據需要有些地區(qū)可考慮新建變電站一步到位 ， 即按無人站設計建設 ， 尤其是地區(qū)變電站 。 (3) 提高經濟效益和勞動生產率 (4) 降低變電站建設成本 。 （ 5）減少維護工作量。 1) 變電所運行參數的統(tǒng)計、分析與計算 2) 變電所內運行參數和設備的越限報警及記錄 3) 變電所內的事件記錄 （ 3） 運行監(jiān)視 運行監(jiān)視即對采集到的反映變電所運行狀況和設備狀態(tài)的數據進行自動監(jiān)視 。 三、變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能 （ 5） 事故順序記錄與事故追憶 事故順序記錄就是對變電所內的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。 操作閉鎖包括以下內容：操作系統(tǒng)出口具有斷路器分、合閘閉鎖功能。 (3)為避免不必要的硬件重復，以提高整個系統(tǒng)的可靠性和降低造價，可以配給保護裝置其他一些功能， 但不應降低保護裝置的可靠性。 自動電壓控制系統(tǒng) (Automatic Voltage Control， AVC) ： 適用于一些省級電網。 ? 備用電源自動投入已成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能之一。 在正常情況下，QF1閉合， QF2斷開，負荷由工作電源供電。 APDb)暗備用 1）不論什么原因失去工作電源， APD都能迅速起動并投入備用電源； 2）必須在工作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源； 3） APD應只動作一次，以免將備用電源重復投入永久性故障回路中； 4）當電壓互感器二次回路斷線時， APD不應誤動作。 將變電所內各回路的數據采集 ， 微機保護及監(jiān)控單元綜合為一個裝置 ， 就地安裝在數據源現(xiàn)場的開關柜上 。 顯示器 輸出接口 監(jiān)控主機 各保護裝置 通信控制器 開關量輸入接口 模擬量輸入接口 A/D 模塊 輸入接口 輸出接口 主 變 TV T A 模擬 量輸 入 1 斷路器 和隔離 開關狀 態(tài)輸入 繼電 保護 信息 輸入 出口 繼電 器 1 線 路 TV TA 斷路 器分 合狀 態(tài) 1 打印機 保 護 出 口 圖 72 集中式結構的綜合自動化系統(tǒng)框圖 （ 2）舉例： ?安裝在變電站中央控制室內。 一般適合于 小型變電所的新建或改造 。 （ 2）舉例： 分層分布式系統(tǒng)集中組屏結構的特點如下 ： (1)由于分層分布式結構配置，在功能上采用可以下放的盡量下放原則，凡事可以在本間隔層就地完成的功能，絕不依賴通信網。 繼電保護裝置的可靠性要求非常嚴格，因此，在綜合自動化系統(tǒng)小，繼電保護單元宜相對獨立，其功能不依賴于通信網絡或其它設備。 綜合自動化系統(tǒng)采集的信息可以直接傳送給調度中心，同時也可以接受調度中心下達的控制、操作命令和在線修改保護定值命令。 (5)室內工作環(huán)境好，管理維護方便。 ? 這是當前綜合自動化系統(tǒng)的主要結構形式。 （ 4）分層分散式結構可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。 數字化變電站的四大技術特點： 新型電流、電壓互感器代替常規(guī)電流電壓互感器，將大電流、高電壓直接變成數字信號或低電平信號。 而新型互感器的二次輸出參數則完全不同，繼電保護、計量儀表及測控裝置等二次裝置具適合數字化的特點。 NxtPhase公司前兩年研制出全光纖無源電子式電流互感器，其計量精度滿足 ，目前處于試運行階段。所以電子線路板必須放置在線圈的二次出口。 部分企業(yè)正在跟蹤或研制全光纖電子式電流互感器。 （靈活的安裝方式） （靈活的安裝方式） 全光纖電流互感器以其先進的技術優(yōu)勢成為新型電流互感器發(fā)展和應用的主流方向。 ? 它 被列為電子式電流互感器的一種實現(xiàn)形式，代表著 電磁式電流互感器的一個發(fā)展方向，具有廣闊的應用前景。 二、智能斷路器 ? 高壓斷路器二次技術的發(fā)展趨勢是用微電子、計算機技術和新型傳感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)，開發(fā)具有智能化操作功能的斷路器。 3. 新型傳感器與數字化控制裝置相配合，獨立采集運行數據， 可檢測設備缺陷和故障 ，在缺陷變?yōu)楣收现鞍l(fā)出報警信號，以便采取措施避免事故發(fā)生。這些技術使得變電站的過程層也得以數字化，以太網構成全變電站的神經中樞。Switch System)。通過高速現(xiàn)場總線傳送數字化的電流電壓信號。 二、智能斷路器 智能斷路器： HIS ? SIEMENS： HIS(Highly Integrated Switchgear) 類似于 ABB的 PASS，但未采用電子式互感器。 南瑞 PCS9820A智能控制裝置和 CZX12R1型操作繼電器可組成智能斷路器操作系統(tǒng)。 c）變電站之間網絡采用 IEC61850＋（正在制定中）。 IEC61850體系結構 IEC61850標準體系結構如下圖，總共由 10個文