【正文】 ，可以靈活選用。 ? 繼電保護(hù)的動作信息輸人計(jì)算機(jī)的方式有兩種情況，常規(guī)的保護(hù)裝置和早期研制成功的微機(jī)保護(hù)裝置由于不具備串行通信能力，故其保護(hù)動作信息往往取自信號繼電器的輔助接點(diǎn)，也以開關(guān)量的形式讀人計(jì)算機(jī)中。眾所周知，對電能量的采集，傳統(tǒng)的方法是采用機(jī)械式的電能表，由電能表盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)來反映電能量的大小。微機(jī)型電能計(jì)量儀表從功能、準(zhǔn)確度和性價(jià)比上都大大優(yōu)于脈沖電能表，是今后的發(fā)展方向。對于集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)來說，實(shí)際是在主控室內(nèi)部；對于分散安裝的自動化系統(tǒng)來說，其通信范圍擴(kuò)大至主控室與設(shè)備單元的安裝地，甚至是開關(guān)柜間，此種情況下通信距離加長了。 (一 )綜合自動化系統(tǒng)的變電所內(nèi)部通信 ? 2. 間隔層內(nèi)部的信息交換 ? 間隔層內(nèi)部的信息交換，是指間隔層內(nèi)部相關(guān)的模塊間，即保護(hù)和控制、監(jiān)視、測量之間的數(shù)據(jù)交換。 ? (1)測量及狀態(tài)信息 ? 這類信息包括正常和事故情況下的測量值；斷路器、隔離開關(guān)、主變壓器分接開關(guān)位置、各間隔層運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動作信息等。 (二 )綜合自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度通信 ? 綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)具有與電力系統(tǒng)調(diào)度中心通信的功能，不另設(shè)獨(dú)立的 RTU裝置，綜合自動化系統(tǒng)的 上位機(jī)必須兼有 RTU的全部功能 。變電所綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要及時(shí)地傳輸現(xiàn)場的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和操作控制信息。 二、變電所綜合自動化系統(tǒng)通信的特點(diǎn)與要求 (一 )變電所通信網(wǎng)絡(luò)的要求 ? 。如設(shè)備層和間隔層多采用現(xiàn)場總線，變電所層多采用局域網(wǎng)。 ? （ 2）對有功電能量和無功電能量的計(jì)量用信息，傳送的時(shí)間間隔可以較長，傳送的優(yōu)先級可以較低； ? （ 3）對于變電所層數(shù)據(jù)庫的刷新，可以采用定時(shí)召喚方式，定時(shí)采集斷路器的狀態(tài)信息、繼電保護(hù)裝置和自動裝置投人和退出的工作狀態(tài)信息。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)和通信相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式，它是各類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)賴以建立的基礎(chǔ)。約定可能包括 :信息源和受信者間的傳輸是否可以同時(shí)還是必須輪流，一次發(fā)送的信息總量，信息格式，以及如果出現(xiàn)意外 (諸如出現(xiàn)差錯時(shí) )該做什么處理等。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 半雙工通信是指信息可以雙方向傳送，但兩個(gè)方向的傳輸不能同時(shí)進(jìn)行，只能交替進(jìn)行。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? (一 )并行數(shù)據(jù)通信 ? 并行數(shù)據(jù)通信是指單個(gè)數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。所以并行傳輸需要的傳輸信號線多，成本高。 ? ，且通信軟件相對復(fù)雜些。 計(jì)算機(jī)狀態(tài)控制計(jì)算機(jī)或外設(shè)0100110 010011圖9 1 6 串行數(shù)據(jù)通信示意圖狀態(tài)五、通信接口 ? 為使信息可在傳輸介質(zhì)上遠(yuǎn)距離傳播和接收，信息源和傳輸介質(zhì)、受信者和傳輸介質(zhì)之間必須有轉(zhuǎn)換設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器、載波機(jī)等。 RS232C接口有 22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)的 25芯插座頭。 RS422A標(biāo)準(zhǔn)采用平衡傳輸方式，傳輸一個(gè)信號要用兩條線。為減少連接線，又為保留平衡傳輸特點(diǎn)提供可能，因此又由 RS422標(biāo)準(zhǔn)變形為RS485標(biāo)準(zhǔn)。 五、通信接口 六、網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì) ? 比較常用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、光纖以及無線傳輸?shù)取? ? ? 光纖利用光的折射原理，通過光電轉(zhuǎn)換裝置，將電信號轉(zhuǎn)換成光信號在光纖中傳播，再將光信號轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行接收實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。 七、綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 ? （一）局域網(wǎng)絡(luò)通信 ? 局部網(wǎng)絡(luò)（ Local Network），簡稱局域網(wǎng) (LAN)，是一種在小區(qū)域內(nèi)使各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。 ? 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是英文 “ Topology”的音譯，是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的相互位置以及它們互連的幾何布局。 七、綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 1）總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的站都通過相應(yīng)的通信接口直接連接到傳輸介質(zhì) (或稱總線 )上，任何一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的信號都可以沿著介質(zhì)傳播。 ? 總線形拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是：故障診斷必須在網(wǎng)上各站點(diǎn)進(jìn)行 ，如果在總線上發(fā)生故障，則故障段總線及其站點(diǎn)全部被切除。 ? 星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是 :由于采用中央節(jié)點(diǎn)集中控制，一旦中央節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 （二）現(xiàn)場總線 ? 現(xiàn)場總線是現(xiàn)場智能儀表與控制系統(tǒng)之間的一種全分散、全數(shù)字化的、智能、雙向、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。 （二）現(xiàn)場總線 ? 現(xiàn)場總線除了具有 LAN的一些優(yōu)點(diǎn)外，最主要的是滿足了工業(yè)過程控制所要求的現(xiàn)場設(shè)備通信的要求，且提供互換操作，使不同廠家的設(shè)備可互連也可互換，并可通過組態(tài)軟件統(tǒng)一組態(tài)，使所組成的系統(tǒng)適應(yīng)性更為廣泛。 （二）現(xiàn)場總線 ? 現(xiàn)代微機(jī)技術(shù)，使變電站綜合自動化系統(tǒng)按其服務(wù)對象 (一次設(shè)備 )將保護(hù)、測量集成在一起，然后通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，可以使體積大大縮小，有很多優(yōu)越性。 ? 通道是信號傳輸?shù)拿浇椋梢允怯芯€形式，如 :載波通道、光纖通道或電話線等，其傳輸介質(zhì)采用雙絞線、同軸電纜或光纖；也可以是無線通道，如，微波通道等，其傳輸介質(zhì)有地面微波、衛(wèi)星微波等。 第五節(jié) 綜合自動化系統(tǒng)中的微機(jī)保護(hù)單元 ? 在綜合自動化系統(tǒng)中，繼電保護(hù)單元宜相對獨(dú)立，其功能不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)或其他設(shè)備。 一、概述 ? （一）微機(jī)保護(hù)裝置的優(yōu)越性 ? 繼電保護(hù)就是將檢測的電氣量（也包含個(gè)別非電量），或其組合量（如阻抗、差電流和功率等）與動作整定值或動作邊界條件進(jìn)行比較以決定其動作行為，它的功能不外乎計(jì)算和邏輯判斷。 （一）微機(jī)保護(hù)裝置的優(yōu)越性 ? 。微機(jī)保護(hù)采用了大規(guī)模集成電路，所以整套裝置的元件數(shù)目、連接線大大減少，因而可靠性高。這是傳統(tǒng)保護(hù)所不能比擬的。 ? ，現(xiàn)場調(diào)試方便。 （三）對微機(jī)保護(hù)裝置的要求 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的各保護(hù)單元，除了具有獨(dú)立、完整的保護(hù)功能外，還必須滿足以下要求，也即必須具備以下附加功能。當(dāng)被保護(hù)對象發(fā)生事故時(shí)，能自動記錄保護(hù)動作前后有關(guān)的故障信息，包括短路電流、故障發(fā)生時(shí)間和保護(hù)出口時(shí)間等，以利于分析故障。 ? 對保護(hù)整定值的檢查與修改要直觀、方便、可靠。變電所綜合自動化系統(tǒng)中的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該改變常規(guī)的保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。如果是軟件受干擾，造成軟故障，應(yīng)有自啟動功能，以提高保護(hù)裝置的可靠性。 二、微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu) ? 單片機(jī)系統(tǒng)包括：微處理器 (MPU)、只讀存儲器 (一般用 EPROM)、隨機(jī)存取存儲器（ RAM）以及定時(shí)器等。除此之外，現(xiàn)代的微機(jī)保護(hù)應(yīng)具備各種遠(yuǎn)方功能，它包括發(fā)送保護(hù)信息并上傳給變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收集控機(jī)和調(diào)度中心的控制和管理信息。除此之外，為了防止變電所環(huán)境中強(qiáng)烈的電磁干擾，輸入及輸出回路均經(jīng)光電隔離處理，同時(shí)系統(tǒng)通過軟件功能將故障定位到插件或芯片，從而大大地提高了保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。微機(jī)保護(hù)裝置采用模塊化的結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)、維修及擴(kuò)展帶來極大的方便。 三、微機(jī)保護(hù)裝置舉例 （二） 10kV線路微機(jī)保護(hù)的舉例 ? 10kV線路在一般的供電線路中屬于電壓等級較低、傳輸距離較短的配電線路，它的保護(hù)設(shè)置比較簡單，主要考慮下面兩個(gè)因素： ? （ 1） 10kV架空線路和電纜線路應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)，保護(hù)裝置采用兩相式接線，并在所有出線中皆裝設(shè)在同名的兩相上，通常裝設(shè)在 A、C兩相上，以保證當(dāng)發(fā)生不在同出線上的兩點(diǎn)單相接地時(shí)有 2/3機(jī)會切除一個(gè)故障點(diǎn)。下面對 10kV線路保護(hù)和饋線保護(hù)裝置進(jìn)行介紹。速斷保護(hù)無時(shí)限分閘， II、 III段保護(hù)分閘時(shí)間可分別獨(dú)立整定。當(dāng)線路在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，工作頻率在滑差范圍內(nèi)，系統(tǒng)電壓正常時(shí)，低周保護(hù)才允許投人，反之則被閉鎖，低周保護(hù)會自動退出。線路在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，重合閘充電完成后，方可投人。這種辦法不但麻煩，而且增加誤操作的機(jī)會。 RAM、 EPROM、定值出錯、繼電器狀態(tài)不正確時(shí)，裝置報(bào)警，并同時(shí)閉鎖保護(hù)出口。 ? ④分、合閘壓力降低。 2．饋線保護(hù)裝置的監(jiān)測功能 ? (1) 測量功能 ? 監(jiān)測裝置可實(shí)時(shí)測量線路的各種電氣量并在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行顯示。 ? 保護(hù)裝置為綜合自動化考慮，當(dāng)鑰匙切換開關(guān)在“ 就地 ” 位置時(shí)，動作指示燈（除 “ 電源 ” 、“ 充電 ” ）動作后，需當(dāng)?shù)赝ㄟ^鍵盤手動復(fù)歸，當(dāng)鑰匙切換開關(guān)在 “ 遠(yuǎn)方 ” 位置時(shí)，動作指示燈（除 “ 電源 ” 、 “ 充電 ” ）動作后，將自動復(fù)歸，無需遠(yuǎn)方復(fù)掃。當(dāng)計(jì)算 3U0低于（根據(jù)母線三相電壓計(jì)算） 20V時(shí)，裝置發(fā)出PT斷線報(bào)警。 1．饋線保護(hù)裝置的保護(hù)功能 ? (5)裝置告警 ? 當(dāng) CPU檢測到下列故障時(shí)，發(fā)出運(yùn)行異常信號并報(bào)警。 1．饋線保護(hù)裝置的保護(hù)功能 ? (4) 小電流單相接地選線 ? 小電流單相接地選線功能是計(jì)算機(jī)保護(hù)所具有的獨(dú)特功能，該項(xiàng)功能是其他保護(hù)裝置所沒有的。 ? 低周減載保護(hù)作為失壓保護(hù)時(shí)，可增加電流閉鎖，以防止 PT三相斷線引起的保護(hù)誤動作，電流的整定值為。 1．饋線保護(hù)裝置的保護(hù)功能 ? (2) 低周減載 /失壓保護(hù) ? 所謂低周減載，是當(dāng)電源的頻率降低時(shí)，甩去一部分負(fù)荷以保證對重要負(fù)荷的供電。另外裝置對外還可設(shè)計(jì)兩個(gè)外部硬壓板 (一個(gè)保護(hù)分閘壓板，一個(gè)重合閘壓板 )，這兩個(gè)壓板需用戶自行外接，若用戶不需要時(shí)必須將裝置端子排上的相應(yīng)端子與 +wc端子短接，否則，操作回路中分合閘回路將不通 。 三、微機(jī)保護(hù)裝置舉例 （二） 10kV線路微機(jī)保護(hù)的舉例 ? 某公司的饋線保護(hù)裝置作為 10kV線路保護(hù)， 該套饋線保護(hù)裝置由三段電流保護(hù)組成，用戶可根據(jù)具體情況設(shè)置為兩段或三段電流保護(hù)。 圖 72 模塊插件式結(jié)構(gòu)示意圖 三、微機(jī)保護(hù)裝置舉例 （一）微機(jī)保護(hù)裝置的構(gòu)造形式 ? 隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，比較簡單的微機(jī)保護(hù)裝置可以和監(jiān)控裝置集成一體化的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備體積小、成本低、維修量小，但維修或擴(kuò)展時(shí)必須整個(gè)裝置都換掉，不方便擴(kuò)展。 三、微機(jī)保護(hù)裝置舉例 ? （一）微機(jī)保護(hù)裝置的構(gòu)造形式 ? 微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)都是相同的，都是由模擬輸入系統(tǒng)、單片機(jī)主系統(tǒng)及I/O系統(tǒng)三部分組成。近年來，隨著 DSP（高速數(shù)據(jù)處理器）技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)裝置開始由最先采用8位的 CPU（如 8031），到采用高速的 DSP，系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行速度得到了大幅度的提高。 ? 單片機(jī)系統(tǒng)是微機(jī)保護(hù)裝置的核心，它是由單片微機(jī)和擴(kuò)展芯片構(gòu)成的一臺小型工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)，除了硬件之外，還有存儲在存儲器里的軟件系統(tǒng)。 圖 71 微機(jī)保護(hù)硬件框圖 二、微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu) ? ? 模擬量輸入系統(tǒng)由變送器 (電壓形成回路 )、模擬低通濾波器（ ALF）、采樣保持電路（ S/H）、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)（ MPX）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ A/D）組成。 （三）對微機(jī)保護(hù)裝置的要求 ? 、自閉鎖和自恢復(fù)功能。同時(shí)為了加強(qiáng)對定值的管理，避免差錯，修改定值要有校對密碼措施，以及記錄最后一個(gè)修改定值者的密碼。 ? 。為此，要求保護(hù)系統(tǒng)的軟、硬件結(jié)構(gòu)要相對獨(dú)立，而且各保護(hù)單元，必須由各自獨(dú)立的CPU組成模塊化結(jié)構(gòu)；主保護(hù)和后備保護(hù)由不同的 CPU實(shí)現(xiàn)，重要設(shè)備的保護(hù)（如變壓器保護(hù)），最好采用雙 CPU的冗余結(jié)構(gòu)，保證在保護(hù)系統(tǒng)中一個(gè)功能部件模塊損壞，只影響局部保護(hù)功能而不能影響其他設(shè)備的保護(hù)。 ? 要條件。一套保護(hù)裝置可實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)功能，可大大簡化裝置的硬件結(jié)構(gòu)，利用微機(jī)可以進(jìn)行靈活的人機(jī)交流活動。例如，由微機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的功率方向元件（如：包含原點(diǎn)在內(nèi)的四邊形特性的方向阻抗繼電器），可消除死區(qū)，同時(shí)有利于新原理保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。 （一）微機(jī)保護(hù)裝置的優(yōu)越性 ? ，可靠性高。由于微機(jī)保護(hù)裝置是由軟件和硬件結(jié)合來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的，因此在很大程度上，不同原理的繼電保護(hù)的硬件可以是一樣的，通過編程即可改變繼電保護(hù)的特性。 ? 保護(hù)裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)管理機(jī)傳輸?shù)闹皇潜Ｗo(hù)動作信息或記錄數(shù)據(jù)。 ? 信號在通道傳輸過程中，由于干擾，接收端收到的信號可能與發(fā)送端發(fā)出的信號不同，因此需要進(jìn)行差錯檢查。 （三）典型網(wǎng)絡(luò)舉例 （三）典型網(wǎng)絡(luò)舉例 （四）遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型 ? 遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信主要用于調(diào)度中心和變電所之間數(shù)據(jù)通信，如果分布式的設(shè)備離變電所或調(diào)度中心較遠(yuǎn)（如電力線路上的電動隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)），也需采用遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信方式對設(shè)備進(jìn)行控制。 （二）現(xiàn)場總線 ? 變電站綜合自動化系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)： ? 面向功能 面向?qū)ο? 。 ? 現(xiàn)場總線與一般的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)有相似之處，但也有差別。 七、綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 3）環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 主要優(yōu)點(diǎn)有：傳輸速度高，結(jié)構(gòu)簡單。 七、綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 2）星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指在網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)