【正文】 ①連續(xù)時間信號的采樣。經(jīng)低通濾波器及雙向限幅電路，將通過中間變換器降低或轉(zhuǎn)換后的電壓變成后面環(huán)節(jié)中A/D轉(zhuǎn)換芯片所允許的電壓范圍。主要包括電壓形成電路、低通濾波電路、采樣保持電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)及A/D變換芯片五部分。模擬量輸入電路的主要作用是隔離、規(guī)范輸入電壓及完成模/數(shù)變換，以便于CPU接口，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。110KV 及以下線路一般采用三相一次重合閘，其同期檢定方式重合閘延時時間應(yīng)能整定。每個保護(hù)單元應(yīng)有完善的故障自診斷功能，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有故障，能自動報警，并能指明故障部位，以利于查找故障和縮短維修時間，對于關(guān)鍵部位故障，例如 A/D 轉(zhuǎn)換器故障或存儲器故障，則應(yīng)自動閉鎖保護(hù)出口。（5）設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)，負(fù)責(zé)對各保護(hù)單元的管理。（4）當(dāng)?shù)仫@示與遠(yuǎn)處觀察和授權(quán)修改保護(hù)整定值。（2）具有與系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘對時的功能。4）除保護(hù)裝置外，其他一些重要控制設(shè)備，例如備用電源自動投入裝置、控制電容器投切和變壓器分接頭有載切換的無功電壓控制裝置等，也不依賴通信網(wǎng)， 而設(shè)備專用的裝置放在相應(yīng)間隔屏上。 由于繼電保護(hù)的特殊重要性，綜合自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護(hù)的可靠性。微機(jī)型備用電源自動投入裝置可以通過邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)只動作一次的要求，但為了便于理解，在闡述備用電源自動投入裝置邏輯程序時廣泛用電容器“充電”條件滿足；延時啟動的時間應(yīng)理解為“充電”時間到后就完成了全部準(zhǔn)備工作；當(dāng)備用電源自動投入裝置動作后或任何一個閉鎖及推出備用電源自動投入電源條件存在時，立即瞬時完成“放電”。每套備用自動投入裝置均設(shè)置有閉鎖備用電源自動投入的邏輯回路，以防止備用電源投入到故障的元件上，造成事故擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。例如工作母線進(jìn)線側(cè)的斷路器跳開，進(jìn)線側(cè)無重合閘功能時；手動合上備用電源時也不經(jīng)過延時直接跳開工作電源進(jìn)線斷路器。經(jīng)延時切除工作電源進(jìn)線斷路器是為了躲過工作母線引出線故障造成的母線電壓下降。這時為了防止設(shè)備電源投入到故障元件上。 備用電源自投入裝置備用電源自投入裝置是電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動控制裝置。用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率．同時還需要從電源取得無功功率。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。在一定的電壓、電流下，提高功率因數(shù)，其輸出的有功功率就越大，因此提高設(shè)備的利用率。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差（電感電流總是滯后電壓，電阻電流與電壓同相，電容電流超前電壓），通常用相位角的余弦來表示，也稱為功率因數(shù)。在前兩步分析判斷基礎(chǔ)，按照事先確定的策略模型，選擇一個最優(yōu)方案進(jìn)行實(shí)施。第三步：進(jìn)行無功補(bǔ)償判斷，其主要的判斷依據(jù)同樣是人為整定的無功范圍(限值)，超出這個整定值范圍，意味著系統(tǒng)無功過多或過少：無功越上限，說明系統(tǒng)送的無功過多，可能原因有以下兩種：1)容性無功少，低壓側(cè)無功補(bǔ)償過少；2)分接頭高，系統(tǒng)向低壓側(cè)無功輸送無功過多。則進(jìn)行下列步驟。在電網(wǎng)建成后，以無功功率交換最少為目標(biāo)對電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化控制，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率。 變電站電壓無功控制的基本原理變電站電壓無功控制是保證電壓質(zhì)量和無功平衡、提高供電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要措施之一。當(dāng)變電站有非正常狀態(tài)發(fā)生和設(shè)備異常時 監(jiān)控系統(tǒng)能及時在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方發(fā)出事故音響或語音報警，并在 CRT 顯示器上自動推出報警畫面，為運(yùn)行人員提供分析處理事故的信息，同時可將事故信息進(jìn)行打印記錄和存儲。對無人值班變電站，可不設(shè)當(dāng)?shù)禺?dāng)?shù)卮蛴」δ埽髯冸娬镜倪\(yùn)行報表集中在控制中心打印輸出。2）實(shí)現(xiàn)和管理與變電站自動化系統(tǒng)中的后臺系統(tǒng)和遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心之間的通信。需要輸入的數(shù)據(jù)至少有以下幾種內(nèi)容：①TA和TV變化；②保護(hù)定值和越限報警定值；③自控裝置的設(shè)定值；④運(yùn)行人員密碼。⑥故障記錄，設(shè)備運(yùn)行狀況顯示等。③順序記錄顯示。屏幕刷新周期可在2～10s間調(diào)整。（2）CRT屏幕顯示的內(nèi)容。6）人機(jī)界面功能為了方便調(diào)試和實(shí)現(xiàn)參數(shù)顯示、查詢、修改在間隔層單元的前面板上還應(yīng)用有LCD顯示屏和按鍵。5）防誤聯(lián)鎖功能為了提高變電站運(yùn)行的安全可靠性，要求間隔層單元具有防誤聯(lián)鎖功能。4）通信功能在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，間隔層單元要為實(shí)現(xiàn)與主控單元的通信設(shè)立與主控單元通信的接口，為了調(diào)試工作的方便進(jìn)行設(shè)立用于參數(shù)上裝、下裝和信息讀取的調(diào)試接口，為了系統(tǒng)時鐘一致而設(shè)立對時接口，外此還有與其他間隔層單元通信的通信接口等。同時，間隔層在控制方面，還要實(shí)現(xiàn)對斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭調(diào)節(jié)、消弧線圈接頭調(diào)節(jié)及保護(hù)復(fù)歸、保護(hù)壓板投退等的控制。即用2位比特而不是1位比特來表征一個開關(guān)的開合狀態(tài)，這時00，01,10,11的4種組合中只有2種正確的位置狀態(tài)，而其余2種是不確定狀態(tài)，不用0，1兩種狀態(tài)表示開合增加了碼元的抗干擾性，從而提高了狀態(tài)信號傳輸處理過程中的可靠性。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，不僅要采集表征電網(wǎng)當(dāng)前拓?fù)涞拈_關(guān)位置等遙信信息，還要將反映測量、保護(hù)、監(jiān)控等系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息進(jìn)行采集、監(jiān)視。在低壓系統(tǒng)中，間隔層單元采用的是集測控保護(hù)于一體的微機(jī)型測控保護(hù)裝置；而在高壓系統(tǒng)中，保護(hù)和測控功能是獨(dú)立設(shè)置，即分別采用測控監(jiān)視單元與保護(hù)單元對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控與保護(hù)。將保護(hù)功能和測控功能按對象進(jìn)行設(shè)計，集保護(hù)/測控功能于一體，保護(hù)、測控既相互獨(dú)立，又相互融合，保護(hù)、測控借助于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與變電站層計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，減少大量二次接線，增加功能，節(jié)省了投資，提高了系統(tǒng)可靠性。數(shù)采控制機(jī)則將各數(shù)采單元所采集的數(shù)據(jù)和開關(guān)狀態(tài)送監(jiān)控機(jī)，并由監(jiān)控機(jī)送往調(diào)度中心。一臺保護(hù)管理機(jī)可以管理多個單元模塊，它們間可以采用雙絞線用RS485接口連接，也可以通過現(xiàn)場總線連接。（3）節(jié)約二次電纜。 全分散式的結(jié)構(gòu)形式硬件結(jié)構(gòu)為完全分散式的綜合自動化系統(tǒng)，是指以變壓器、斷路器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位，將保護(hù)、控制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)屏上，安裝在主控制室內(nèi)的主控單元通過現(xiàn)場總線與這些分散的單元進(jìn)行通信，主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)系。3）具有與控制中心通信功能合自動化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關(guān)量、電能脈沖量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能，也具有收集繼電保護(hù)動作信息、事件順利記錄等功能，因此，不需要獨(dú)立的RTU裝置為調(diào)度中心采集信息，而將綜合自動化系統(tǒng)采集的信息直接傳送給調(diào)度中心，同時也可接受調(diào)度中心下達(dá)的控制、操作命令和在線修改保護(hù)定值命令，并加以執(zhí)行。根據(jù)國際大電網(wǎng)會議要求，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。每個功能單元基本上由一個CPU組成，多數(shù)CPU采用單片機(jī)。變電站層的有關(guān)自動化設(shè)備一般安裝于控制室，而單元層的設(shè)備宜安裝于靠近現(xiàn)場，以減少控制電纜長度。間隔層本身實(shí)際上就是兩級系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。設(shè)備層主要指變電站內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關(guān)及其輔助觸點(diǎn)，也包括電流互感器、電壓幅干起等一次設(shè)備。在分層分布式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)中，將整個變電站的一次、二次設(shè)備分為3層，即變電站層、間隔層、和設(shè)別層。集中式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是：1）每臺計算機(jī)的功能較集中，如果一臺計算機(jī)出故障，影響面大，因此必須采用雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。這種系統(tǒng)的主要功能即特點(diǎn)是：1）能實(shí)時采集變電站中各種模擬量、開關(guān)量，完成對變電站的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時監(jiān)控、制表、打印、事件順序記錄等功能。隨著微處理器的發(fā)展、微型計算機(jī)的性能價格比迅速優(yōu)于小型機(jī)后，才開始發(fā)展以微處理器為核心的變電站自動化系統(tǒng)。從國內(nèi)外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程來看，其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分層分布式、和全分散式等三種類型。變電站綜合自動化系統(tǒng)是一項(xiàng)技術(shù)密集，涉及面廣、綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)自動化工程。研究新產(chǎn)品時，應(yīng)盡量符合國家或部頻標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)開放性能好，也便于升級。（7）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性要好。變電站安全運(yùn)行是變電站設(shè)計的基本要求，為此，在考慮系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)時，要注意主、次分清。傳統(tǒng)的四遙裝置，無論從可靠性、測量精度、傳輸速率和技術(shù)水平等方面，都不能滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)調(diào)度、管理的要求。但與監(jiān)控系統(tǒng)要保持緊密通信聯(lián)系。（1）變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)能全面代替常規(guī)的二次設(shè)備。本設(shè)計要求對小型的變電站綜合自動化系統(tǒng)，了解變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成方式。安全體系是整個電力自動化系統(tǒng)運(yùn)行的保障。在調(diào)度自動化系統(tǒng)中，變電站自動化系統(tǒng)并不是一個孤立系統(tǒng)，需要與其他系統(tǒng)如：火電廠系統(tǒng)、水電廠系統(tǒng)和配線網(wǎng)自動化系統(tǒng)相互交換信息、共享數(shù)據(jù)。(4)通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化。(3)測量、控制設(shè)備向通用化、規(guī)范化發(fā)展。這樣，在自動化系統(tǒng)發(fā)生故障時，對于整個電網(wǎng)可能造成的影響大大減小。測控與保護(hù)功能的集成已在中低壓系統(tǒng)的綜合自動化化裝置中得已應(yīng)用。隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，站內(nèi)RTU幾TU或保護(hù)測控單元將直接上網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)與后臺機(jī)(上位機(jī))及工作站通信。因此，優(yōu)良的數(shù)據(jù)庫體系，對提高整個變電站自動化系統(tǒng)的工作效率，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用?？偩€式的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、連線簡便、抗干擾能力強(qiáng)。各間隔層裝置與站控層之間所有的控制命令、數(shù)據(jù)傳遞、信息交換都要通過數(shù)字通信來實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)是將集測量、保護(hù)、遠(yuǎn)動等于一體的微機(jī)型測控保護(hù)裝置分別安裝在變電站一次設(shè)備間隔中，如開關(guān)柜內(nèi)，這樣二次線路大大減少，只有用于通信的網(wǎng)絡(luò)線纜或光纜。研究與開發(fā)的內(nèi)容歸納起來有兩個方面：其一是中低壓變電站采用綜合自動化系統(tǒng)，以便更好地實(shí)施無人值班，達(dá)到減人增效的目的；其二是對高壓大型樞紐變電站的建設(shè)和設(shè)計來說，采用新的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上保持相對獨(dú)立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚至影響運(yùn)行可靠性的弊端。國外變電站綜合自動化的研究工作始于70年代。變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，隨著電壓等級的提高，供電范圍的擴(kuò)大，輸電容量的增大，采用傳統(tǒng)的變電站及其控制技術(shù)越來越難滿足電力系統(tǒng)降低投資、提高效益的發(fā)展要求。變電站綜合自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)是電網(wǎng)運(yùn)行管理中的一次變革。變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。而全面微機(jī)化的綜合自動化變電站，是以微機(jī)化的二次設(shè)備取代了傳統(tǒng)使用的分立式設(shè)備。西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 1 前言 變電站是電力網(wǎng)中線路的連接點(diǎn)，承擔(dān)變換電壓、變換功率和匯集、分配電能的作用，它的運(yùn)行情況直接影響到整個電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對于常規(guī)變電站其致命弱點(diǎn)即不具有自診斷能力、故障記錄分析、能力和資源共享能力，對二次系統(tǒng)本身的故障無法檢測，也不能全面記錄和分析運(yùn)行參數(shù)和故障信息。變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(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、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(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)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)行管理智能化等特征。因此，可以說一個完整的、先進(jìn)的、可靠的變電站綜合自動化，是建立一個先進(jìn)的、高水平的電網(wǎng)調(diào)度自動化的前提和基礎(chǔ)。但是，如果要對開關(guān)進(jìn)行操作，還必須到變電站現(xiàn)場才行。我國對變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究工作起始于80年代中期。近年來隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，分層分布式結(jié)構(gòu)已成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的主流。變電站綜合自動化系統(tǒng)使用分層分布式結(jié)構(gòu)后，對網(wǎng)絡(luò)通信功能提出了更高的要求。星形的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，任何一支路斷線僅會影響一個分支的信息交換，但是布線較多。在變電站自動化系統(tǒng)中，變電站運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、事件記錄等數(shù)據(jù)信息都存放在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫是變電站實(shí)現(xiàn)測量、控制、遠(yuǎn)動、管理自動化的基礎(chǔ)。因此遙視警戒技術(shù)(防火、防盜、防漬、防水汽泄漏及遠(yuǎn)方監(jiān)視等)將應(yīng)運(yùn)而生，并將得到迅速發(fā)展。建立一個監(jiān)視控制自動化、管理信息化、實(shí)時信息共享的變電站綜合自動化系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢：（1）系統(tǒng)從集中控制、功能分散型向分散網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展。同時，目前，故障錄波、小電流選線等等設(shè)備和系統(tǒng)是按功能分散考慮的，也將進(jìn)一步向一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元方向發(fā)展。提高測量控制單元的抗干抗性、環(huán)境適應(yīng)性和搞腐蝕性，實(shí)現(xiàn)測量控制設(shè)備的就地安裝和戶外安裝，將大大的減少變電站二次線纜的利用率，減少占地面積，同時提高了變電站的運(yùn)行可靠性，降低了維護(hù)勞動強(qiáng)度。使變電站自動化系統(tǒng)具有開放性和數(shù)據(jù)一致性，實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的通信、維護(hù)和操作。(5)系統(tǒng)信息交換、共享范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。(6)變電站綜合自動化系統(tǒng)安全體系不斷升級。 設(shè)計范圍微機(jī)保護(hù)和控制在電力系統(tǒng)中德奧了廣泛的應(yīng)用，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)，以及成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢。為了達(dá)到變電站綜合自動化的總目標(biāo)，自動化系統(tǒng)應(yīng)滿足一下要求。微機(jī)保護(hù)是綜合自動化系統(tǒng)中很重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此其軟、硬件配置要相對獨(dú)立，即在系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)的動作行為僅與保護(hù)裝置有關(guān)，不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)，保證綜合自動化系統(tǒng)中，任何其他環(huán)節(jié)故障只影響局部功能的實(shí)現(xiàn)，不影響保護(hù)子系統(tǒng)的正常工作。隨著我國電力工業(yè)進(jìn)入大電網(wǎng)、大機(jī)組的時代，無人值班變電站的實(shí)施已成為電網(wǎng)調(diào)度自動化深入發(fā)展的必然趨勢，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向。（6）必須保證綜合自動化系統(tǒng)具有高的可靠性和強(qiáng)的抗干擾能力。為此，各子系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立的故障自診斷和自恢復(fù)功能，任一部分發(fā)生故障時，應(yīng)通知監(jiān)控主機(jī)發(fā)出警告指示，并能迅速將自診斷信息送往控制中心。（8）系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和開放性能要好。（10）變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作，必須統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一指揮。隨著這些高科技的不斷發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也不斷發(fā)生變化，其性能和功能以及可靠性等也不斷提高。例如監(jiān)控機(jī)要負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、開關(guān)操作、人機(jī)聯(lián)系等多項(xiàng)任務(wù)：擔(dān)負(fù)微機(jī)保護(hù)的計 算機(jī)，可能一臺微機(jī)要負(fù)責(zé)幾回低壓線路的保護(hù)等。繼電