【正文】 優(yōu)先級(jí)的多主從節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，克服了RS422，和RS485總線的缺點(diǎn)，而與LONWORKS總線相比，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此CANBUS是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一種性價(jià)比最優(yōu)的選擇。 各種總線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)RS232總線通信速度快，距離短。(7)：CANBUS采用短砧結(jié)構(gòu)，每一砧的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，這樣傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送時(shí)間短，尤其適合在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下工作。(2)：CANBUS網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)可分為不同的優(yōu)先級(jí)，并可滿足不同的實(shí)時(shí)要求。 CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線 CANBUS德國(guó)BOSCH公司設(shè)計(jì)的，它是一種基于優(yōu)先級(jí)的高速。該芯片內(nèi)部裝有3個(gè)微處理器；MAC處理器完成介質(zhì)訪問控制。(4)：Lonworks通信采用了“網(wǎng)絡(luò)變量”，使網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化成為參數(shù)設(shè)置增加了通信技術(shù)的可靠性。(2)：通信介質(zhì)開放。 LONWORKS總線LONWORKS是美國(guó)Echeton公司推出的一種新型現(xiàn)場(chǎng)總線。 RS422為全雙工，可以同時(shí)接收和發(fā)送。該系統(tǒng)最初使用RS232總線，后來用到RS485總線。為中低壓變電站廣為采用。③ 低壓線路的微機(jī)保護(hù)：這種類型的保護(hù)裝置可以分為兩種：一種為“一對(duì)一”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)一條線路的保護(hù)；另一種為“一對(duì)N”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)多條線路保護(hù)。為適合變電站自動(dòng)化的發(fā)展，新型微機(jī)變壓器保護(hù)也提供了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的通信接口功能。由于以上的原因，在高壓和超高壓輸變電線路中，不但主保護(hù)必須雙重化配置，后備保護(hù)也必須雙重化配置。因此整個(gè)保護(hù)裝置并不因?yàn)椴捎昧硕郈PU技術(shù)而使可靠性大幅度的提高。3個(gè)保護(hù)插件啟動(dòng)元件按三取二的原則啟動(dòng)各套保護(hù)裝置的出口回路，從而大大的提高了保護(hù)裝置的可靠性。這種類型的微機(jī)保護(hù)裝置的基本特點(diǎn)是：電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整套裝置的公共部分,其頻率輸出信號(hào)分別傳送給各個(gè)保護(hù)插件，再由各個(gè)保護(hù)插件完成相應(yīng)的測(cè)頻，采樣值標(biāo)度變換，保護(hù)功能計(jì)算。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)和調(diào)試，一些半導(dǎo)體廠家將完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成到一塊芯片中，能夠自動(dòng)完成所有輸入通道的數(shù)據(jù)采集而無須CPU干預(yù)。采樣率的提高導(dǎo)致了采樣間隔的縮短，從而留給CPU進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理，保護(hù)啟動(dòng)計(jì)算，主保護(hù)計(jì)算的時(shí)間大大縮短。主要優(yōu)點(diǎn)是：通過光電耦合器與CPU接口，因此抗干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)多單片機(jī)系統(tǒng)的多CPU接口。為了節(jié)省CPU的工作時(shí)間，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在變化完成后的得到的數(shù)字輸出不需要經(jīng)過CPU控制，而經(jīng)DMA控制直接存入本插件的RAM中。隨著數(shù)字信號(hào)處理器芯片和開發(fā)工具的價(jià)格下降，可以預(yù)期數(shù)字信號(hào)處理器將會(huì)在微機(jī)繼電保護(hù)裝置中發(fā)揮重要的作用。快速的指令周期，哈佛結(jié)構(gòu)，流水操作，專用的乘法器，特殊的指令，加上集成電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使DSP的指令周期達(dá)到200ns。由于單片機(jī)價(jià)格低廉，因此，微機(jī)保護(hù)由當(dāng)初的單CPU的硬件結(jié)構(gòu)為主發(fā)展到為多單片機(jī)構(gòu)成的多CPU硬件結(jié)構(gòu)為主。運(yùn)行能力也得到了大大的加強(qiáng)，出現(xiàn)了無須進(jìn)行外部擴(kuò)展的所謂總線不出芯片的新型微機(jī)保護(hù)。單片機(jī)通過大規(guī)模集成電路技術(shù)將CPU ,ROM, RAM, 和I/O接口電路封裝在一塊芯片中，具有可靠性高，接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度快，功耗低，性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。第二階段以多單片機(jī)構(gòu)成的多cpu硬件結(jié)構(gòu)為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計(jì)數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，硬件軟件的設(shè)計(jì)吸取了第一代微機(jī)保護(hù)裝置的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，利用多cpu的特點(diǎn)，強(qiáng)化了自檢和互檢功能，使硬件故障可以定位，對(duì)保護(hù)的跳閘出口回路，具有完善的抗干擾措施以及防止拒動(dòng)和誤動(dòng)的措施。開入板，模入板等，方便維護(hù)，并可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)。保護(hù)柜內(nèi)各單元應(yīng)有獨(dú)立的交流輸入，獨(dú)立電源，獨(dú)立出口，應(yīng)有可靠的抗干擾措施。微機(jī)臺(tái)內(nèi)裝主機(jī)和微機(jī)電源，微機(jī)臺(tái)上放CRT，打印機(jī)和鍵盤。打印機(jī)和鍵盤。其他如保護(hù)柜，變送器柜，電度表柜，監(jiān)控柜，交直流電源柜等均放在模擬屏后，或分置于其他房間。零序保護(hù)，高壓側(cè)備用電源自投和低壓側(cè)備電源自投。變電站保護(hù)分為以下幾種類型：(1): 線路保護(hù)：包括電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)，方向性電流保護(hù)，零序電壓，電流及方向保護(hù)，反時(shí)限過流保護(hù)，高頻保護(hù)，距離保護(hù)。(2) : 具有事故追憶功能。當(dāng)電容器檢修時(shí)，不應(yīng)參與控制。以使無功和電壓滿足要求。為了保證可靠性，應(yīng)多次采樣后才能確定。變電站監(jiān)控的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：(1) ：跳閘統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)開關(guān)跳閘次數(shù)。手動(dòng)操作分為三種方式：鍵盤操作，把手操作，保護(hù)柜操作。 監(jiān)控： 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供方便可靠的人機(jī)對(duì)話，運(yùn)行人員利用鍵盤和顯示器操作開關(guān)，刀閘和變壓器分接頭。所采集的數(shù)據(jù)分為三大類：模擬量，開關(guān)量和脈沖量。這種結(jié)構(gòu)方式具有分散式結(jié)構(gòu)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，并且由于采用了集中式組屏，有利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝以及維護(hù)管理。 集中和分散結(jié)合式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：隨著單片機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，一種發(fā)展趨勢(shì)是按每個(gè)電網(wǎng)元件，比如一臺(tái)變壓器，一臺(tái)斷路器等為對(duì)象，集測(cè)量，保護(hù)，控制為一體，設(shè)計(jì)在同一機(jī)箱內(nèi)。單元層本身就是兩級(jí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。設(shè)備層為0層，單元層為1層，變電站層為2層。微機(jī)保護(hù)單元和單回路的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控單元與I/O通信控制器相互之間用網(wǎng)絡(luò)電纜連接起來，僅做數(shù)據(jù)信息的傳送。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(gè)系統(tǒng)，并符合傳統(tǒng)的變電站運(yùn)行模式。 集中式綜合自動(dòng)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(dòng)裝置并安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。應(yīng)用前景十分的巨大。5：提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展前景隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力工業(yè)作為很重要的國(guó)家戰(zhàn)略企業(yè)，十分重視電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，這是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。 第三階段：面向間隔和對(duì)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(duì)計(jì)算機(jī)保護(hù)與測(cè)控技術(shù)不斷爭(zhēng)論和探討達(dá)成了一致的認(rèn)識(shí)，采用面向設(shè)備或間隔為對(duì)象設(shè)計(jì)的保護(hù)及測(cè)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(dòng)化系統(tǒng)。此類系統(tǒng)特點(diǎn)是功能簡(jiǎn)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(dòng)化系統(tǒng)的初級(jí)階段。目前，日本日立、三菱、東芝公司，德國(guó)西門子公司（SIEMENS）、AEG公司，瑞士ABB公司，美國(guó)通用電氣公司（GE）、西屋電氣公司（Westing house），法國(guó)阿爾斯通公司（ALSTHOM），瑞士Landisamp。因此，各級(jí)調(diào)度中心需要更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況。其實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)可通過嚴(yán)密的安全防護(hù)措施與整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(duì)一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測(cè)量化值，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。(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(gè)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。隨著高電壓等級(jí)的推廣，其設(shè)備都將就地安裝在戶外的端子箱上，對(duì)環(huán)境條件要求高。它的缺點(diǎn)是對(duì)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。（6）：可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。（3）：工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。通過利用先進(jìn)的綜合自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度。變電站綜合自動(dòng)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)。 AbstractThe thesis of the substation automation concept and development trends, and integrated substation automation system and the significance of the study of the development of the domestic and international situation now exposition Discussion of integrated substation automation system functions, structure, protection configuration, and further discussion of the puter hardware protection of the structure and characteristics. Through the integrated substation automation system munication research, on the current bus various ways and the latest munications technology, the various modes of munication for a detailed description, and the advantages and disadvantages of a detailed analysis to pare the costeffectiveness of various forms. And the prospects for this brief. Finally, integrated substation automation systems and prehensive protection from the installation of equipment for a detailed briefing. Graphic and running, and finally some of the substation automation system for Chinese English translation of the article, This understanding of integrated substation automation system with the latest technology in a great help.Keywords : integrated substation automation, munication protocols, microprocessorbased protection, hardware configuration. 48 / 48目錄目錄 3第1章 緒論 5 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究 5 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究意義 5 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 6 國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展 7 我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 7 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性 8 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展前景 8 小結(jié) 8第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能與保護(hù)配置 9 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 9 集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 9 分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 10 分布集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 11 集中和分散結(jié)合式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 11 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能 12 監(jiān)測(cè)： 12 監(jiān)控： 12 遠(yuǎn)傳： 13 保護(hù)： 13 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件配置 13 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站主控室的結(jié)構(gòu)分為三類： 13 硬件的配置原則 15 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu) 16 小節(jié) 19第3章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 20 通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展： 20 RS232，RS422 和RS485總線： 20 LONWORKS總線 20 CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線 21 各種總線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 21 現(xiàn)場(chǎng)總線在變電站綜合自動(dòng)化內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用 22 嵌入式以太網(wǎng)方案： 23 LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案和嵌入式以太網(wǎng)方案的比較和分析： 24 基于CANBUS總線的通信系統(tǒng)方案： 24 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實(shí)時(shí)性分析 26 國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品的比較 26 通信協(xié)議的作用 27 光纖通信技術(shù) 27 光纖通信優(yōu)點(diǎn) 27 光纖通信的類型以及在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用如下 28 現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù) 28 無線通信技術(shù) 28 配電線載波通信技術(shù) 29 小結(jié) 29第4章 繼電保護(hù)設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 30 35KV開關(guān)柜智能保護(hù)單元 30 10KV開關(guān)柜智能保護(hù)單元 30 變壓器后備保護(hù) 30 電容器保護(hù) 31 配電變壓器保護(hù) 36 饋線保護(hù) 37 備自投保護(hù) 37 測(cè)控及自檢功能的配置 37 38第5章 總結(jié) 39致謝 40參考文獻(xiàn) 41英文翻譯 42第1章 緒論 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究 變電站綜合自動(dòng)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。并且對(duì)此前景進(jìn)行了簡(jiǎn)介。通過對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信方面的研究，介紹了當(dāng)前各種總線方式和最新的通信技術(shù)，將各種通信方式進(jìn)行了詳細(xì)的說明，并將他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，比較了各種方式的性價(jià)比。關(guān)鍵詞： 變電站綜合自動(dòng)化，通信協(xié)議