【正文】 準（絕緣≥ 20MΩ） 4）通訊接口 間隔層裝置具有可選擇的雙網(wǎng)通信方式： CAN 網(wǎng)、 485網(wǎng)或工業(yè)以太網(wǎng)，通信速率可整定 硬件平臺 1）系統(tǒng)硬件平臺 選擇中高檔工業(yè)控制計算機，指標如下： ＣＰＵ：≥ 及以上 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 27 頁 1主變保護測控單元、１ 變壓器有載調(diào)壓控制器、數(shù)顯溫度控制儀組屏一面， 2主變保護測控單元、 2變壓器有載調(diào)壓控制器、數(shù)顯溫度控制儀組屏一面， 35KV 線路保護測控裝置、 35KV 分段保護測控裝置、 10KV 分段保護測控裝置、 35KVPT 電壓并列裝 置、10KVPT 電壓并列裝置、綜合測控裝置、通訊管理機組屏一面。 5。 3）主要技術(shù)指標 定值精度： 電流電壓定值誤差：≤177。 1）環(huán)境參數(shù) 正常工作溫度： 10~55℃ 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 25 頁 極限工作溫度： 20~60℃ 貯存及運輸： 40~70℃ 2）額定電氣參數(shù) 頻率 50HZ 交流電流： 5A 或 1A（額定電流） 交流電壓： 100V 或 200V（額定電壓） 交流零序電流（不接地系統(tǒng)電容電流）： 直流工作電源： 220V/110V，允許偏差177。 4）減少變電站二次設(shè)備間互連線，節(jié)約控制電纜和減輕電流互感器、電壓互感器的負載。 設(shè)計原則和系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 本站綜自系統(tǒng)在設(shè)計和設(shè)備選型中要統(tǒng)遵循如下原則及技術(shù)參數(shù)。側(cè)重于監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、畫面編輯以及應(yīng)用軟件的簡介。 ② 軟件計算方法。電能計量是對電能（包括有 功 和無功電能）的采集，并能實現(xiàn)分時累加、電能平衡等功能。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，直流 采樣主要用于變壓器溫度、氣體壓力等非電量數(shù)據(jù)的采集。另外，還有少量非電量，如變壓器溫度等。典型的如 ： 電能量數(shù)據(jù)、直流母線電壓信號、保護動作信號等。進一步的說，就是一對觸點，這一對觸點之間有 2 個狀態(tài)，要么是連通的，就是閉合狀態(tài)（ 1），要么是斷開的，就是斷開狀態(tài)（ 0），這對觸點傳達的信息就是一個開關(guān)量。變電站的原始數(shù)據(jù)包括：模擬量、開關(guān)量和電能量。 ： IEC102 規(guī)約、部頒電度表規(guī)約、威盛電度表規(guī)約。 電力系統(tǒng)常用通信規(guī)約主要有： ：國際標準規(guī)約、國內(nèi)標準規(guī)約、企業(yè)標準規(guī)約。這些代碼串在不同的位置可能有不同的含義。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 19 頁 WorldFip 現(xiàn)場總線的特點： (1)通信速率高，距離長 (2)通信效率 高，實時性強 (3)通訊可靠性高 (4)通訊接口不易損壞 變電站綜合自動化系統(tǒng)常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 變電站綜合自動化系統(tǒng)常用 的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有：網(wǎng)卡、交換機、調(diào)制解調(diào)器、規(guī)約轉(zhuǎn)換器、 RTU、雙絞線等 。 1) 直接接入以太網(wǎng)方式 該方式是將微機保護測控單元直接接入以太網(wǎng)進行通信。單網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性比雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)低，多用于中小型 110KV 以下 變電站。構(gòu)成局域網(wǎng)的四大因 素 是網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸控制和通信方式。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接 目前綜合自動化系統(tǒng)所采用 的均為分層分布式結(jié)構(gòu)，站控層、間隔層之間的數(shù)據(jù)通信由網(wǎng)絡(luò)層來實現(xiàn)，即網(wǎng)絡(luò)層是站控層與間隔層的數(shù)據(jù)傳輸通道。 通 訊 規(guī) 約 通 訊 控制器 通 訊 接 口 通 訊 規(guī) 約 通 訊 控制器 通 訊 接 口 通訊介質(zhì) 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 17 頁 網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)控機 繼保工程師站 圖 31 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng) 綜自系統(tǒng)常用的通訊接口標準主要有：通用串行通訊接口、現(xiàn)場總線、以太網(wǎng) 等 。因此，變電站綜合自動化是自動化技術(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。 變電站綜合自動化系統(tǒng)對通信控制單元要求： 1） 具有較高的可靠性、穩(wěn)定性； 2） 滿足實時性的要求； 3） 支持多種、多路通信接口； 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 16 頁 4） 支持多種通信方式，包括網(wǎng)絡(luò)通信方式； 5） 提供通信信息編輯、修改手段； 6） 提供通信檢查和維護手段 變電站 綜合自動化系統(tǒng)的任務(wù) 變電站綜合自動化系統(tǒng)：是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備（包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。變電站自動化系統(tǒng)通信主要涉及： 各保護測控單元與變電站計算機系統(tǒng)通信； 各保護測控單元之間相互通信； 變電站自動化系統(tǒng)與電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信； 其他智能化電子設(shè)備 IED 與變電站計算機系統(tǒng)通信； 變電站計算機系統(tǒng)內(nèi)部計算機間相互通信。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 23 所示： 圖 23 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點是功能分散，管理集中。 圖 22 分布式結(jié)構(gòu) 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) 分散（層）分布式結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο螅⒃O(shè)計。其結(jié)構(gòu)采用主從ＣＰＵ協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。采用這類結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)其功能模塊與硬件無關(guān)，各功能模塊的連接通過模塊化軟件實現(xiàn)，信息是集中采集、處理和運算的。站級的集成是將變電站自動化需在站級處理的各個功能通過信息網(wǎng)絡(luò)組合在一個系統(tǒng)中。通用的硬件平臺指的是由一組元件組成一個多功能裝置，用于各個間隔。 110Ｖ終端站、 35ｋＶ變電站不要求ＧＰＳ對時功能，但要求具有一定精度的站內(nèi)系統(tǒng)對時功能，定時完成由系統(tǒng)主機或由調(diào)度端發(fā)出的對站內(nèi)間隔層設(shè)備的對時功能。當系統(tǒng)在線診斷出故障時，應(yīng)能自動報警，并將故障內(nèi)容及發(fā)生時間登錄在事件一覽表中。 顯示系統(tǒng)各設(shè)備的診斷自檢結(jié)果。則在遠方的調(diào)度中心或集控中心的調(diào)度或監(jiān)視主機上進行。這些數(shù)據(jù)主要有：線路、變壓器的電流、有功和無功，母線電壓定時記錄的最大值、最小值及其時間等；整點數(shù)據(jù)的日報表；每日的峰值和谷值，并標以時間；斷路器動作次數(shù)、斷路器切除故障時的故障電流和跳閘操作次數(shù)統(tǒng)計；控制操作及修改整定值的記錄及有關(guān)操作者；獨立負荷有功無功每天 的峰值、最大值及其時間，并保存歸檔。傳送通道可以是電力載波、微波、光纖 或?qū)Ｓ猛ǖ馈? （ 5）電壓無功綜合控制 在上級調(diào)度直接控制時，變壓器分接頭調(diào)整和電容器組的投切直接接受上級調(diào)度的控制；當給定電壓曲 線的情況下，則由變電站自動化系統(tǒng)進行控制，按系統(tǒng)電壓與功率因數(shù)變化自動調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置或投切電容器，保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補償。 2）操作出口應(yīng)具有并發(fā)性操作閉鎖功能。 （ 4）控制和操作閉鎖 可對斷路器、隔離開關(guān)的分、合進行操作，對變壓器分接頭進行調(diào)節(jié)控制，對電容器組進行換切。對高壓變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn)：一是配置專用微機故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通訊；另一種則由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數(shù)字化的波 形及平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 9 頁 測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)存儲及打印波形。 3）脈沖量采集 采集由全電子電能表輸出的電量脈沖值，也可直接采集電能量。 1）狀態(tài)量采集 包括斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、接地刀閘狀態(tài)、變壓器分接頭位置等，這些信號大部分采用光電隔離方式的開關(guān)量中斷輸入。從功能上可分為線路保護、母線保護、變壓器保護、電容器保護及備用電源自投、故障錄波、低周低壓減載等安全自動裝置。同時還應(yīng)考慮操作方便，具有完備的防誤提示和措施。每個變電站自動化的功能將隨原來系統(tǒng)的運行經(jīng)驗、成本和性能的要求不同而變化，但它們都要適應(yīng)以下基本要求： 1)當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護系統(tǒng)準確檢測故障，跳開相應(yīng)開關(guān)，迅速切除故障，不造成故障連鎖反應(yīng)，使故障造成的影響限制在盡可能小的范圍； 3) 收集設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持設(shè)備的狀態(tài)維修和可靠性為中心的維修系統(tǒng)，提高設(shè)備可用率和使用壽命； 4)在集控中心或調(diào)度控制中心對變電站失去監(jiān)控的情況下，變電站的后備控制能對變電站進行控制； 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 7 頁 5)收集并及時傳送電力市場實時交易所需的技術(shù)數(shù)據(jù)，促進安全交易，減少交易 風險。并對變電站綜合自動化系統(tǒng)幾種常用的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：集中式、分布式、分散分布式結(jié)構(gòu)進行了介紹，對目前應(yīng)用較廣的分散分 布式結(jié)構(gòu)進行重點研究。 2． 提出 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能要求， 對變電站綜合自動化系統(tǒng)常用組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和各自特點進行分析研究。進入九十年代后，由于數(shù)字保護技術(shù)的發(fā)展，才使得變電站綜合自動化技術(shù)產(chǎn)生了一個飛躍，使這項技術(shù)在我國進入了實質(zhì)性發(fā)展階段。所增加的這些計算機功能并不能取代常規(guī)的操作監(jiān)視設(shè)備，因而這種自動化方式只能稱作計算機輔助管理。至于變電站自動化的功能，如遙測、遙信、采集及處理，遙控命令執(zhí)行和繼電保護功能等均由現(xiàn)場單元部件獨立完成，并將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)送至后臺主計算機，而變電站自動化的綜合功能均由后臺主計算機系統(tǒng)承擔。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 4 頁 2）分散式自動化系統(tǒng) 由于集中式結(jié)構(gòu)存在軟件復(fù)雜，系統(tǒng)調(diào)試麻煩、精度低，維護工作量大，易受干擾，擴容靈活性差等不足；隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)的飛躍發(fā)展，同時結(jié)合變電站的實際情況，各類分散式變電站自動化系統(tǒng)紛紛研制成功和投入運行。 (3) 綜合自動化方式 1）集中式自動化系統(tǒng) 20 世紀 90 年代數(shù)字保護技術(shù)（即是微機保護）的廣泛應(yīng)用，使變電站自動化取得實質(zhì)性的進展。 (2)遠動 RTU 方式 20 世紀 80 年代中、后期，隨著微處理器和通信技術(shù)的發(fā)展，利用微型機構(gòu)成的遠動裝置［簡稱 RTU］的功能和性能有很大提高。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。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。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。 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)。 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。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 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）。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。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。 答 辯 委 員會 人，出席 人 答 辯 委 員會 主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會 副主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會 委 員 ： ， ，