【正文】 保護動作信息往往是取保護裝置的信號繼電器的輔助觸點，通過電纜送給監(jiān)控主機。4）造價低，尤其是對35kV或規(guī)模較小的變電站更為有利。4）集中式保護與長期以來采用一對一的常規(guī)保護相比，不直觀，不符合運行和維護人員的習慣，調(diào)試和維護不方便，程序設計麻煩，只適合于保護算法比較簡單的情況。、二次設備分層結構示意圖。因此，間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成的，這系統(tǒng)獨立的單元裝置直接通過局域網(wǎng)絡或串行總線與變電站層聯(lián)系；也可能設有數(shù)采管理機或保護管理機，分別管理各測量、監(jiān)視單元和各保護單元，然后集中由數(shù)采管理機和保護管理機與變電站層通信。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要位于1層和2層。系統(tǒng)的功能單元包括：各種高低壓線路保護單元；電容器保護單元；主變壓器保護單元；備用電源自投控制單元；低頻減負荷控制單元；電壓無功控制單元；數(shù)據(jù)采集與處理單元；電能計量單元等等。遠動主機監(jiān)控主機變電層保護單元n保護單元1故障濾波控制測量間隔 層 ……設 TV/TA 高壓設備 TV/TA 高壓設備 TV/TA 斷路器 TV/TA 斷路器 備層 變電站一、二次設備的分層結構2）繼電保護相對獨立繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中可靠性要求非常高的設備。為了無人值班的需要，也可通過通信接口實現(xiàn)遠方讀取和修改保護整定值。6)需要電纜較多對于規(guī)模較大的變電站，由于設備分布較廣，安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資。（2）節(jié)約控制室面積。變電站綜合自動化系統(tǒng)應該從變電站的整體情況出發(fā)，同意考慮保護、監(jiān)測、控制、遠動、VQC和五防功能，其結構框圖如下：遠方調(diào)度中心監(jiān)控站站內(nèi)監(jiān)控主機變站層保護管理機數(shù)采控制機間隔層電壓無功控制柜A/D采樣單元低頻減負荷裝置備用電源自投主變保護單元電容保護單元線路保護單元開關量輸出單元中斷輸入極開關量輸入單元電能計量單元 設 TV TA 隔離開關位置 斷路器狀態(tài) TA TV TA TV TA TV TA TV TA TV備層 綜合自動化系統(tǒng)框圖在變電站自動化系統(tǒng)的管理上，采取分層管理的模式，即各保護功能單元由保護管理機直接管理。調(diào)度中心或監(jiān)控機也可通過保護管理機下達修改保護定值等命令。 系統(tǒng)各部分功能變電站綜合自動化系統(tǒng)是應用較為成熟的、先進的分布式系統(tǒng)結構，按間隔配置測控單元。 間隔層單元功能 在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，主要根據(jù)一次設備間隔來劃分間隔層的裝置。 2）狀態(tài)量采集變電站中的狀態(tài)量信息主要包括傳統(tǒng)概念的遙信信息和自動化系統(tǒng)設備運行狀態(tài)信息等。雙位置信號方式較為單位置信號方式可以大大提高狀態(tài)信號的正確性，防止錯誤判斷的發(fā)生。如切斷斷路器等。而單命令控制則是指被控對象的控制過程只要一個命令就能完成。而且為了提高控制系統(tǒng)可靠性，主控單元采用雙機冗余結構。根據(jù)間隔中一次元件的防誤聯(lián)鎖條件，間隔層單元一方面通過獲取本間隔的斷路器、隔離開關、接地開關等信號，實現(xiàn)本間隔自身隔離開關、接地開關、斷路器各元件之間的防誤聯(lián)鎖要求，另一方面通過網(wǎng)絡得到所需的其他間隔的防誤聯(lián)鎖信息，利用本間隔中間隔單元的可編程邏輯控制功能來實現(xiàn)間隔之間防誤聯(lián)鎖的要求。變電站采用微機監(jiān)控系統(tǒng)后，無論是有人值班還是無人值班，最大的特點之一是操作人員或調(diào)度人員只要面對CRT顯示器的屏幕通過鼠標或鍵盤，就可以對全站的運行情況和運行參數(shù)一目了然，可對全站的斷路器和隔離開關等進行分、合操作，徹底改變了傳統(tǒng)的依靠指針式儀表和依靠模擬屏或操作屏等手段的監(jiān)視、操作方式。監(jiān)控系統(tǒng)所采集和通過采集信息計算出來的U、I、P、Q、cosΦ、有功電能、無功電能及變壓器溫度T、系統(tǒng)頻率f等，都可在CRT的屏幕上實時顯示出來，同時在潮流等運行參數(shù)的顯示畫面上應顯示出日期和時間（年、月、日、時、分、秒）。進行操作時，需操作的對象應有明顯的標記（如閃爍燈），并有操作提示或說明。⑤保護定值和自控裝置的設定值顯示。因此在人機聯(lián)系中，必須有輸入數(shù)據(jù)、調(diào)整運行參數(shù)的功能。1）實現(xiàn)和管理與間隔層的各種測控、保護和智能電子裝置之間的通信。對有人值班的變電站，監(jiān)控系統(tǒng)可以配置打印機，完成以下打印記錄功能：①定時打印報表和運行日志；②開關操作記錄打??；③事件順序記錄打印；④越限打印；⑤召喚打?。虎蕹链蛴?；⑦事故追憶打印。模擬量的監(jiān)視分為正常的測量和超過限定值的報警、事故模擬量變化的追憶等。報警方式主要有：自動推出畫面、報警、音響提示（語音或可變頻率音響）、閃光報警 信息操作提示，如控制操作超時等。從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率往往滿足不了負荷的需要，因為從建設電網(wǎng)考慮，主要是以電網(wǎng)投資和運行費用最小為目標對無功電源的位置和容量進行優(yōu)化，實現(xiàn)無功電源的合理規(guī)劃與配置，即減少發(fā)、供電設備的設計容量，減少投資，以就地無功補償減少無功功率在電網(wǎng)中的流動。計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行電壓無功控制的主要步驟如下：第一步：采集電力系統(tǒng)實時運行參數(shù)，包括有功、無功、電流、電壓，以及各種開關、設備的運行狀態(tài)，如果系統(tǒng)運行未發(fā)生異常情況。電壓下限，可能原因有以下兩種：1）容性無功少，低壓側無功補償過少，系統(tǒng)輸送無功過多，變壓器電壓損耗過大；2）分接頭，系統(tǒng)與負荷之間的電氣距離太遠。第四步：進行策略選擇。 無功補償對功率因素的影響視在功率表示給負載的功率，也就是總功率。如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感或電容性負載的電路功率因數(shù)都小于1。影響電壓損失的因數(shù)有四個：有功功率、無功功率、電阻、電抗。所以，供電部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的標準要求。因此，無功補償可以改善電能質量、使功率因數(shù)提高，總電流減小、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設備潛力、減少用戶電費支出，是一項投資少，收效快的節(jié)能措施。工作電源失壓后，無論其他進線斷路器是否跳開，即使已測定其他進線電流為零，但還是要先斷開該斷路器，并確定是已跳開后，才能投入備用電源。（2）備用電源自動投入切除工作電源斷路器必須經(jīng)過延時。加速合上備用電源。（4）有閉鎖備用自動投入裝置的功能。（7）備用電源自動投入裝置只允許動作一次。 繼電保護功能變電站綜合自動化系統(tǒng)中的微機繼電保護主要包括輸電線路保護、電力變壓器保護、母線保護、電容器保護、小電流接地系統(tǒng)自動選線、自動重合閘。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，特別是對35KV及以下設備，可以配給保護裝置其他一些功能，但應以不因此降低保護裝置可靠性為前提。繼電保護能主動上傳保護動作時間、動作性質、動作值及動作名稱，并按控制命令上傳當前的保護定值和修改定值的返校信息。（3）存儲各種保護整定值功能。同時，為了加強對定值的管理，避免差錯，修改定值要有校對密碼措施，以及記錄最后一個修改定值的密碼。（6）故障自診斷、自閉鎖和自恢復功能。其功能和設置在輸電線路保護內(nèi)。模擬量的輸入電路是綜合自動化系統(tǒng)中很重要的電路，綜合自動化裝置的動作速度和測量精度等性能都與該電路密切相關。（一）基于逐次逼近式A/D轉換的模擬量輸入電路一個模擬量從變電站的主回路到微機系統(tǒng)的內(nèi)存，中間要經(jīng)過多個轉換環(huán)節(jié)和濾波環(huán)節(jié)。 一般采用中間的變換器將一次設備電壓互感器二次側引來的電壓進一步降低，電流互感器二次側引來的電流變成交流電流。使電路后面環(huán)節(jié)的采樣保持器、A/D變換芯片的輸入電壓限制在峰—峰值10V或（5V）以內(nèi)。采樣僅是每隔Ts時間久取一次模擬信號的即時幅值，顯然它在每隔采樣點上（0，1Ts，2Ts，…）的幅值與輸入的連續(xù)信號x(t)的幅值是相同的。例如，工頻每個周期采樣點數(shù)為12次，采樣周期Ts=20/12=5/3(ms),采樣頻率fs=50*12=600(Hz)。降低采樣頻率fs，一方面降低了對硬件的速度要求，另一方面對所需的最高頻率信號的采樣不易發(fā)生失真。根據(jù)模擬輸入信號中的基波頻率與采樣頻率之間的關系，采樣方式可分為異步采樣方式和同步采樣方式兩種。也就是工頻50Hz每周期采樣的點數(shù)為N。同步采樣方式，相鄰兩個采樣時刻的電角度始終360176。③采樣信號的保持連續(xù)時間信號的采樣及其保持是指在采樣時刻上，把輸入模擬信號的瞬時值記錄下來，并按所需的要求準確地保持一段時間，供模/數(shù)轉換器A/D使用。在實際中，采樣的多路開關有雙四選一模擬開關，如美國RCA公司的CD405AD公司的AD7052；有八選一多路開關，如CD405AD705AD7053等；有16路選一多路開關如CD4067和AD7506等。 開關量的檢測在變電站綜合自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的另一個重要方面就是開關量的監(jiān)測與識別。因此，可用一位二進制數(shù)就可以傳送一個裝置的狀態(tài)。CPU的數(shù)據(jù)總線變化速度快，如果CPU要輸出數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)狀態(tài)變化緩慢的外設時，輸出的數(shù)據(jù)需在接口電路的輸出端保持一段時間，保持時間的長短與外部接受設備的動作時間相適應，外設才能接受到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。用查詢傳遞方式可解決此問題。所以這種查詢方式，大多數(shù)用于CPU與單個或較少個外設交換信息的情況。微機系統(tǒng)在執(zhí)行程序的過程中，由于CPU以外的某種原因，被停止執(zhí)行當前程序而執(zhí)行相應的處理程序，待處理結束后，再回來繼續(xù)執(zhí)行被終止了的原程序。4）直接存儲器存取方式中斷控制方式在一定程度上實現(xiàn)了CPU與外設并行工作，但是在外設與內(nèi)存之間或外設與外設之間進行數(shù)據(jù)傳送時，還需經(jīng)過CPU中轉，這對高速外設在進行大批量數(shù)據(jù)傳送時，會造成中斷次數(shù)過于頻繁，影響傳送 速度，耗費CPU的時間。DMA方式實際上把輸入/輸出過程中外設與內(nèi)存交換信息的那部分操作及控制給了DMA控制器，簡化了CPU對輸入/輸出的控制。在系統(tǒng)正常運行時采用定期巡查方式檢測開關量變位，讀取開關量狀態(tài)。開關量輸入電路的基本功能就是將變電站內(nèi)需要的狀態(tài)信號引入微機系統(tǒng)，如輸電線路斷路器狀態(tài)、繼電保護信號等。開關量輸出電路與輸入電路基本一樣。為此，需增加濾波消除噪聲電路。光電隔離信號調(diào)節(jié)消抖濾波 總線CPU門驅動控制信號輸入1光電隔離信號調(diào)節(jié)消抖濾波邏輯控制光電隔離信號調(diào)節(jié)消抖濾波門信號輸入n光電隔離消抖濾波信號調(diào)節(jié)地址譯碼 開關量輸入電路配置圖 1）光電隔離光電藕合器作為開關量輸入計算機的隔離器件，其簡單接線原理圖。2）繼電器隔離發(fā)電廠、變電站現(xiàn)場的斷路器、隔離開關、繼電器的輔助觸點和主變壓器分接頭開關位置等開關信號，輸入至微機系統(tǒng)時，通過繼電器隔離。通?？偩€上連接著多個數(shù)據(jù)源設備（向總線輸入數(shù)據(jù)）和多個數(shù)據(jù)負荷設備（向總線輸出設備）。間隔層單元中都有開關量輸入DI模塊，用于完成開關量的采集。兩個二極管起到保護光耦的作用。 脈沖量輸入電路現(xiàn)在電能計算的常用方法是電能脈沖計量法，即使電能表轉盤每轉動一圈便輸出一個或兩個脈沖，用輸出的脈沖數(shù)代替轉盤轉動的圈數(shù)，并將脈沖量通過計數(shù)器計數(shù)后輸入微機系統(tǒng)，由CPU進行存儲、計算。在對脈沖進行計數(shù)時，要對脈沖質量進行檢查。輸入脈沖 采樣信號① ② ③ ④ ① ② ③ ④ (a) (b) 脈沖質量檢查在綜合自動化系統(tǒng)中，電能脈沖的到來時隨機的，計數(shù)器可能隨時要計數(shù)。因此數(shù)據(jù)可從副計數(shù)器讀取，反映的是“凍結”時的數(shù)據(jù)。文中較為詳細的闡述了集中式、分層分布式和分散式系統(tǒng)的硬件結構形式、結構特點以及適合何種變電站。報告中，只作了變電站綜合自動化系統(tǒng)的部分結構設計和功能介紹。經(jīng)過一段時間，在閱讀了一些變電站綜合自動化系統(tǒng)的相關報刊和書籍之后對其也有了初步的了解。就目前而言，我也只能對變電站綜合自動化系統(tǒng)的結構進行部分設計，報告中肯定存在很多問題。再次衷心的感謝袁老師和同學們給予的幫助和關心。對不同的恢復腳本集成到本文報告一個分布式的運行時應用到主變電站自動化嵌入式系統(tǒng)環(huán)境。1 簡介工業(yè)分布式嵌入式系統(tǒng)，如在控制和電氣自動化中使用的能源，基礎設施上現(xiàn)成的，現(xiàn)成的組件和協(xié)議依賴，以確保成本效益的開發(fā)。該DepAuDE架構部署的中間件模塊，以提供開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的分布式硬件容錯和脫離recoverystrategy，即功能性的行為，行動時要執(zhí)行一套anerror檢測。該aults系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源是造成y的過程本身（開幕式和高壓/中壓witchgear）在注重盡管為lectromagnetic兼容性設計閉幕。這種趨勢是出于對更多的功能不斷增長的需求：新的，專用（硬件為基礎的）解決方案被認為過于昂貴和不夠靈活，無法跟上的開放電力市場的發(fā)展不斷變化的需求上升。本文介紹了整合與開發(fā)應用程序的水產(chǎn)摘要本DepAuDE軟件運行環(huán)境的分布式體系結構的經(jīng)驗，它是一個新的嵌入式控制系統(tǒng)的主變電站的原型。2 DepAuDE方法作者DepAuDE方法的關鍵組成部分是Ariel，配置和恢復語言，用來配置中間件架構（例如不同的元素分配職能，任務和節(jié)點。當時的（否則）關鍵字標志著一個容錯行動清單開始執(zhí)行時，后衛(wèi)是真（