【正文】 生產(chǎn)了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（或稱保護(hù)與控制一體化裝置），并取得了較為成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)...... 我國變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展我國變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展階段：變電站內(nèi)二次設(shè)備傳統(tǒng)按功能可分為五類：繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置, 故障錄波，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)。 第二階段：面向功能設(shè)計(jì)的分布式測控裝置加微機(jī)保護(hù)模式90年代初期，微機(jī)保護(hù)及按功能設(shè)計(jì)的分布測控裝置得以廣泛應(yīng)用，保護(hù)與測控裝置相對獨(dú)立，通過通信管理單元能夠?qū)⒏髯孕畔⑺偷疆?dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)或調(diào)度主站。該系統(tǒng)特點(diǎn)是針對110KV以下電壓等級的設(shè)備或間隔采用保護(hù)測控一體化設(shè)計(jì)的裝置，針對110KV及以上電壓等級的設(shè)備或間隔采用繼電保護(hù)裝置與測控裝置分別獨(dú)立設(shè)計(jì)但共同組屏的原則，故障錄波功能下放至各間隔或設(shè)備的繼電保護(hù)裝置中去，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，系統(tǒng)配置靈活，擴(kuò)展方便，非常方便運(yùn)行管理和維護(hù)。對電力技術(shù)的發(fā)展來說，具有重要的意義，也是電力工業(yè)發(fā)展的顯著標(biāo)志。 小結(jié)本章先是介紹了什麼是電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化，以及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)研究的意義和發(fā)展趨勢。變壓器。它實(shí)際上是微機(jī)保護(hù)和微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)的系統(tǒng)集成。分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)除了減少了大量的電纜，抗干擾能力增強(qiáng)，并大大的簡化了二次設(shè)備，減小了占地面積。設(shè)備層主要是指變電站內(nèi)的變壓器，斷路器，隔離開關(guān)以及輔助接點(diǎn)，電流，電壓互感器等一次設(shè)備。變電站層包括全站性的監(jiān)控主機(jī)，遠(yuǎn)動(dòng)通信機(jī)等。至于高壓線路保護(hù)裝置和變壓器保護(hù)裝置，仍然可以按照集中組屏安裝在主控室內(nèi)。但是這種結(jié)構(gòu)比較適合用于中低壓變電站。(1) 模擬量：變電站需要監(jiān)測的各種模擬量包括主變一次，二次和各線路的電流，各段母線及重要線路的電壓，各線路零序電流，母線零序電壓，主變溫度和室溫。該系統(tǒng)還可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況自動(dòng)控制開關(guān)或變壓器分接頭。正常時(shí)利用鍵盤操作，非正常時(shí)通過模擬屏把手操作或保護(hù)柜操作。分為有事故跳閘次數(shù)和手動(dòng)跳閘次數(shù)兩種。確定后，主機(jī)報(bào)警，并顯示和打印。在變壓器。 遠(yuǎn)傳： 當(dāng)變電站正常運(yùn)行或發(fā)生事故及報(bào)警等事件時(shí)，遠(yuǎn)傳機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)的向上級調(diào)度傳送該站信息，使調(diào)度人員了解該站的運(yùn)行情況。能夠記錄事故前后的線路電流和母線電壓。雙回線方向橫差保護(hù)和低周減載保護(hù)。(3): 電容器保護(hù)：包括電流速斷保護(hù)，過流保護(hù)，反時(shí)限過流保護(hù)，相間過電壓保護(hù)，相間低電壓保護(hù)和零序過電壓保護(hù)。(2) 控制臺(tái)式：再主控室前部設(shè)控制臺(tái)，無模擬屏。模擬主接線，操作把手，必要的儀表和光字均安裝在控制臺(tái)面上。 硬件的配置原則綜合自動(dòng)化系統(tǒng)硬件配置應(yīng)遵循下列原則：(1):各自獨(dú)立，相互配合。監(jiān)控部分在監(jiān)控機(jī)，電度機(jī)，采樣機(jī)，遠(yuǎn)傳機(jī)任一故障情況下，應(yīng)不影響其他機(jī)正常工作。(3)： 具有較強(qiáng)的抗干擾能力。第三階段以高性能的16位單片機(jī)構(gòu)成的硬件結(jié)構(gòu)為主，具有總線不需引出芯片，電路結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，抗干擾能力進(jìn)一步加強(qiáng)，并且完善了通信功能，為實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化提供了方便。使用單片機(jī)的微機(jī)保護(hù)具有較強(qiáng)的針對性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，整體性能和可靠性高，但通用性和可擴(kuò)展性相對較差。此保護(hù)采用了高集成度16位單片機(jī)，其內(nèi)部包含了124KEPROM， 4KRAM，接近10個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器，定時(shí)器和中斷口，2個(gè)全雙工的串行口，以及整個(gè)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器。大量使用單片機(jī)的微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中得到了成功的應(yīng)用，也由于新型單片機(jī)的卓越性能，現(xiàn)階段使用單片機(jī)的微機(jī)保護(hù)仍將是我國微機(jī)保護(hù)的主流產(chǎn)品。DSP的突出特點(diǎn)是計(jì)算能力強(qiáng)，精度高，總線速度快，吞吐量大，尤其是采用專用硬件實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)和浮點(diǎn)加乘運(yùn)算，速度非常的快。(2) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：變電站綜合自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為三種：逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計(jì)數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ① 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：早期的微機(jī)保護(hù)線路中，考慮到A/D轉(zhuǎn)換器價(jià)格昂貴，因此采用多個(gè)通道共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的方案。再同一時(shí)刻采樣的全部通道轉(zhuǎn)換完成并存入RAM后，才由DMA請求中斷，由CPU做出相應(yīng)的處理。③ 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ：近幾年來。因此，必須大大的壓縮數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。采用這種專用數(shù)據(jù)采集芯片，將極大簡化單片機(jī)型微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，調(diào)試方式，大大的提高其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能力。3個(gè)保護(hù)CPU分別完成高頻保護(hù)，距離保護(hù)，零序保護(hù)功能。 但是這種多CPU微機(jī)保護(hù)裝置采用了不完全冗余技術(shù)。多CPU微機(jī)保護(hù)裝置除完成本線路的繼電保護(hù)功能外，同時(shí)還必須完成相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。② 微機(jī)元件繼電保護(hù)：微機(jī)元件保護(hù)的種類很多，硬件結(jié)構(gòu)也各有特色，基本的類型有單片機(jī)型和工控機(jī)型微機(jī)元件保護(hù)。采用工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的微機(jī)保護(hù)，具有小型化，低成本，高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。采用“一對一：實(shí)現(xiàn)時(shí)，一套裝置負(fù)責(zé)一條線路或一臺(tái)變壓器的測量，保護(hù)和控制。 小節(jié) 本節(jié)介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，并介紹了各種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)；變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括監(jiān)測，監(jiān)控，遠(yuǎn)傳和保護(hù)四部分，介紹了各部分的主要功能。近年來隨著新型現(xiàn)場總線CANBUS和LONWORKS的推出，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信得到了新的發(fā)展，新型現(xiàn)場總線CANBUS是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)性價(jià)比最好的一種。采用RS422標(biāo)準(zhǔn)，可以削弱干擾的影響，獲得更長的傳輸距離和允許更大的信號衰減。它的基本思想是將控制系統(tǒng)按局域網(wǎng)絡(luò)的方式構(gòu)造，用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)代替局域網(wǎng)中的工作站，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，直接于各種傳感器和控制器相連?？梢栽谌魏瓮ㄐ沤橘|(zhì)條件下通信，包括雙絞線，電力線，光纖，同軸電纜，射線電纜，紅外線等，并且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。(5)：它的通信每楨有效字節(jié)可以達(dá)到0到228個(gè)字節(jié)。網(wǎng)絡(luò)處理器完成OSI的36層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?？垢蓴_能力強(qiáng)并具有檢錯(cuò)功能的現(xiàn)場總線，可采用多種媒體通信，比如光纜和雙絞線。(3)：CANBUS采用非破壞性總線裁決技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級別低的自動(dòng)的主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不受任何影響繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)，大大的節(jié)省了總線沖突裁決時(shí)間。(8)： CANBUS每砧信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢驗(yàn)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。RS422和RS485雖然在傳輸速度和距離上有所提高，但存在以下缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，無法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性差，數(shù)據(jù)通信方式為命令響應(yīng)方式，從節(jié)點(diǎn)只有在接到主節(jié)點(diǎn)命令后才能響應(yīng)，重要信息得不到及時(shí)傳送，致使靈活性和實(shí)時(shí)性差，糾錯(cuò)能力差。 現(xiàn)場總線在變電站綜合自動(dòng)化內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)主要可以分為三種：LONWORKS現(xiàn)場總線網(wǎng)方案，嵌入式以太網(wǎng)方案，基于CANBUS總線的通信系統(tǒng)方案。網(wǎng)絡(luò)的通信速率為78kb/s,最大通信距離為2km。 嵌入式以太網(wǎng)方案：如圖2所示，站內(nèi)有3個(gè)相互獨(dú)立的光纖以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)1，2為監(jiān)控網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)3為錄波網(wǎng)。在間隔內(nèi)部使用LONWORKS總線，網(wǎng)上的信息通過間隔層的測控單元上傳到主干網(wǎng)上。圖3中詳細(xì)的介紹了測控單元的工作原理。而方案2中有兩層網(wǎng)，主干網(wǎng)的帶寬已達(dá)10MB/s，雖然間隔內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)仍為78kb/s帶寬，但其上所連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)目卻大大的減少，只有幾臺(tái)。 LONWORKS網(wǎng)主要支持偵長為幾十B的短偵，當(dāng)傳送錄波數(shù)據(jù)時(shí)，效率較低，耗費(fèi)時(shí)間較多，以太網(wǎng)支持最長可達(dá)1500B的長偵，因此方案2的錄波數(shù)據(jù)傳輸速率大大的增強(qiáng)。所以方案2中更方便，更經(jīng)濟(jì)。 在整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，變電站內(nèi)部各單元之間以及變電站與遠(yuǎn)方調(diào)度中心之間的通信都通過通信管理機(jī)來處理，所以通信管理機(jī)在整個(gè)變電站自動(dòng)化中占有重要地位。其中站級CAN網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控主機(jī)和通信管理機(jī)之間的通信。方案二中的嵌入式以太網(wǎng)方案要從間隔內(nèi)部的LONWORKS網(wǎng)絡(luò)和間隔外部的以太網(wǎng)兩方面來分析。根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)不超過40時(shí)，LONWORKS總線的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性是很好的。事實(shí)上10MB/S的以太網(wǎng)完全可以滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性保障。德國AEG公司的ILS系統(tǒng)，美國通用電氣，美國西屋電氣，法國的阿爾斯通和瑞士的LANDIS公司都有該類產(chǎn)品。首先站控級的軟件開發(fā)具有一定的水平，尤其是在漢化方面比國外公司更具優(yōu)勢，其次價(jià)格上也有一定的優(yōu)勢。電力系統(tǒng)中所采集的信息需要很高的實(shí)時(shí)性，可靠性，所以認(rèn)識認(rèn)識通信協(xié)議對整個(gè)控制系統(tǒng)的影響就比較重要?，F(xiàn)在工業(yè)上用的采集器為了達(dá)到實(shí)時(shí)性，一般較少采用讀寫硬盤的方式，而多采用沒有硬盤的內(nèi)存。IE8705104網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)），,MODBUS通信協(xié)議，CDT循環(huán)通信協(xié)議，SC1801通信協(xié)議，M4F通信協(xié)議等。(3) ： 體積小，重量輕，可繞性強(qiáng)，利用電纜溝道和電力線桿，鋪設(shè)方便。(6) ： 抗腐蝕和抗酸堿，可直接埋與地下。與光端機(jī)配合使用的電端機(jī)PCM可實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)信號傳送。(3) ： 其他通信設(shè)備 光纖收發(fā)器主要用于實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接。 現(xiàn)場總線通信技術(shù) 現(xiàn)場總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)，也被稱為開放式，數(shù)字化，多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。(3)：現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性。 無線通信技術(shù) 在配電自動(dòng)化中常用以下幾種無線通信方式： (1): 無線數(shù)傳電臺(tái)：遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)測常常利用無線數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。具有實(shí)施方便，組網(wǎng)靈活，開放透明的通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，?shí)時(shí)性強(qiáng)，信道可靠等特點(diǎn)。第4章 繼電保護(hù)設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 35KV開關(guān)柜智能保護(hù)單元本變電站中35KV開關(guān)柜采用的是ABB公司的SF6開關(guān)柜ZX2，HMI可于一個(gè)運(yùn)行WINDOWS NT的PC機(jī)相連接。 變壓器后備保護(hù)(1)：三段式復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)：配有三段共九時(shí)限（每段三時(shí)限 ）的復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)，每段都有獨(dú)立的電流定值，時(shí)間定值和方向定值。在PT斷線期間，可以選擇復(fù)壓閉鎖或不閉鎖。(3): 二段式間隙零序過流保護(hù)：配有二段兩時(shí)限間隙零序電流保護(hù)。 啟動(dòng)風(fēng)冷，過負(fù)荷告警觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)。2A，判為三相失壓。 電容器保護(hù) (1) ：三相式相間電流保護(hù)：裝置設(shè)三段相間電流保護(hù)，每段均可獨(dú)立投退。過電壓保護(hù)取母線電壓是為了防止母線電壓過高時(shí)損壞電容器，且切除電容器可降低母線電壓。做為雙星性接線電容器組的內(nèi)部故障保護(hù)。當(dāng)IunbIset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)電容器組C1或C2中有多臺(tái)電容器組被損壞時(shí)，由于C1和C2容抗不等，因此兩只TV的一次繞組分壓不等，壓差接線的二次繞組中將出現(xiàn)差電壓，當(dāng)壓差超過定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)有一個(gè)電容器組存在多個(gè)電容器損壞時(shí)，橋臂之間因此不平衡，再橋差接線MN之間流過不平衡差電流。 三相電壓和大于8V，最大線電壓和最小線電壓差大于16V，判斷為單相PT斷線。(3) ：過負(fù)荷保護(hù)：和上面的電容器過負(fù)荷保護(hù)相同。(6) ：PT斷線告警：三相電壓均小于16V，判斷為三相失壓。低電壓元件檢測三個(gè)線電壓的值，過流1，2，3段來判斷邏輯是否一致。(4)：小電流單相接地保護(hù) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動(dòng)，零序電流的方向和大小判別接地回路。裝置具有多種備投方案，并有PT斷線告警功能。B ： 測控功能(1) ： 遙測功能：對于相電壓輸入的接線方式，裝置可以完成一條線路的測量，總共有15條線路。(2) ： 一個(gè)可選的CANBUS接口，通信速率可選。(2) ： 采用16位A/D采集芯片，提高了數(shù)據(jù)采集的分辨率和測量精度。(7) ： 具有豐富的通信接口。(11)： 具有看門狗和電源監(jiān)測電路，系統(tǒng)安全，可靠。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是指變電站層和單元層，單元層由不同單元裝置組成。分散式是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。 論文最后介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置和綜自設(shè)備設(shè)置。李老師淵博的知識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的父母也從經(jīng)濟(jì)上，精神上給與了我巨大的支持，使得我專心致志的做畢業(yè)設(shè)計(jì)。 accordingly adopted a substation automation technology。 is the physical resources by the substation on the distribution (not emphasize geographic distribution), stressed is the angle from the puter to study the distribution of the problem. This is an ideal structure, in order to fully distributed architecture, scalability, Universal and open areas with strong advantages, However, in practical application of engineering and technical realization will encounter many current issues that are hard to solve, If the scattered layout of the installation, poor operating environment, resistance to electromagnetic interference, information transmission channels and reliability assurance on the issue and so on, on the current technique is not enough mature, blind pursuit of fully distributed structure, neglected