【正文】 綜自系統(tǒng)設(shè)備配置如表 41 所列。 5。 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(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 25 頁 極限工作溫度： 20~60℃ 貯存及運(yùn)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。 設(shè)計(jì)原則和系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 本站綜自系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中要統(tǒng)遵循如下原則及技術(shù)參數(shù)。 ② 軟件計(jì)算方法。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。 典型的如 ： 電能量數(shù)據(jù)、直流母線電壓信號、保護(hù)動作信號等。變電站的原始數(shù)據(jù)包括：模擬量、開關(guān)量和電能量。 電力系統(tǒng)常用通信規(guī)約主要有： ：國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。 WorldFip 現(xiàn)場總線的特點(diǎn)： (1)通信速率高，距離長 (2)通信效率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng) (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(jī)、調(diào)制解調(diào)器、規(guī)約轉(zhuǎn)換器、 RTU、雙絞線等 。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。 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(shí)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。因此，變電站綜合自動化是自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)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。變電站自動化系統(tǒng)通信主要涉及： 各保護(hù)測控單元與變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信； 各保護(hù)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信； 變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部計(jì)算機(jī)間相互通信。 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(jì)。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(shí)現(xiàn)，信息是集中采集、處理和運(yùn)算的。通用的硬件平臺指的是由一組元件組成一個(gè)多功能裝置，用于各個(gè)間隔。當(dāng)系統(tǒng)在線診斷出故障時(shí)，應(yīng)能自動報(bào)警，并將故障內(nèi)容及發(fā)生時(shí)間登錄在事件一覽表中。則在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或集控中心的調(diào)度或監(jiān)視主機(jī)上進(jìn)行。傳送通道可以是電力載波、微波、光纖或?qū)Ｓ猛ǖ馈? 2）操作出口應(yīng)具有并發(fā)性操作閉鎖功能。對高壓變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)：一是配置專 用微機(jī)故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通訊；另一種則由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測距計(jì)算，再將數(shù)字化的波形及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)存儲及打印波形。 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。同時(shí)還應(yīng)考慮操作方便，具有完備的防誤提示和措施。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(jìn)行了介紹，對目前應(yīng)用較廣的分散分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)研究。進(jìn)入九十年代后，由于數(shù)字保護(hù)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(gè)飛躍，使這項(xiàng)技術(shù)在我國進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段。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(hù)功能等均由現(xiàn)場單元部件獨(dú)立完成，并將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)送至后臺主計(jì)算機(jī)，而變電站自動化的綜合功能均由后臺主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。 (3)綜合自動化方式 1）集中式自動化系統(tǒng) 20 世紀(jì) 90 年代數(shù)字保護(hù)技術(shù)（即是微機(jī)保護(hù)）的廣泛應(yīng)用，使變電站自動化取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。保護(hù)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(jìn)行。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(shí)現(xiàn)了綜合自動化及無人值班方式。 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(jìn)行了多年，并取得了令人矚目的進(jìn)展。要提高變電站運(yùn)行的可靠性及經(jīng)濟(jì)性，一個(gè)最基本的方法就是要提高變電站 運(yùn)行管理的自動化水平，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化。 設(shè)計(jì)題 目： XXXXXXXXXXXX 專題 （ 論 文） 題 目： XXXXXXXXXX 指 導(dǎo) 老 師 ： XXX 答 辯 委 員會 根據(jù) 學(xué) 生提交的 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）材料，根據(jù) 學(xué) 生答 辯 情 況 ，經(jīng) 答 辯 委 員會討論評 定， 給 予 學(xué) 生 XXX 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）成 績?yōu)? 。 信息集中處理的自動化系統(tǒng)（即電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)），可以通過設(shè)置在各發(fā)電廠和變電站的遠(yuǎn)動終端（ RTU）采集電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，通過信道傳輸?shù)街髡荆髡靖鶕?jù)全網(wǎng)的信息，隨著微機(jī)保護(hù)，變電站綜合自動化等技術(shù)的發(fā)展，兩個(gè)信息處理系統(tǒng)之間互相滲透，更重要的是這些微機(jī)裝置，如打破原來的二次設(shè)備柜框架 。變電站自動化的目的，就是實(shí)現(xiàn)這些 IED 的信息共享，由 此可減少變電站使用的電纜數(shù)量和造價(jià)，提高變電站的運(yùn)行和安全可靠性，并減少維護(hù)工作量和提高維護(hù)水平。到 1984 年，瑞士的 BBC 公司首次推出了他們的變電站綜合自動化系統(tǒng)。在八十年代中期，國內(nèi)許多高等院校及科研單位也在這方面做了大量的工作，推出一些不同類型、功能各異的自動化系統(tǒng)，為國內(nèi)的變電站自動化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動作用。該方式在原常規(guī)有人值班變電站的基礎(chǔ)上在 RTU 中增加了遙控、遙調(diào)功能，站內(nèi)仍保留傳統(tǒng)的控制屏、指示儀表、光字牌等設(shè)備。分散式系統(tǒng)的特點(diǎn)是各現(xiàn)場輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關(guān)柜或高壓一次設(shè)備附近，現(xiàn)場單元部件可以是保護(hù)和監(jiān)控功能的二合 一裝置，用以處理各開關(guān)單元的繼電保護(hù)和監(jiān)控功能，也可以是現(xiàn)場的微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控部件分別保持其獨(dú)立單元部件進(jìn)行通信聯(lián)系。八十年代以后，由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使變電站自動化技術(shù)得到了進(jìn)一步的提高，但是此時(shí)的自動化管理仍未涉及到繼電保護(hù)、故障錄波等功能。 3． 變電站綜合自動化的通信介紹 。 針對以上基本要求，在做變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可靠、實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)和利于推廣是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想。 微機(jī)保護(hù)應(yīng)具有與監(jiān)控系統(tǒng)通信的功能，包括：接受監(jiān)控系統(tǒng)查詢，若返回正確應(yīng)答信號，則表明保護(hù)裝置通信接口完好；若超時(shí)無應(yīng)答或應(yīng)答錯(cuò)誤，則表明通信接口或保護(hù)裝置本身出現(xiàn)故障；傳送事件報(bào)告，包括跳閘時(shí)間（分辨率２ｍＳ）、跳閘元件、相別、測距、故障波形等，且掉電后信息能保留：傳送自檢報(bào)告，包括裝置內(nèi)部自檢和對輸入信號的檢查；修改時(shí)鐘及對時(shí)，目前至少要有通信廣播對時(shí)及分秒中斷對時(shí)，并能 GPS 外部對時(shí)；修改保護(hù)定值，定值要經(jīng)過上傳、下裝、反校、確認(rèn)等環(huán)節(jié)后，保護(hù)裝置才予以修改；接受投退保護(hù)命令，保護(hù) 信號應(yīng)具有掉電白保持，能夠遠(yuǎn)方或就地復(fù)歸；接受查詢定值并送出定值；實(shí)行顯示保護(hù)主要狀態(tài)（功能投入情況輸入量值等）。 4）繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采集 包括保護(hù)動作信號、保護(hù)狀態(tài)、保護(hù)定值等。這些控制和操作可在遠(yuǎn)方的調(diào)度中 心或變電站內(nèi)的后臺監(jiān)控系統(tǒng)的ＣＲＴ及鍵盤上發(fā)命令完成（具有操作密碼和操作者及操作內(nèi)容歸檔功能），也可在裝置面板上進(jìn)行操作，以保證系統(tǒng)的更高的使用靈活性。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 10 頁 （ 6）與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動裝置的常規(guī)的遙測、遙信、遙控和遙調(diào)四遙功能，即將采集的數(shù)字量和狀態(tài)量實(shí)時(shí)地送往調(diào)度中心，并接受上級調(diào)度中心的控制和調(diào)節(jié)操作命令。歷史數(shù)據(jù)在監(jiān)控系統(tǒng)的后臺機(jī)內(nèi)至少能保存１年以上。 無人值班站應(yīng)保留一定的人機(jī)聯(lián)系功能，以保證變電站現(xiàn)場檢修或巡視的要求，能顯示站內(nèi)各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)量；操作出口回路具有人工當(dāng)?shù)鼐o急控制設(shè)施；變 壓器分接頭應(yīng)備有當(dāng)?shù)厝斯ふ{(diào)節(jié)手段。 （ 11）同期檢測和同期合閘 由于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)是必然趨勢，所以負(fù)責(zé)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線聯(lián)絡(luò)變壓器的樞紐變電站仍需配置自動同期裝置，使待并列的兩 個(gè)系統(tǒng)在電壓、頻率、相位角都能滿足條件的情況下能夠進(jìn)行并列操作，分為手動和自動兩種方式實(shí)現(xiàn)，一般應(yīng)具有兩種方式供選擇，這部分功能也應(yīng)納入自動化系統(tǒng)。這樣，原來站級各個(gè)分隔的系統(tǒng)及其多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)將不再需要，從而簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信規(guī)約。分布式結(jié)構(gòu)有助于其它模塊正常運(yùn)行。分散（層）分 布有兩層含義：其一，對于中低壓電壓等級，無論是Ｉ／０單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開關(guān)盤柜上，形成地理上的分散分布；其二，對于１１ＯｋＶ及以上的電壓等級，即使無法把間隔單元裝在相應(yīng)的開關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對應(yīng)的單元，在 物理結(jié)構(gòu)上相對獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù) 。 通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。 現(xiàn)場總線： WorldFip、 CanBus、 LonWork 等 。 八礦降壓站 用到的綜合自動化系統(tǒng) 的 站控層網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。該種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡 單 、數(shù)據(jù)傳送速度較快。有的用于傳輸中的控制，有的是通信雙方的地址，有的是通信要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，還有些是為檢測差錯(cuò)而附加上的監(jiān)督碼元。 智能設(shè)備互連規(guī)約： MODBUS 規(guī)約、保護(hù)規(guī)約、遠(yuǎn)動規(guī)約、企業(yè)自定義規(guī)約 變電站內(nèi)的信息 采集 傳輸內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集是變電站自動化系統(tǒng)得以執(zhí)行其他功能的基礎(chǔ)。如斷路器的分合，隔離手車的位置、地刀的分合位置等。 模擬量采集有交流和直流采樣兩種形式。下面介紹兩種測量的方法。 概述 RCS9000 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于綜合自動化變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)視、管理和控制或用于集控中心對無人值班變電站進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。 系統(tǒng)性能指標(biāo) 1）模擬量測量綜合誤差：≤ ％ 2）電網(wǎng)頻率測量誤差：≤ 3）站內(nèi)事件順序記錄分辨率（ SOE）：≤ 2ms 4）遙測信息響應(yīng)時(shí)間（從 I／ O 輸入端至遠(yuǎn)動通信裝置出口）≤ 3S 5）遙信變化響應(yīng)時(shí)間（從 I／ O 輸入端至遠(yuǎn)動通信裝置出口）≤ 2S 6）控制命令從生成到輸出的時(shí)間：≤ 1S 7）畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新模擬量周期：≤ 3S 8）畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 更新開關(guān)量周期：≤ 2S 9）控制操作正確率：＝ 100％ 10）遙控動作成功率：≥ ％ 11）事故時(shí)遙信年正確動作率：≥ ％ 12）系統(tǒng)可用率：≥ ％ 13）系統(tǒng)平均故障間隔時(shí)間（ MTBF）：≥ 20200H,BF≥ 50000H） （其中 I／ O 單元模件 MT 14）間隔級測控單元平均無故障間隔時(shí)間：≥ 40000H 15）各工作站的 CPU 平均負(fù)荷率： 0H≤ 30％ 正常時(shí)（任意 3H 內(nèi)）：電力系統(tǒng)故障（ 10s 內(nèi)）：≤ 50％ 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 說 明 書 第 24 頁 16）監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平均負(fù)荷率： 正常時(shí)（任意 30min 內(nèi)）：≤ 30％ 0≤ 50％ 電力系統(tǒng)故障（ 1s 內(nèi)）： 17）模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率： 16 位 18）ＧＰＳ對時(shí)精度：≤ 1ms 19）非電氣量變送器輸出： 420mA 或 05V，可調(diào) 20）歷史曲線采樣間隔：≥ 1 年 21）歷史曲線日報(bào)、月報(bào)儲存時(shí)間： 22）事故追憶：事故前后共追憶 1200 點(diǎn) 23）系統(tǒng)支持靈活的組網(wǎng)，支持多通信機(jī)模式，輸入輸出的容量僅受硬件資源的限制，測點(diǎn)數(shù)不限。 5％ 頻率定值誤差：≤177。 10KV出線保護(hù)測控單元、電容保護(hù)測控單元分散安裝在開關(guān)柜 ）通信層硬件平臺： 32位 。 小結(jié) 平煤八礦 35kv 變電站目前已經(jīng)投運(yùn)，經(jīng)過實(shí)踐表明，系統(tǒng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并在快速性、安全性、可靠性三方面取得了良好效果。 角度上邊界誤差：≤ 5。 2V 交流電壓回路： UN＝ ，每相不大于 交流電流回路： IN＝ 5A，每相不大于 1VA 交流電流回路： IN＝ 1A，每相不大于 ＝ ，每相不大于 直流電源回路：正常工作時(shí)，不大于 15W 保護(hù)動作時(shí)，不大于 25W 保護(hù)回路過載能力： 交流電壓回路： 倍額定電壓，連續(xù)工作交流電流回路： 2 倍額定電流，連續(xù)工作 10S0 倍額定電源，允許 14