【正文】 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。 啟動(dòng)風(fēng)冷，過(guò)負(fù)荷告警觸點(diǎn)為常開(kāi)觸點(diǎn)。在 PT 斷線期間，可以選擇復(fù)壓閉鎖或不閉鎖。 第 4 章 繼電保護(hù)設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 35KV 開(kāi)關(guān)柜智能保護(hù)單元 本變電站中 35KV 開(kāi)關(guān)柜采用的是 ABB 公司的 SF6 開(kāi)關(guān)柜 ZX2，它的保護(hù)和控制單元柜為柜上安裝的 口 HMI 兩部分組成， HMI 可于一個(gè)運(yùn)行 WINDOWS NT 的 PC 機(jī)相連接。 無(wú)線通信技術(shù) 在配電自動(dòng)化中常用以下 幾種無(wú)線通信方式： (1): 無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)：遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)測(cè)常常利用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)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(kāi)放式，數(shù)字化，多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。與光端機(jī)配合使用的電端機(jī)PCM 可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)傳送。 (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?，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(xiě)硬盤(pán)的方式，而多采用沒(méi)有硬盤(pán)的內(nèi)存。首先站控級(jí)的軟件開(kāi)發(fā)具有一定的水平，尤其是在漢化方面比國(guó)外公司更具優(yōu)勢(shì)，其次價(jià)格上也有一定的優(yōu)勢(shì)。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。 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(lái)分析。 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(guò)通信管理機(jī)來(lái)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。 LONWORKS 網(wǎng)主要支持偵長(zhǎng)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(zhǎng)可達(dá) 1500B 的長(zhǎng)偵，因此方案 2 的錄波數(shù)據(jù)傳輸速率大大的增強(qiáng)。 圖 3 中詳細(xì)的介紹了測(cè)控單元的工作原理。 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)。 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 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(chǎng)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。 (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?？垢蓴_能力強(qiáng)并具有檢錯(cuò)功能的現(xiàn)場(chǎng)總線，可采用多種媒體通信，比如光纜和雙絞線 。 (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)。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(chǎng)，直接于各種傳感器和控制器相連。近年來(lái)隨著新型現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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 “一對(duì)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(cè)量，保護(hù)和控制。 ② 微機(jī)元件繼電保護(hù)： 微機(jī)元件 保護(hù)的種類(lèi)很多，硬件結(jié)構(gòu)也各有特色，基本的類(lèi)型有單片機(jī)型和工控機(jī)型微機(jī)元 件保護(hù)。 監(jiān) 控 C P UV / F 轉(zhuǎn) 換通 信 接 口I / O 接 口保 護(hù) C P U 1保 護(hù) C P U 2保 護(hù) C P U 3 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)。采用這種專(zhuān)用數(shù)據(jù)采集芯片，將極大簡(jiǎn)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 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ： 近幾年來(lái)。 (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。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(guó)微 機(jī)保護(hù)的主流產(chǎn)品。 使用單片機(jī)的微機(jī)保護(hù)具有較強(qiáng)的針對(duì)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(duì)較差。 (3)： 具有較強(qiáng)的抗干擾能力。 主 控 室前 部 微 機(jī) 臺(tái)內(nèi) 設(shè) 有 主 機(jī) 和 微 機(jī) 電 源 ， 打 印 機(jī) ， 鍵 盤(pán)后 部保 護(hù) 柜 ， 變 送 器 柜 ， 監(jiān) 控 柜 ， 電 度 表柜 ， 交 直 流 電 流 柜 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。 模 擬 屏主 接 線 圖 上 安 裝 儀 表 和操 作 把 手微 機(jī) 臺(tái) ， 顯 示 器 ， 鍵 盤(pán) ， 打 印機(jī)保 護(hù) 柜 ， 變 送 器 柜 ， 電 度 表柜 ， 監(jiān) 控 柜前部后部 (2) 控制臺(tái)式 ： 再主控室前部設(shè)控制臺(tái)，無(wú)模擬屏。雙回線方向橫差保護(hù)和低周減載保護(hù)。 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(jí)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。確定后，主機(jī)報(bào)警，并顯示和打印。正常時(shí)利用鍵盤(pán)操作，非正常時(shí)通過(guò)模擬屏把手操作或保護(hù)柜操作。 (1) 模擬量：變電站需要監(jiān)測(cè)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。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)。 設(shè)備層主要是指變電站內(nèi)的變壓器，斷路器，隔離開(kāi)關(guān)以及輔助接點(diǎn)，電流，電壓互感器等一次設(shè)備。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。 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(shì)。該系統(tǒng)特點(diǎn)是針對(duì) 110KV 以下電壓等級(jí)的設(shè)備或間隔采用保護(hù)測(cè)控一體化設(shè)計(jì)的裝置，針對(duì) 110KV 及以上電壓等級(jí)的設(shè)備或間隔采用繼電保護(hù)裝置與測(cè)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)。Gyr 公司等國(guó)際著名大型電氣設(shè) 備制造公司都開(kāi)發(fā)和生產(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(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 我國(guó)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(lèi)：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)。高技術(shù)的智能化開(kāi)關(guān)。這種方式最終將帶來(lái)無(wú)人值班變電站沒(méi)有建筑小室或 僅設(shè)一個(gè)控制小室，它最多也就是一臺(tái)控制顯示終端。微機(jī)保護(hù)裝置具有串行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)空系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也日趨完善。論文題目： 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究 摘 要 本次畢業(yè)論文通過(guò)對(duì)變電站自動(dòng)化的概念和發(fā)展趨勢(shì)，以及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)研究的意義和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在發(fā)展的狀況的論述，探討了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，結(jié)構(gòu)，保護(hù)配置，并且進(jìn)一步討論了微機(jī)保護(hù)硬件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 它為調(diào)度中心提供了廠站端的運(yùn)行情況，通過(guò)控制操作和閉鎖，可以實(shí)現(xiàn)變電站當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方的監(jiān)視和控制；為遠(yuǎn)方的遙調(diào)，遙測(cè)，遙控，遙信和反事故措施提供了可靠的技術(shù)保障；無(wú)人職守的變電站提高了供電的可靠性又實(shí)現(xiàn)了減員增效。 與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比較，微機(jī)保護(hù)具有許多優(yōu)點(diǎn)： （ 1） ：改善和提高了繼電保護(hù)的動(dòng)作特性和性能，動(dòng)作正確率高。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) （ 1） 保護(hù)監(jiān)控一體化 這種方式在 35KV 及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用，它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制 。這將極大的減少整個(gè)變電站的二次電纜，使變電站的建設(shè)簡(jiǎn)化，快速，設(shè)備調(diào)試簡(jiǎn)單。光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來(lái)全新的模式。五大類(lèi)產(chǎn)品的不斷發(fā)展及其功能相互滲透，推動(dòng)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了多種多樣的系統(tǒng)模式，按系統(tǒng)模式出現(xiàn)的時(shí)間順序可將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展分為三個(gè)階段： 第一階段：面向功能設(shè)計(jì)的集中式 RTU 加常規(guī)繼電保護(hù)模式 80 年代是以 RTU 為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性 （ 1） ：提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率 （ 2） ： 提高變電站的安 全，可靠運(yùn)行水平。下來(lái)介紹了國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程和巨大的前景應(yīng)用。缺點(diǎn)是組屏多，占地面積大，而且需要鋪設(shè)大量的電纜，投資量和工程量大，接線復(fù)雜，獨(dú)立單元較多，維護(hù)工作量大，運(yùn)行不可 靠。單元層一般按斷路器間隔劃分，具有測(cè)量，控制部件或繼電保護(hù)部件。這種結(jié)構(gòu)方式介于集中式和分散式之間。 (2) 開(kāi)關(guān)量 ： 變電站內(nèi)需要監(jiān)測(cè)的各種開(kāi)關(guān)量，包括各個(gè)開(kāi)關(guān)，刀閘，變壓器分接頭，繼電保護(hù)動(dòng)作信息，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)，交直流電源運(yùn)行狀態(tài)，各微機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等。保護(hù)柜操作可通過(guò)保護(hù)機(jī)鍵盤(pán)或柜上按扭實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行人員按照提示，用人工檢除方法跳開(kāi)開(kāi)關(guān)自動(dòng)重合，驗(yàn)證主機(jī)的判斷。 保護(hù)： 微機(jī)保護(hù)不僅有較高的可靠性和靈敏性，而且使用方便。 (2): 變壓器保護(hù) ： 包括差電流速斷保護(hù)，帶二次諧波制動(dòng)的比例差動(dòng)保護(hù)。在控制臺(tái)對(duì)面設(shè)保護(hù)柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜和交直流電源柜等設(shè)備。不同功能的硬件之間只能有信息交換，不應(yīng)有電的直接聯(lián)系。 滿足在強(qiáng)電場(chǎng)，高頻影響和諧波沖擊等環(huán)境下可靠工作，并能防止雷電沖擊。而且某些保護(hù)算法需要使用乘法，除法或是開(kāi)平方運(yùn)算，而早期的片內(nèi)資源有限，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常需要對(duì)其功能進(jìn)行補(bǔ)充和外部擴(kuò)展。 數(shù)字信號(hào)處理器 DSP：它與目前通用的 CPU 不同，是一種為了達(dá)到快速運(yùn)算而具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。每個(gè)通道各有一個(gè)采樣保持器，其采樣脈沖輸入端并聯(lián)后聯(lián)到 CPU 插件上的定時(shí)器輸出端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各通道的同時(shí)采樣。以 ANN 為 代表的人工智能技術(shù)和小波分析理論，以及行波保護(hù)，暫態(tài)保護(hù)等概念逐步引入繼電保護(hù)領(lǐng)域，對(duì)采樣速度提出了更高的要求。 (3) 微機(jī)保護(hù)硬件的一般結(jié)構(gòu)： 微機(jī)保護(hù)的硬件類(lèi)型分為三種：高壓線路微機(jī)保護(hù)，微機(jī)元件繼點(diǎn)保護(hù)，低壓線路的微機(jī)保護(hù) . ① 高壓線路微機(jī)保護(hù) ： 目前我國(guó)的高壓線路微機(jī)保護(hù)裝置的原理，性能，主要指標(biāo)以及制造工藝方面以達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，微機(jī)保護(hù)的動(dòng)作正確率也已經(jīng)超過(guò)了常規(guī)保護(hù)。保護(hù)輸入和輸出通道不采用冗余技術(shù)，而只是在信號(hào)處理器部分采用。許多廠家得宜于線路微機(jī)保護(hù)的成功開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中的成功經(jīng)驗(yàn)，推出了許多與微機(jī)線路保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)相似的單片機(jī)型微機(jī)元件保護(hù)。使用 “一對(duì) N”方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，一套裝置負(fù)責(zé)多條線路或變壓器的測(cè)量，保護(hù)和控制。 RS232， RS422 和 RS485 總線： RS232 串口通信標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)于 1969 年公布的，該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間按位串行傳輸?shù)慕涌谕ㄐ拧?LONWORKS 總線的技術(shù)特性有以下 9 點(diǎn)： (1): 開(kāi)放性。 (6)： 它的通信速度可達(dá) ，此時(shí)的有效距離為 130m (7)： Lonworks 技術(shù)的一個(gè)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá) 32021 個(gè)。CANBUS 通信設(shè)備本身又具有較低的造價(jià)，從而它的應(yīng)用范圍很廣，特別是在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域。 (9)： CANBUS 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán) 重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它和總線的聯(lián)系，以使總線的其操作不受影響。 LONWORKS 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案 ： 如 圖所示， 變電站內(nèi)部有兩個(gè) LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)，分別為監(jiān)控網(wǎng)和錄波網(wǎng)。 將站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)分為兩層。 其中 Neuron 芯片作為 CPU 的通信處理器完成了 LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)的通信任務(wù)，利用它可和保護(hù)裝置通信。 (3)： 與 PC 機(jī)接口。具體的方式如下圖所示 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中通信管理機(jī)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部的變電站子層和單元子層之間的通信 。 首先分析間隔內(nèi)部 LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性。 方案三中的 CANBUS 總線網(wǎng)絡(luò)也同樣設(shè)有優(yōu)先級(jí)傳輸，而且 CANBUS 網(wǎng)絡(luò) 中的帶寬，負(fù)荷率，通信效率等也完全可以滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。再者國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在工程組織，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，售后服務(wù)等方面比國(guó)外產(chǎn)品更具有優(yōu)勢(shì)。但這在變電站中也是不可行的，所以采用一個(gè)好的通信協(xié)議就能達(dá)到事辦功倍的效果。 (4) ： 輸入和輸出間 電隔離，不怕電磁干擾。 (2) : 光調(diào)制解調(diào)器。傳輸介質(zhì)主要是雙絞線。提供了豐富的外圍接口，具有安裝維護(hù)方便，繞射能力強(qiáng)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，大范圍覆蓋等特點(diǎn) (2): 一點(diǎn)多址 微波通信技術(shù)：具