【正文】 電容器保護 (1) ：三相式相間電流保護： 裝置設(shè)三段相間電流保護，每段均可獨立投退。 啟動風冷，過負荷告警觸點為常開觸點。在 PT 斷線期間，可以選擇復壓閉鎖或不閉鎖。 第 4 章 繼電保護設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 35KV 開關(guān)柜智能保護單元 本變電站中 35KV 開關(guān)柜采用的是 ABB 公司的 SF6 開關(guān)柜 ZX2，它的保護和控制單元柜為柜上安裝的 口 HMI 兩部分組成， HMI 可于一個運行 WINDOWS NT 的 PC 機相連接。 無線通信技術(shù) 在配電自動化中常用以下 幾種無線通信方式： (1): 無線數(shù)傳電臺：遠程監(jiān)控，監(jiān)測常常利用無線數(shù)傳電臺進行數(shù)據(jù)交換。 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，在微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點的數(shù)字通信系統(tǒng)，也被稱為開放式，數(shù)字化，多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。與光端機配合使用的電端機PCM 可實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)信號傳送。 (3) ： 體積小，重量輕，可繞性強，利用電纜溝道和電力線桿，鋪設(shè)方便。現(xiàn)在工業(yè)上用的采集器為了達到實時性，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。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，其次價格上也有一定的優(yōu)勢。事實上 10MB/S 的以太網(wǎng)完全可以滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r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)兩方面來分析。 在整個變電站綜合自動化系統(tǒng)中，變電站內(nèi)部各單元之間以及變電站與遠方調(diào)度中心之間的通信都通過通信管理機來處理，所以通信管理機在整個變電站自動化中占有重要地位。 LONWORKS 網(wǎng)主要支持偵長為幾十 B 的短偵，當傳送錄波數(shù)據(jù)時，效率較低，耗費時間較多，以太網(wǎng)支持最長可達 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。 圖 3 中詳細的介紹了測控單元的工作原理。 嵌入式以太網(wǎng)方案： 如 圖 2 所示， 站內(nèi)有 3 個相互獨立的光纖以太網(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)場總線在變電站綜合自動化內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用 變電站綜合自動化系統(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。 (8)： CANBUS 每砧信息都有 CRC 校驗及其它檢驗措施，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低?？垢蓴_能力強并具有檢錯功能的現(xiàn)場總線，可采用多種媒體通信，比如光纜和雙絞線 。 (5)： 它的通信每楨有效字節(jié)可以達到 0 到 228 個字節(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)點代替局域網(wǎng)中的工作站，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，直接于各種傳感器和控制器相連。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 是變電站綜合自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)性價比最好的一種。采用 “一對一：實現(xiàn)時，一套裝置負責一條線路或一臺變壓器的測量，保護和控制。 ② 微機元件繼電保護： 微機元件 保護的種類很多，硬件結(jié)構(gòu)也各有特色，基本的類型有單片機型和工控機型微機元 件保護。 監(jiān) 控 C P UV / F 轉(zhuǎn) 換通 信 接 口I / O 接 口保 護 C P U 1保 護 C P U 2保 護 C P U 3 但是這種多 CPU 微機保護裝置采用了不完全冗余技術(shù)。采用這種專用數(shù)據(jù)采集芯片，將極大簡化單片機型微機保護裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計，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。 (2) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 變電站綜合自動化的數(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)： 早期的微機保護線路中，考慮到 A/D 轉(zhuǎn)換器價格昂貴，因此采用 多個通道共用一個 A/D 轉(zhuǎn)換器的方案。大量使用單片機的微機保護在電力系統(tǒng)中得到了成功的應(yīng)用，也由于新型單片機的卓越性能，現(xiàn)階段使用單片機的微機保護仍將是我國微 機保護的主流產(chǎn)品。 使用單片機的微機保護具有較強的針對性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，整體性能和可靠性高，但通用性和可擴展性相對較差。 (3)： 具有較強的抗干擾能力。 主 控 室前 部 微 機 臺內(nèi) 設(shè) 有 主 機 和 微 機 電 源 ， 打 印 機 ， 鍵 盤后 部保 護 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 綜合自動化系統(tǒng)硬件配置應(yīng)遵循下列原則： (1):各自獨立，相互配合。 模 擬 屏主 接 線 圖 上 安 裝 儀 表 和操 作 把 手微 機 臺 ， 顯 示 器 ， 鍵 盤 ， 打 印機保 護 柜 ， 變 送 器 柜 ， 電 度 表柜 ， 監(jiān) 控 柜前部后部 (2) 控制臺式 ： 再主控室前部設(shè)控制臺，無模擬屏。雙回線方向橫差保護和低周減載保護。 遠傳： 當變電站正常運行或發(fā)生事故及報警等事件時，遠傳機會實時的向上級調(diào)度傳送該站信息，使調(diào)度人員了解該站的運行情況。確定后，主機報警，并顯示和打印。正常時利用鍵盤操作，非正常時通過模擬屏把手操作或保護柜操作。 (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。至于高壓線路保護裝置 和變壓器保護裝置，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，隔離開關(guān)以及輔助接點，電流，電壓互感器等一次設(shè)備。它實際上是微機保護和微機遠動的系統(tǒng)集成。 小 結(jié) 本章先是介紹了什麼是電力系統(tǒng)綜合自動化，以及變電站綜合自動化系統(tǒng)研究的意義和發(fā)展趨勢。該系統(tǒng)特點是針對 110KV 以下電壓等級的設(shè)備或間隔采用保護測控一體化設(shè)計的裝置，針對 110KV 及以上電壓等級的設(shè)備或間隔采用繼電保護裝置與測控裝置分別獨立設(shè)計但共同組屏的原則，故障錄波功能下放至各間隔或設(shè)備的繼電保護裝置中去，采用先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，系統(tǒng)配置靈活，擴展方便，非常方便運行管理和維護。Gyr 公司等國際著名大型電氣設(shè) 備制造公司都開發(fā)和生產(chǎn)了變電站綜合自動化系統(tǒng)（或稱保護與控制一體化裝置），并取得了較為成熟的運行經(jīng)驗 ...... 我國變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展 我國變電站自動化系統(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，自動裝置 , 故障錄波，當?shù)乇O(jiān)控和遠動。高技術(shù)的智能化開關(guān)。這種方式最終將帶來無人值班變電站沒有建筑小室或 僅設(shè)一個控制小室，它最多也就是一臺控制顯示終端。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)空系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機保護具有遠方監(jiān)控特性。變電站綜合自動化系統(tǒng)是在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。計算機技術(shù)的發(fā)展，推動了電力系統(tǒng)計算機自動化技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)也日趨完善。論文題目： 變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究 摘 要 本次畢業(yè)論文通過對變電站自動化的概念和發(fā)展趨勢，以及變電站綜合自動化系統(tǒng)研究的意義和國內(nèi)外現(xiàn)在發(fā)展的狀況的論述，探討了變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能，結(jié)構(gòu)，保護配置，并且進一步討論了微機保護硬件的結(jié)構(gòu)和特點。 它為調(diào)度中心提供了廠站端的運行情況，通過控制操作和閉鎖，可以實現(xiàn)變電站當?shù)睾瓦h方的監(jiān)視和控制；為遠方的遙調(diào)，遙測，遙控，遙信和反事故措施提供了可靠的技術(shù)保障；無人職守的變電站提高了供電的可靠性又實現(xiàn)了減員增效。 與傳統(tǒng)的繼電保護相比較，微機保護具有許多優(yōu)點： （ 1） ：改善和提高了繼電保護的動作特性和性能，動作正確率高。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 （ 1） 保護監(jiān)控一體化 這種方式在 35KV 及以下的電壓等級中已普遍采用，它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進行信息采集以及對設(shè)備狀態(tài)進行控制 。這將極大的減少整個變電站的二次電纜，使變電站的建設(shè)簡化，快速，設(shè)備調(diào)試簡單。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)帶來全新的模式。五大類產(chǎn)品的不斷發(fā)展及其功能相互滲透，推動了變電站自動化系統(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)的時間順序可將變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展分為三個階段： 第一階段：面向功能設(shè)計的集中式 RTU 加常規(guī)繼電保護模式 80 年代是以 RTU 為基礎(chǔ)的遠動裝置及當?shù)乇O(jiān)控為代表。 變電站實現(xiàn)綜合自動化的優(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，可靠運行水平。下來介紹了國內(nèi)外變電站綜合自動化的發(fā)展過程和巨大的前景應(yīng)用。缺點是組屏多，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，接線復雜，獨立單元較多，維護工作量大，運行不可 靠。單元層一般按斷路器間隔劃分，具有測量，控制部件或繼電保護部件。這種結(jié)構(gòu)方式介于集中式和分散式之間。 (2) 開關(guān)量 ： 變電站內(nèi)需要監(jiān)測的各種開關(guān)量，包括各個開關(guān)，刀閘，變壓器分接頭，繼電保護動作信息，開關(guān)機構(gòu)運行狀態(tài)，交直流電源運行狀態(tài)，各微機運行狀態(tài)等。保護柜操作可通過保護機鍵盤或柜上按扭實現(xiàn)。運行人員按照提示，用人工檢除方法跳開開關(guān)自動重合，驗證主機的判斷。 保護： 微機保護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 ： 包括差電流速斷保護，帶二次諧波制動的比例差動保護。在控制臺對面設(shè)保護柜，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。 滿足在強電場，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。而且某些保護算法需要使用乘法，除法或是開平方運算，而早期的片內(nèi)資源有限，實際應(yīng)用時常常需要對其功能進行補充和外部擴展。 數(shù)字信號處理器 DSP：它與目前通用的 CPU 不同，是一種為了達到快速運算而具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。每個通道各有一個采樣保持器，其采樣脈沖輸入端并聯(lián)后聯(lián)到 CPU 插件上的定時器輸出端，以實現(xiàn)對各通道的同時采樣。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，暫態(tài)保護等概念逐步引入繼電保護領(lǐng)域，對采樣速度提出了更高的要求。 (3) 微機保護硬件的一般結(jié)構(gòu)： 微機保護的硬件類型分為三種：高壓線路微機保護，微機元件繼點保護，低壓線路的微機保護 . ① 高壓線路微機保護 ： 目前我國的高壓線路微機保護裝置的原理，性能，主要指標以及制造工藝方面以達到了國際先進水平，微機保護的動作正確率也已經(jīng)超過了常規(guī)保護。保護輸入和輸出通道不采用冗余技術(shù)，而只是在信號處理器部分采用。許多廠家得宜于線路微機保護的成功開發(fā)和應(yīng)用中的成功經(jīng)驗，推出了許多與微機線路保護硬件結(jié)構(gòu)相似的單片機型微機元件保護。使用 “一對 N”方式實現(xiàn)時，一套裝置負責多條線路或變壓器的測量，保護和控制。 RS232， RS422 和 RS485 總線： RS232 串口通信標準是美國電子工業(yè)協(xié)會于 1969 年公布的，該標準定義了數(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： (1): 開放性。 (6)： 它的通信速度可達 ，此時的有效距離為 130m (7)： Lonworks 技術(shù)的一個測控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)可達 32021 個。CANBUS 通信設(shè)備本身又具有較低的造價，從而它的應(yīng)用范圍很廣，特別是在電氣自動化領(lǐng)域。 (9)： CANBUS 節(jié)點在錯誤嚴 重的情況下，具有自動關(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)場總線網(wǎng)方案 ： 如 圖所示， 變電站內(nèi)部有兩個 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)，利用它可和保護裝置通信。 (3)： 與 PC 機接口。具體的方式如下圖所示 變電站綜合自動化系統(tǒng)中通信管理機的主要任務(wù)是實現(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)的實時性。 方案三中的 CANBUS 總線網(wǎng)絡(luò)也同樣設(shè)有優(yōu)先級傳輸，而且 CANBUS 網(wǎng)絡(luò) 中的帶寬，負荷率，通信效率等也完全可以滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)實時性要求。再者國內(nèi)產(chǎn)品在工程組織，現(xiàn)場調(diào)試，售后服務(wù)等方面比國外產(chǎn)品更具有優(yōu)勢。但這在變電站中也是不可行的，所以采用一個好的通信協(xié)議就能達到事辦功倍的效果。 (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，具有安裝維護方便，繞射能力強，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，大范圍覆蓋等特點 (2): 一點多址 微波通信技術(shù)：具