【正文】 本節(jié)將對間隔層部分設(shè)備和站控層設(shè)備進行介紹和研究。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 26 頁 檢 同期角度定值誤差：≤177。 2）通訊管理機標準通信容量 遙測量： 2048 遙信量： 4096 遙脈量： 1024 遙控量： 1024 裝置技術(shù)指標 裝置技術(shù)指標包括間隔層裝置、通信接口設(shè)備等 。該計算機監(jiān)控系統(tǒng)具有如下特點： 系統(tǒng)解決方案：保護、監(jiān)視和控制整體考慮，功能分布合理，設(shè)備之間無縫連接； 分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)組織方式多樣，可選用單機、多機或網(wǎng)絡(luò)方式，擴展方便；商用數(shù)據(jù)庫， ANSI 標準 SQL 接口：數(shù)據(jù)管理方便可靠，有利于數(shù)據(jù)進一步處理； WindowsNT/98 環(huán)境：全新 32 位多任務(wù)、多進程（設(shè)計），實時性更強，更為可靠；多媒體人機界面；畫面完善明快、操作簡單；電子表格易于使用，方便統(tǒng)計；語音報警，清晰、明嘹；在線幫助， 系統(tǒng)開放：支持不同廠商的設(shè)備，適應(yīng)各種規(guī)模要求，保護用戶投資。這種方法的實質(zhì)是傳統(tǒng)的感應(yīng)式的電能表與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，即對原來感應(yīng)式的電能表加以改造，使電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈便輸 出一個或兩個脈沖，用輸出的脈沖數(shù)代替轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，計算機可以對這個輸出脈沖數(shù)進行計數(shù)，將脈沖數(shù)乘以標度系數(shù)，便得到電能量。直流采樣是將外部信號，如交流電壓、電流，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成適合數(shù)據(jù)采集單元處理的直流電壓信號后，再接入數(shù)據(jù)采集單元。 2)變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。原始數(shù)據(jù)指直接來自一次設(shè)備，如電壓互感器 （ PT） 、電流互感器 （ CT） 電壓電流信號、變壓器溫度以及開關(guān)輔助觸點、一次設(shè)備狀態(tài)信號。通信規(guī)約定義為控制計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的一套規(guī)則。 WorldFIP 現(xiàn)場總線，是現(xiàn)場總線技術(shù)中的一種，具有通信速度快、通信距離遠、介質(zhì)冗余以及良好的抗電磁干擾能力，是變電站自動化系統(tǒng)中一種十分理想的通信方式。根據(jù)配置不同，可以分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)，如圖 33 所示 。 專用通訊控制器 ——集基本功能與擴展功能與一體，通訊能力提高了，但通用性降低了，如以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線的通訊控制器就屬于此類。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路 組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護，改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。借助于通信，各開關(guān)間隔中保護測控單元、變電站計算機系統(tǒng)、電網(wǎng)控制中心自動化系統(tǒng)得以相互交換信息，信息共享，提高了變電站運行可靠性，減少了連接電纜和設(shè)備數(shù)量，實現(xiàn)變電站遠方監(jiān)視和控 制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。 集中式結(jié)構(gòu) 集中式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類型劃分功能。間隔級的集成是構(gòu)筑一個通用的硬件和軟件平臺，將間隔內(nèi)的控制、保護、測量等功能集成在這個通用的平臺上。當數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)非法錯誤時，應(yīng)能輸出出錯信息，進行報警和閉鎖故障單元，保證其它部分的正常工作。當變電站無人值班時。此外還將故障錄平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 10 頁 波和其他繼電保護信息送往調(diào)度中心，同時接受調(diào)度中心發(fā)來的修改繼電保護整定值的命令等。操作閉鎖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1）操作出口應(yīng)具有跳、合閉鎖功能。當出現(xiàn)電網(wǎng)故障時 00ms 以及故障后 3s 的波形，（如接地短路故障），能記錄故障前１ min 供事故分析。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 8 頁 監(jiān)控系統(tǒng)功能 （ 1） 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集裝置采集現(xiàn)場所有狀態(tài)量、模擬量及脈沖量，并可從各保護裝置采集保護運行狀態(tài)、保護動作信息、保護定值信息、保護故障信息、保護電源及保護裝置自檢信息。其次應(yīng)強調(diào)性能價格比這個重要指標，機型選擇、硬件配置上，應(yīng)從應(yīng)用對象實際情況出發(fā)，特別重視性能價格比。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 6 頁 第二章 35KV 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu) 本章先提出了變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)滿足的基本要求，接著從保護系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)兩方面對其功能進行了詳細介紹和研究。這種初期的自動化管理方式，各專業(yè)在技術(shù)上相互獨立，資源不能共享，設(shè)備設(shè)置重復(fù)，功能交叉覆蓋，無論在技術(shù)上或是經(jīng)濟上都不盡合理。但近年來推出的分散式變電站自動化系統(tǒng)更多地采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)等。采用這種方式使二次設(shè)備增加，二次回路更復(fù)雜。除保護動作信號、電能表脈沖信號送至遠動裝置外，各種保護、自動裝置和儀表基本獨立工作，微機保護和遠動裝置之間無計算機通信。變電站綜合自動化目前在國外已得到了較普遍的應(yīng)用。變電站自動化技術(shù)和變電站自動化系統(tǒng)的內(nèi)涵還在不斷的豐富之中。變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，它的運行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟運行。 設(shè)計題 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 （ 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 （ 論 文）成 績?yōu)? 。另外，信息就地處理自動裝置，只能 “ 事后 ” 的處理出現(xiàn)的事件，而不能 “ 事先 ” 的對系統(tǒng)的安全性作出評價，因而有其局限性。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 2 頁 所有能實現(xiàn)這些功能的設(shè)備，目前統(tǒng)稱為智能式電子儀表（ IED）。 PRI 聯(lián)合研制出了SPC 美國西屋公司和 ES 變電站保護和控制綜合自動化系統(tǒng)。到七十年代初，便先后研制出了電氣集中控制裝置和集保護、控制及信號為一體的 ” 四合一 ” 裝置。 (2)遠動 RTU 方式 20 世紀 80 年代中、后期，隨著微處理器和通信技術(shù)的發(fā)展，利用微型機構(gòu)成的遠動裝置［簡稱 RTU］的功能和性能有很大提高。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 4 頁 2）分散式自動化系統(tǒng) 由于集中式結(jié)構(gòu)存在軟件復(fù)雜，系統(tǒng)調(diào)試麻煩、精度低，維護工作量大，易受干擾，擴容靈活性差等不足；隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)的飛躍發(fā)展，同時結(jié)合變電站的實際情況，各類分散式變電站自動化系統(tǒng)紛紛研制成功和投入運行。所增加的這些計算機功能并不能取代常規(guī)的操作監(jiān)視設(shè)備，因而這種自動化方式只能稱作計算機輔助管理。 2． 提出 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能要求， 對變電站綜合自動化系統(tǒng)常用組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和各自特點進行分析研究。每個變電站自動化的功能將隨原來系統(tǒng)的運行經(jīng)驗、成本和性能的要求不同而變化，但它們都要適應(yīng)以下基本要求： 1)當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護系統(tǒng)準確檢測故障，跳開相應(yīng)開關(guān)，迅速切除故障，不造成故障連鎖反應(yīng)，使故障造成的影響限制在盡可能小的范圍； 3) 收集設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持設(shè)備的狀態(tài)維修和可靠性為中心的維修系統(tǒng)，提高設(shè)備可用率和使用壽命； 4)在集控中心或調(diào)度控制中心對變電站失去監(jiān)控的情況下，變電站的后備控制能對變電站進行控制； 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 7 頁 5)收集并及時傳送電力市場實時交易所需的技術(shù)數(shù)據(jù)，促進安全交易，減少交易 風(fēng)險。從功能上可分為線路保護、母線保護、變壓器保護、電容器保護及備用電源自投、故障錄波、低周低壓減載等安全自動裝置。 3）脈沖量采集 采集由全電子電能表輸出的電量脈沖值，也可直接采集電能量。 （ 4）控制和操作閉鎖 可對斷路器、隔離開關(guān)的分、合進行操作，對變壓器分接頭進行調(diào)節(jié)控制，對電容器組進行換切。 （ 5）電壓無功綜合控制 在上級調(diào)度直接控制時，變壓器分接頭調(diào)整和電容器組的投切直接接受上級調(diào)度的控制；當給定電壓曲 線的情況下，則由變電站自動化系統(tǒng)進行控制，按系統(tǒng)電壓與功率因數(shù)變化自動調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置或投切電容器，保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補償。這些數(shù)據(jù)主要有：線路、變壓器的電流、有功和無功，母線電壓定時記錄的最大值、最小值及其時間等；整點數(shù)據(jù)的日報表；每日的峰值和谷值，并標以時間；斷路器動作次數(shù)、斷路器切除故障時的故障電流和跳閘操作次數(shù)統(tǒng)計；控制操作及修改整定值的記錄及有關(guān)操作者；獨立負荷有功無功每天 的峰值、最大值及其時間，并保存歸檔。 顯示系統(tǒng)各設(shè)備的診斷自檢結(jié)果。 110Ｖ終端站、 35ｋＶ變電站不要求ＧＰＳ對時功能，但要求具有一定精度的站內(nèi)系統(tǒng)對時功能，定時完成由系統(tǒng)主機或由調(diào)度端發(fā)出的對站內(nèi)間隔層設(shè)備的對時功能。站級的集成是將變電站自動化需在站級處理的各個功能通過信息網(wǎng)絡(luò)組合在一個系統(tǒng)中。其結(jié)構(gòu)采用主從ＣＰＵ協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 23 所示： 圖 23 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點是功能分散，管理集中。 變電站綜合自動化系統(tǒng)對通信控制單元要求： 1） 具有較高的可靠性、穩(wěn)定性； 2） 滿足實時性的要求； 3） 支持多種、多路通信接口； 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 16 頁 4） 支持多種通信方式，包括網(wǎng)絡(luò)通信方式； 5） 提供通信信息編輯、修改手段； 6） 提供通信檢查和維護手段 變電站 綜合自動化系統(tǒng)的任務(wù) 變電站綜合自動化系統(tǒng)：是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備（包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。 通 訊 規(guī) 約 通 訊 控制器 通 訊 接 口 通 訊 規(guī) 約 通 訊 控制器 通 訊 接 口 通訊介質(zhì) 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 17 頁 網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)控機 繼保工程師站 圖 31 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng) 綜自系統(tǒng)常用的通訊接口標準主要有：通用串行通訊接口、現(xiàn)場總線、以太網(wǎng) 等 。構(gòu)成局域網(wǎng)的四大因 素 是網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸控制和通信方式。 1) 直接接入以太網(wǎng)方式 該方式是將微機保護測控單元直接接入以太網(wǎng)進行通信。這些代碼串在不同的位置可能有不同的含義。 ： IEC102 規(guī)約、部頒電度表規(guī)約、威盛電度表規(guī)約。進一步的說，就是一對觸點，這一對觸點之間有 2 個狀態(tài)，要么是連通的，就是閉合狀態(tài)（ 1），要么是斷開的，就是斷開狀態(tài)（ 0），這對觸點傳達的信息就是一個開關(guān)量。另外，還有少量非電量，如變壓器溫度等。電能計量是對電能（包括有 功 和無功電能）的采集，并能實現(xiàn)分時累加、電能平衡等功能。側(cè)重于監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、畫面編輯以及應(yīng)用軟件的簡介。 4）減少變電站二次設(shè)備間互連線，節(jié)約控制電纜和減輕電流互感器、電壓互感器的負載。 3）主要技術(shù)指標 定值精度： 電流電壓定值誤差：≤177。 激勵量≥ 倍定值時，瞬時動作段動