【正文】 0 倍額定電流，允許 1S 直流電源回路： 80~115％額定電壓，連 續(xù)工作裝置經(jīng)受上述的過載電流／電壓后，絕緣性能不下降。 3）簡化變電站自 動化設(shè)備及有關(guān)二次設(shè)備的硬件配置，避免重復(fù)，實現(xiàn)資源共享。 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 22 頁 第四章 以新建平煤八礦 35KV 變電站為研究對象 以南瑞 RCS9000 系統(tǒng)為例，簡介監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。 (3)電能量的采集。變電站需采集的模擬量有：各段母線電壓、線路電壓、電流、有功功率、無功功率，主變壓器電流、有功功率和無功功率，電容器的電流、無功功率、饋出線的電流、電壓、功率以及頻率、相位、功率因數(shù)等。 (2)開關(guān)量：指控制繼電器的接通或者斷開所對應(yīng)的值，即“１”和“０”。 ： 103 規(guī)約、 61850 規(guī)約、 LFP 規(guī)約。數(shù)據(jù)通信中，計算機(jī)間傳輸?shù)氖且唤M二進(jìn)制 “0” 、 “1” 代碼串。根據(jù)其設(shè)備不 同 ，采用的網(wǎng)絡(luò)方式也不盡相同。在該系統(tǒng)中，各計算機(jī) 既能獨立工作，又能交換數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成有：通訊介質(zhì)、通訊接口、通訊控制器、通訊規(guī)約 等， 如圖31 所示 。通過監(jiān)視和管理，隨時了解各設(shè)備、單元通信狀態(tài)以及通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，對異常情況及時報警，甚至采取必要措施，如通道切換，以維持系統(tǒng)正常的通信。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的ＩＥＤ設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計 的，如專門的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮?；②利用了現(xiàn)場總線的技術(shù)優(yōu)勢， 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 14 頁 省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設(shè)計規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡單，成本低，運行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或１臺 IED 設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 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 13 頁 圖 21 集中式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實施。這樣，原來控制、保護(hù)等功能將不再需要專用的硬件裝置和專用的輸入、輸出通道，而是由合理的軟件設(shè)計來實現(xiàn)。 110ｋＶ樞紐以上站要求系統(tǒng)具有 GPS 對時功能，能夠?qū)ψ冸娬緦釉O(shè)備和間隔層ＩＥ１）設(shè)備（包括全電子電能表等）實現(xiàn) GPS 對時，并具有時鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳 輸校正措施。 輸入或修改數(shù)據(jù)，包括遠(yuǎn)方操作的密碼、操作人員的代碼及密碼、保護(hù)定值 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 11 頁 的設(shè)置和修改、報警值設(shè)置和修改、遠(yuǎn)方／當(dāng)?shù)夭僮鞯脑O(shè)置、控制閉鎖與允許等。 （ 7）數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計記錄 系統(tǒng)將采集來的狀態(tài)量、數(shù)字量和脈沖量按規(guī)定的要求進(jìn)行處理，送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機(jī)和上級調(diào)度中心。只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)進(jìn)行操作控制。此功能應(yīng)具有遠(yuǎn)方、當(dāng)?shù)亻]鎖，操作權(quán)限閉鎖措施。目前各種電量參數(shù)在綜合自動化系統(tǒng)中均采用交流采樣，直接采集由電流互感器與電壓互感器提供的交流參數(shù)，常規(guī)變送器加Ａ／Ｄ變換方式只用于對非電量參數(shù)如變壓器油溫、 主控室溫的采集。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)異?；蚴ヂ?lián)系時，保護(hù)系統(tǒng)能夠獨立地完成它的使命，做電力系統(tǒng)的守護(hù)神。①控制系統(tǒng)：運行人員監(jiān)視與控制、自動控制、電力系統(tǒng)緊急控制與當(dāng)?shù)睾髠淇刂?、故障錄波與事件記錄、測量與計量、自動數(shù)據(jù)分析；②保護(hù)系統(tǒng)：變壓器保護(hù)、線路保護(hù)及自動重合閘、母線保護(hù)、電容器保護(hù)；③運行支持系統(tǒng)：設(shè)備維修支持、設(shè)備非正常狀態(tài)的恢復(fù)支持、電力系統(tǒng)故障恢復(fù)支持、自動故障恢復(fù)?？偟陌l(fā)展趨勢可從以下幾個不同角度來描述： 本文研究的主要內(nèi)容 本論文將在總結(jié)本人從事變電站設(shè)計工作五年來的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題完成如下工作： 1． 首先介紹變電站綜合自動化的定義，對變電站綜合自動化在國內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。如 CRT 屏幕監(jiān)視、數(shù)值計算、自動巡檢打印及自動報表等。此類集中式變電站自動化 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 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、造價低，尤其適合 35KV 或規(guī)模較小的變電站。它們各司其職、互不相聯(lián)。此后，國內(nèi)開始了系列遠(yuǎn)動產(chǎn)品的研制工作。在八十年代初，美國一家電力公司研制了 IMPAC 模塊化保護(hù)和控制系統(tǒng)。電力系統(tǒng)低頻減載、靜止無功補(bǔ)償器控制、配網(wǎng)系統(tǒng)故障分段隔離／非故障段恢復(fù)供電與網(wǎng)絡(luò)重組等） ； (3)測量表計功能（如三相智能式電子電費計量表等） ； (4)繼電保護(hù)功能 ； (5)與繼電保護(hù)有關(guān)的功能（如故障錄波、故障測距、小電流接地選線等）： (6)接口功能（如與微機(jī)五防、繼電保護(hù)、電能計量、全球定位系統(tǒng)（ Gps）等 IED 的接口） ； (7)系統(tǒng)功能（與主站通信，當(dāng)?shù)?SCADA 等）。 信息就地處理的自動化系統(tǒng)的特點是能對電力系統(tǒng)的情況作出快速的反應(yīng)，如高壓輸電線上發(fā)生短路故障時，要求繼電保護(hù)要在 20ms 左右動作，以便快速切除故 障，而同步發(fā)電機(jī)的勵磁自動控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)正常運行時，可以保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無功出力的分配，在故障時可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，有功功率自動調(diào)節(jié)裝置，能跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷的隨機(jī)波動，保證電能的頻率質(zhì)量，按頻率自動減負(fù)荷裝置能在系統(tǒng)事故情況，電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的有功缺額時，快速的切除一些較為次要的負(fù)荷，以免造成系統(tǒng)的頻率崩潰，以上這些信息就地處理裝置，其重要的優(yōu)點是能對系統(tǒng)中的情況作出快速的反應(yīng)，尤其在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，其作用更為明顯，但由于其獲得的信息有局限性，因而不能從全局的角度來處理問題，例如通過自動頻率調(diào) 節(jié)，雖然可以跟蹤負(fù)荷的變化，但總還存在與額定頻率的偏差，更不能實現(xiàn)出力的經(jīng)濟(jì)分配。電力系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)由兩個系統(tǒng)構(gòu)成，信息就地處理的自動化系統(tǒng)和信息集中處理的自動化系統(tǒng)。 依據(jù)大電網(wǎng)會議 工作組的分析，變電站自動化系統(tǒng)較為嚴(yán)格的定義為心 ： （ 1） 遠(yuǎn)動功能（四遙功能） ； （ 2） 自動控制功能（如有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的綜合控 制（ voc）。此后，美國、英國、法國、德國等一些發(fā)達(dá) 國家也相繼在此領(lǐng)域內(nèi)取得不同程度的進(jìn)展。 1954 年，我國從前蘇聯(lián)引進(jìn)了 RTU技術(shù)，東北安裝了 16 套遙測／遙信裝置。變電站二次設(shè)備均按傳統(tǒng)方式布置：控制屏實現(xiàn)站內(nèi)監(jiān)控，保護(hù)屏實現(xiàn)電力設(shè)備保護(hù)，遠(yuǎn)動設(shè)備實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集。微機(jī)保護(hù)柜除保護(hù)部件外，每個柜有一個管理單元，其串行口和變電站自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制部件相連，傳 送保護(hù)裝置的各種信息和參數(shù)，整定和顯示保護(hù)定值，投／停保護(hù)裝置。 縱觀我國七、八十年代的變電站自動化發(fā)展?fàn)顩r，可以看到，初期的變電站自動化，只是在常規(guī)二次設(shè)備配置的基礎(chǔ)上增加了計算機(jī)管理功能。 E50 標(biāo)準(zhǔn)的實施應(yīng)用，電能質(zhì)量監(jiān)測管理，一次設(shè)備的在線監(jiān)測，以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，變電站綜合自動化將更多地融入當(dāng)今流行的各種新觀念、新技術(shù)，其發(fā)展結(jié)果也使整個系統(tǒng)更加安全、高效、經(jīng)濟(jì)和可靠。高壓、超高壓變電站自動化系統(tǒng)的主要功能要求，概括起來有３個方面。要求和自動化系統(tǒng)保持相對獨立，一般要求保證電磁兼容指標(biāo)，設(shè)置專用電源回路（３５ｋＶ電壓等級以上），保護(hù)ＴＡ與測量ＴＡ分開，可遠(yuǎn)方投退壓板和控制字，在線修改定值，帶簡短的事故采樣數(shù)據(jù)和動作記錄等。 2）模擬量采集 采樣各段母線電壓、各進(jìn)出線回路的電流和功率值；電網(wǎng)頻率與相位等電量參數(shù)以及變壓器的瓦斯值、溫度、壓力等非電量參數(shù)。 （ 3）遠(yuǎn)方整定保護(hù)定值 對各保護(hù)裝置，可在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方設(shè)置一組或多組保護(hù)定值，并可在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方顯示、切換整定值。 4） CRT 屏幕操作閉鎖功能。通信規(guī)約可以采用遠(yuǎn)動標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約或計算機(jī)通信規(guī)約，視調(diào)度中心的要求而定。 實施遠(yuǎn)方控制和操作，包括保護(hù)裝置的投入和退出、斷路器以及隔離開關(guān)的操作、變壓器分接頭位置控制等。 （ 10）對時系統(tǒng) 對時要求是變電站自動化系統(tǒng)的最基本要求。通過通用的硬件 和軟件采集各功能需要的數(shù)據(jù)和狀態(tài)量，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。此類結(jié)構(gòu)對監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)手段少，系統(tǒng)在開放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)。９。通過通信控制單元的控制和協(xié)調(diào)，使得各保護(hù)測控單元、其他智能 化電子設(shè)備 IED 可實時、有序、可靠地與變電站計算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)自動化系統(tǒng)交換信息，傳遞變電站各種運行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)動作情況，接收各種控制命令，完成變電站計算機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)自動化系統(tǒng)所要求的各種操作和控制。它的出現(xiàn)為變電站的小型化、智能化、擴(kuò)大控制范圍及變電站 安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì) 運行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。 圖 32 典型綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 首先應(yīng)該明確，變電站站控層的后臺機(jī)、繼保工程師站等計算機(jī)所構(gòu)成的是網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)控機(jī) 繼保工程師站 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 18 頁 一個小型的局域網(wǎng) ， 把多臺小型、微型計算機(jī)以及外圍設(shè)備用通信線路互連起來，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實現(xiàn)通信的系統(tǒng)。 （ a）單網(wǎng)結(jié)構(gòu) （ b）雙網(wǎng)結(jié)構(gòu) 間隔層的網(wǎng)絡(luò)主要完成對各電氣單元之間的實時數(shù)據(jù)采集、處理、控制量的輸出等功能。通信規(guī)約就是計算機(jī)通信的語言。 ： 101 規(guī)約、 104 規(guī)約、 CDT 規(guī)約、 SCI1801 規(guī)約、 μ4F 規(guī)約。比如電流的大小不可能由 10A 突變到 100A，需要有一個連續(xù)變化的過程。 變電站的數(shù)據(jù)模擬量、開關(guān)量和電能量 (1)模擬量的采集。變電站的開關(guān)量有：斷路器的狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置、同期檢測狀態(tài)、繼電保護(hù)動作信號、運行告警信號等，這些信號都以開關(guān)量的形式，通過光電隔離電路輸入至計算機(jī)。 安全監(jiān)視功能 監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中，對采集的電流 、電壓、主變壓器溫度、頻率等量，要不斷進(jìn)行越限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出告警信號，同時記錄和顯示越限時間和越限值，另外還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自動控制裝置工作是否正常等。 2）有利于全系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行和故障處理，提高運行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)一步保證供電質(zhì)量。 繼電器回路工作電壓： +24V，允許偏差：177。 5％ 方向元件邊界條件： 角度下邊界誤差：≤ +10。 表 12 電容器柜參數(shù)表 型號 品牌 山東電氣 結(jié)構(gòu)形式 并聯(lián)自愈式低壓電力電容器 容量允差 0~+10% 額定電壓 額定容量 15kva 相數(shù) 三相 損耗正切值 無勵磁調(diào)壓 聯(lián)接 組別號 低于 耐電壓 極間 倍額定電壓 10 秒鐘 (3)電容器實際補(bǔ)償容量： cQ = 2.. ?????????? CwC UUNq = (4)人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)： Qac= c?? == 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 28 頁 Sac= 22 acQP ?? = CosФac=acSP? = I