【正文】 裝在戶外的端子箱上，對環(huán)境條件要求高。其實時運行數(shù)據(jù)庫可通過嚴密的安全防護措施與整個電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)連在一起(6) 數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化 除了常規(guī)的電流電壓，有功無功，開關(guān)狀態(tài)等信息采集外，對一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測量化值，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫中。目前，日本日立、三菱、東芝公司，德國西門子公司（SIEMENS）、AEG公司，瑞士ABB公司，美國通用電氣公司（GE）、西屋電氣公司（Westing house），法國阿爾斯通公司（ALSTHOM），瑞士Landisamp。 第三階段：面向間隔和對象(objectoriented)的分層分布式結(jié)構(gòu)模式90年代中期，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對計算機保護與測控技術(shù)不斷爭論和探討達成了一致的認識，采用面向設(shè)備或間隔為對象設(shè)計的保護及測控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成了真正意義上的分層分布式自動化系統(tǒng)。應用前景十分的巨大。它的特點是將變電站中所有的信息統(tǒng)一集中處理，形成一個系統(tǒng)，并符合傳統(tǒng)的變電站運行模式。設(shè)備層為0層，單元層為1層，變電站層為2層。 集中和分散結(jié)合式綜合自動化系統(tǒng)：隨著單片機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)絡技術(shù)的應用，一種發(fā)展趨勢是按每個電網(wǎng)元件，比如一臺變壓器，一臺斷路器等為對象，集測量，保護，控制為一體，設(shè)計在同一機箱內(nèi)。所采集的數(shù)據(jù)分為三大類：模擬量，開關(guān)量和脈沖量。手動操作分為三種方式：鍵盤操作，把手操作，保護柜操作。為了保證可靠性，應多次采樣后才能確定。當電容器檢修時，不應參與控制。變電站保護分為以下幾種類型：(1): 線路保護：包括電流速斷保護，定時限過電流保護，方向性電流保護，零序電壓，電流及方向保護，反時限過流保護，高頻保護，距離保護。其他如保護柜，變送器柜，電度表柜，監(jiān)控柜，交直流電源柜等均放在模擬屏后，或分置于其他房間。微機臺內(nèi)裝主機和微機電源，微機臺上放CRT，打印機和鍵盤。開入板，模入板等，方便維護，并可在此基礎(chǔ)上進一步開發(fā)。單片機通過大規(guī)模集成電路技術(shù)將CPU ,ROM, RAM, 和I/O接口電路封裝在一塊芯片中，具有可靠性高，接口設(shè)計簡單，運行速度快，功耗低，性價比高的優(yōu)點。由于單片機價格低廉，因此，微機保護由當初的單CPU的硬件結(jié)構(gòu)為主發(fā)展到為多單片機構(gòu)成的多CPU硬件結(jié)構(gòu)為主。隨著數(shù)字信號處理器芯片和開發(fā)工具的價格下降，可以預期數(shù)字信號處理器將會在微機繼電保護裝置中發(fā)揮重要的作用。主要優(yōu)點是：通過光電耦合器與CPU接口，因此抗干擾能力強，容易實現(xiàn)多單片機系統(tǒng)的多CPU接口。為了進一步簡化電路設(shè)計和調(diào)試，一些半導體廠家將完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成到一塊芯片中，能夠自動完成所有輸入通道的數(shù)據(jù)采集而無須CPU干預。3個保護插件啟動元件按三取二的原則啟動各套保護裝置的出口回路，從而大大的提高了保護裝置的可靠性。由于以上的原因，在高壓和超高壓輸變電線路中，不但主保護必須雙重化配置，后備保護也必須雙重化配置。③ 低壓線路的微機保護：這種類型的保護裝置可以分為兩種：一種為“一對一”方式，即一套裝置實現(xiàn)一條線路的保護；另一種為“一對N”方式，即一套裝置實現(xiàn)多條線路保護。該系統(tǒng)最初使用RS232總線，后來用到RS485總線。 LONWORKS總線LONWORKS是美國Echeton公司推出的一種新型現(xiàn)場總線。(4)：Lonworks通信采用了“網(wǎng)絡變量”，使網(wǎng)絡通信的設(shè)計簡化成為參數(shù)設(shè)置增加了通信技術(shù)的可靠性。 CANBUS現(xiàn)場總線 CANBUS德國BOSCH公司設(shè)計的，它是一種基于優(yōu)先級的高速。(7)：CANBUS采用短砧結(jié)構(gòu)，每一砧的有效字節(jié)數(shù)為8個，這樣傳輸時間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送時間短，尤其適合在強電磁場環(huán)境下工作。CANBUS總線是基于優(yōu)先級的多主從節(jié)點結(jié)構(gòu)，具有較強的糾錯能力，克服了RS422，和RS485總線的缺點，而與LONWORKS總線相比，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，造價低，實用性強等優(yōu)點，因此CANBUS是變電站綜合自動化系統(tǒng)的一種性價比最優(yōu)的選擇。這種方案適用于中低壓變電站自動化系統(tǒng)，當用于220KV及以上的大型高壓變電站時，由于網(wǎng)絡節(jié)點增多，網(wǎng)絡流量增大，網(wǎng)絡帶寬就顯得不夠了，特別是當多個保護共同動作時，網(wǎng)上沖突加劇，重發(fā)次數(shù)增多，通信效率降低，因此這種方案只使用于中小變電站自動化系統(tǒng)。測控單元是整個方案的核心和關(guān)鍵。(2)：故障錄波數(shù)據(jù)上傳輸速度大大加快。 基于CANBUS總線的通信系統(tǒng)方案：圖1 所示為變電站綜合自動化基于CANBUS總線的分層結(jié)構(gòu)圖。所以這種方案的傳輸實時性不好。實際應用中表明，當網(wǎng)絡負荷不超過帶寬的37%時，網(wǎng)絡上的沖突率很低，以太網(wǎng)的傳輸效率是有保障的。與國外產(chǎn)品相比，國內(nèi)產(chǎn)品雖然在技術(shù)性能上存在一定的差距，但是也有其本身的特點。如果單純采用擴大計算機內(nèi)存的數(shù)量的方式不僅是不經(jīng)濟的，也是有限的。(2) ： 傳輸衰耗少，適合長距離傳輸。其中SDH光端機具有自愈功能，并可以支持多個光方向，通常用SDH光纖網(wǎng)組成主干通信通道，PDH用于信息量不大的點對點連接?？傊饫w通信已經(jīng)成為了主要的通信方式，應用于主干層及饋線終端層傳輸通道建設(shè)。在配電自動化系統(tǒng)中現(xiàn)場總線通信技術(shù)應用越來越廣。最后探討了光纖通信技術(shù)，現(xiàn)場總線通信技術(shù)，無線通信技術(shù)，配電載波通信技術(shù)在變電站綜合自動化系統(tǒng)的應用前景。外部接入的復壓開入閉鎖方式配合復壓出口功能，可實現(xiàn)各側(cè)復合電壓的并聯(lián)方式。每個時限都可獨立投退，采用最大相電流判別?；謴驼Ｒ院螅婢詣酉?。(4): 不平衡電流保護： 反映了電容器組內(nèi)部的故障。正常運行時C1=C2，壓差為0。 三相電壓和大于8V，最大線電壓小于16V，判斷為二相PT斷線。經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的五次偕波方向和大小判別接地系統(tǒng)。檢同期和檢無壓 ：閉鎖條件：控制回路斷線確認后/彈簧未儲能信號/外部閉鎖重合閘信號/低周減載元件動作/手合后加速動作/過負荷跳閘動作(3)：充電保護設(shè)有充電相電流和充電零序電流保護，充電相過流可帶低壓閉鎖以及方向閉鎖。(4) ： 可記錄256個SOE報文紀錄。(5) ： 系統(tǒng)可以方便的拓展為雙RS485網(wǎng)絡D：特點(1) ： 采用了先進的工業(yè)級芯片，各裝置內(nèi)部含保護CPU和管理CPU，保護CPU為32位DSP芯片，存儲定值安全可靠；管理CPU為RCM3200，硬件系統(tǒng)具有高的抗干擾能力和工作可靠性。(10)： 裝置配有大容量掉電保持的NVRAM芯片，可保存事件報文及故障濾波報文。分布集中式是變電站的一，二次設(shè)備分為3層，既變電站層，單元才層和設(shè)備層。LONWORKS總線以及CANBUS現(xiàn)場總線的優(yōu)缺點，并介紹了光纖通信技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，無線通信技術(shù)等各自的特點。我還要感謝我的父母，正是他們在背后默默地支持我，鼓勵我，我才順利的從大學里畢業(yè)，在這四年的時間里，他們給了我很多的幫助。 China launched integrated substation automation research and development pared with developed countries of the world later, But with the number of protective equipment in a mature and widely used, scheduling automation systems mature application, Substation automation system has been the power system user acceptance of the use, However, the use of 。其次我要感謝的是我的同學們和朋友們，每當我需要幫助的時候，他們都義無反顧地伸出了援手，他們放棄自己上網(wǎng)的時間，把電腦讓給我來做畢業(yè)設(shè)計，在我為畫圖軟件頭疼的時候，他們就會找同學借來畫圖軟件，幫我順利的完成畢業(yè)設(shè)計的制作。 論文提出了綜合自動化系統(tǒng)硬件配置應遵循的原則，各自獨立，相互配合，軟硬件模塊化，方便維護和擴展，具有較強的抗干擾能力。 論文通過對變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程以及發(fā)展趨勢的介紹，論述了變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性，針對變電站綜合自動化系統(tǒng)的四種結(jié)構(gòu)形式，即集中式，分布集中式，集中和分散式以及分散式進行了比較和分析。(8) ： 采用大屏幕液晶顯示。(3) ： 一個可選的以太網(wǎng)接口。 測控及自檢功能的配置A：自診斷及故障記錄功能當CPU自檢到硬件故障（定值RAM故障，內(nèi)部RAM故障，外部RAM故障，ROM校驗出錯，EPROM定值出錯，采樣異常等）時，故障告警燈亮，告警繼電器觸點閉合，并閉鎖保護，同時信息遠傳。(2)：三相二次重合閘啟動方式：保護啟動重合閘以及開關(guān)位置不對應啟動重合閘。 (4) ：充電保護：設(shè)有一段充電相過流保護和一段充電零序過電流保護，可選擇投退。當差流超過定值時，保護系統(tǒng)動作。(7)：橋差電壓保護： 三相橋差電壓保護為反映橋式接線電容器組中電容器內(nèi)部短路而設(shè)置。為防止電容器未投時誤發(fā)信號或保護動作后裝置不復歸，過電壓保護中加有斷路器位置判斷(3) ：欠電壓保護： 如果母線失去電源而造成失壓，當母線電壓恢復時，可能因電容器組未放完電而使電容器承受過電壓，為此設(shè)置低電壓保護，發(fā)現(xiàn)母線電壓低于定值后帶延時，切除電容器組。三相電壓和大于8V， 最大線電壓小于16V，判為二相PT斷線。作為變壓器中性點接地運行方式下的接地保護，每段都可以獨立投退。通過定植的整定，每段過流保護可以選擇是否經(jīng)過復壓元件閉鎖，是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定。 小結(jié)本節(jié)介紹了綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡發(fā)展，對不同網(wǎng)絡通信總線進行了比較。(4)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性。 長距離光傳輸模塊是內(nèi)置與交換機或路由器的光設(shè)備。缺點是強度不如金屬線，連接比較困難，分路和耦合不方便，彎曲半徑不易太小。 光纖通信技術(shù) 光纖通信優(yōu)點光纖通信是以光波做為信息載體，以光導纖維作為傳輸介質(zhì)的先進通信手段。在變電站控制系統(tǒng)中，CPU采集控制單元不僅要采集各類信號（開關(guān)位置，保護信號，有功，無功，電壓，電流，功率因數(shù)，電量等），還要對各單元的開關(guān)進行控制和完成邏輯判斷等功能，這占用了很多CPU負荷以及內(nèi)存空間等資源。國內(nèi)的生產(chǎn)廠家主要有南京自動化研究所，北京自動化研究所，以及珠海的拓普公司，煙臺的東方電子，許昌繼電器廠等公司。在方案2中，內(nèi)部間隔的LONWORKS網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)一般不超過10個，所以在這種情況下內(nèi)部間隔的網(wǎng)絡傳輸實時性是有保證的。現(xiàn)場級CAN網(wǎng)絡用于實現(xiàn)通信管理機和監(jiān)控保護單元之間的信息傳送。(4)：易于廣域網(wǎng)相連。于是LONWORKS的網(wǎng)絡負載極低，即使在各臺保護同時動作的情況下，通信效率仍很高。最低層的各種設(shè)備保護可不做任何改動，保持了向下的兼容性。通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線或光纖。LONWORKS總線性能較強，但系統(tǒng)復雜，造價較高。(4)：CANBUS可以點對點，一點對多點全局廣播幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。應用處理器完成用戶現(xiàn)場控制應用。(3)：互操作性。采用RS422標準通信時位率可達到10Mbit/s。介紹了綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及主要的配置，為下一章的通信協(xié)議做好了鋪墊。工控機總線接口簡單，模塊化程度高，容易結(jié)合，使用維護方便，系統(tǒng)功能容易擴展。廣泛的使用多CPU微機保護裝置中，距離保護三段和零序保護三段，都具有遠后備的功能。監(jiān)控CPU主要負責人機接口，保護定值管理。保護裝置使用公控機時，通常采用工控機智能同步數(shù)據(jù)采集模板完成采樣，再將采樣數(shù)據(jù)通過雙口RAM，F(xiàn)IFO等方式傳送給主CPU進行處理，因此并不占用主CPU的處理時間。這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的芯片比較多，電路復雜，抗干擾能力差，因此，在其改進型產(chǎn)品中使用了電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。將數(shù)字信號處理器應用于微機繼電保護，極大的縮短了數(shù)字濾波。其高效豐富的指定系統(tǒng)使得編程及其應用即靈活又簡潔。再現(xiàn)階段，在一些微機繼電保護裝置中，個別產(chǎn)品也采用了性能更好，功能更強大的工業(yè)控制計算機。(2): 軟硬件模塊化，方便維護和擴展。 (3)微機臺式：在主控室前部設(shè)微機臺，無模擬憑，無控制臺。4：母線保護：包括完全電流差動母線保護和電流比相式 變電站綜合自動化系統(tǒng)的硬件配置 綜合自動化系統(tǒng)變電站主控室的結(jié)構(gòu)分為三類：(1) 模擬屏式：在主控室模擬屏前設(shè)微機臺，臺內(nèi)裝微機及UPS電源，臺上放主機顯示器CRT，鍵盤和打印機。(3) : 具備實時自檢功能。電容器。(2) ：接地選相：對于中性點不接地系統(tǒng)，當電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時利用零序電壓，零序電流增量以及壓降可判斷接地線路及相別，也可以利用功率方向等其它方法來判別。所有操作的可靠性在軟硬件設(shè)計中都應符合雙重化原則。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能主要包括監(jiān)測，監(jiān)控，遠傳，保護四部分。變電站層設(shè)現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)，供各主機之間和監(jiān)控主機和單元層之間交換信息。缺點是運行時仍不是很穩(wěn)定。各進出線以及其他電氣設(shè)備的運行狀態(tài)通過ct,pt，開關(guān)輔助觸點有電纜傳送到變電站的中央控制室的保護裝置和遠動裝置內(nèi)。雖然變電站綜合自動化技術(shù)在80年代后才被開發(fā)應用。此類系統(tǒng)的出現(xiàn)是由于當時國內(nèi)電力系統(tǒng)保護和遠動分屬于不同部門和專業(yè)，另外對繼電保護與測控裝置在技術(shù)上如何融和沒有達成一致的認識，故相當一部分尤其是110KV及以下電壓等級自動化系統(tǒng)采用此類模式。隨著微處理器技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，人們可以利用現(xiàn)代先進的技術(shù)和設(shè)備來組成一個自動化的控制和保護系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)二次設(shè)備模式，做到設(shè)備簡化，信息共享，減少變電站的造價和運行維護費用。(5) 全站數(shù)據(jù)標準化 變電站的智能監(jiān)控裝置將無電壓等級劃分，只是下載參數(shù)設(shè)置版本不同。(2) 設(shè)備安裝就地化，戶外化 綜合自動化裝置將和一次設(shè)備整合在一起，其