【正文】 框圖 （ a）電壓輸入通道 （ b）電流輸入通道 2021/6/14 24 兩種采樣方式的比較 1．直流采樣的特點(diǎn) 2．交流采樣的主要特點(diǎn) 采樣定理 一個(gè)隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量 f(t)，如圖 （ a），經(jīng)過(guò)采樣后，得到一系列的脈沖序列 f*(t)，它是離散的信號(hào)，被稱為采樣信號(hào)，如圖 (c) 。 (4)其他 2021/6/14 28 人機(jī)聯(lián)系功能 ：顯示器 、 鼠標(biāo)和鍵盤 。 （ 3） 根據(jù)實(shí)際情況 ， 盡快自動(dòng)恢復(fù)停電部分的供電 。 大家最熟悉的感應(yīng)式電能表 。 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)管理模式 上述串行接口模式接口簡(jiǎn)單，投資少，但一個(gè) RS 485網(wǎng)能聯(lián)接的電能表有限。2021/6/14 42 電力系統(tǒng)的電壓、無(wú)功綜合控制的方式 ? 1. 集中控制 ? 2. 分散控制 ? 3. 關(guān)聯(lián)分散控制 ? 4. 關(guān)聯(lián)分散控制的實(shí)現(xiàn)方法 ? （ 1）軟件實(shí)現(xiàn)的方法 ? （ 2）硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)分散控制 、無(wú)功綜合控制裝置硬件結(jié)構(gòu) 2021/6/14 43 MVRIII型微機(jī)電壓、無(wú)功綜合控制裝置硬件結(jié)構(gòu) 2021/6/14 44 低頻減負(fù)荷控制 1. 電力系統(tǒng)發(fā)生頻率偏移原因 2. 電力系統(tǒng)頻率降低危害 3. 低頻減負(fù)荷的控制方式 根據(jù)配電線路所供負(fù)荷的重要程度，分為基本級(jí)和特殊級(jí)兩大類。 2021/6/14 47 諧波分析與監(jiān)視功能 正弦波形畸變指標(biāo) 諧波源分析 電力系統(tǒng)諧波監(jiān)測(cè)方法 電力系統(tǒng)中諧波的抑制 2021/6/14 48 為定量表示電力系統(tǒng)正弦波形的畸變程度 ，采用以各次諧波含量及諧波總量大小表示電壓和電流波形的畸變指標(biāo) 。 （ 5） 晶體管整流設(shè)備 晶閘管整流設(shè)備在工礦企業(yè)越來(lái)越廣泛應(yīng)用 ， 給電網(wǎng)造成大量的諧波 。 （ 1） 不斷提高發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造質(zhì)量 ， 從發(fā)電源頭上減少諧波； （ 2） 電力變壓器的繞組盡可能采用 D， y或 Y ,d 接法 ，可有效抑制 3的倍數(shù)的諧波流入電網(wǎng)； （ 3） 在變電站裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償電容器上 ， 采用串聯(lián)一定比例的電抗器的方法 ， 以抑制 3， 5， 7次諧波； 2021/6/14 56 利用交流濾波器抑制諧波 （ 1）交流無(wú)源濾波器 目前所采用的交流濾波裝置是利用 R、 L、 C電路對(duì)某次諧波頻率串聯(lián)諧振的原理 ， 使其對(duì)特定頻率的諧波呈零阻抗 ， 從而阻止該次諧波注入電網(wǎng) 。 2021/6/14 58 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn) 功能綜合化 分級(jí)分布式、微機(jī)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 測(cè)量顯示數(shù)字化 操作監(jiān)示屏幕化 運(yùn)行管理智能化 總之 ， 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化 ， 可以全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平 ， 使其能適應(yīng)現(xiàn)代化的大電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的需要 。 分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的最大特點(diǎn)體現(xiàn)在 “ 功能的分布化 ” 上 ， 即對(duì)智能電子設(shè)備的設(shè)計(jì)理念上由以前在集中式自動(dòng)化系統(tǒng)中的面向廠 、 站轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο?， 即面向一次設(shè)備的一個(gè)間隔 。 （ 3） 減少了現(xiàn)場(chǎng)施工和設(shè)備安裝的工程量 。 一般用 A/D轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示分辨率。 2021/6/14 89 變電站內(nèi)的信息傳輸 在具有變電站層 ―― 間隔層 （ 單元層 ） ――過(guò)程層 （ 設(shè)備層 ） 的分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中 ，需傳輸?shù)男畔⒂幸韵聨撞糠?: 過(guò)程層與間隔層的信息交換 過(guò)程層提供的信息主要有兩種： ★ 模擬量 ★ 狀態(tài)信息 ， 主要為斷路器或間隔刀閘的輔助觸點(diǎn) 。 RS422用 4根傳輸線 ， 工作于全雙工 ， RS485只有兩根傳輸線 ， 工作于半雙工 ， 它們的傳輸距離可到 1200M， 傳輸速度 100K。 具體有以下幾方面特點(diǎn)： (1) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)化 (2) 信號(hào)傳輸數(shù)字化 (3) 系統(tǒng)和功能分散化 (4) 現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備有互操作性 (5) 現(xiàn)場(chǎng)總線的通信網(wǎng)絡(luò)為開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò) 2021/6/14 97 網(wǎng)絡(luò)通信 現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別： 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)屬數(shù)據(jù)網(wǎng) ， 現(xiàn)場(chǎng)總線屬控制網(wǎng) 。 ④ 具有很強(qiáng)的錯(cuò)誤識(shí)別和處理能力 。 2021/6/14 103 網(wǎng)絡(luò)通信 以太網(wǎng) （ Ether） 介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議 ★ 多播地址和廣播地址 ★ CSMA/CD協(xié)議 ★ 沖突 如果不止一個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在以太網(wǎng)信道上傳輸數(shù)據(jù) ，信號(hào)就會(huì)發(fā)生沖突 。 2021/6/14 107 建立遠(yuǎn)動(dòng)的無(wú)縫通信體系結(jié)構(gòu)是 今后的發(fā)展方向（ 1） 1999年 10月在日本京都召開(kāi)的 IEC 64屆年會(huì) TC57會(huì)議上 ， 德國(guó)專家 將來(lái)通信體系結(jié)構(gòu)的建議 ， 建立遠(yuǎn)動(dòng)的無(wú)縫通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 。 2021/6/14 110 遠(yuǎn)動(dòng)無(wú)縫傳輸協(xié)議 IEC 61850 主要特征： 2021年 6月 1日在挪威召開(kāi) SPAG會(huì)議 ， 正式確定標(biāo)準(zhǔn)的名稱為：變電站 ―― 控制中心通過(guò) IEC 61850通信 。 2021/6/14 111 2021/6/14 112 IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的特點(diǎn) ① 應(yīng)用層傳輸協(xié)議是面向?qū)ο笞晕颐枋龅?， 數(shù)據(jù)對(duì) 象是分層的 ， 定義了收集這些信息的方法 ， 數(shù)據(jù) 對(duì)象 ， 邏輯結(jié)點(diǎn)和邏輯設(shè)備的代號(hào) ， 并規(guī)定了名 字的造句法 ， 使任何對(duì)象的標(biāo)識(shí)成為唯一的 。 相對(duì)于國(guó)外情況 ,中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)于 1999年 11月份成立專門工作組 ,組織了國(guó)內(nèi)大的制造商和研究機(jī)構(gòu)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究和消化 ,已經(jīng)全部翻譯完成并列入 2021年電力行業(yè)修訂計(jì)劃中 ,2021年將陸續(xù)轉(zhuǎn)化為我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ,這為該協(xié)議在我國(guó)大范圍的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好的環(huán)境和條件。 2021/6/14 113 積極開(kāi)展 IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)的研究 建立無(wú)縫的通信體系 ， 不是一朝一夕可以完成的 ， 在工程上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信體系更需要經(jīng)過(guò)多年的努力才有可能 。 ② 變電站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)采用 IEC 61850＋ 。 討論了制定唯一的通信協(xié)議和統(tǒng)一對(duì)象建模的必要性 。 2021/6/14 104 第 7章 變電站與調(diào)度中心的通信標(biāo)準(zhǔn) (1) 現(xiàn)有的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC 608705 系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC608705系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) , 是為變電站和調(diào)度中心之間 傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸規(guī)約 。 2021/6/14 101 網(wǎng)絡(luò)通信 以太網(wǎng) （ Ether） 以太網(wǎng) （ Ether） 的名稱是由加利福尼亞Xenx公司的 PARC研究中心的 Bob Metcalfe于1973年 5月首次提出的 。 LONWorks的技術(shù)特點(diǎn)： ① 高可靠性 ② 支持多種傳輸介質(zhì) ③ 響應(yīng)時(shí)間塊 ④ 安全性好 ⑤ 互換性 2021/6/14 99 網(wǎng)絡(luò)通信 現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò) 幾種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線 (2) CAN現(xiàn)場(chǎng)總線 CAN（ Controller Area Network） 控制局域網(wǎng)是一種具有很高可靠性 、 支持分布式控制 。 ② 通信多為查詢方式 2021/6/14 95 網(wǎng)絡(luò)通信 現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場(chǎng)總線定義 根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì) IEC（ International Electrotechnical Commission ） 標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng) 總線基金會(huì) FF（ Fieldbus Foundation） 的定義：現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式 、 雙向傳輸 、 多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò) 。 因接口簡(jiǎn)單 ，因此也廣泛應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的通信 ， 但其主要缺點(diǎn)是易受干擾 ， 故傳輸距離短 ， 速率低 ， 最大傳輸距離為 15米 。 1/2LSB, 177。 輸入 /輸出信息的組成 （ 1）數(shù)字信息 （ 2）狀態(tài)信息 （ 3）控制信息 輸入 /輸出的傳送方式 （ 1）并行傳送 （ 2）串行傳送 2021/6/14 71 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 （ 2） CPU對(duì)輸入 /輸出的控制方式 1. 同步傳送方式（無(wú)條件程序傳送方式） 見(jiàn) 圖 、 圖 2. 查詢傳送方式（條件程序傳送方式） 3. 中斷控制輸入 /輸出方式 （ DMA方式） 開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出接口電路 開(kāi)關(guān)量輸入接口電路 ,見(jiàn) 圖 、 圖 開(kāi)關(guān)量輸出接口電路 ,見(jiàn) 圖 、 圖 開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出的抗干擾措施 2021/6/14 72 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 （ 3） CPU對(duì)輸入 /輸出的控制方式 圖 典型的 I/O接口電路 圖 典型的 I/O接口電路 2021/6/14 73 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 (4) CPU對(duì)輸入 /輸出的控制方式 圖 同步傳送輸出方式 2021/6/14 74 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 (5) 開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出接口電路 圖 八開(kāi)關(guān)量輸入接口電路 2021/6/14 75 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 (6) 開(kāi)關(guān)量輸出接口電路 圖 八個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出接口電路 2021/6/14 76 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 (7) 開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出的抗干擾措施 光電隔離 ,見(jiàn) 圖 、 圖 繼電器隔離 ,見(jiàn) 圖 繼電器和光電耦合雙重隔離 2021/6/14 77 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 (8) 光電隔離 圖 2021/6/14 78 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 (9) 繼電器隔離 圖 2021/6/14 79 第 5章 模擬量的輸入、輸出 (1) 電力系統(tǒng)中的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、頻率、水位、溫度等均屬模擬量。 （ 1） 變電站層是一個(gè)雙光纖網(wǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控與遠(yuǎn)動(dòng)通信系統(tǒng) 。 (3）變電站層（ Station level） 變電站的功能有 2類： ?與過(guò)程有關(guān)的站層功能： ?與接口有關(guān)的站層功能： 2021/6/14 63 變電站的智能電子設(shè)備 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備統(tǒng)稱為智能電子設(shè)備 IED （ Intelligent Electronic Devices） 。 (2)自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度通信 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須兼有 RTU的全部功能 ，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息 ，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端；同時(shí)應(yīng)該能接收調(diào)度端下達(dá)的各種操作 、 控制 、 修改定值等命令 。 （ 6） 諧波對(duì)通信系統(tǒng)的影響 。 如表 。 (3)變電站的饋電線路故障或變壓器跳閘造成失壓時(shí)，低頻減載裝置應(yīng)可靠閉鎖，不應(yīng)誤動(dòng)。 10%。 （ 1）利用單片機(jī)或 DSP（ 數(shù)字信號(hào)處理器）為核心，利用高精度的 A/D轉(zhuǎn)換器和采樣保持器，采集 u和 i , 通過(guò)軟件計(jì)算 P、 Q，以及 kWH和 kVarH等量。 . 微機(jī)保護(hù)優(yōu)越性 （ 1） 靈活性強(qiáng) （ 2）穩(wěn)定性好 （ 3）利用微機(jī)的記憶功能，可改善保護(hù)性能 （ 4）體積小，功能全。