【正文】 .... 32 致 謝 ................................................................ 33 參考文獻 ................................................................ 34 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 1 頁 第一章 變電站綜合自動化系統(tǒng)概況 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，電力用戶對供電質(zhì)量的要求愈來愈高，加強電網(wǎng)建設(shè)和改造成為電力系統(tǒng)新的工作重點，而依靠科技的進步，采用先進的技術(shù)和現(xiàn)代化的管理手段是電網(wǎng)建設(shè)和改造的出發(fā)點，實現(xiàn)電網(wǎng)自動化則是重要手段。 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文） （ 說 明 書 ） 題 目： XXXXXX 姓 名： XXXXXX 學(xué) 號 ： XXXXXX 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 2020 年 5 月 20 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文） 任 務(wù) 書 姓名 XXXXX 專業(yè) 班級 XXXXXXX 任 務(wù) 下 達 日 期 2020 年 3 月 4 日 設(shè)計 （ 論 文） 開 始日期 2020 年 3 月 10 日 設(shè)計 （ 論 文）完成日期 2020 年 5 月 20 日 設(shè)計 （ 論 文） 題 目： XXXXXXXXXX 指 導(dǎo) 教 師 XXX 系（部） 主 任 郭宗躍 2020 年 5 月 20 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 （ 論 文）答 辯 委 員會記錄 電力工程 學(xué)院 XXXXX 專業(yè) ， 學(xué) 生 XXXX 于 2020 年 6 月 10 日 進 行了 畢業(yè)設(shè)計 （ 論 文）答 辯 。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。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。變電站綜合自動化目前在國外已得到了較普遍的應(yīng)用。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。采用這種方式使二次設(shè)備增加，二次回路更復(fù)雜。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。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。 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。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。 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。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。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。此外還將故障錄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。當變電站無人值班時。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。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。 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。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。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。 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。 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。根據(jù)配置不同，可以分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)，如圖 33 所示 。 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)中一種十分理想操作員站 工程師站 交換機 1 交換機 2 A 網(wǎng) B 網(wǎng) 操作員站 工程師站 交換機 1 交換機 2 A 網(wǎng) 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 19 頁 的通信方式。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。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。 2)變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。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。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。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。 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。 檢同期角度定值誤差：≤177。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。 １、變壓器綜合保護測控裝置（ 378G） 保護功能：差動速斷保護；復(fù)式比率差動保護； CT 斷線告警：差動電流越限告警；高壓側(cè)／低壓側(cè)各三段復(fù)合電壓閉鎖過流保護；三段過負荷保護；兩側(cè)母線ＰＴ斷線告警；母線接地告警；兩側(cè)斷路器控制回路斷線告警；變壓器本體保護。 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 其他定值誤差：≤177。 20％數(shù)字系統(tǒng)工作電壓 ： +5V 允許偏差177。 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 23 頁 1）符合國家、所在地區(qū)及行業(yè)相關(guān)的規(guī)范。軟件計算方法并非不需要任何硬件設(shè)備，其實質(zhì)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用交流采樣得到的電流、電壓值，通過軟件計算出有功電能和無功電能。 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 21 頁 (2)開關(guān)量的采集。這種方式，在變電站自動化系統(tǒng)中，已基本上被計算機通信方式所替代，或者說，可以看作系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)交換。 (1)模擬量：指控制系統(tǒng)量 的大小是一個在一定范圍內(nèi)變化的連續(xù)數(shù)值，如電流、電壓、溫度等。 ：遠動規(guī)約、保護規(guī)約、電度表規(guī)約、智能設(shè)備互連規(guī)約。 計算機通信如同兩個人相互交流，必須說同一種語言。雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)在 A網(wǎng)故障時，后臺機可以由 B 網(wǎng)繼續(xù)進行通訊，可靠性高 ，多用于 110KV 及以上變電站 。如圖 32所示 。變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運行和操作。 通信控制單元在變電站自動化系統(tǒng)中，承擔著保護測控單元、自動化設(shè)備和輔助設(shè)備與變電站計算機系統(tǒng)以及電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信的控制、協(xié)調(diào)、監(jiān)視和管理作用。所謂面向?qū)ο?，就是面向電氣一次回路設(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元（ I/O 單元）和保護單元就地分散安裝在開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機通信168。受計算機硬件水平的限制，該結(jié)構(gòu)在早期自動化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，圖２ — １是一種較典型的集中式結(jié)構(gòu)。通用的軟件平臺指的是在多功能裝置內(nèi)建立一個通用的功能軟件庫和數(shù)據(jù)庫。診斷結(jié)果周期性地送當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機和遠方調(diào)度中心，故系統(tǒng)中各裝置的狀態(tài)一目了然，無需 定期檢修。操作人員的人機聯(lián)系界面是ＣＲＴ屏幕與鍵盤或鼠標器，可實現(xiàn)下列主要功能： CRT 屏幕上可顯示各種畫面、數(shù)據(jù)和表格，包括主接線圖、開關(guān)狀態(tài)、潮流信息、報警畫面與提示信息、事故記錄Ｓ ＯＥ、負荷曲線、系統(tǒng)的配置和工作情況、保護整定值、日運行報表等，并可將顯示畫面和表格拷貝打印記錄下來。通信波特率隨所選用通信通道及通信方式來決定。 3）根據(jù)實時信息，實現(xiàn)斷路器、刀閘操作閉鎖功能。對低壓變電站可給出故障報告，包括故障類型、動作類型及開關(guān)遮斷電流大小。對重要的狀態(tài)量（如斷路器位置）采用雙位置接點進行采集，即 11,00 分別表示二個狀態(tài)，以保證正確無誤地反映斷路器位置，防止繼電器觸點的失效與抖動而引起的狀態(tài)誤報。 保護系統(tǒng)功能 保護 裝置是綜合自動化系統(tǒng)的重要組成部分，以被保護的一次設(shè)備為對象，直接由相關(guān)的ＣＴ和ＰＴ輸入電氣量，動作后由接點輸出，直接作用于相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能要求 變電站自動化系統(tǒng)的具體功能要求主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、作用和變電站的規(guī)模、電壓等級及一次設(shè)備狀況。 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 5 頁 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 變電站自動化技術(shù)伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機軟、硬件技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而不斷進步，自動化系統(tǒng)以按對象設(shè)計的全分層分布式為潮流，朝著二次設(shè)備功能集成化，一次設(shè)備智能數(shù)字化方向發(fā)展：同時經(jīng)濟性和可靠 IC618 性也是變電站自動化技術(shù)發(fā)展所要考慮的實際問題。分散式面向?qū)ο蟮淖冸娬揪C合自動化系統(tǒng)由于大大縮小