【正文】 性較差。 (5)： CAN BUS 直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10km， CANBUS 的通信速率最高可達(dá) 1Mbit/s. (6)： CANBUS 上的節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際上可達(dá) 110 個(gè)，理論上可達(dá) 20xx 多個(gè)。它們之間通過公共存儲(chǔ)器傳遞數(shù)據(jù)。 Lonworks 通信協(xié)議符合 OSI 模型，任何制造商的產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)互操作。 RS485 為半雙工通信方式，在某一 時(shí)刻，一個(gè)發(fā)送一個(gè)接受，當(dāng)用于多站互連時(shí)，可節(jié)省信號(hào)線，便于高速遠(yuǎn)距離的傳送。 第 3 章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展： 目前，國(guó)內(nèi)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)用的通信網(wǎng)絡(luò)主要是總線式網(wǎng)絡(luò)?？梢源蟠罂s短微機(jī)保護(hù)裝置的開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的系列 化和標(biāo)準(zhǔn)化，便于運(yùn)行部門的運(yùn)行維護(hù)，必將在微機(jī)保護(hù)的發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。在距離保護(hù) CP U 插件或者零序保護(hù) CPU 插件發(fā)生故障時(shí)，即使線路的主保護(hù) 可以正常工作，仍將失去遠(yuǎn)方后備保護(hù)的功能。通信控制，保護(hù) CP U 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等功能 。當(dāng)保護(hù)裝置使用單片機(jī)時(shí)，目前使用的 VFC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)難以滿足要求，必須對(duì)此單獨(dú)進(jìn)行考慮。 ② 電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計(jì)數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 第 2 代微機(jī)線路保護(hù)的 VFC (電壓頻率保護(hù) ) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，為了提高數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)的采集速度，每個(gè)模擬輸入通道都需要使用單獨(dú)的電壓頻率轉(zhuǎn)換 /光耦合器，其輸出頻率信號(hào)送至可編程計(jì)數(shù)器 8255 進(jìn)行頻率測(cè)量，在每個(gè)數(shù)據(jù)采集周期由 CP U 讀取可編程計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，并進(jìn)行標(biāo)度變換以獲得實(shí)際的采樣植。濾序和傅立葉變換算法的主要時(shí)間，不但可以完成數(shù)據(jù)采集，信號(hào)處理的功能，還可以完成以往主要由 COU完成的運(yùn)算功能，甚至完成獨(dú)立的繼電保護(hù)功能。高性能單片機(jī)包含了微機(jī)保護(hù)所需要的各種硬件功能，使新型微機(jī)保護(hù)的電路設(shè)計(jì)異常簡(jiǎn)單可靠。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu) (1) 處理器分為單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理器兩種。各單元應(yīng)具有模塊化的主機(jī)板，開出板。主控室后部設(shè)保護(hù)柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜，交直流電源柜等設(shè)備。模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手。能夠?qū)ΡＷo(hù)柜包括主機(jī)在內(nèi)的各元件進(jìn)行在線檢查?；螂娋W(wǎng)故障時(shí)不應(yīng)該誤動(dòng)。 也可利用功率方向法等其他方法來判別。 操作方式分為手動(dòng)操作和遙控執(zhí)行。 監(jiān)測(cè)： 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過對(duì)變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，處理，顯示和打印，使運(yùn)行人員了解變電站的 運(yùn)行工況，并采取相應(yīng)的措施。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要集中在單元層和變電站層。 當(dāng) 地 監(jiān) 控 后 臺(tái) 機(jī)I / O 通 信 控 制 器 1 I / O 通 信 控 制 器 2單 回 路 保 護(hù) 裝 置單 回 路數(shù) 采 和 監(jiān) 控單 元開 關(guān)柜 1 … … … …單 回 路 保 護(hù) 裝 置 保 護(hù) 裝 置單 回 路數(shù) 采 和 監(jiān) 控單 元數(shù) 采 和 監(jiān) 控單 元開 關(guān) 柜 n其 它 電 氣 設(shè)備送 遠(yuǎn) 方 調(diào) 度中 心饋 線 間 隔 級(jí)網(wǎng) 絡(luò) 電 纜分 布 式 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 原 理 圖 分布集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 整個(gè)變電站的一，二次設(shè)備分為三層，變電站層，單元層和設(shè)備 層。經(jīng)初步處理后送到 I/O 通信控制 器進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的變換，并將變電站所有保護(hù)，測(cè)量，信號(hào)和控制信息統(tǒng)一處理，與當(dāng)?shù)氐暮笈_(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心進(jìn)行信息交換。但由于在技術(shù)性能上的潛在能力，必將被廣泛的應(yīng)用于祖國(guó)各個(gè)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中。該模式?jīng)]有做到面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，信息共享程度不高，另外系統(tǒng)的二次電纜互聯(lián)較多， 擴(kuò)展性不好，不利于運(yùn)行管理和維護(hù)。世界發(fā)達(dá) 國(guó)家率先研制出成熟系統(tǒng)，并推廣應(yīng)用，大大提高了變電站管理的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。全站統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一維護(hù)組態(tài)工具軟件，分類分單元下載參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)。目前的綜合自動(dòng)化裝置都是安裝在低電壓的中置柜上和室內(nèi)的開關(guān)室內(nèi)，戶外的僅是一些實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單功能的柱上設(shè)備。 （ 5） ：使用靈活方便。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和邏輯判斷功能，可以方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)的各種設(shè)備的運(yùn)行和操作，它具有功能綜合化，結(jié)構(gòu)微機(jī)化，操作監(jiān)視屏幕化，運(yùn)行管理智能化等顯著特點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) ......................................................... 40 英文翻譯 ..........................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢業(yè)論文 題目 ： 變電站自動(dòng)化功能綜述 學(xué)生姓名： 趙 旭 學(xué) 號(hào)： 92321120xx31 班 級(jí) : 海南自考 5 班 專 業(yè)： 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 漆宜農(nóng) 20xx 年 10 月 變電站自動(dòng)化功能綜述 摘 要 本次畢業(yè)論文通過對(duì)變電站自動(dòng)化 的概念和發(fā)展趨勢(shì)，以及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)研究的意義和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在發(fā)展的狀況的論述，探討了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，結(jié)構(gòu)，保護(hù)配置，并且進(jìn)一步討論了微機(jī)保護(hù)硬件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 第 1 章 緒論 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究意義 電力系統(tǒng)變電站的安全，可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行再很大程度上依賴于變電站繼電保護(hù)，控制和監(jiān)控技術(shù)的完善程度以及它們的可靠性，技術(shù)特性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性等多方面的因素。通過利用先進(jìn)的綜合自動(dòng)化技術(shù)，提高了供電質(zhì)量，提高了電壓合格率，提高了變電站的安全可靠性和系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，縮小了變電站占地面積，降低了造價(jià)，減少了總投資，減少了維護(hù)工作量，減少了值班員勞動(dòng)強(qiáng)度。 （ 6） ： 可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。隨著高電壓等級(jí)的推廣，其設(shè)備都將就地安裝在戶外的端子箱上，對(duì)環(huán)境條件要求高。其實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫可通過嚴(yán)密的安全防護(hù)措施與整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(duì)一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測(cè)量化值，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。目前，日本日立、三菱、東芝公司，德國(guó)西門子公司（ S IEMENS）、 AEG 公司，瑞士 ABB 公司，美國(guó)通用電氣公司（ GE）、西屋電氣公司（ Westing house），法國(guó)阿爾斯通公司（ ALS THOM），瑞士 Landisamp。 第三階段：面向間隔和對(duì)象 (objectoriented)的分層分布式結(jié)構(gòu)模式 90 年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對(duì)計(jì)算機(jī)保護(hù)與測(cè)控技術(shù)不斷爭(zhēng)論和探討達(dá)成了一致的認(rèn)識(shí)，采用面向設(shè)備或間隔為對(duì)象設(shè)計(jì)的保護(hù)及測(cè)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(dòng)化系統(tǒng)。應(yīng)用前景十分的巨大。它的特點(diǎn)是將變電站中所有的信息統(tǒng)一集中處理，形成一個(gè)系統(tǒng)，并符合傳統(tǒng)的變電站運(yùn)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(dòng)化系統(tǒng)： 隨著單片機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，一種發(fā)展趨勢(shì)是按每個(gè)電網(wǎng)元件，比如一臺(tái)變壓器，一臺(tái)斷路器等為對(duì)象，集測(cè)量，保護(hù)，控制為一體，設(shè)計(jì)在同一機(jī)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(dòng)操作分為三種方式：鍵盤操作，把手操作，保護(hù)柜操作。為了保證可靠性，應(yīng)多次采樣后才能確定。當(dāng)電容器檢修時(shí)，不應(yīng)參與控制。 變電站保護(hù)分為以下幾種類型： (1): 線路保護(hù)：包括電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)，方 向性電流保護(hù)，零序電壓，電流及方向保護(hù)，反時(shí)限過流保護(hù)，高頻保護(hù)，距離保護(hù)。其他如保護(hù)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(jī)臺(tái)內(nèi)裝主機(jī)和微機(jī)電源， 微機(jī)臺(tái)上放 CRT，打印機(jī)和鍵盤。開入板，模入板等，方便維護(hù)，并可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)。 單片機(jī)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(jì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度快，功耗低，性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。 由于單片機(jī)價(jià)格低廉，因此，微機(jī)保護(hù)由當(dāng)初的單 CP U 的硬件結(jié)構(gòu)為主發(fā)展到為多單片機(jī)構(gòu)成的多 CPU 硬件結(jié)構(gòu)為主。隨著數(shù)字信號(hào)處理器芯片和開發(fā) 工具的價(jià)格下降，可以預(yù)期數(shù)字信號(hào)處理器將會(huì)在微機(jī)繼電保護(hù)裝置中發(fā)揮重要的作用。主要優(yōu)點(diǎn)是：通過光電耦合器與 CPU 接口，因此抗干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)多單片機(jī)系統(tǒng)的多 CPU 接口。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)和調(diào)試，一些半導(dǎo)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(dòng)完成所有輸入通道的數(shù)據(jù)采集而無須 CPU 干預(yù)。 3 個(gè)保護(hù)插件啟動(dòng)元件按三取二的原則啟動(dòng)各套保護(hù)裝置的出口回路，從而大大的提高了保護(hù)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(hù)必須雙重化配置，后備保護(hù)也必須雙重化配置。 ③ 低壓線路的微機(jī)保護(hù)： 這種類型的保護(hù) 裝置可以分為兩種：一種為 “一對(duì)一 ”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)一條線路的保護(hù)；另一種為 “一對(duì) N”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)多條線路保護(hù)。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(guó) Echeton 公司推出的一種新型現(xiàn)場(chǎng)總線。 (4)： Lonworks 通信采用了 “網(wǎng)絡(luò)變量 ”，使網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(chǎng)總線 CANBUS 德國(guó) BOSCH 公司設(shè)計(jì)的，它是一種基于優(yōu)先級(jí)的高速。 (7)： CAN BUS 采用短砧結(jié)構(gòu)，每一砧的有效字節(jié)數(shù)為 8 個(gè)，這樣傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送時(shí)間短，尤其適合在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下工作。 CANBUS 總線是基于優(yōu)先級(jí)的多主從節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，克服了 RS422，和 RS485 總線的缺點(diǎn) ，而與 LONWORKS 總線相比，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此 C ANBUS 是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一種性價(jià)比最優(yōu)的選擇。這種方案適用于中低壓變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，當(dāng)用于 220K V 及以上的大型高壓變電站時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增多，網(wǎng)絡(luò)流量增大，網(wǎng)絡(luò)帶寬就顯得不夠了，特別是當(dāng)多個(gè)保護(hù)共同動(dòng)作時(shí)，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(dòng)化系統(tǒng)。 測(cè)控單元是整個(gè)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(dòng)化基于 CANBUS 總線的分層結(jié)構(gòu)圖。所以這種方案的傳輸實(shí)時(shí)性不好。實(shí)際應(yīng)用中表明，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷不超過帶寬的 37%時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的沖突率很低，以太網(wǎng)的傳輸效率是有保障的。與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)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(diǎn)。如果單純采用擴(kuò)大計(jì)算機(jī)內(nèi)存的數(shù)量的方式不僅是不經(jīng)濟(jì)的，也是有限的。 (2) ： 傳輸衰耗少，適合長(zhǎng)距離傳輸。其中 S DH光端機(jī)具有自愈功能，并可以支持多個(gè)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 總之，光 纖通信 已經(jīng)成 為了 主要的 通信方 式，應(yīng) 用于主 干層及 饋線終 端層 傳輸通道建設(shè)。 在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)應(yīng)用越來越廣。最后探討了光纖通信技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用前景。外部接入的復(fù)壓開入閉鎖方式配合復(fù)壓出口功能，可實(shí)現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓的并聯(lián)方式。每個(gè)時(shí)限 都可獨(dú)立投退，采用最大相電流判別。 恢復(fù)正常以后，告警自動(dòng)消失。amp。當(dāng)同相的兩電容器組 C1 和 C2 中發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，即 C1 的電抗不等于C2 的電抗，此時(shí)流過 C1 和 C2 的電流不相等，因此流過不平衡電流 Iund，而當(dāng) IunbIset 時(shí)保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作。當(dāng)電容器組 C1 或 C2 中有多臺(tái)電容器組被損壞時(shí)，由于 C1 和 C2 容抗不等，因 此兩只 TV 的一次繞組分壓不等，壓差接線的二次繞組中將出現(xiàn)差電壓，當(dāng)壓差超過定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。 三相電壓和大于 8V，最大線電壓小于 16V，判斷為二相 PT 斷線。 (5) ：小電流單相接地保護(hù)： 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓?jiǎn)?dòng)，零序電流的方向和大小判別接地線路。 (6) ： PT 斷線告警： 三相電壓均小于 16V，某相電 流大于 ，判斷為三相失壓。 恢復(fù)正常后，告警自動(dòng)消失。U a U s e tU b U s e tU c U s e t橋 差 投 入s wH 1T 10跳 閘橋 差 電 壓 保 護(hù) 原 理 框 圖 (8)：橋差電流保護(hù)： 三相橋差電流保護(hù)為反應(yīng)橋式接線電容器內(nèi)部短路而設(shè)置。I u n b I s e t零 序 電 流