【正文】 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)電容器實際補償容量： cQ = 2.. ?????????? CwC UUNq = (4)人工補償后的功率因數(shù)： Qac= c?? == 第 28 頁 Sac= 22 acQP ?? = CosФac=acSP? = I= AUS ac ???? 測控功能： 6 路通過操作回路采集的位置遙信； 8 路本體跳閘開入； 35 路空接點遙信開入，包括外部復(fù)歸、差動速斷壓板 、比率差動壓板、本體輕瓦斯、有載輕瓦斯、非電量 非電量 檢修開入；多路軟遙信，包括事故總信號、保護軟壓板位置； IaH， IbH， IcH， UaH， UbH， UcH， IaL， IbL， IcL， UaL， UbL， UcL，UabH， UbcH， UcaH， UabL， UbcL， UcaL， PaH， PbH， PcH， PaL， PbL， PcL， PH，QH， SH， COStpH， PL， QL， SL， COS（ Pl， Fr， Zl1， Zl2， DW 等 36 個遙測量； 9路操作開關(guān)遙控和軟壓板遙控，并作遙控操作記錄及統(tǒng)計；事件記錄、 SOE 記錄、自檢記錄、瞬 時閉鎖保護記錄；諧波分析功能；具有和五防主機同規(guī)則的間隔五防閉鎖遙控功能。 5％ 方向元件邊界條件： 角度下邊界誤差：≤ +10。 繼電器回路工作電壓： +24V，允許偏差：177。 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)濟性，進一步保證供電質(zhì)量。 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)視保護裝置是否失電，自動控制裝置工作是否正常等。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。 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。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。 ： 101 規(guī)約、 104 規(guī)約、 CDT 規(guī)約、 SCI1801 規(guī)約、 μ4F 規(guī)約。通信規(guī)約就是計算機通信的語言。 （ 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。 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、繼保工程師站等計算機所構(gòu)成的是網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)控機 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) 第 18 頁 一個小型的局域網(wǎng) ， 把多臺小型、微型計算機以及外圍設(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)。它的出現(xiàn)為變電站的小型化、智能化、擴大控制范圍及變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟 運行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。通過通信控制單元的控制和協(xié)調(diào)，使得各保護測控單元、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)、保護動作情況，接收各種控制命令，完成變電站計算機系統(tǒng)和電網(wǎng)自動化系統(tǒng)所要求的各種 操作和控制。９。此類結(jié)構(gòu)對監(jiān)控主機的性能要求較 高，且系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)手段少，系統(tǒng)在開放性、擴展性和可維護性等方面較差，抗干擾能力不強。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。 （ 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。 實施遠方控制和操作，包括保護裝置的投入和退出、斷路器以及隔離開關(guān)的操作、變壓器分接頭 位置控制等。通信規(guī)約可以采用遠動標準規(guī)約或計算機通 信規(guī)約，視調(diào)度中心的要求而定。 4） CRT 屏幕操作閉鎖功能。 （ 3）遠方整定保護定值 對各保護裝置，可在當(dāng)?shù)鼗蜻h方設(shè)置一組或多組保護定值，并可在當(dāng)?shù)鼗蜻h方顯示、切換整定值。 2）模擬量采集 采樣各段母線電壓、各進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)。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，設(shè)置專用電源回路（３５ｋＶ電壓等級以上），保護ＴＡ與測量ＴＡ分開，可遠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。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。 E50 標準的實施應(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)濟和可靠。 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)上增加了計算機管理功能。微機保護柜除保護部件外，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，傳送保護裝置的各種信息和參數(shù)，整定和顯示保護定值，投／停保護裝置。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，保護屏實現(xiàn)電力設(shè)備保護，遠動設(shè)備實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集。 1954 年，我國從前蘇聯(lián)引進了 RTU技術(shù)，東北安裝了 16 套遙測／遙信裝置。此后，美國、英國、法國、德國等一些發(fā)達國家也相繼在此領(lǐng)域內(nèi)取得不同程度的進展。 依據(jù)大電網(wǎng)會議 工作組的分析，變電站自動化系統(tǒng)較為嚴格的定義為心 ： （ 1） 遠動功能（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)補償電容器的綜合控制（ voc）。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)。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。 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(dāng)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(dāng)變電站無人值班時。當(dāng)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) 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。由于至今沒有統(tǒng)一的制造設(shè)計標準和規(guī)程，目前不同自動化系統(tǒng)的繼電保護和自動裝置的功能配置不盡相同，裝置的組合及組屏更是形式多樣。 3）現(xiàn)場總線通信網(wǎng) 現(xiàn)場總線通信網(wǎng)是控制系統(tǒng)中最底層的通信網(wǎng)絡(luò)，而目前只是覆蓋了保護測控等間隔層設(shè)備，還未完全底層化，即一次設(shè)備與間隔層之間仍然通過二次電纜連接，而非真正意義上的數(shù)據(jù)通信。通常通信和遠動專業(yè)聯(lián)系比較緊密，它們雖與保護專業(yè)之間在工作上有很多聯(lián)系，但界面分工較清楚。目前該站已經(jīng)投運，經(jīng)過實踐表明，系統(tǒng)性能達到設(shè)計要求，并在快速性、安全性、可靠性三方面取得了良好效果。郭教授淵博的知識、嚴謹務(wù)實的治學(xué)態(tài)度使我受益匪淺，在此謹致以衷心的感謝和深深的敬意！ 在論文工作和撰寫過程中得到河南省平頂山市工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院各位老師的指點和幫助，平煤電務(wù)廠的領(lǐng)導(dǎo)和同事也給予了大力支持、指點和幫助，在此一并表示感謝！ 雖經(jīng)修改，疏漏和失誤仍然難免，懇請?zhí)岢鰧氋F意見，使之更加完善。但是電力系統(tǒng)是個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，目前的算法仍然沒有很好的同時解決電力系統(tǒng)繼電保護所要求的快速性、安全性、可靠性。又加上這幾個專業(yè)分屬不同部門，使得工作安排和協(xié)調(diào)程序繁瑣，有時甚至延誤了故障處理時間。這樣現(xiàn)場智能設(shè)備和智能儀表可采用低壓電源，解決因裝置采用逆變電源的許多問題，并能提高設(shè)備的抗干擾能力，提高整個變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性，大大減少二次設(shè)計的工作量。綜合自動化系統(tǒng)若能做到功能配置及裝置 的外形尺寸、組屏方式的統(tǒng)一，并且做到裝置背面接線方式及端子排的規(guī)范一致，綜合自動化的各部分若能按照固定的模式做到模塊化制