【正文】 bstation automation system power system to meet the requirements. Abroad from the early 1980s, began to carry out research and development so far, major power equipment panies are gradually introduced to the mass production products. If ABB, SIEMENS, HARRIS panies, since the 1990s, new substation countries in the world use most of the digital secondary equipment。在這次畢業(yè)設計中，我存在很多的問題和疑難，正是李老師不厭其煩的為我講解，幫我找一些相關的資料，才得以克服難關。分散式是按回路就地安裝微機保護單元和單回路的數(shù)采/監(jiān)控單元，提高了抗干擾能力，減化了二次設備，減小了占地面積。第5章 總結 變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計算機為主，將變電站的一，二次設備經(jīng)過功能組合形成的標準化，模塊化，網(wǎng)絡化的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。(6) ： 裝置保護功能相對獨立。C： 通訊功能(1) ： 一個標準的RS485接口。裝置引入單相電壓，是為了在進線互投時判別備用進線電壓是否合格；裝置引入開關和母聯(lián)位置，作為系統(tǒng)運行方式判別以及自投準備和選擇自投方式，裝置還引入閉鎖備自投開入量以及各開關的合后位置和允許備自投開入量，以便手跳時閉鎖，以及變壓器后備保護動作時閉鎖自投裝置。方向元件具有記憶功能用來消除近處三相短路時方向元件的死區(qū)。(2) : 兩段式零序過流保護各段均可獨立投退，主要考慮在小電阻接地系統(tǒng)中發(fā)生的單相接地故障。當正常運行時四個橋臂容抗平衡，Xc1=Xc2, Xc3=Xc4因此M和N之間無電流通過。(6)：兩段式零序過流保護：配有兩段式零序過流保護，可選擇投退。(2) ：過電壓保護： 為避免使用相電壓在單相接地時引起過電壓保護誤動，過電壓保護采用相電壓。(6) : PT斷線告警：三相電壓均小于16V，某相電流大于0。零壓閉鎖元件的零序電壓，采用三相電壓計算自產(chǎn)零序電壓3Uz零序電流可選擇取自變壓器中性點零序電流或三相電流計算自產(chǎn)零序電流 。 10KV開關柜智能保護單元本變電站10KV開關柜選用的是LG公司的LV1真空開關，配置的是SIEMENS系列產(chǎn)品NSP7系列保護及測控裝置。 配電線載波通信技術 配電通信載波是以6—10KV配電線路為傳輸通道，采用移頻監(jiān)控和跳頻技術相結合的調制方式，應用先進的DSP數(shù)字信號處理技術和集成電路技術來實現(xiàn)數(shù)話同傳的通信方式。(2)：互可操作性和互用性：設備和設備間，不同生產(chǎn)廠家之間。通常實現(xiàn)開閉所RTU至主站信息的傳輸，同時用于建設饋線FTU信息向配電子站集結的信息通道，但不能傳語音。無漏信號和串音干擾。目前我們主要使用的有以下通信協(xié)議:IEC8705101通信協(xié)議（遠動通信標準），IEC8705102 通信協(xié)議（電量采集通信標準），IE87051103通信協(xié)議（保護傳輸通信標準）。而通信協(xié)議就是整個系統(tǒng)通信部分的核心。除了西門子公司外，還有ABB公司生產(chǎn)的SCS100和SCS200。LONWORKS以這樣的方式來保證網(wǎng)絡傳輸?shù)膶崟r性。：變電站內部的通信基于CAN總線，包含兩層通信網(wǎng)絡：站級CAN網(wǎng)絡和現(xiàn)場級CAN網(wǎng)絡。而PC機用廉價的以太網(wǎng)卡也可以聯(lián)到以太網(wǎng)上。因此網(wǎng)上節(jié)點多，流量大，而帶寬卻只有78kb/s，在多臺保護同時動作等特殊情況下，網(wǎng)絡負載突然加重，這時會出現(xiàn)較嚴重的網(wǎng)絡沖突現(xiàn)象，網(wǎng)絡通信效率下降。 間隔以上用10MB/S的嵌入式以太網(wǎng)構成站內通信的主干網(wǎng)絡，負責后臺機，遠動機等PC機和各間隔進行通信。錄波網(wǎng)則傳送電力系統(tǒng)故障錄波信息。 各種總線技術的優(yōu)缺點RS232總線通信速度快，距離短。(2)：CANBUS網(wǎng)絡上節(jié)點可分為不同的優(yōu)先級，并可滿足不同的實時要求。該芯片內部裝有3個微處理器；MAC處理器完成介質訪問控制。(2)：通信介質開放。 RS422為全雙工，可以同時接收和發(fā)送。為中低壓變電站廣為采用。為適合變電站自動化的發(fā)展，新型微機變壓器保護也提供了基于現(xiàn)場總線的通信接口功能。因此整個保護裝置并不因為采用了多CPU技術而使可靠性大幅度的提高。這種類型的微機保護裝置的基本特點是：電壓頻率轉換原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整套裝置的公共部分,其頻率輸出信號分別傳送給各個保護插件，再由各個保護插件完成相應的測頻，采樣值標度變換，保護功能計算。采樣率的提高導致了采樣間隔的縮短，從而留給CPU進行采樣數(shù)據(jù)預處理，保護啟動計算，主保護計算的時間大大縮短。為了節(jié)省CPU的工作時間，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在變化完成后的得到的數(shù)字輸出不需要經(jīng)過CPU控制，而經(jīng)DMA控制直接存入本插件的RAM中?？焖俚闹噶钪芷冢鸾Y構，流水操作，專用的乘法器，特殊的指令，加上集成電路優(yōu)化設計，可以使DSP的指令周期達到200ns。運行能力也得到了大大的加強，出現(xiàn)了無須進行外部擴展的所謂總線不出芯片的新型微機保護。第二階段以多單片機構成的多cpu硬件結構為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為電壓頻率轉換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，硬件軟件的設計吸取了第一代微機保護裝置的成功運行經(jīng)驗，利用多cpu的特點，強化了自檢和互檢功能，使硬件故障可以定位，對保護的跳閘出口回路，具有完善的抗干擾措施以及防止拒動和誤動的措施。保護柜內各單元應有獨立的交流輸入，獨立電源，獨立出口，應有可靠的抗干擾措施。打印機和鍵盤。零序保護，高壓側備用電源自投和低壓側備電源自投。(2) : 具有事故追憶功能。以使無功和電壓滿足要求。變電站監(jiān)控的內容主要有以下幾個方面：(1) ：跳閘統(tǒng)計：統(tǒng)計開關跳閘次數(shù)。 監(jiān)控： 綜合自動化系統(tǒng)提供方便可靠的人機對話，運行人員利用鍵盤和顯示器操作開關，刀閘和變壓器分接頭。這種結構方式具有分散式結構的全部優(yōu)點，并且由于采用了集中式組屏，有利于系統(tǒng)的設計，安裝以及維護管理。單元層本身就是兩級系統(tǒng)的結構。微機保護單元和單回路的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控單元與I/O通信控制器相互之間用網(wǎng)絡電纜連接起來，僅做數(shù)據(jù)信息的傳送。 集中式綜合自動化系統(tǒng)：它是按功能要求配置相應的繼電保護裝置和遠動裝置并安裝在變電站的中央控制室內。5：提高電力系統(tǒng)的運行管理水平 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展前景隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力工業(yè)作為很重要的國家戰(zhàn)略企業(yè)，十分重視電力系統(tǒng)綜合自動化技術的發(fā)展，實現(xiàn)變電站綜合自動化，這是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢。此類系統(tǒng)特點是功能簡單，整體性能指標較低，系統(tǒng)聯(lián)結復雜，不便于運行管理與維護，為自動化系統(tǒng)的初級階段。因此，各級調度中心需要更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況。(3) 人機操作界面接口統(tǒng)一化，運行操作無線化 無人無建筑小室的變電站，變電運行人員如果在就地查看設備和控制操作，將通過一個手持式可視無線終端，邊監(jiān)視一次設備邊進行控制操作，所有相關的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。它的缺點是對運行的可靠性要求極高，任何形式的檢修維護都將迫使一次設備的停止。（3）：工藝結構條件優(yōu)越。變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計算機為主，將變電站的一，二次設備經(jīng)過功能組合形成的標準化，模塊化，網(wǎng)絡化的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。并且對此前景進行了簡介。關鍵詞： 變電站綜合自動化，通信協(xié)議， 微機保護，硬件配置。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，可以方便的監(jiān)視和控制變電站內的各種設備的運行和操作，它具有功能綜合化，結構微機化，操作監(jiān)視屏幕化，運行管理智能化等顯著特點。（5）：使用靈活方便。目前的綜合自動化裝置都是安裝在低電壓的中置柜上和室內的開關室內，戶外的僅是一些實現(xiàn)簡單功能的柱上設備。全站統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一維護組態(tài)工具軟件，分類分單元下載參數(shù)設置數(shù)據(jù)。世界發(fā)達國家率先研制出成熟系統(tǒng)，并推廣應用，大大提高了變電站管理的自動化水平，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行。該模式?jīng)]有做到面向對象設計，信息共享程度不高，另外系統(tǒng)的二次電纜互聯(lián)較多，擴展性不好，不利于運行管理和維護。但由于在技術性能上的潛在能力，必將被廣泛的應用于祖國各個城網(wǎng)和農網(wǎng)中。經(jīng)初步處理后送到I/O通信控制器進行數(shù)據(jù)格式的變換，并將變電站所有保護，測量，信號和控制信息統(tǒng)一處理，與當?shù)氐暮笈_機和遠方調度中心進行信息交換。 分布集中式綜合自動化系統(tǒng)：整個變電站的一，二次設備分為三層，變電站層，單元層和設備層。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要集中在單元層和變電站層。 監(jiān)測：綜合自動化系統(tǒng)通過對變電站的數(shù)據(jù)進行采集，處理，顯示和打印，使運行人員了解變電站的運行工況，并采取相應的措施。操作方式分為手動操作和遙控執(zhí)行。也可利用功率方向法等其他方法來判別?；螂娋W(wǎng)故障時不應該誤動。能夠對保護柜包括主機在內的各元件進行在線檢查。模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手。主控室后部設保護柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜，交直流電源柜等設備。各單元應具有模塊化的主機板，開出板。 變電站綜合自動化系統(tǒng)微機保護的硬件結構(1) 處理器分為單片機和數(shù)字信號處理器兩種。高性能單片機包含了微機保護所需要的各種硬件功能，使新型微機保護的電路設計異常簡單可靠。濾序和傅立葉變換算法的主要時間，不但可以完成數(shù)據(jù)采集，信號處理的功能，還可以完成以往主要由COU完成的運算功能，甚至完成獨立的繼電保護功能。② 電壓頻率轉換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：第2代微機線路保護的VFC (電壓頻率保護) 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，每個模擬輸入通道都需要使用單獨的電壓頻率轉換/光耦合器，其輸出頻率信號送至可編程計數(shù)器8255進行頻率測量，在每個數(shù)據(jù)采集周期由CPU讀取可編程計數(shù)器的計數(shù)值，并進行標度變換以獲得實際的采樣植。當保護裝置使用單片機時，目前使用的VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)難以滿足要求，必須對此單獨進行考慮。通信控制，保護CPU運行狀態(tài)監(jiān)控等功能。在距離保護CPU插件或者零序保護CPU插件發(fā)生故障時，即使線路的主保護可以正常工作，仍將失去遠方后備保護的功能。可以大大縮短微機保護裝置的開發(fā)周期，實現(xiàn)微機繼電保護裝置的系列化和標準化，便于運行部門的運行維護，必將在微機保護的發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。第3章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡 通信網(wǎng)絡的發(fā)展：目前，國內變電站綜合自動化系統(tǒng)用的通信網(wǎng)絡主要是總線式網(wǎng)絡。RS485為半雙工通信方式，在某一時刻，一個發(fā)送一個接受，當用于多站互連時，可節(jié)省信號線，便于高速遠距離的傳送。Lonworks通信協(xié)議符合OSI模型，任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作。它們之間通過公共存儲器傳遞數(shù)據(jù)。(5)：CANBUS直接通信距離最遠可達10km，CANBUS的通信速率最高可達1Mbit/s.(6)：CANBUS上的節(jié)點數(shù)實際上可達110個，理論上可達2000多個。因而實用性較差。每個保護裝置都帶有LONWORKS網(wǎng)絡接口，后臺機，工程師站，遠動機等pc機上均有PCLTA卡，于是保護裝置和PC機就可以連接到LONWORKS網(wǎng)絡上。這種方案實際上是將嵌入式以太網(wǎng)和LONWORKS現(xiàn)場總線技術相結合，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。而當信息傳到主干網(wǎng)時，由于主干網(wǎng)的帶寬很寬，所以站內的流量對于其而言仍屬輕負載， 以太網(wǎng)在輕負載時效率極高，因此方案2能滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求，并且留有余地。 由于以太網(wǎng)使用開放式的TCP/IP協(xié)議，所以可以較為方便的與廣域網(wǎng)相聯(lián)。變電站和遠程調度中心的信息傳輸基于公用電話網(wǎng)，通過終端的modem實現(xiàn)數(shù)字信號和公用電話網(wǎng)上的模擬信號之間的轉換，通信管理機的外圍設備包括鍵盤輸入，液晶顯示，程序存儲器EPROM，實時時鐘RAM,以及備用的RS232串口 內部通信網(wǎng)的傳輸實時性分析 方案一中的LONWORKS現(xiàn)場總線方式中由于帶寬有限，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。 以太網(wǎng)雖然沒有LONWORKS或CAN網(wǎng)絡的優(yōu)先級設置，但其帶寬高達10MB/S，因此可以承受的網(wǎng)絡負荷很大。它們相繼開發(fā)了一系列產(chǎn)品，并在全國各個省市的變電站中得到了應用。同時采集來的信號要往主站送，承擔和主站通信的功能。與其它通信技術相比，有以下優(yōu)點：(1) ： 傳輸頻帶很寬，通信容量大。 光纖通信的類型以及在配電自動化系統(tǒng)中的應用如下(1) ： SDH（同步數(shù)字體系）和PDH（準同步數(shù)字體系）。 配電自動化專用數(shù)據(jù)光傳輸設備具有傳輸距離遠，組網(wǎng)靈活，接口豐富等特點的光電合一最新產(chǎn)品。(5): 對現(xiàn)場環(huán)境的適應性。通過具體的3種方法將變電站內的設備用通信協(xié)議連接了起來。 復壓閉鎖過流保護的復壓閉鎖元件，有本側復壓閉鎖和外部接入的復壓開入閉鎖或門構成。(4): 過復合保護：包括過復合警告，啟動風冷，閉鎖有載調壓，各一段一時限。三相電壓和大于8V， 最大線電壓和最小線電壓差大于16V，判為單相PT斷線。在電容器組中過電壓和欠電壓保護均可通過延時來判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。如圖所式： TV的一次繞組可以兼做電容器組的放電回路，二次繞組接成壓差式即反極性相串聯(lián)。(9)：PT斷線告警保護 三相線電壓均小于16V，判斷為三相失壓。(5) ：小電流單相接地保護：中性點不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的方向和大小判別接地線路。抽取電壓：線電壓和相電壓。(1) ： 遙控記錄（遠方，當?shù)兀ㄖ敌薷挠涗浀?2) ： 故障記錄(3) ： 可存儲四套定值。(4) ： 一個RS232調試串行接口。(9)： 具有GPS硬件對時功能。集中式是把按功能要求配置的繼電保護裝置以及遠動裝置集中安裝在變電站的中央控制室內。 論文介紹了通信網(wǎng)絡的發(fā)展，比較了RS485總線。讓我十分的