【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(shè)計(jì)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(guān)的資料，才得以克服難關(guān)。分散式是按回路就地安裝微機(jī)保護(hù)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(shè)備，減小了占地面積。第5章 總結(jié) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)為主，將變電站的一，二次設(shè)備經(jīng)過功能組合形成的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。(6) ： 裝置保護(hù)功能相對(duì)獨(dú)立。C： 通訊功能(1) ： 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口。裝置引入單相電壓，是為了在進(jìn)線互投時(shí)判別備用進(jìn)線電壓是否合格；裝置引入開關(guān)和母聯(lián)位置，作為系統(tǒng)運(yùn)行方式判別以及自投準(zhǔn)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(guān)的合后位置和允許備自投開入量，以便手跳時(shí)閉鎖，以及變壓器后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)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(shí)方向元件的死區(qū)。(2) : 兩段式零序過流保護(hù)各段均可獨(dú)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(dāng)正常運(yùn)行時(shí)四個(gè)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(hù)：配有兩段式零序過流保護(hù)，可選擇投退。(2) ：過電壓保護(hù)： 為避免使用相電壓在單相接地時(shí)引起過電壓保護(hù)誤動(dòng)，過電壓保護(hù)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(jì)算自產(chǎn)零序電壓3Uz零序電流可選擇取自變壓器中性點(diǎn)零序電流或三相電流計(jì)算自產(chǎn)零序電流 。 10KV開關(guān)柜智能保護(hù)單元本變電站10KV開關(guān)柜選用的是LG公司的LV1真空開關(guān)，配置的是SIEMENS系列產(chǎn)品NSP7系列保護(hù)及測控裝置。 配電線載波通信技術(shù) 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(shù)相結(jié)合的調(diào)制方式，應(yīng)用先進(jìn)的DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和集成電路技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)話同傳的通信方式。(2)：互可操作性和互用性：設(shè)備和設(shè)備間，不同生產(chǎn)廠家之間。通常實(shí)現(xiàn)開閉所RTU至主站信息的傳輸，同時(shí)用于建設(shè)饋線FTU信息向配電子站集結(jié)的信息通道，但不能傳語音。無漏信號(hào)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(yuǎn)動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)），IEC8705102 通信協(xié)議（電量采集通信標(biāo)準(zhǔn)），IE87051103通信協(xié)議（保護(hù)傳輸通信標(biāo)準(zhǔn)）。而通信協(xié)議就是整個(gè)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(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。：變電站內(nèi)部的通信基于CAN總線，包含兩層通信網(wǎng)絡(luò)：站級(jí)CAN網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場級(jí)CAN網(wǎng)絡(luò)。而PC機(jī)用廉價(jià)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(diǎn)多，流量大，而帶寬卻只有78kb/s，在多臺(tái)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作等特殊情況下，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載突然加重，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)沖突現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)通信效率下降。 間隔以上用10MB/S的嵌入式以太網(wǎng)構(gòu)成站內(nèi)通信的主干網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)后臺(tái)機(jī)，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)等PC機(jī)和各間隔進(jìn)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(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)RS232總線通信速度快，距離短。(2)：CANBUS網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)可分為不同的優(yōu)先級(jí)，并可滿足不同的實(shí)時(shí)要求。該芯片內(nèi)部裝有3個(gè)微處理器；MAC處理器完成介質(zhì)訪問控制。(2)：通信介質(zhì)開放。 RS422為全雙工，可以同時(shí)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(dòng)化的發(fā)展，新型微機(jī)變壓器保護(hù)也提供了基于現(xiàn)場總線的通信接口功能。因此整個(gè)保護(hù)裝置并不因?yàn)椴捎昧硕郈PU技術(shù)而使可靠性大幅度的提高。這種類型的微機(jī)保護(hù)裝置的基本特點(diǎn)是：電壓頻率轉(zhuǎn)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(hào)分別傳送給各個(gè)保護(hù)插件，再由各個(gè)保護(hù)插件完成相應(yīng)的測頻，采樣值標(biāo)度變換，保護(hù)功能計(jì)算。采樣率的提高導(dǎo)致了采樣間隔的縮短，從而留給CPU進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理，保護(hù)啟動(dòng)計(jì)算，主保護(hù)計(jì)算的時(shí)間大大縮短。為了節(jié)省CPU的工作時(shí)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?，哈佛結(jié)構(gòu)，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(shè)計(jì)，可以使DSP的指令周期達(dá)到200ns。運(yùn)行能力也得到了大大的加強(qiáng)，出現(xiàn)了無須進(jìn)行外部擴(kuò)展的所謂總線不出芯片的新型微機(jī)保護(hù)。第二階段以多單片機(jī)構(gòu)成的多cpu硬件結(jié)構(gòu)為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計(jì)數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，硬件軟件的設(shè)計(jì)吸取了第一代微機(jī)保護(hù)裝置的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，利用多cpu的特點(diǎn)，強(qiáng)化了自檢和互檢功能，使硬件故障可以定位，對(duì)保護(hù)的跳閘出口回路，具有完善的抗干擾措施以及防止拒動(dòng)和誤動(dòng)的措施。保護(hù)柜內(nèi)各單元應(yīng)有獨(dú)立的交流輸入，獨(dú)立電源，獨(dú)立出口，應(yīng)有可靠的抗干擾措施。打印機(jī)和鍵盤。零序保護(hù)，高壓側(cè)備用電源自投和低壓側(cè)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(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：(1) ：跳閘統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)開關(guān)跳閘次數(shù)。 監(jiān)控： 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供方便可靠的人機(jī)對(duì)話，運(yùn)行人員利用鍵盤和顯示器操作開關(guān)，刀閘和變壓器分接頭。這種結(jié)構(gòu)方式具有分散式結(jié)構(gòu)的全部優(yōu)點(diǎn)，并且由于采用了集中式組屏，有利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝以及維護(hù)管理。單元層本身就是兩級(jí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。微機(jī)保護(hù)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(luò)電纜連接起來，僅做數(shù)據(jù)信息的傳送。 集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：它是按功能要求配置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置并安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。5：提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展前景隨著國民經(jīng)濟(jì)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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，這是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢。此類系統(tǒng)特點(diǎn)是功能簡單，整體性能指標(biāo)較低，系統(tǒng)聯(lián)結(jié)復(fù)雜，不便于運(yùn)行管理與維護(hù)，為自動(dòng)化系統(tǒng)的初級(jí)階段。因此，各級(jí)調(diào)度中心需要更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況。(3) 人機(jī)操作界面接口統(tǒng)一化，運(yùn)行操作無線化 無人無建筑小室的變電站，變電運(yùn)行人員如果在就地查看設(shè)備和控制操作，將通過一個(gè)手持式可視無線終端，邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進(jìn)行控制操作，所有相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。它的缺點(diǎn)是對(duì)運(yùn)行的可靠性要求極高，任何形式的檢修維護(hù)都將迫使一次設(shè)備的停止。（3）：工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)為主，將變電站的一，二次設(shè)備經(jīng)過功能組合形成的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。并且對(duì)此前景進(jìn)行了簡介。關(guān)鍵詞： 變電站綜合自動(dòng)化，通信協(xié)議， 微機(jī)保護(hù)，硬件配置。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)。（5）：使用靈活方便。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)簡單功能的柱上設(shè)備。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)。世界發(fā)達(dá)國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。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)。但由于在技術(shù)性能上的潛在能力，必將被廣泛的應(yīng)用于祖國各個(gè)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中。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。 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。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。 監(jiān)測：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。操作方式分為手動(dòng)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(shí)不應(yīng)該誤動(dòng)。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。模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手。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。各單元應(yīng)具有模塊化的主機(jī)板，開出板。 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。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)異常簡單可靠。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。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)行頻率測量，在每個(gè)數(shù)據(jù)采集周期由CPU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。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。通信控制，保護(hù)CPU運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等功能。在距離保護(hù)CPU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?？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。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)。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。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。它們之間通過公共存儲(chǔ)器傳遞數(shù)據(jù)。(5)：CANBUS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)2000多個(gè)。因而實(shí)用性較差。每個(gè)保護(hù)裝置都帶有LONWORKS網(wǎng)絡(luò)接口，后臺(tái)機(jī)，工程師站，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)等pc機(jī)上均有PCLTA卡，于是保護(hù)裝置和PC機(jī)就可以連接到LONWORKS網(wǎng)絡(luò)上。這種方案實(shí)際上是將嵌入式以太網(wǎng)和LONWORKS現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。而當(dāng)信息傳到主干網(wǎng)時(shí)，由于主干網(wǎng)的帶寬很寬，所以站內(nèi)的流量對(duì)于其而言仍屬輕負(fù)載， 以太網(wǎng)在輕負(fù)載時(shí)效率極高，因此方案2能滿足變電站綜合自動(dòng)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(yuǎn)程調(diào)度中心的信息傳輸基于公用電話網(wǎng)，通過終端的modem實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)和公用電話網(wǎng)上的模擬信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，通信管理機(jī)的外圍設(shè)備包括鍵盤輸入，液晶顯示，程序存儲(chǔ)器EPROM，實(shí)時(shí)時(shí)鐘RAM,以及備用的RS232串口 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實(shí)時(shí)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(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。 以太網(wǎng)雖然沒有LONWORKS或CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置，但其帶寬高達(dá)10MB/S，因此可以承受的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷很大。它們相繼開發(fā)了一系列產(chǎn)品，并在全國各個(gè)省市的變電站中得到了應(yīng)用。同時(shí)采集來的信號(hào)要往主站送，承擔(dān)和主站通信的功能。與其它通信技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：(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(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用如下(1) ： SDH（同步數(shù)字體系）和PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）。 配電自動(dòng)化專用數(shù)據(jù)光傳輸設(shè)備具有傳輸距離遠(yuǎn)，組網(wǎng)靈活，接口豐富等特點(diǎn)的光電合一最新產(chǎn)品。(5): 對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。通過具體的3種方法將變電站內(nèi)的設(shè)備用通信協(xié)議連接了起來。 復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)的復(fù)壓閉鎖元件，有本側(cè)復(fù)壓閉鎖和外部接入的復(fù)壓開入閉鎖或門構(gòu)成。(4): 過復(fù)合保護(hù)：包括過復(fù)合警告，啟動(dòng)風(fēng)冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時(shí)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(hù)均可通過延時(shí)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(hù) 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(hù)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動(dòng)，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(yuǎn)方，當(dāng)?shù)兀?，定值修改記錄?2) ： 故障記錄(3) ： 可存儲(chǔ)四套定值。(4) ： 一個(gè)RS232調(diào)試串行接口。(9)： 具有GPS硬件對(duì)時(shí)功能。集中式是把按功能要求配置的繼電保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置集中安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。 論文介紹了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，比較了RS485總線。讓我十分的