【正文】 過變送器，直接接入數據采集單元。 ① 電能脈沖計量法。 RCS9000 計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過測控裝置、微機保護以及變電站內其它微機化設備（ IED）采集和處理變電站運行的各種數據，對變電站運行參數自動監(jiān)視，按照運行人員的控制命令和預先設定的控制條件對變電站進行控制，為變電站運行維護人員提供變 電站運行監(jiān)視所需的各種功能，減輕運行維護人員的勞動強度，提高變電站運行的穩(wěn)定性和可靠性。 通信指標 1）通訊速率 CAN 網接口，波特率范圍 5k～ 1mBPS． RS23 RS485 和 RS422 串口，波特率范圍 3P 以太網，傳輸速率為 10/100Mbs。 頻率滑差定值誤差：≤177。 系統(tǒng)實施方案 根據本站工程實際情況并遵循設備選型原則，本站選用了深圳南瑞科技有限公司的ISA300 變電站綜合自動化裝置心。綜自系統(tǒng)設備配置如表 41 所列。 5。 1）環(huán)境參數 正常工作溫度： 10~55℃ 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 25 頁 極限工作溫度： 20~60℃ 貯存及運輸： 40~70℃ 2）額定電氣參數 頻率 50HZ 交流電流： 5A 或 1A（額定電流） 交流電壓： 100V 或 200V（額定電壓） 交流零序電流（不接地系統(tǒng)電容電流）： 直流工作電源： 220V/110V，允許偏差177。 設計原則和系統(tǒng)技術參數 本站綜自系統(tǒng)在設計和設備選型中要統(tǒng)遵循如下原則及技術參數。 ② 軟件計算方法。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，直流 采樣主要用于變壓器溫度、氣體壓力等非電量數據的采集。典型的如 ： 電能量數據、直流母線電壓信號、保護動作信號等。變電站的原始數據包括：模擬量、開關量和電能量。 電力系統(tǒng)常用通信規(guī)約主要有： ：國際標準規(guī)約、國內標準規(guī)約、企業(yè)標準規(guī)約。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 19 頁 WorldFip 現場總線的特點： (1)通信速率高，距離長 (2)通信效率 高，實時性強 (3)通訊可靠性高 (4)通訊接口不易損壞 變電站綜合自動化系統(tǒng)常用的網絡設備 變電站綜合自動化系統(tǒng)常用 的 網絡設備有：網卡、交換機、調制解調器、規(guī)約轉換器、 RTU、雙絞線等 。單網結構簡單，可靠性比雙網結構低，多用于中小型 110KV 以下 變電站。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的網絡連接 目前綜合自動化系統(tǒng)所采用 的均為分層分布式結構，站控層、間隔層之間的數據通信由網絡層來實現，即網絡層是站控層與間隔層的數據傳輸通道。因此，變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。變電站自動化系統(tǒng)通信主要涉及： 各保護測控單元與變電站計算機系統(tǒng)通信； 各保護測控單元之間相互通信； 變電站自動化系統(tǒng)與電網自動化系統(tǒng)通信； 其他智能化電子設備 IED 與變電站計算機系統(tǒng)通信； 變電站計算機系統(tǒng)內部計算機間相互通信。 圖 22 分布式結構 分散（層）分布式結構 分散（層）分布式結構采用“面向對象＂設計。采用這類結構的系統(tǒng)其功能模塊與硬件無關，各功能模塊的連接通過模塊化軟件實現，信息是集中采集、處理和運算的。通用的硬件平臺指的是由一組元件組成一個多功能裝置，用于各個間隔。當系統(tǒng)在線診斷出故障時，應能自動報警，并將故障內容及發(fā)生時間登錄在事件一覽表中。則在遠方的調度中心或集控中心的調度或監(jiān)視主機上進行。傳送通道可以是電力載波、微波、光纖 或專用通道。 2）操作出口應具有并發(fā)性操作閉鎖功能。對高壓變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現：一是配置專用微機故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通訊；另一種則由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波 形及平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 9 頁 測距結果送監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)存儲及打印波形。 1）狀態(tài)量采集 包括斷路器狀態(tài)、隔離開關狀態(tài)、接地刀閘狀態(tài)、變壓器分接頭位置等，這些信號大部分采用光電隔離方式的開關量中斷輸入。同時還應考慮操作方便，具有完備的防誤提示和措施。并對變電站綜合自動化系統(tǒng)幾種常用的組網結構：集中式、分布式、分散分布式結構進行了介紹，對目前應用較廣的分散分 布式結構進行重點研究。進入九十年代后，由于數字保護技術的發(fā)展，才使得變電站綜合自動化技術產生了一個飛躍，使這項技術在我國進入了實質性發(fā)展階段。至于變電站自動化的功能，如遙測、遙信、采集及處理，遙控命令執(zhí)行和繼電保護功能等均由現場單元部件獨立完成，并將這些信息通過網絡送至后臺主計算機，而變電站自動化的綜合功能均由后臺主計算機系統(tǒng)承擔。 (3) 綜合自動化方式 1）集中式自動化系統(tǒng) 20 世紀 90 年代數字保護技術（即是微機保護）的廣泛應用，使變電站自動化取得實質性的進展。保護定值的整定、故障錄波和故障數據的收集，基本由現場人工進行。例如美國、德國、法國、意大利等國家，在他們所屬的某些電力公司里，大多數的變電站都實現了綜合自動化及無人值 班方式。 國內外變電站綜合自動化的發(fā)展及應用狀況 國際上對于變電站綜合自動化的研究，已經進行了多年，并取得了令人矚目的進展。要提高變電站運行的可靠性及經濟性，一個最基本的方法就是要 提高變電站運行管理的自動化水平，實現變電站綜合自動化。 答 辯 委 員會 人，出席 人 答 辯 委 員會 主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會 副主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會 委 員 ： ， ， ， ， ， , 。 信息就地處理的自動化系統(tǒng)的特點是能對電力系統(tǒng)的情況作出快速的反應，如高壓輸電線上發(fā)生短路故障時，要求繼電保護要在 20ms 左右動作， 以便快速切除故障，而同步發(fā)電機的勵磁自動控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)正常運行時，可以保證系統(tǒng)的電壓質量和無功出力的分配，在故障時可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，有功功率自動調節(jié)裝置，能跟蹤系統(tǒng)負荷的隨機波動，保證電能的頻率質量，按頻率自動減負荷裝置能在系統(tǒng)事故情況，電力系統(tǒng)出現嚴重的有功缺額時，快速的切除一些較為次要的負荷，以免造成系統(tǒng)的頻率崩潰，以上這些信息就地處理裝置，其重要的優(yōu)點是能對系統(tǒng)中的情況作出快速的反應，尤其在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，其作用更為明顯，但由于其獲得的信息有局限性，因而不能從全局的角度來處理問題，例如 通過自動頻率調節(jié)，雖然可以跟蹤負荷的變化，但總還存在與額定頻率的偏差，更不能實現出力的經濟分配。電力系統(tǒng)低頻減載、靜止無功補償器控制、配網系統(tǒng)故障分段隔離／非故障段恢復供電與網絡重組等） ； (3) 測量表計功能（如三相智能式電子電費計量表等） ； (4) 繼電保護功能 ； (5) 與繼電保護有關的功能（如故障錄波、故障測距、小電流接地選線等）： (6) 接口功能（如與微機五防、繼電保護、電能計量、全球定位系統(tǒng)（ GPS）等 IED 的接口） ； (7) 系統(tǒng)功能（與主站通信，當地 SCADA 等）。在八十年代初，美國一家電力公司研制了 IMPAC 模塊化保護和控制系統(tǒng)。此后，國內開始了系列遠動產品的研制工作。它們各司其職、互不相聯。此類集中式變電站自動化系統(tǒng)結構緊湊、體積小、造價低，尤其適合 35KV 或規(guī)模較小的變電站。如 CRT 屏幕監(jiān)視、數值計算、自動巡檢打印及自動報表等。總的發(fā)展趨勢可從以下幾個不同角度來描述： 本文研究的主要內容 本論文將在總結本人從事變電站設計工作五年來的經驗基礎上，結合本課題完成如下工作： 1． 首先介紹變電站綜合自動化的定義，對變電站綜合自動化在國內外的發(fā)展及應用情況進行介紹。①控制系統(tǒng)：運行人員監(jiān)視與控制、自動控制、電力系統(tǒng)緊急控制與當地后備控制、故障錄波與事件記錄、測量與計量、自動數據分析；②保護系統(tǒng)：變壓器保護、線路保護及自動重合閘、母線保護、電容器保護；③運行支持系統(tǒng)：設備維修支持、設備非正常狀態(tài)的恢復支持、電力系統(tǒng)故障恢復支持、自動故障恢 復。當監(jiān)控系統(tǒng)異?；蚴ヂ撓禃r，保護系統(tǒng)能夠獨立地完成它的使命，做電力系統(tǒng)的守護神。目前各種電量參數在綜合自動化系統(tǒng)中均采用交流采樣，直接采集由電流互感器與電壓互感器提供的交流參數，常規(guī)變送器加Ａ／Ｄ變換方式只用于對非電量參數如變壓器油溫、主控室溫的采集。此功能應具有遠方、當地閉鎖，操作權限閉鎖措施。只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護口令才有權進行操作控制。 （ 7）數據處理和統(tǒng)計記錄 系統(tǒng)將采集來的狀態(tài)量、數字量和脈沖量按規(guī)定的要求進行處理，送往當地監(jiān)控系統(tǒng)的后臺機和上級調度中心。 輸入或修改數據，包括遠方操作的密碼、操作人員的代碼及密碼、保護定值的設置和修改、報警值設置和修改、遠方／當地操作的設置、控制閉鎖與允許等。 110ｋＶ樞紐以上站要求系統(tǒng)具有 GPS 對時功能，能夠對變電站層設備和間隔層ＩＥ１）設備（包括全電子電能表等）實現 GPS 對時，并具有時鐘同步網絡傳 輸校正措施。這樣，原來控制、保護等功能 將不再需要專用的硬件裝置和專用的輸入、輸出通道，而是由合理的軟件設計來實現。系統(tǒng)結構如圖 21 所示： 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 13 頁 圖 21 集中式結構 分布式結構 分布式結構則按功能設計，如按保護和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實施。目前，此種系統(tǒng)結構在自動化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現在的ＩＥＤ設備大多是按面向對象設計的，如專門的線路保護單元、主變保護單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保 護功能綜合為一體的趨勢，但具體在保護安裝接線中仍是面向對象的；②利用了現平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 14 頁 場總線的技術優(yōu)勢，省去了大量二次接線，控制設備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設計規(guī)范，設備布置整齊，調整擴建也很簡單，成本低，運行維護方便；③系統(tǒng)裝置及網絡性強，不依賴于通信網和主機，主機或１臺 IED設備損壞并不影響其它設備的正常工作，運行可靠性有保證。通過監(jiān)視和管理，隨時了解各設備、單元通信狀態(tài)以及通信網絡狀態(tài)，對異常情況及時報警，甚至采取必要措施，如通道切換，以維持系統(tǒng)正常的通信。 數據 通訊系統(tǒng)的構 成 通訊系統(tǒng)的構成有：通訊介質、通訊接口、通訊控制器、通訊規(guī)約 等， 如圖 31 所示 。在該系統(tǒng)中，各計算機既能獨立工作，又能交換數據進行通信。根據其設備不 同 ，采用的網絡方式也不盡相同。數據通信中，計算機間傳輸的是一組二進制 “0”、 “1”代碼串。 ： 103 規(guī)約、 61850 規(guī)約、 LFP 規(guī)約。 (2)開關量：指控制繼電器的接通或者斷開所對應的值，即 “１”和“０”。變電站需采集的模擬量有：各段母線電壓、線路電壓、電流、有功功率、無功功率，主變壓器電流、有功功率和無功功率，電容器的電流、無功功率、饋出線的電流、電壓、功率以及頻率、相位、功率因數等。 (3)電能量的采集。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 22 頁 第四章 以 新建平煤八礦 35KV 變電站為研究對象 以南瑞 RCS9000 系統(tǒng)為例，簡介監(jiān)控系統(tǒng)結構和功能。 3）簡化變電站自動化設備及有關二次設備的硬件配置，避免重復，實現資源共享。 2V 交流電壓回路： UN＝ ，每相不大于 交流電流回路： IN＝ 5A，每相不大于1VA 交流電流回路 ： IN＝ 1A，每相不大于 ＝ ，每相不大于 直流電源回路：正常工作時，不大于 15W 保護動作時，不大于 25W 保護回路過載能力： 交流電壓回路： 倍額定電壓，連續(xù)工作交流電流回路： 2 倍額定電流，連續(xù)工作10S0 倍額定電源，允許 140 倍額定電流，允許 1S 直流電源回路： 80~115％額定電壓，連續(xù)工作裝置經受上述的過載電流／電壓后，絕緣性能不下降。 角度上邊界誤差：