【正文】 ntegrated substation 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。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。(6) ： 裝置保護(hù)功能相對(duì)獨(dú)立。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。(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。(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。(6) : PT斷線告警：三相電壓均小于16V，某相電流大于0。 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(cè)控裝置。(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。無漏信號(hào)和串音干擾。而通信協(xié)議就是整個(gè)系統(tǒng)通信部分的核心。LONWORKS以這樣的方式來保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。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。 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。 各種總線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)RS232總線通信速度快，距離短。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。 RS422為全雙工，可以同時(shí)接收和發(fā)送。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(chǎng)總線的通信接口功能。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(cè)頻，采樣值標(biāo)度變換，保護(hù)功能計(jì)算。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。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)。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。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。以使無功和電壓滿足要求。 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。單元層本身就是兩級(jí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 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)。此類系統(tǒng)特點(diǎn)是功能簡(jiǎn)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。(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。（3）：工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。通過對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，保護(hù)和控制以及對(duì)變電站的設(shè)計(jì)更加的合理，布局更加緊湊都有很重要的意義。極大的提高了性能效率比。 國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展70年代末80年代初，國(guó)外開始了對(duì)于ISA技術(shù)的研究，這是由于電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，要求電網(wǎng)及變電站的控制和保護(hù)系統(tǒng)必須運(yùn)行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。（3）：減少維護(hù)工作時(shí)間，減少值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并達(dá)到減員增效（4）：縮小變電站占地面積，減少總投資。如圖所示： 分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：該系統(tǒng)按回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，每一個(gè)開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備上就地安裝微機(jī)保護(hù)單元和單回路的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控單元，這樣不但可以節(jié)省大量的光電纜，同時(shí)也提高了抗干擾能力。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是分散式結(jié)構(gòu)集中式組屏。遙控執(zhí)行：當(dāng)調(diào)度端發(fā)出遙控開關(guān)或遙調(diào)變壓器分接頭的命令后，該系統(tǒng)能可靠的執(zhí)行。其特點(diǎn)：(1) : 用鍵盤和八段顯示器（LED）顯示采樣值（電流，電壓，和開關(guān)狀態(tài)）和整定值，并可修改整定值?？刂婆_(tái)上或旁邊放主機(jī)顯示器CRT。微機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展大致可以分為以下幾個(gè)階段： 第一階段是以單cpu的硬件結(jié)構(gòu)為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，硬件和軟件的設(shè)計(jì)符合四統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其代表產(chǎn)品為微機(jī)高壓輸電線路保護(hù)裝置。DSP具有強(qiáng)大的處理功能，在相同的主頻率下，甚至比目前最先進(jìn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)快10—50倍。在變電站的母線保護(hù)，變壓器保護(hù)和發(fā)電機(jī)保護(hù)中，由于需要進(jìn)行采樣的電流通道很多，對(duì)采樣的速度也有很高的要求。如果模擬輸入通道和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生故障，那麼輸入3個(gè)CPU插件的故障數(shù)據(jù)將不在準(zhǔn)確，整套裝置不能正確工作；跳閘出口通道發(fā)生故障，整套裝置同樣不能正確工作。它具有分布式結(jié)構(gòu)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)而且又便于設(shè)計(jì)安裝及運(yùn)行維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開放，對(duì)任何用戶平等。CANBUS的主要技術(shù)特性如下：(1)：CANBUS可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)接點(diǎn)均可以在任何時(shí)刻主動(dòng)向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。監(jiān)控網(wǎng)用來傳送各種控制和狀態(tài)信息。CPU采用32b單片機(jī)，CPU部分采用了嵌入式軟件設(shè)計(jì)，利用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)及TCP/IP模塊，完成以太網(wǎng)的通信和測(cè)控任務(wù) LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案和嵌入式以太網(wǎng)方案的比較和分析：(1) ：方案1中只有LONWORKS一層網(wǎng)絡(luò)，站內(nèi)的幾十個(gè)保護(hù)裝置均連接在其上。以及本地的變電站系統(tǒng)和遠(yuǎn)程調(diào)度中心的通信。 國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品的比較國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由西門子公司生產(chǎn)的LSA678，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為完全分散和集中與分散相結(jié)合式，后者由于價(jià)格和靈活性上的優(yōu)勢(shì)而在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多。目前用于電力系統(tǒng)的通信協(xié)議品種繁多，有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它是一種用于低速傳輸數(shù)字信號(hào)的光電合一產(chǎn)品。(3): 無線擴(kuò)頻通信技術(shù)：具有抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)誤碼率低，建設(shè)方便，投資少等特點(diǎn)。每段可獨(dú)立投退，并且保護(hù)可以選擇是否經(jīng)過零壓元件閉鎖，是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定?；蛘唠娙萜鞅旧碓繐舸┬纬上嚅g短路。電容器組為單星型接線，而每相接成四個(gè)平衡臂的橋路時(shí)，可以采用橋差接地保護(hù)方式。三相電壓和大于8V，最大線電壓和最小線電壓的壓差大于16V，判斷為單相PT斷線恢復(fù)正常后，告警自動(dòng)消失 饋線保護(hù)(1)：三段電流保護(hù)方向元件采用90度接線，按相啟動(dòng)。(3) ： 遙控功能：正常斷路器遙控開合。實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化的硬件保護(hù)及配置功能。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師，正是在他孜孜不倦的教誨下和悉心的指導(dǎo)下，我才得以順利地完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 Second is the high voltage substation (220 kV and above) the construction and design, is calling for the use of advanced control method address the professional technical scattered, as a system, redundant investment, and even affected the operational reliability. And the actual project surviving in the following major issues : the integrated substation automation structure and modefrom the current domestic and foreign integrated substation automation of the development, generally exist following structure :(1) Distributed System Architecture Substations are under surveillance by an object or system function distribution of multiple singlefunction puter equipment, They will be able to connect to a network to share resources to achieve distributed processing. Here we are talking about the 39。 論文介紹了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，比較了RS485總線。(9)： 具有GPS硬件對(duì)時(shí)功能。(1) ： 遙控記錄（遠(yuǎn)方，當(dāng)?shù)兀ㄖ敌薷挠涗浀?2) ： 故障記錄(3) ： 可存儲(chǔ)四套定值。(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。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)。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。 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。(5): 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性。 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）。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。 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。 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)。這種方案實(shí)際上是將嵌入式以太網(wǎng)和LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。因而實(shí)用性較差。它們之間通過公共存儲(chǔ)器傳遞數(shù)據(jù)。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?？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。通信控制，保護(hù)CPU運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等功能。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(cè)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。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。各單元應(yīng)具有模塊化的主機(jī)板，開出板。模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手。或電網(wǎng)故障時(shí)不應(yīng)該誤動(dòng)。操作方式分為手動(dòng)操作和遙控執(zhí)行。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。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。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)。全站統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，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)。（5）：使用靈活方便。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究畢業(yè)論文目錄目錄 3第1章 緒論 5 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究 5 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究意義 5 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 6 國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展 7 我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 7 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性 8 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展前景 8 小結(jié) 8第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能與保護(hù)配置 9 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 9 集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 9 分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 10 分布集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 11 集中和分散結(jié)合式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)： 11 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能 12 監(jiān)測(cè)： 12 監(jiān)控： 12 遠(yuǎn)傳： 13 保護(hù)： 13 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件配置 13 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站主控室的結(jié)構(gòu)分為三類： 13 硬件的配置原則 15 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) 16 小節(jié) 19第3章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 20 通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展： 20 RS232，RS422 和RS485總線： 20 LONWORKS總線 20 CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線 21 各種總線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 21 現(xiàn)場(chǎng)總線在變電站綜合自動(dòng)化內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用 22 嵌入式以太網(wǎng)方案： 23 LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案和嵌入式以太網(wǎng)方案的比較和分析： 24 基于CANBUS總線的通信系統(tǒng)方案： 24 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實(shí)時(shí)性分析 26 國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品的比較 26 通信協(xié)議的作用 27 光纖通信技術(shù)