【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 警。此外還將故障錄波和其他繼電保護(hù)信息送往調(diào)度中心，同時(shí)接受調(diào)度中心發(fā)來(lái)的修改繼電保護(hù)整定值的命令等。傳送通道可以是電力載波、微波、光纖或?qū)Ｓ猛ǖ?。通信波特率隨所選用通信通道及通信方式來(lái)決定。通信規(guī)約可以采用遠(yuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約或計(jì)算機(jī)通 信規(guī)約，視調(diào)度中心的要求而定。 （ 7）數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)記錄 系統(tǒng)將采集來(lái)的狀態(tài)量、數(shù)字量和脈沖量按規(guī)定的要求進(jìn)行處理，送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)和上級(jí)調(diào)度中心。這些數(shù)據(jù)主要有：線路、變壓器的電流、有功和無(wú)功，母線電壓定時(shí)記錄的最大值、最小值及其時(shí)間等；整點(diǎn)數(shù)據(jù)的日?qǐng)?bào)表；每日的峰值和谷值，并標(biāo)以時(shí)間；斷路器動(dòng)作次數(shù)、斷路器切除故障時(shí)的故障電流和跳閘操作次數(shù)統(tǒng)計(jì)；控制操作及修改整定值的記錄及有關(guān)操作者；獨(dú)立負(fù)荷有功無(wú)功每天的峰值、最大值及其時(shí)間，并保存歸檔。歷史數(shù)據(jù)在監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)內(nèi)至少能保存１年以上。 （ 8）人 機(jī)聯(lián)系功能 當(dāng)變電站有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)上進(jìn)行。當(dāng)變電站無(wú)人值班時(shí)。則在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或集控中心的調(diào)度或監(jiān)視主機(jī)上進(jìn)行。操作人員的人機(jī)聯(lián)系界面是ＣＲＴ屏幕與鍵盤(pán)或鼠標(biāo)器，可實(shí)現(xiàn)下列主要功能： CRT 屏幕上可顯示各種畫(huà)面、數(shù)據(jù)和表格，包括主接線圖、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、潮流信息、報(bào)警畫(huà)面與提示信息、事故記錄ＳＯＥ、負(fù)荷曲線、系統(tǒng)的配置和工作情況、保護(hù)整定值、日運(yùn)行報(bào)表等，并可將顯示畫(huà)面和表格拷貝打印記錄下來(lái)。 實(shí)施遠(yuǎn)方控制和操作，包括保護(hù)裝置的投入和退出、斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)的操作、變壓器分接頭 位置控制等。 輸入或修改數(shù)據(jù)，包括遠(yuǎn)方操作的密碼、操作人員的代碼及密碼、保護(hù)定值 第 11 頁(yè) 的設(shè)置和修改、報(bào)警值設(shè)置和修改、遠(yuǎn)方／當(dāng)?shù)夭僮鞯脑O(shè)置、控制閉鎖與允許等。 顯示系統(tǒng)各設(shè)備的診斷自檢結(jié)果。 無(wú)人值班站應(yīng)保留一定的人機(jī)聯(lián)系功能，以保證變電站現(xiàn)場(chǎng)檢修或巡視的要求，能顯示站內(nèi)各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)量；操作出口回路具有人工當(dāng)?shù)鼐o急控制設(shè)施；變壓器分接頭應(yīng)備有當(dāng)?shù)厝斯ふ{(diào)節(jié)手段。 （ 9）系統(tǒng)的自診斷檢測(cè)功能 系統(tǒng)的各裝置如保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、控制裝置等都具有自診斷功能，所有數(shù)據(jù)采集、控制、保護(hù)等主要單元模塊故障，應(yīng)能自診斷出故 障部位；具有失電保護(hù)、失電自檢、自復(fù)位至原運(yùn)行狀態(tài)的能力。當(dāng)數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)非法錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)能輸出出錯(cuò)信息，進(jìn)行報(bào)警和閉鎖故障單元，保證其它部分的正常工作。當(dāng)系統(tǒng)在線診斷出故障時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警，并將故障內(nèi)容及發(fā)生時(shí)間登錄在事件一覽表中。診斷結(jié)果周期性地送當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心，故系統(tǒng)中各裝置的狀態(tài)一目了然，無(wú)需定期檢修。 （ 10）對(duì)時(shí)系統(tǒng) 對(duì)時(shí)要求是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本要求。 110ｋＶ樞紐以上站要求系統(tǒng)具有 GPS 對(duì)時(shí)功能，能夠?qū)ψ冸娬緦釉O(shè)備和間隔層ＩＥ１）設(shè)備（包括全電子電能表等）實(shí)現(xiàn) GPS 對(duì)時(shí)， 并具有時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳 輸校正措施。 110Ｖ終端站、 35ｋＶ變電站不要求ＧＰＳ對(duì)時(shí)功能，但要求具有一定精度的站內(nèi)系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能，定時(shí)完成由系統(tǒng)主機(jī)或由調(diào)度端發(fā)出的對(duì)站內(nèi)間隔層設(shè)備的對(duì)時(shí)功能。 （ 11）同期檢測(cè)和同期合閘 由于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)是必然趨勢(shì)，所以負(fù)責(zé)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線聯(lián)絡(luò)變壓器的樞紐變電站仍需配置自動(dòng)同期裝置，使待并列的兩個(gè)系統(tǒng)在電壓、頻率、相位角都能滿足條件的情況下能夠進(jìn)行并列操作，分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)，一般應(yīng)具有兩種方式供選擇，這部分功能也應(yīng)納入自動(dòng)化系統(tǒng)。 第 12 頁(yè) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 變電站 自動(dòng)化系統(tǒng)的組成可分為２個(gè)層次，即間隔級(jí)和變電站級(jí)，也稱(chēng)間隔層和站控層。間隔級(jí)的集成是構(gòu)筑一個(gè)通用的硬件和軟件平臺(tái)，將間隔內(nèi)的控制、保護(hù)、測(cè)量等功能集成在這個(gè)通用的平臺(tái)上。通用的硬件平臺(tái)指的是由一組元件組成一個(gè)多功能裝置，用于各個(gè)間隔。通用的軟件平臺(tái)指的是在多功能裝置內(nèi)建立一個(gè)通用的功能軟件庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這樣，原來(lái)控制、保護(hù)等功能將不再需要專(zhuān)用的硬件裝置和專(zhuān)用的輸入、輸出通道，而是由合理的軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。站級(jí)的集成是將變電站自動(dòng)化需在站級(jí)處理的各 個(gè)功能通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)組合在一個(gè)系統(tǒng)中。這樣，原來(lái)站級(jí)各個(gè)分隔的系統(tǒng)及其多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)將不再需要，從而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信規(guī)約。 目前，國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)大體可分為三種結(jié)構(gòu)：集中式、分布式以及分散（層）分布式。 集中式結(jié)構(gòu) 集中式的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類(lèi)型劃分功能。采用這類(lèi)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)其功能模塊與硬件 無(wú)關(guān)，各功能模塊的連接通過(guò)模塊化軟件實(shí)現(xiàn)，信息是集中采集、處理和運(yùn)算的。受計(jì)算機(jī)硬件水平的限制，該結(jié)構(gòu)在早期自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，圖２ — １是一種較典型的集中式結(jié)構(gòu)。此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 第 13 頁(yè) 圖 21 集中式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。其結(jié)構(gòu)采用主從ＣＰＵ協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)通信。分布式結(jié)構(gòu)有助于其它模塊正常運(yùn)行。安裝方式有集中組屏和分層組屏兩種方式，較適合于中低壓變電站。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。 圖 22 分布式結(jié)構(gòu) 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) 分散（層）分布式結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο螅⒃O(shè)計(jì)。所謂面向?qū)ο?，就是面向電氣一次回路設(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元（ I/O 單元）和保護(hù)單元就地分散安裝在開(kāi)關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機(jī)通信168。９。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的ＩＥＤ設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 的，如專(zhuān)門(mén)的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢(shì)，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮?；②利用了現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)， 第 14 頁(yè) 省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過(guò)雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或１臺(tái) IED 設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 23 所示： 圖 23 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是功能分散，管理集中。分散（層）分 布有兩層含義：其一，對(duì)于中低壓電壓等級(jí)，無(wú)論是Ｉ／０單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開(kāi)關(guān)盤(pán)柜上，形成地理上的分散分布；其二，對(duì)于１１ＯｋＶ及以上的電壓等級(jí)，即使無(wú)法把間隔單元裝在相應(yīng)的開(kāi)關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對(duì)應(yīng)的單元，在 物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù) 。 第 15 頁(yè) 第三章變電站綜合自動(dòng)化的通信 通信的相關(guān)介紹 通信是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中十分重要的基礎(chǔ)功能。借助于通信，各開(kāi)關(guān)間隔中保護(hù)測(cè)控單元、變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)控制中心自動(dòng)化系統(tǒng)得以相互交換信息，信息共享 ，提高了變電站運(yùn)行可靠性，減少了連接電纜和設(shè)備數(shù)量，實(shí)現(xiàn)變電站遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信主要涉及： 各保護(hù)測(cè)控單元與變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信； 各保護(hù)測(cè)控單元之間相互通信； 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)與電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通信； 其他智能化電子設(shè)備 IED 與變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信； 變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部計(jì)算機(jī)間相互通信。 通信控制單元在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，承擔(dān)著保護(hù)測(cè)控單元、自動(dòng)化設(shè)備和輔助設(shè)備與變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通信的控制、協(xié)調(diào)、監(jiān)視和管理作用。通過(guò)通信控制單元的控制和協(xié)調(diào)，使得各保護(hù)測(cè)控單元、其他智能 化電子設(shè)備 IED 可實(shí)時(shí)、有序、可靠地與變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)交換信息，傳遞變電站各種運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作情況，接收各種控制命令，完成變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)所要求的各種操作和控制。通過(guò)監(jiān)視和管理，隨時(shí)了解各設(shè)備、單元通信狀態(tài)以及通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，對(duì)異常情況及時(shí)報(bào)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。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)通信控制單元要求： 1） 具有較高的可靠性、穩(wěn)定性； 2） 滿足實(shí)時(shí)性的要求； 3） 支持多種、多路通信接口； 第 16 頁(yè) 4） 支持多種通信方式，包括網(wǎng)絡(luò)通信方式； 5） 提供通信信息編輯、修改手段； 6） 提供通信檢查和維護(hù)手段 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的任務(wù) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。 通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動(dòng)化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡(jiǎn)化了變電站二次接線。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。因此，變電站綜合自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。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，可方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。它的出現(xiàn)為變電站的小型化、智能化、擴(kuò)大控制范圍及變電站 安全可靠、優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成有：通訊介質(zhì)、通訊接口、通訊控制器、通訊規(guī)約 等， 如圖31 所示 。 第 17 頁(yè) 圖 31 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng) 綜自系統(tǒng)常用的通訊接口標(biāo)準(zhǔn)主要有：通用串行通訊接口、現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng) 等 。 現(xiàn)場(chǎng)總線： WorldFip、 CanBus、 LonWork 等 。 以太網(wǎng)：雙絞線以太網(wǎng)、光纖以太網(wǎng)、同軸電纜以太網(wǎng) 等 。 專(zhuān)用通訊控制器 —— 集基本功能與擴(kuò)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(chǎng)總線的通訊控制器就屬于此類(lèi)。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接 目前綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所采用的均為分層分布式結(jié)構(gòu)，站控層、間隔層之間的數(shù)據(jù)通信由網(wǎng)絡(luò)層來(lái)實(shí)現(xiàn)，即網(wǎng)絡(luò)層是站控層與間隔層的數(shù)據(jù)傳輸通道。如圖 32所示 。 圖 32 典型綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 首先應(yīng)該明確，變電站站控層的后臺(tái)機(jī)、繼保工程師站等計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的是網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)控機(jī) 監(jiān)控機(jī) 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(yè) 一個(gè)小型的局域網(wǎng) ， 把多臺(tái)小型、微型計(jì)算機(jī)以及外圍設(shè)備用通信線路互連起來(lái)，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，各計(jì)算機(jī) 既能獨(dú)立工作，又能交換數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。構(gòu)成局域網(wǎng)的四大因 素 是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸控制和通信方式。 八礦降壓站 用到的綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 的 站控層網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。即是由以太網(wǎng)構(gòu)成的局域網(wǎng)。根據(jù)配置不同，可以分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)，如圖 33 所示 。單