【文章內(nèi)容簡介】 CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊（通常是各個從 CPU）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，多 CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了集中式結(jié)構(gòu)中獨(dú)立 CPU計(jì)算處理的瓶頸問題，方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊（部件）正常運(yùn)行。 ?所謂分層式結(jié)構(gòu)，是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個級分層布置。如圖 73所示。 （ 2）舉例： 分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下 ： (1)由于分層分布式結(jié)構(gòu)配置，在功能上采用可以下放的盡量下放原則，凡事可以在本間隔層就地完成的功能，絕不依賴通信網(wǎng)。 這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與集中式系統(tǒng)比較，明顯優(yōu)點(diǎn)是： 可靠性高，任一部分設(shè)備有故障時，只影響局部；可擴(kuò)展性和靈活性高； 所內(nèi)二次電纜大大簡化，節(jié)約投資也簡化維護(hù)。 分布式系統(tǒng)為多 CPU工作方式，各裝置都有一定數(shù)據(jù)處理能力，從而大大減輕了主控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。 (2)繼電保護(hù)相對獨(dú)立。 繼電保護(hù)裝置的可靠性要求非常嚴(yán)格，因此，在綜合自動化系統(tǒng)小，繼電保護(hù)單元宜相對獨(dú)立，其功能不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)或其它設(shè)備。通過通信網(wǎng)絡(luò)和保護(hù)管理機(jī)傳輸?shù)闹皇潜Ｗo(hù)動作的信息或記錄數(shù)據(jù)。 (3)具有和系統(tǒng)控制中心通信的能力。 綜合自動化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關(guān)量、電能脈沖量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能，還收集繼電保護(hù)動作信息、事件順序記錄等，因此不必另設(shè)獨(dú)立的RTU的裝置，不必為調(diào)度中心單獨(dú)采集信息。 綜合自動化系統(tǒng)采集的信息可以直接傳送給調(diào)度中心，同時也可以接受調(diào)度中心下達(dá)的控制、操作命令和在線修改保護(hù)定值命令。 (4)模塊化結(jié)構(gòu)，可靠性高。 綜合自動化系統(tǒng)小的各功能模塊都由獨(dú)立的電源供電，輸入輸出回路也相互獨(dú)立，因此任何一個模塊故障，都只影響局部功能，不會影響全局。由于各功能模塊都是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，所以軟件結(jié)構(gòu)較集中式的簡單，便于調(diào)試和擴(kuò)充。 (5)室內(nèi)工作環(huán)境好，管理維護(hù)方便。 分級分布式系統(tǒng)采用集中組屏結(jié)構(gòu)，屏全部安放在控制室內(nèi)，工作環(huán)境較好，電磁干擾比放于開關(guān)柜附近弱，便于管理和維護(hù)。 ? 分布集中式機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是安裝時需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資。 3. 分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu) ? 分散式與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)是將配電線路的保護(hù)和測控單元分散安裝在開關(guān)柜內(nèi)，高壓線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 ? 這是當(dāng)前綜合自動化系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)形式。 分散式與集中相結(jié)合的特點(diǎn)： （ 1）簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。 （ 2）減少了設(shè)備安裝工程量。 （ 3）簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。 （ 4）分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。分層分散式結(jié)構(gòu)，由于分散安裝，減小了 TA的負(fù)擔(dān)。 由于采用分散式的結(jié)構(gòu)可以降低總投資，所以全分散式結(jié)構(gòu)是變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。 第二節(jié) 數(shù)字化變電所 傳統(tǒng)變電站存在的問題： ? 規(guī)約不統(tǒng)一 ? 模擬信號級聯(lián) ? 信號重復(fù)引線 保 護(hù)測 控測 控監(jiān) 控故 障 信 息 系 統(tǒng)工 程 師 工 作 站監(jiān) 控 網(wǎng) 絡(luò)保 護(hù)保 護(hù)保 護(hù)保 護(hù) 管 理 機(jī)保 護(hù) 管 理 機(jī)串 口 接 入 裝 置串 口串 口網(wǎng) 口 網(wǎng) 口錄 波 器故 障 信 息 系統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò)硬 接 線第二節(jié) 數(shù)字化變電所 數(shù)字化變電站的概念 ? 數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建 ， 建立在 IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)之上 ， 能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站 。 數(shù)字化變電站的四大技術(shù)特點(diǎn)： 新型電流、電壓互感器代替常規(guī)電流電壓互感器，將大電流、高電壓直接變成數(shù)字信號或低電平信號。 利用高速以太網(wǎng)構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 數(shù)據(jù)和信息實(shí)現(xiàn)基于 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一建模。 采用智能斷路器等一次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備控制和監(jiān)視的數(shù)字化。 第二節(jié) 數(shù)字化變電所 數(shù)字式變電站與傳統(tǒng)變電站的概要比較 常規(guī)互感器的缺陷 : 絕緣、飽和、爆炸、諧振、精度等 . 傳統(tǒng)互感器二次輸出側(cè)以 1A， 5A，或 100V的信號形式與電能表計(jì)、控制保護(hù)等二次設(shè)備相連接，目前絕大多數(shù)二次設(shè)備廠商提供的產(chǎn)品也是按此匹配的。 而新型互感器的二次輸出參數(shù)則完全不同，繼電保護(hù)、計(jì)量儀表及測控裝置等二次裝置具適合數(shù)字化的特點(diǎn)。 第二節(jié) 數(shù)字化變電所 一、新型電流、電壓互感器 傳感準(zhǔn)確化 輸出數(shù)字化 傳輸光纖化 電力系統(tǒng)安全可靠和 優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要 數(shù)字電力系統(tǒng)建設(shè)的需要 互感器發(fā)展趨勢 研制情況 （ 1）我國研制情況 我國 二十世紀(jì)九十年代初 開始電子式互感器的研究。主要研制單位有 清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、中國電力科學(xué)研究院、南瑞繼保、南自新寧 等。 （ 2）國外研制情況 ABB及 ALSTHOM約十年前研制出無源電子式電流互感器和無源電子式電壓互感器，但目前無源電子式互感器實(shí)際運(yùn)用的還不多。 NxtPhase公司前兩年研制出全光纖無源電子式電流互感器，其計(jì)量精度滿足 ，目前處于試運(yùn)行階段。 （一）電子式互感器 （一）電子式互感器 電子式互感器的類型 Faraday原理 電子式互感器 電流互感器 電壓互感器 Pockels效應(yīng) 電容 /電感分壓原理 Rogowski線圈 （一）電子式互感器 基于 Rogowski線圈的電子式電流互感器 （ 1）特點(diǎn)： 沒有鐵芯，不會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。 輸出的二次電壓量非常小，在毫伏級，必須就地轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，再傳輸給二次設(shè)備。 必須具有電子器件實(shí)現(xiàn)積分、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)，才能得到一次電流量。所以電子線路板必須放置在線圈的二次出口。 Rogowski線圈 dttdiMtu )()( ??允許 CT開路！ 有源式電子電流互感器 激光器 驅(qū)動電路 PIN 數(shù)據(jù)處理 合并單元 保護(hù) 測控 計(jì)量 LPCT 空芯線圈 遠(yuǎn)端模塊 復(fù)合絕緣子 光纖 光纜 通過遠(yuǎn)端模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后經(jīng)通信光纖傳送至二次系統(tǒng)。 傳感頭部分有電源電路，所以稱為有源式電子互感器。 光學(xué)電流互感器發(fā)展現(xiàn)狀 國外發(fā)展現(xiàn)狀 ? ABB、西門子（ 20世紀(jì) 90年代） 研制成功開環(huán)方案的磁光玻璃式 OCT. ? ABB、 Nxtphase（ 2022年） 研制成功新型閉環(huán)光纖電流互感器 ，準(zhǔn)確度達(dá)到 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ? 高校學(xué)術(shù)探索 :華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)（ 20世紀(jì) 90年代以來） 實(shí)現(xiàn)磁光玻璃式 OCT 實(shí)驗(yàn)室研制全光纖電子式電流互感器 （二）基于法拉第磁致旋光效應(yīng)的光學(xué)電流互感器 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ? 企業(yè)和研究院的產(chǎn)品研制 西安同維研制成功磁光玻璃式 OCT，并且有少量工程應(yīng)用。 部分企業(yè)正在跟蹤或研制全光纖電子式電流互感器。 南瑞航天研制成功光纖電子式電流互感器，并且有少量工程應(yīng)用。 （二）基于法拉第磁致旋光效應(yīng)的光學(xué)電流互感器 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ? 南瑞航天研制的全光纖電子式電流互感器現(xiàn)狀 各種安裝方式的全光纖電子式電流互感器 通過原武漢高壓研究院的型式試驗(yàn)，精度達(dá)到 通過的委托試驗(yàn)達(dá)到了 掛網(wǎng)試運(yùn)行一年半多，運(yùn)行穩(wěn)定可靠 已實(shí)現(xiàn)國內(nèi)應(yīng)用，有幾十套投入運(yùn)行，最高應(yīng)用的電壓等級為 500kV （二）基于法拉第磁致旋光效應(yīng)的光學(xué)電流互感器 全光纖電流互感器的原理 法拉第磁光效應(yīng)原理 A）不通電 B）通電 保護(hù) :5P30