【文章內容簡介】 護信息送往調度中心，同時接受調度中心發(fā)來的修改繼電保護整定值的命令等。傳送通道可以是電力載波、微波、光纖或專用通道。通信波特率隨所選用通信通道及通信方式來決定。通信規(guī)約可以采用遠動標準規(guī)約或計算機通 信規(guī)約，視調度中心的要求而定。 （ 7）數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計記錄 系統(tǒng)將采集來的狀態(tài)量、數(shù)字量和脈沖量按規(guī)定的要求進行處理，送往當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機和上級調度中心。這些數(shù)據(jù)主要有：線路、變壓器的電流、有功和無功，母線電壓定時記錄的最大值、最小值及其時間等；整點數(shù)據(jù)的日報表；每日的峰值和谷值，并標以時間；斷路器動作次數(shù)、斷路器切除故障時的故障電流和跳閘操作次數(shù)統(tǒng)計；控制操作及修改整定值的記錄及有關操作者；獨立負荷有功無功每天的峰值、最大值及其時間，并保存歸檔。歷史數(shù)據(jù)在監(jiān)控系統(tǒng)的后臺機內至少能保存１年以上。 （ 8）人 機聯(lián)系功能 當變電站有人值班時，人機聯(lián)系功能在當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機上進行。當變電站無人值班時。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。操作人員的人機聯(lián)系界面是ＣＲＴ屏幕與鍵盤或鼠標器，可實現(xiàn)下列主要功能： CRT 屏幕上可顯示各種畫面、數(shù)據(jù)和表格，包括主接線圖、開關狀態(tài)、潮流信息、報警畫面與提示信息、事故記錄ＳＯＥ、負荷曲線、系統(tǒng)的配置和工作情況、保護整定值、日運行報表等，并可將顯示畫面和表格拷貝打印記錄下來。 實施遠方控制和操作，包括保護裝置的投入和退出、斷路器以及隔離開關的操作、變壓器分接頭 位置控制等。 輸入或修改數(shù)據(jù)，包括遠方操作的密碼、操作人員的代碼及密碼、保護定值 第 11 頁 的設置和修改、報警值設置和修改、遠方／當?shù)夭僮鞯脑O置、控制閉鎖與允許等。 顯示系統(tǒng)各設備的診斷自檢結果。 無人值班站應保留一定的人機聯(lián)系功能，以保證變電站現(xiàn)場檢修或巡視的要求，能顯示站內各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)量；操作出口回路具有人工當?shù)鼐o急控制設施；變壓器分接頭應備有當?shù)厝斯ふ{節(jié)手段。 （ 9）系統(tǒng)的自診斷檢測功能 系統(tǒng)的各裝置如保護裝置、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、保護等主要單元模塊故障，應能自診斷出故 障部位；具有失電保護、失電自檢、自復位至原運行狀態(tài)的能力。當數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)非法錯誤時，應能輸出出錯信息，進行報警和閉鎖故障單元，保證其它部分的正常工作。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。診斷結果周期性地送當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機和遠方調度中心，故系統(tǒng)中各裝置的狀態(tài)一目了然，無需定期檢修。 （ 10）對時系統(tǒng) 對時要求是變電站自動化系統(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(xiàn) GPS 對時， 并具有時鐘同步網(wǎng)絡傳 輸校正措施。 110Ｖ終端站、 35ｋＶ變電站不要求ＧＰＳ對時功能，但要求具有一定精度的站內系統(tǒng)對時功能，定時完成由系統(tǒng)主機或由調度端發(fā)出的對站內間隔層設備的對時功能。 （ 11）同期檢測和同期合閘 由于實現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)是必然趨勢，所以負責系統(tǒng)聯(lián)絡線聯(lián)絡變壓器的樞紐變電站仍需配置自動同期裝置，使待并列的兩個系統(tǒng)在電壓、頻率、相位角都能滿足條件的情況下能夠進行并列操作，分為手動和自動兩種方式實現(xiàn)，一般應具有兩種方式供選擇，這部分功能也應納入自動化系統(tǒng)。 第 12 頁 變電站綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構 變電站 自動化系統(tǒng)的組成可分為２個層次，即間隔級和變電站級，也稱間隔層和站控層。間隔級的集成是構筑一個通用的硬件和軟件平臺，將間隔內的控制、保護、測量等功能集成在這個通用的平臺上。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。通用的軟件平臺指的是在多功能裝置內建立一個通用的功能軟件庫和數(shù)據(jù)庫。通過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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。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(xiàn)。站級的集成是將變電站自動化需在站級處理的各 個功能通過信息網(wǎng)絡組合在一個系統(tǒng)中。這樣，原來站級各個分隔的系統(tǒng)及其多個通信網(wǎng)絡將不再需要，從而簡化了網(wǎng)絡結構和通信規(guī)約。 目前，國內外變電站綜合自動化系統(tǒng)大體可分為三種結構：集中式、分布式以及分散（層）分布式。 集中式結構 集中式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結構按信息類型劃分功能。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(xiàn)，信息是集中采集、處理和運算的。受計算機硬件水平的限制，該結構在早期自動化系統(tǒng)中應用較多，圖２ — １是一種較典型的集中式結構。此類結構對監(jiān)控主機的性能要求較 高，且系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)手段少，系統(tǒng)在開放性、擴展性和可維護性等方面較差，抗干擾能力不強。系統(tǒng)結構如圖 21 所示： 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。其結構采用主從ＣＰＵ協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設備之間采用網(wǎng)絡技術或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式結構有助于其它模塊正常運行。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)結構如圖 22 所示。 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。所謂面向對象，就是面向電氣一次回路設備或電氣間隔設備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元（ I/O 單元）和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡相連，與監(jiān)控主機通信168。９。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(xiàn)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(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢， 第 14 頁 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(wǎng)絡性強，不依賴于通信網(wǎng)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。系統(tǒng)結構如圖 23 所示： 圖 23 分散（層）分布式結構 系統(tǒng)結構的特點是功能分散，管理集中。分散（層）分布有兩層含義：其一，對于中低壓電壓等級，無論是Ｉ／０單元還是保護單元皆可安裝在相應間隔的開關盤柜上，形成地理上的分散分布；其二，對于１１ＯｋＶ及以上的電壓等級，即使無法把間隔單元裝在相應的開關柜 上，也應集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應間隔對應的單元，在 物理結構上相對獨立，以方便各間隔單元相應的操作和維護 。 第 15 頁 第三章變電站綜合自動化的通信 通信的相關介紹 通信是變電站綜合自動化系統(tǒng)中十分重要的基礎功能。借助于通信，各開關間隔中保護測控單元、變電站計算機系統(tǒng)、電網(wǎng)控制中心自動化系統(tǒng)得以相互交換信息，信息共享，提高了變電站運行可靠性，減少了連接電纜和設備數(shù)量，實現(xiàn)變電站遠方監(jiān)視和控制。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(wǎng)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。 通信控制單元在變電站自動化系統(tǒng)中，承擔著保護測控單元、自動化設備和輔助設備與變電站計算機系統(tǒng)以及電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信的控制、協(xié)調、監(jiān)視和管理作用。通過通信控制單元的控制和協(xié)調，使得各保護測控單元、其他智能化電子設備 IED 可實時、有序、可靠地與變電站計算機系統(tǒng)、電網(wǎng)自動化系統(tǒng)交換信息，傳遞變電站各種運行數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)、保護動作情況，接收各種控制命令，完成變電站計算機系統(tǒng)和電網(wǎng)自動化系統(tǒng)所要求的各種 操作和控制。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(wǎng)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。 變電站綜合自動化系統(tǒng)對通信控制單元要求： 1） 具有較高的可靠性、穩(wěn)定性； 2） 滿足實時性的要求； 3） 支持多種、多路通信接口； 第 16 頁 4） 支持多種通信方式，包括網(wǎng)絡通信方式； 5） 提供通信信息編輯、修改手段； 6） 提供通信檢查和維護手段 變電站綜合自動化系統(tǒng)的任務 變電站綜合自動化系統(tǒng)：是利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現(xiàn)對變電站二 次設備（包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。 通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內各設備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設備，簡化了變電站二次接線。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護，改變常規(guī) 的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。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。變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便的監(jiān)視和控制變電站內各種設備的運行和操作。它的出現(xiàn)為變電站的小型化、智能化、擴大控制范圍及變電站安全可靠、優(yōu)質經(jīng)濟 運行提供了現(xiàn)代化手段和基礎保證。 數(shù)據(jù) 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 。 第 17 頁 圖 31 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng) 綜自系統(tǒng)常用的通訊接口標準主要有：通用串行通訊接口、現(xiàn)場總線、以太網(wǎng) 等 。 現(xiàn)場總線： 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 。 專用通訊控制器 —— 集基本功能與擴展功能與一體，通訊能力提高了，但通用性降低了，如以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線的通訊控制器就屬于此類。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)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(shù)據(jù)通信由網(wǎng)絡層來實現(xiàn)，即網(wǎng)絡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 典型綜合自動化系統(tǒng)結構 首先應該明確，變電站站控層的后臺機、繼保工程師站等計算機所構成的是網(wǎng)絡層 監(jiān)控機 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 第 18 頁 一個小型的局域網(wǎng) ， 把多臺小型、微型計算機以及外圍設備用通信線路互連起來，并按照網(wǎng)絡通信協(xié)議實現(xiàn)通信的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，各計算機既能獨立工作，又能交換數(shù)據(jù)進行通信。構成局域網(wǎng)的四大因 素 是網(wǎng)絡的拓撲結構、傳輸介質、傳輸控制和通信方式。 八礦降壓站 用到的綜合自動化系統(tǒng) 的 站控層網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)結構。即是由以太網(wǎng)構成的局域網(wǎng)。根據(jù) 配置不同，可以分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)，如圖 33 所示 。單網(wǎng)結構簡單，可靠性比雙網(wǎng)結構低，多用于中小型