【文章內(nèi)容簡介】 量參數(shù)以及變壓器的瓦斯值、溫度、壓力等非電量參數(shù)。目前各種電量參數(shù)在綜合自動(dòng)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(shù)，常規(guī)變送器加Ａ／Ｄ變換方式只用于對非電量參數(shù)如變壓器油溫、主控室溫的采集。 3）脈沖量采集 采集由全電子電能表輸出的電量脈沖值，也可直接采集電能量。 4）繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采集 包括保護(hù)動(dòng)作信號、保護(hù)狀態(tài)、保護(hù)定值等。 （ 2）事件記錄及故障錄波 事件記錄包括保護(hù)動(dòng)作序列記錄 soe（ seuenceofevents）開關(guān)跳合記錄，事件分辨率可根據(jù)不同電壓等級的要 求確定，一般為 ，能存放 100 個(gè)以上的事件順序記錄。當(dāng)出現(xiàn)電網(wǎng)故障時(shí) 00ms以及故障后 3s的波形，（如接地短路故障），能記錄故障前１ min供事故分析。對高壓變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)：一是配置專用微機(jī)故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通訊；另一種則由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測距計(jì)算，再將數(shù)字化的波形及平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 9頁 測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)存儲及打印波形。對低壓變電站可給出故障報(bào)告，包括故障類型、動(dòng)作類型及開關(guān)遮斷電流大小。 （ 3）遠(yuǎn)方整定保護(hù)定值 對各保護(hù)裝置，可在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方設(shè)置一組或多組保護(hù)定值，并可 在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方顯示、切換整定值。此功能應(yīng)具有遠(yuǎn)方、當(dāng)?shù)亻]鎖，操作權(quán)限閉鎖措施。 （ 4）控制和操作閉鎖 可對斷路器、隔離開關(guān)的分、合進(jìn)行操作，對變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，對電容器組進(jìn)行換切。這些控制和操作可在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或變電站內(nèi)的后臺監(jiān)控系統(tǒng)的ＣＲＴ及鍵盤上發(fā)命令完成（具有操作密碼和操作者及操作內(nèi)容歸檔功能），也可在裝置面板上進(jìn)行操作，以保證系統(tǒng)的更高的使用靈活性。為確保操作的準(zhǔn)確可靠，操作步驟按“選擇一返送校核一執(zhí)行”來進(jìn)行，并具備邏輯閉鎖功能，每次操作均有打印輸出。操作閉鎖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1）操作出口 應(yīng)具有跳、合閉鎖功能。 2）操作出口應(yīng)具有并發(fā)性操作閉鎖功能。 3）根據(jù)實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)斷路器、刀閘操作閉鎖功能。 4） CRT 屏幕操作閉鎖功能。只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)進(jìn)行操作控制。 （ 5）電壓無功綜合控制 在上級調(diào)度直接控制時(shí)，變壓器分接頭調(diào)整和電容器組的投切直接接受上級調(diào)度的控制；當(dāng)給定電壓曲線的情況下，則由變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制，按系統(tǒng)電壓與功率因數(shù)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置或投切電容器，保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補(bǔ)償。 （ 6）與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的常規(guī)的遙測、遙信、遙控和遙調(diào) 四遙功能，即將采集的數(shù)字量和狀態(tài)量實(shí)時(shí)地送往調(diào)度中心，并接受上級調(diào)度中心的控制和調(diào)節(jié)操作命令。若有事故發(fā)生，如開關(guān)變位等事故發(fā)生或數(shù)字量越限時(shí)則插入優(yōu)先發(fā)送，及時(shí)向調(diào)度中心報(bào)警。此外還將故障錄平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 10 頁 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)的后臺機(jī)和上級調(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)的日報(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)的后臺機(jī)上進(jìn)行。當(dāng)變電站無人值班時(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面、數(shù)據(jù)和表格，包括主接線圖、開關(guān)狀態(tài)、潮流信息、報(bào)警畫面與提示信息、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，并可將顯示畫面和表格拷貝打印記錄下來。 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。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 11 頁 無人值班站應(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，無需定期檢修。 （ 10）對時(shí)系統(tǒng) 對時(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對時(shí)功能，但要求具有一定精度的站 內(nèi)系統(tǒng)對時(shí)功能，定時(shí)完成由系統(tǒng)主機(jī)或由調(diào)度端發(fā)出的對站內(nèi)間隔層設(shè)備的對時(shí)功能。 （ 11）同期檢測和同期合閘 由于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)是必然趨勢，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)。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 12 頁 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的組成可分為２個(gè)層次，即間隔級和變電站級，也稱間隔層和站控層。間隔級的集成是構(gòu)筑一個(gè)通用的硬件和軟 件平臺，將間隔內(nèi)的控制、保護(hù)、測量等功能集成在這個(gè)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(gè)多功能裝置，用于各個(gè)間隔。通用的軟件平臺指的是在多功能裝置內(nèi)建立一個(gè)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這樣，原來控制、保護(hù)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(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。站級的集成是將變電站自動(dòng)化需在站級處理的各個(gè)功能通過信息網(wǎng)絡(luò)組合在一個(gè)系統(tǒng)中。這樣，原來站級各個(gè)分隔的系統(tǒng)及其多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)將不再需要，從而簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)和通信規(guī)約。 目前，國內(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。 集中式的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類型劃分功能。采用這類結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)其功能模塊與硬件無關(guān)，各功能模塊的連接通過模塊化軟件實(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)。此類結(jié)構(gòu)對監(jiān)控主機(jī)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(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： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 13 頁 圖 21 集中式結(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) （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關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過通信網(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，如專門的線路保護(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，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)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 14 頁 場總線的技術(shù)優(yōu)勢，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接，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 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，對于中低壓電壓等級，無論是Ｉ／０單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開關(guān)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(yīng)的開關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對應(yīng)的單元，在 物理結(jié)構(gòu)上相對獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù) 。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 15 頁 第三章變電站綜合自動(dòng)化的通信 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，各開關(guān)間隔中保護(hù)測控單元、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)測控單元與變電站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信； 各保護(hù)測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。通過通信控制單元的控制和協(xié)調(diào)，使得各保護(hù)測控單元、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； 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 16 頁 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)：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)對變電站二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)、控制、測量、信號、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)，對變 電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。 通過變電站綜合自動(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)