【正文】 設(shè)計。(5) ： 所采用的保護(hù)原理成熟可靠，并且已經(jīng)有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗。(6) ： 裝置保護(hù)功能相對獨(dú)立。(7) ： 具有豐富的通信接口。(8) ： 采用大屏幕液晶顯示。(9)： 具有GPS硬件對時功能。(10)： 裝置配有大容量掉電保持的NVRAM芯片，可保存事件報文及故障濾波報文。(11)： 具有看門狗和電源監(jiān)測電路，系統(tǒng)安全，可靠。 小結(jié) 本章通過對變電站二次設(shè)備的配置要求，以及變電站各種保護(hù)裝置功能。實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動化的硬件保護(hù)及配置功能。第5章 總結(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計算機(jī)為主，將變電站的一，二次設(shè)備經(jīng)過功能組合形成的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)是當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 論文通過對變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程以及發(fā)展趨勢的介紹，論述了變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性，針對變電站綜合自動化系統(tǒng)的四種結(jié)構(gòu)形式，即集中式，分布集中式，集中和分散式以及分散式進(jìn)行了比較和分析。集中式是把按功能要求配置的繼電保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)動裝置集中安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。分布集中式是變電站的一，二次設(shè)備分為3層，既變電站層，單元才層和設(shè)備層。綜合自動化系統(tǒng)主要是指變電站層和單元層，單元層由不同單元裝置組成。變電站層包括全站監(jiān)控主機(jī)，遠(yuǎn)動通訊機(jī)等，通過現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)交換信息。集中與分散結(jié)合式是介于分散式和集中式之間，結(jié)構(gòu)形式較多。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。分散式是變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。 論文提出了綜合自動化系統(tǒng)硬件配置應(yīng)遵循的原則，各自獨(dú)立，相互配合，軟硬件模塊化，方便維護(hù)和擴(kuò)展，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。 論文介紹了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，比較了RS485總線。LONWORKS總線以及CANBUS現(xiàn)場總線的優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了光纖通信技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，無線通信技術(shù)等各自的特點(diǎn)。 論文最后介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置和綜自設(shè)備設(shè)置。參考文獻(xiàn)[1] 劉功 合肥供電公司 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展[2] 曹海鷗 東南大學(xué)電氣工程系 基于CAN總線的通信方式[3] 秦立軍 華北電力大學(xué)四方研究所 變電站自動化系統(tǒng)中內(nèi)部通信網(wǎng)的研究 [4] 閻貴勤 遼寧電機(jī)工程報 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能及配置 [5] 劉健 西安科技大學(xué) 配電網(wǎng)自動化新技術(shù) [6] 王麗娟 華中科技大學(xué) 現(xiàn)代繼電保護(hù)理論 [7] 趙燕平 北京供電公司 變電站綜合自動化系統(tǒng)中的智能通信[8] 周勇 寧夏電力 變電站自動化系統(tǒng)通信與結(jié)構(gòu) [9] 楊嘩 湖南大學(xué)學(xué)報 變電站綜合自動化系統(tǒng)[10] 田顯 《電力建設(shè)》期刊 變電站綜合自動化系統(tǒng)及其研究[11] 鄧曉燕 廣東肇慶供電公司 自動化變電站微機(jī)保護(hù)若干問題的探討 [12] 王博雅 東北電力大學(xué) 微機(jī)繼電保護(hù)發(fā)展的歷史及趨勢 [13] 陳皓 繼電保護(hù)技術(shù)〉期刊 微機(jī)保護(hù)裝置硬件結(jié)構(gòu) [14] 李建釗 廣西電網(wǎng) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的分析與討論 [15] 王蘭 貴州電力公司 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用 [16] 余鶴鳴 蘭州大學(xué)學(xué)報 變電站綜合自動化系統(tǒng)的控制與保護(hù) [17] 趙剛 廣東省輸變電工程公司 變電站綜合自動化的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) [18] 陳靜 廣東電力 淺談國內(nèi)變電站綜合自動化系統(tǒng) [20] 肖成 寧夏電力增刊〉 談變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計 [21] 王建坡 華北電力大學(xué) 變電站綜合自動化的體系結(jié)構(gòu) [22] 杜五一 北京交通大學(xué) 變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用前景 [23] 劉玉忠 〈電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報〉 變電站綜合自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信 近年來，隨著電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，各級調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，提高變電站的可控性，進(jìn)而要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制，操作，反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性。另一方面，當(dāng)代計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，為簡化系統(tǒng)，信息共享，減少電纜，減少占地面積，降低造價等方面已改變了變電站運(yùn)行的面貌。基于上述原因，變電站自動化由熱門話題已轉(zhuǎn)向了實(shí)用化階段，電力行業(yè)各有關(guān)部門把變電站自動化做為一項新技術(shù)革新手段應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行中來，各大專業(yè)廠家亦把變電站自動化系統(tǒng)的開發(fā)做為重點(diǎn)開發(fā)項目，不斷地完善和改進(jìn)相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)中的要求。國外從80年代初開始進(jìn)行研究開發(fā)，到目前為止，各大電力設(shè)備公司都陸續(xù)地推出系列化的產(chǎn)品。如ABB，SIEMENS,HARRIS等公司，90年代以來，世界各國新建變電站大部分采用了全數(shù)字化的二次設(shè)備；相應(yīng)地采用了變電站自動化技術(shù)；我國開展變電站綜合自動化的研究及開發(fā)相比世界發(fā)達(dá)國家較晚，但隨著數(shù)字化保護(hù)設(shè)備的成熟及廣泛應(yīng)用，調(diào)度自動化系統(tǒng)的成熟應(yīng)用，變電站自動化系統(tǒng)已被電力系統(tǒng)用戶接受使用，但在電力部門使用過程中大致有兩方面的原則：一是中低壓變電站采用自動化系統(tǒng)，以便更好地實(shí)施無人值班，達(dá)到減人增效的目的；二是對高壓變電站(220kV及以上)的建設(shè)和設(shè)計來說，是要求用先進(jìn)的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上分散、自成系統(tǒng)，重復(fù)投資，甚至影響運(yùn)行可靠性。目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：(1) 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。這里所談的39。分布39。是按變電站資源物理上的分布(未強(qiáng)調(diào)地理分布)，強(qiáng)調(diào)的是從計算機(jī)的角度來研究分布問題的。這是一種較為理想的結(jié)構(gòu)，要做到完全分布式結(jié)構(gòu)，在可擴(kuò)展性、通用性及開放性方面都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，然而在實(shí)際的工程應(yīng)用及技術(shù)實(shí)現(xiàn)上就會遇到許多目前難以解決的問題，如在分散安裝布置時，惡劣運(yùn)行環(huán)境、抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上存在的問題等等，就目前技術(shù)而言還不夠十分成熟，一味地追求完全分布式結(jié)構(gòu)
(2) 集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的硬件裝置、數(shù)據(jù)處理均集中配置，采用由前置機(jī)和后臺機(jī)構(gòu)成的集控式結(jié)構(gòu)，由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測等功能，后臺機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，是一個信息39。瓶頸39。，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，即在前置機(jī)故障情況下，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能，另外仍不能從工程設(shè)計角度上節(jié)約開支，仍需鋪設(shè)電纜，并且擴(kuò)展一些自動化需求的功能較難。在此值得一提的是這種結(jié)構(gòu)形成的原由，變電站二次產(chǎn)品早期開發(fā)過程是按保護(hù)、測量、控制和通信部分分類、獨(dú)立開發(fā)，沒有從整個系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)思想下進(jìn)行，隨著技術(shù)的進(jìn)步及電力系統(tǒng)自動化的要求，在進(jìn)行變電站自動化工程的設(shè)計時，大多采用的是按功能39。拼湊39。的方式開展，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的性能指標(biāo)下降以及出現(xiàn)許多無法解決的工程問題。略工程實(shí)用性是不必要的。(3) 分層分布式結(jié)構(gòu) 按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級(站級)和就地單元控制級(段級)的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)： ①可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將39。危險39。分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護(hù)、控制功能在段級仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。 ②可擴(kuò)展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(yīng)用。 ③站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護(hù)。變電站自動化的基本概念 變電站自動化是指應(yīng)用自動控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動化系統(tǒng)。變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術(shù)；變電站綜合自動化是指將二次設(shè)備(包括控制、保護(hù)、測量、信號、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置)利用微機(jī)技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)，它是自動化和計算機(jī)、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用變電站綜合自動化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立 變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有：測量及狀態(tài)信息；操作信息；參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求，大致可分兩類考慮，一類要求實(shí)時響應(yīng)較高的信息，如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護(hù)動作的信息，要求傳送速度較高；另一類是對時間響應(yīng)要求不高的信息，如用于錄波、記錄及故障分析的信息，可允許較長的傳送時間。對于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個智能單元、后臺監(jiān)控及遠(yuǎn)方通信裝置，是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工程實(shí)際需要，大致按以下原則考慮： (1) 電力生產(chǎn)的連續(xù)性和重要性，以滿足溫度、濕度和電磁干擾等環(huán)境要求，另一方面應(yīng)考慮備用措施。 (2) 站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)根據(jù)通信負(fù)荷的特點(diǎn)合理分配，保證不出現(xiàn)39。瓶頸39?，F(xiàn)象，通訊負(fù)荷不過載，對于大型變電站考慮100~256個負(fù)載節(jié)點(diǎn)，一般中小型變電站考慮不超過60~100個負(fù)載節(jié)點(diǎn)。通訊距離設(shè)計考慮不超過1kM.。 (3) 站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)滿足組合靈活、可擴(kuò)展性好、具有較好的開放性以及調(diào)試維修方便的要求。宜采用總線形網(wǎng)絡(luò)。 (4) 通信媒介的選用原則是盡量采用光纖，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性，仍可采用電纜作為主要的通信媒介，但電纜接口一般設(shè)有隔離變壓器，以抑制共模干擾. (5) 站內(nèi)通信網(wǎng)的協(xié)議及規(guī)約應(yīng)盡量符合國家及國際標(biāo)準(zhǔn). (6) 站內(nèi)通信網(wǎng)的站級通信網(wǎng)由于處于較佳的運(yùn)行環(huán)境，其信息流較大(分布式集中布置)，故可采用高速網(wǎng)；段級通信網(wǎng)根據(jù)實(shí)際工程需要，并且可能處于運(yùn)行環(huán)境比較惡劣(分布式分散布置)，因?qū)嶋H的信息量不是很大，可考慮慢速網(wǎng)(如現(xiàn)場總線或4８5通信方式)的環(huán)境。 我國變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段第一階段：面向功能設(shè)計的集中式RTU加常規(guī)繼電保護(hù)模式80年代是以RTU為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)動裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。該類系統(tǒng)是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線基礎(chǔ)上增設(shè)RTU裝置，功能主要為完成與遠(yuǎn)方調(diào)度主站通信實(shí)現(xiàn)“四遙”(遙測，遙信，遙調(diào)，遙控)，繼電保護(hù)及自動裝置與系統(tǒng)聯(lián)結(jié)采用硬接點(diǎn)狀態(tài)接入。此類系統(tǒng)特點(diǎn)是功能簡單，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)，為自動化系統(tǒng)的初級階段。 第二階段：面向功能設(shè)計的分布式測控裝置加微機(jī)保護(hù)模式90年代初期，微機(jī)保護(hù)及按功能設(shè)計的分布測控裝置得以廣泛應(yīng)用，保護(hù)與測控裝置相對獨(dú)立，通過通信管理單元能夠?qū)⒏髯孕畔⑺偷疆?dāng)?shù)乇O(jiān)控計算機(jī)或調(diào)度主站。此類系統(tǒng)的出現(xiàn)是由于當(dāng)時國內(nèi)電力系統(tǒng)保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬于不同部門和專業(yè)，另外對繼電保護(hù)與測控裝置在技術(shù)上如何融和沒有達(dá)成一致的認(rèn)識，故相當(dāng)一部分尤其是110KV及以下電壓等級自動化系統(tǒng)采用此類模式。該模式?jīng)]有做到面向?qū)ο笤O(shè)計，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)。 第三階段：面向間隔和對象(objectoriented)的分層分布式結(jié)構(gòu)模式90年代中期，隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對計算機(jī)保護(hù)與測控技術(shù)不斷爭論和探討達(dá)成了一致的認(rèn)識，采用面向設(shè)備或間隔為對象設(shè)計的保護(hù)及測控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成了真正意義上的分層分布式自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)特點(diǎn)是針對110KV以下電壓等級的設(shè)備或間隔采用保護(hù)測控一體化設(shè)計的裝置，針對110KV及以上電壓等級的設(shè)備或間隔采用繼電保護(hù)裝置與測控裝置分別獨(dú)立設(shè)計但共同組屏的原則，故障錄波功能下放至各間隔或設(shè)備的繼電保護(hù)裝置中去，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，系統(tǒng)配置靈活，擴(kuò)展方便，非常方便運(yùn)行管理和維護(hù)。 變電站綜合自動化技術(shù)是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的顯著標(biāo)志，該項技術(shù)是微電子、計算機(jī)和通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，其應(yīng)用前景必然十分廣闊，必將是現(xiàn)代電力技術(shù)發(fā)展及技術(shù)改造的主導(dǎo)技術(shù)。由于此項技術(shù)具有極高的綜合技術(shù)水準(zhǔn)，其廣泛的應(yīng)用，必然給我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響。