【導讀】重任務，對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。為了提高變電站安全穩(wěn)定運行。動化技術開始興起并得到廣泛應用。多個獨立的功能系統(tǒng)，經濟化，組合為一套智能化的綜合系統(tǒng)。這一技術的應用，提高。護，控制的可靠性和電力系統(tǒng)的安全運行水平，社會經濟效益十分顯著。１０ＫＶ變電站綜合自動化系統(tǒng)主體的變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究。限于作者水平有限，論文中難免存在錯誤和不當之處，敬請專家和讀者批評指正，監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，隨著電壓等級的提高，供電范圍的擴大，取消傳統(tǒng)的前置處理機環(huán)節(jié)，從而徹底。變電站綜合自動化系統(tǒng)安全體系不斷升級。絡技術密切相關。從國內外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展。在所分的三層中，變電站層稱為2層，間隔。成該單元線路或變壓器或電容器的保護、故障記錄等功能。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要位于1層和2. 以減少控制電纜長度。

　　

【正文】 信單元的解釋、整理和傳送。當上位機想得到下面的實時信息時，網絡適配器從下位機那里取得數據，進行解釋、整理后，然后上發(fā)給上位機；上位機在下達遙控、遙調命令時，先將指令發(fā)到網絡適配器，網絡適配器再按照下位機的協(xié)議下發(fā)到指定單元， 從而實現這些命令。 網絡適配器 主要有以下三方面的功能：一是提供 CAN 總線的接口；二是提供 PC 機即當地監(jiān)控機的接口；另外 還要與調度中心的通信接口，即與 MODEM 對接。本系統(tǒng)采用了 NSC200 系列 網絡適配器。它可以采用單機和雙機冗余這兩種配置方式。 第 3 章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信網絡 通信網絡的發(fā)展： 目前，國內變電站綜合自動化系統(tǒng)用的通信網絡主要是總線式網絡。該系統(tǒng)最初使用 RS232總線，后來用到 RS485總線。近年來隨著新型現場總線 CANBUS和 LONWORKS的推出，變電站綜合自動化系統(tǒng)的網絡通信得到了新的發(fā)展，新型現場總線 CANBUS 是變電站綜合自動化系統(tǒng)通信網絡性價比最 好的一種。 RS232， RS422 和 RS485 總線： RS232 串口通信標準是美國電子工業(yè)協(xié)會于 1969 年公布的，該標準定義了數據終端設備和數據通信設備之間按位串行傳輸的接口通信。通常用于近距離傳輸，此時可將兩臺具有 RS232 接口的通信設備直接相連，如果要進行遠距離傳輸，可以再加調制器即可。 RS422 為全雙工，可以同時接收和發(fā)送。采用 RS422 標準，可以削弱干擾的影響，獲得更長的傳輸距離和允許更大的信號衰減。采用 RS422 標準通信時位率可達到10Mbit/s。 RS485 為半雙工通信方式，在某一時刻，一個發(fā)送一個接受，當用于多站互連時，可節(jié)省信號線，便于高速遠距離的傳送。 LONWORKS 總線 LONWORKS 是美國 Echeton 公司推出的一種新型現場總線。它的基本思想是將控制系統(tǒng)按局域網絡的方式構造，用網絡節(jié)點代替局域網中的工作站，網絡節(jié)點安裝在監(jiān)控 現場，直接于各種傳感器和控制器相連。 LONWORKS 總線的技術特性有以下 9 點： (1): 開放性。網絡協(xié)議開放，對任何用戶平等。 (2)：通信介質開放?？梢栽谌魏瓮ㄐ沤橘|條件下通信，包括雙絞線，電 力線，光纖，同軸電纜，射線電纜，紅外線等，并且多種介質可以在同一網絡中混合使用。 (3)：互操作性。 Lonworks 通信協(xié)議符合 OSI 模型，任何制造商的產品都可以實現互操作。 (4)： Lonworks 通信采用了 “網絡變量 ”，使網絡通信的設計簡化成為參數設置增加了通信技術的可靠性。 (5)：它的通信每楨有效字節(jié)可以達到 0 到 228 個字節(jié)。 (6)：它的通信速度可達 ，此時的有效距離為 130m (7)： Lonworks 技術的一個測控網絡的節(jié)點數可達 32021 個。 (8)： Lonworks 直接通信 距離長達 2700m (9)： Lonworks 技術的核心是神經元芯片。該芯片內部裝有 3 個微處理器； MAC 處理器完成介質訪問控制。網絡處理器完成 OSI 的 36 層網絡協(xié)議。應用處理器完成用戶現場控制應用。它們之間通過公共存儲器傳遞數據。 CANBUS 現場總線 CANBUS 德國 BOSCH 公司設計的，它是一種基于優(yōu)先級的高速?？垢蓴_能力強并具有檢錯功能的現場總線，可采用多種媒體通信，比如光纜和雙絞線。 CANBUS 通信設備本身又具有較低的造價，從而它的應用范圍很廣，特別是在電氣自動化領域。 CANBUS 的主要技術特性如下： (1)： CANBUS 可以多主方式工作，網絡上任意一個接點均可以在任何時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。 (2)： CANBUS 網絡上節(jié)點可分為不同的優(yōu)先級，并可滿足不同的實時要求。 (3)： CANBUS 采用非破壞性總線裁決技術，當兩個節(jié)點同時向網絡上傳送數據時，優(yōu)先級別低的自動的主動停止數據發(fā)送，而優(yōu)先級高的網絡節(jié)點不受任何影響繼續(xù)傳送數據，大大的節(jié)省了總線沖突裁決時間。 (4)： CANBUS 可以點對點，一點對多點全局廣播幾種方式傳送接收數據。 (5)： CANBUS 直接通信距離最遠可達 10km， CANBUS 的通信速率最高可達 1Mbit/s. (6)： CANBUS 上的節(jié)點數實際上可達 110 個，理論上可達 2021 多個。 (7)： CANBUS 采用短砧結構，每一砧的有效字節(jié)數為 8 個，這樣傳輸時間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送時間短，尤其適合在強電磁場環(huán)境下工作。 (8)： CANBUS 每砧信息都有 CRC 校驗及其它檢驗措施，保證了數據出錯率極低。 (9)： CANBUS 節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，切斷它和總線的聯(lián)系，以使總線的其操作不受影響。 (10): NZR 編碼 /解碼方式，并采用位填充技術。 各種總線技術的優(yōu)缺點 RS232 總線通信速度快，距離短。 RS422 和 RS485 雖然在傳輸速度和距離上有所提高，但存在以下缺點：網絡上只能有一個主節(jié)點，無法構成多主冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性差，數據通信方式為命令響應方式，從節(jié)點只有在接到主節(jié)點命令后才能響應，重要信息得不到及時傳送，致使靈活性和實時性差，糾錯能力差。 LONWORKS 總線性能較強，但系統(tǒng)復雜，造價較高。因而實用性較差。 CANBUS 總線是基于優(yōu)先級的多主從節(jié)點結構，具有較強的糾錯能力，克服了 RS422，和 RS485 總線的缺點，而與 LONWORKS 總線相比，具有系統(tǒng)結構簡單，造價低，實用性強等優(yōu)點，因此 CANBUS 是變電站綜合自動化系統(tǒng)的一種性價比最優(yōu)的選擇。 現場總線在變電站綜合自動化內部網的應用 變電站綜合自動化系統(tǒng)內部通信網主要可以分為三種 ： LONWORKS 現場總線網方案，嵌入式以太網方案，基于 CANBUS 總線的通信系統(tǒng)方案。 LONWORKS 現場總線網方案 ： 如圖所示， 變電站內部有兩個 LONWORKS 網絡，分別為監(jiān)控網和錄波網。監(jiān)控網用來傳送各種控制和狀態(tài)信息。錄波網則傳送電力系統(tǒng)故障錄波信息。網絡的通信速率為 78kb/s,最大通信距離為 2km。通信介質為屏蔽雙絞線或光纖。每個保護裝置都帶有 LONWORKS網絡接口，后臺機，工程師站，遠動機等 pc 機上均有 PCLTA 卡，于是保護裝置和 PC 機就可以連接到 LONWORKS 網絡上。這種方案適用于中低壓變電站自動化系統(tǒng)，當用于220KV 及以上的大型高壓變電站時，由于網絡節(jié)點增多，網絡流量增大，網絡帶寬就顯得不夠了，特別是當多個保護共同動作時，網上沖突加劇，重發(fā)次數增多，通信效率降低，因此這種方案只使用于中小 變電站自動化系統(tǒng)。 嵌入式以太網方案： 如圖 2 所示， 站內有 3 個相互獨立的光纖以太網，網絡 1， 2 為監(jiān)控網，網絡 3 為錄波網。將站內通信網絡分為兩層。間隔以上和間隔內部。 間隔以上用 10MB/S 的嵌入式以太網構成站內通信的主干網絡，負責后臺機，遠動機等 PC 機和各間隔進行通信。在間隔內部使用 LONWORKS 總線，網上的信息通過間隔層的測控單元上傳到主干網上。最低層的各種設備保護可不做任何改動，保持了向下的兼容性。這種方案實際上是將嵌入式以太網和LONWORKS 現場總線技術相結合，發(fā)揮了各自的優(yōu) 勢。 測控單元是整個方案的核心和關鍵。圖 3 中詳細的介紹了測控單元的工作原理。 其中 Neuron 芯片作為 CPU 的通信處理器完成了 LONWORKS 網絡的通信任務，利用它可和保護裝置通信。 CPU 采用 32b 單片機， CPU 部分采用了嵌入式軟件設計，利用實時多任務操作系統(tǒng)及 TCP/IP 模塊，完成以太網的通信和測控任務 第 4 章 繼電保護設備和綜自設備的設置 35KV 開關柜智能保護單元 本變電站中 35KV 開關柜采用的是 ABB 公司的 SF6 開關柜 ZX2，它的保護和控制單元柜為柜上安裝的 由主機和作為控制單元的人機接口 HMI 兩部分組成，HMI 可于一個運行 WINDOWS NT 的 PC 機相連接。 REF542plus 具有保護，測量，控制，監(jiān)測的功能。 REF542plus 中的數字處理器 DSP 執(zhí)行測量和保護的功能，電流傳感器適用于距離保護和差動保護。 10KV 開關柜智能保護單元 本變電站 10KV 開關柜選用的是 LG 公司的 LV1 真空開關，配置的是 SIEMENS 系列產品 NSP7 系列保護及測控裝置。 電容器保護 (1) ：三相式相間電流保護： 裝置設三段相間電流保護，每段均可 獨立投退。三段相間電流保護可以反映的故障類型有：電容器組引接母線，電流互感器，放電線圈電壓互感器，串聯(lián)電抗器等回路發(fā)生相間短路。或者電容器本身元件全部擊穿形成相間短路。 ≥ 1≥ 1≥ 1≥ 1I a I t . s e tI b I t . s e tI c I t . s e tI a I t . s e tI b I t . s e tI c I t . s e tI a I t . s e tI c I t . s e tI b I t . s e tH 1H 2 H 3 S W 1S W 2S W 3t 1t 1t 1000跳 閘三 段 式 相 間 電 流 保 護 原 理 圖 (2) ：過電壓保護 ： 為避免使用相電壓在單相接地時引起過電壓保護誤動，過電壓保護采用相電壓。過電壓保護取母線電壓是為了防止母線電壓過高時損壞電容器，且切除電容器可降低母線電壓。為防止電容器未投時誤發(fā)信號或保護動作后裝置不復歸，過電壓保護中加有斷 路器位置判斷≥ 1amp。amp。amp。U a b U s e t 1U b c U s e t 1U c a U s e t 1H 1t 10k t ps w 1K BY Y Y 2 跳 閘 Y 3 跳 閘過 電 壓 保 護 原 理 圖 (3) ：欠電壓保護： 如果母線失去電源而造成失壓，當母線電壓恢復時，可能因電容器組未放完電而使電容器承受過電壓，為此設置低電壓保護，發(fā)現母線電壓低于定值后帶延時，切除電容器組。 amp。amp。amp。U a b U s e tU b c U s e tU c a U s e tI a I s e tI b I s e tI c I s e tt0跳 閘k t p欠 電 壓 保 護 原 理 圖 在電容器組中過電壓和欠電壓保護均可通過延時來判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。 (4): 不平衡電流保護： 反映了電容器組內部的故障。做為雙星性接線電容器組的內部故障保護。當同相的兩電容器組 C1 和 C2 中發(fā)生多臺電容器故障時，即 C1 的電抗 不等于 C2 的電抗，此時流過 C1 和 C2 的電流不相等，因此流過不平衡電流 Iund，而當 IunbIset 時保護系統(tǒng)動 作。 amp。I u n b I s e t零 序 電 流 保護 投 入s wt0跳 閘不 平 衡 電 流 保 護 原 理 圖 (5): 不平衡電壓保護： 當雙星型接線采用不平衡電壓保護時，可用電壓互感器的一次繞組串在中性線中，當某電容器組發(fā)生多臺電容器故障時，故障電容器組所在星型的中性點電位發(fā)生偏移，從而產生不平衡電壓，當 UunbUset 時，保護動作。 X 1U u n b U s e t零 序 電 壓 保護 投 入s wt0跳 閘不 平 衡 電 壓 保 護 原 理 圖 (6)：兩段式零序過流保護： 配有兩 段式零序過流保護，可選擇投退。當 IunbIset 時，保護動作。 ≥ 1I I s e t 1零 序 電 流 保 護投 入I I s e t 2 零 序 電 流 保 護投 入S w 1S w 2t 1t 100跳 閘兩 段 零 序 過 電 流 保 護 原 理 圖 (7)：橋差電壓保護： 三相橋差電壓保護為反映橋式接線電容器組中電容器內部短路而設置。如圖所式 ：c 1c 2橋 差 電 壓 接 線 原 理 圖 TV 的一次繞組可以兼做電容器組的放電回路，二次繞組接成壓差式即反極性相串聯(lián)。正常運行時 C1=C2，壓差為 0。當電容器組 C1 或 C2中有多臺電容器組被損壞時，由于 C1 和 C2 容抗不等，因此兩只 TV 的一次繞組分壓不等，壓差接線的 二次繞組中將出現差電壓，當壓差超過定值時，保護動作。 ≥ 1amp。U a U s e tU b U s e tU c U s e t橋 差 投 入s wH 1T 10跳 閘橋 差 電 壓 保 護 原 理 框 圖 (8)：橋差電流保護：