【正文】 相信在電力系統(tǒng)深入改造和完善的今天，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究將為電力行業(yè)的發(fā)展提供重要的技術(shù)支持，也必將為社會(huì)的發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。在被保護(hù)對(duì)象發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)出現(xiàn)程序出錯(cuò)，利用這種電路可以很快使CPU恢復(fù)工作，只會(huì)使保護(hù)延遲動(dòng)作，而不至于造成拒動(dòng)。它通過(guò)或門啟動(dòng)單穩(wěn)電路，發(fā)出一個(gè)脈沖，使CPU重新初始化（RESET），恢復(fù)正常工作。A點(diǎn)分兩路，一路經(jīng)反相器；另一路不經(jīng)反相器，分別接至兩個(gè)延時(shí)t1動(dòng)作瞬間返回的延時(shí)元件，延時(shí)元件輸出接至或門的兩個(gè)輸入端。保護(hù)裝置通過(guò)各種正當(dāng)途徑進(jìn)入跳閘程序時(shí)應(yīng)在這些標(biāo)志字留下相應(yīng)的標(biāo)志，例如啟動(dòng)元件動(dòng)作，測(cè)量元件判為區(qū)內(nèi)故障等，若校對(duì)通過(guò)繼續(xù)執(zhí)行跳閘命令二，發(fā)出跳閘脈沖。前面提到的程序出錯(cuò)后絕大多數(shù)的可能是CPU停止工作，但是不能避免它在出軌后取得一個(gè)非預(yù)期的操作碼正好是跳閘指令而導(dǎo)致誤動(dòng)作。對(duì)各模擬量輸入通道，只要提供一定的冗余通道，即使由于干擾造成錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸入，也有可能被計(jì)算機(jī)排除。采用多CPU結(jié)構(gòu)，每個(gè)CPU負(fù)責(zé)一種或幾種功能，相互獨(dú)立，如果一個(gè)CPU插件毀壞不會(huì)影響其他CPU的正常工作。電源線傳遞的共模干擾是作用在弱電源線和機(jī)殼之間的干擾，弱電電源線傳遞共模干擾的方式與其零線是否與機(jī)殼相連有關(guān)。（3）合理布置各個(gè)插件。③其他隔離措施。②開關(guān)量輸入、輸出的隔離。 硬件方面（1）隔離與屏蔽。計(jì)算機(jī)隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM是存放中間計(jì)算結(jié)果、輸入輸出數(shù)據(jù)和重要標(biāo)志的地方，在強(qiáng)電磁干擾下，可能會(huì)使RAM中部分?jǐn)?shù)據(jù)或標(biāo)志錯(cuò)誤，引起的后果也是很嚴(yán)重的。、輸出通道受干擾的后果 處在強(qiáng)電磁場(chǎng)中的開關(guān)設(shè)備，其輔助觸點(diǎn)通過(guò)長(zhǎng)線引致開關(guān)量輸入回路，必然帶來(lái)干擾信號(hào)，干擾的結(jié)果，常見的有斷路器或者隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)抖動(dòng)，甚至造成分、合位置判斷錯(cuò)誤。微機(jī)保護(hù)各子系統(tǒng)，往往采用直流220V電源，取自變電站的直流屏，其受電網(wǎng)波動(dòng)的影響比交流電源要小得多。 干擾對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的影響 工作在變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其計(jì)算機(jī)的電源往往分為如下兩類供電：①交流電源供電。所以，減小導(dǎo)線間互感是消除互感耦合的主要途徑。它是使微型機(jī)裝置無(wú)法正常工作的重要因素。 以串聯(lián)的形式出現(xiàn)在信號(hào)源回路之中的干擾信號(hào)稱為差模干擾。主要有雜散電感、電容引起的不同信號(hào)感應(yīng)；多點(diǎn)接地造成的電位差干擾；長(zhǎng)線傳輸造成的波德反射；寄生振蕩和尖峰信號(hào)引起的干擾等。外部干擾源主要有交、直流回路開關(guān)操作、擾動(dòng)性負(fù)荷短路故障、大氣過(guò)電壓、靜電、無(wú)線電干擾和核電磁脈沖等，主要表現(xiàn)如下三類：①變電站設(shè)備的交流電源與直流電源受低頻振動(dòng)擾動(dòng)。所以，提高微型機(jī)裝置抗干擾能力應(yīng)該從阻塞耦合通道、提高敏感回路的抗干擾能力及合理設(shè)計(jì)泄放回路等幾個(gè)方面來(lái)著手解決。這些干擾進(jìn)入變電站內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或其他電子設(shè)備，就可能引起自動(dòng)化系統(tǒng)工作不正常，甚至損壞某些部件或元器件。由于微機(jī)裝置在其內(nèi)部的時(shí)鐘控制下高速運(yùn)作，不能用簡(jiǎn)單的延時(shí)電路來(lái)躲過(guò)干擾信號(hào)，當(dāng)干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)裝置內(nèi)部后，不僅對(duì)模擬電壓和電流采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有影響，而且還將毀壞裝置中的一些元器件。如微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的可靠性主要指不誤動(dòng)、不拒動(dòng)；遠(yuǎn)動(dòng)子系統(tǒng)的可靠性通常用平均無(wú)故障間隔時(shí)間來(lái)表示。第6章 提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施 綜合自動(dòng)化可靠性概述 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是高技術(shù)在變電站的應(yīng)用，目前工作在變電站第一線的技術(shù)人員與運(yùn)行人員，對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還不是很了解。⑦監(jiān)控部分功能的調(diào)試。③開關(guān)量狀態(tài)在后臺(tái)機(jī)上的反應(yīng)。⑨系統(tǒng)遠(yuǎn)傳通信功能。⑤事件順序記錄分辨率的測(cè)試。 綜合自動(dòng)化裝置的功能調(diào)試主要有以下幾項(xiàng)測(cè)試：①遙信量（開入量）輸入測(cè)試。 由于裝置的集成方式不太相同，一般以廠商為主、安裝單位配合進(jìn)行裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，在系統(tǒng)功能檢測(cè)之前，通常應(yīng)完成如下工作：①隔離層測(cè)控單元的檢查測(cè)試。③綜合自動(dòng)化裝置與現(xiàn)場(chǎng)一、二次設(shè)備連接后進(jìn)行的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。檢驗(yàn)綜合自動(dòng)化裝置之間的連接以及裝置和變電二次設(shè)備及回路間的連接是否正確，是否達(dá)到了設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)定的要求；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的模擬工作檢驗(yàn)整套裝置的動(dòng)作是否正確無(wú)誤。 對(duì)于一般檢修人員來(lái)說(shuō)，必須具備最基本的“三熟”與“三能”。自動(dòng)化系統(tǒng)是靠數(shù)據(jù)通信來(lái)完成其功能的，而數(shù)據(jù)通信可以借助設(shè)備檢測(cè)出來(lái)，因此可以借助這些工具追蹤信號(hào)或測(cè)量各節(jié)點(diǎn)與正常是否一致，判斷出故障點(diǎn)。排除法不能絕對(duì)化，因?yàn)槭虑橐部赡艽嬖凇按恕迸c“彼”同時(shí)發(fā)生，需要更多積累經(jīng)驗(yàn)。也就是一種邏輯推斷法。什么信息反映什么問題，一定要熟悉。（12）如元件損壞等原因需使用烙鐵時(shí)，應(yīng)使用內(nèi)熱式帶接地線的烙鐵。②必須嚴(yán)格按照規(guī)定步驟操作。（6）在變電站輔助設(shè)備的訂購(gòu)中，若采用通信方式與主控設(shè)備連接，則需考慮通信違約問題。（2）變電站整個(gè)接地系統(tǒng)應(yīng)可靠遵循電力系統(tǒng)運(yùn)行要求。被控站后臺(tái)監(jiān)控軟件運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，通過(guò)主站數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)及時(shí)接收遠(yuǎn)程維護(hù)主機(jī)傳來(lái)的被控站當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)資料并進(jìn)行仿真運(yùn)行，驗(yàn)證結(jié)果正確后將其下載至被控站當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運(yùn)行。 由于變電運(yùn)行人員的計(jì)算機(jī)熟悉程度和操作技能的差異，對(duì)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)軟件使用過(guò)程中的一些問題無(wú)從下手，客觀上需要專業(yè)人員通過(guò)與安防監(jiān)控軟件實(shí)施院方診斷和在線技術(shù)支持，以便迅速處理問題。 建立缺陷管理制度和缺陷處理記錄，值班人員通過(guò)每日巡視設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，通知相關(guān)人員及時(shí)處理。⑤檢查通信系統(tǒng)工作是否正常，如微機(jī)保護(hù)CPU與管理單元通信是否正常；前置機(jī)與后臺(tái)機(jī)通信是否正常；檢查遙測(cè)、要信、遙控、遙調(diào)是否正常等。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù) 日常運(yùn)行維護(hù) 建立嚴(yán)格的運(yùn)行管理體制，責(zé)任到人，并配備專職技術(shù)員，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期巡檢，內(nèi)容如下：①巡檢運(yùn)行中的設(shè)備和各種信號(hào)燈的工況。畫面進(jìn)入無(wú)級(jí)縮放狀態(tài)，鼠標(biāo)光標(biāo)變?yōu)橐粋€(gè)帶加減號(hào)的放大鏡，按鼠標(biāo)左鍵，向上移動(dòng)為縮小圖形，向下移動(dòng)為放大圖形。如果畫面非常大而不能完全顯示，通過(guò)導(dǎo)航圖可以方便的實(shí)現(xiàn)畫面漫游。SCADA操作界面圖形中其他區(qū)域界面及操作如下：①圖形選擇。當(dāng)變壓器發(fā)生滑檔時(shí)，使變壓器停止調(diào)檔動(dòng)作。使變壓器檔位上升一檔。③今日曲線。 SCADA操作界面中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)界面及操作如下：①人工設(shè)置。③遙信封鎖/封鎖解除。SCADA操作界面圖形中的斷路器、隔離開關(guān)界面及操作如下：①遙控分/合。操作菜單應(yīng)可靠定位，菜單內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，并且簡(jiǎn)潔明了。在光字牌內(nèi)容上，對(duì)于二次設(shè)備應(yīng)該有反應(yīng)保護(hù)工作狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、保護(hù)電源狀態(tài)等的光字牌；一次設(shè)備應(yīng)該有反應(yīng)設(shè)備工作狀態(tài)的光字牌。 后臺(tái)機(jī)的人機(jī)界面監(jiān)控后臺(tái)機(jī)是運(yùn)行及其他相關(guān)部門人員對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、操作的主要工具。②保護(hù)菜單的使用利用菜單可以查詢保護(hù)定值、開關(guān)量的動(dòng)作情況、各CPU的交流采樣值、相角、相序、時(shí)鐘、CRC循環(huán)冗余碼自檢。靜態(tài)文本包括說(shuō)明性的文字及提示信息等，由漢字和字符組成，在人機(jī)交互軟件中用字符串來(lái)表示；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指事實(shí)刷新的數(shù)值或可由用戶修改的信息，在人機(jī)交互軟件中用數(shù)值變量來(lái)表示。 測(cè)控和保護(hù)裝置的人機(jī)界面 鍵盤用于傳遞用戶命令至測(cè)控和保護(hù)裝置的任務(wù)。（3）輸入數(shù)據(jù)。為了避免發(fā)生通信的碰撞的沖突，DLL采用了介質(zhì)存取控制方式來(lái)管理通信，這是MAC子層的功能。現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層和應(yīng)用層之間，DLL一般可分為邏輯鏈路控制子層（LLC）和介質(zhì)訪問控制子層（MAC）兩部分?，F(xiàn)場(chǎng)總線的物理層包含了媒體相關(guān)子層與媒體無(wú)關(guān)子層兩部分。IEC TC65和ISA SP50都是負(fù)責(zé)制定現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。③物料經(jīng)營(yíng)控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。②數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)的稱為設(shè)備總線。 現(xiàn)場(chǎng)總線可采用多種途徑傳輸數(shù)字信號(hào)，如普通電纜、雙絞線、光導(dǎo)纖維、紅外線、電力傳輸線等。徹底的分散性意味著系統(tǒng)具有較高的可靠性和靈活性，系統(tǒng)很容易進(jìn)行重組和擴(kuò)建，且易于維護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：①開放性與可互操作性。寬帶常用于無(wú)線電頻率范圍內(nèi)的模擬信號(hào)的傳輸，常用同軸電纜。③由于局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置組合相對(duì)靈活，允許人們方便的改變或者修改系統(tǒng)，而且系統(tǒng)設(shè)備具有十分豐富的軟件支持。廣域網(wǎng)發(fā)展較早，一般采用租用專線將分布在不同區(qū)域的各個(gè)局域網(wǎng)連接，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（1）局域網(wǎng)：局域網(wǎng)的范圍較小，比如在一個(gè)建筑物或者幾個(gè)相鄰的建筑物內(nèi)，范圍一般在幾米到幾千米。（3）總線結(jié)構(gòu)：總線結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點(diǎn)都經(jīng)接口連到同一條總線上，不設(shè)中央控制裝置，是一種分散式結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星形、總線、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用通信設(shè)備和線路互聯(lián)起來(lái)，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息交換的系統(tǒng)。③報(bào)文交換系統(tǒng)可以吧一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。報(bào)文交換的本質(zhì)就是儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)。③電路拆除。 電路交換 數(shù)據(jù)交換是指在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，先在網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的專用通道，像打電話一樣分為三個(gè)過(guò)程：①電路的建立。③光線：由許多細(xì)如發(fā)絲的橡膠或者玻璃纖維外加絕緣護(hù)套組成，光束在玻璃纖維內(nèi)傳輸，防磁防電，傳輸穩(wěn)定，適用于高速網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)。②多點(diǎn)式連接：為了提高物理信道的利用率，終端和計(jì)算機(jī)間的通信量不大時(shí)，可采用多點(diǎn)連接方式，即幾個(gè)終端通過(guò)一條公用線路與計(jì)算機(jī)相連，該方式下，計(jì)算機(jī)作為主站，終端作為從站，有計(jì)算機(jī)來(lái)控制信息的接受和發(fā)送，終端不能隨意發(fā)送信息。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的任務(wù)就是把信息以數(shù)據(jù)的形式從一處傳送到另一處或多處。在溫度變送器內(nèi)，測(cè)量這個(gè)電壓信號(hào)并變送為對(duì)應(yīng)的直流電壓輸出。 Rt通過(guò)rrr3與電橋相連接，rr2阻值相等，當(dāng)溫度變化時(shí)，rr2的變化量相同，由于rr2分別在不同的橋臂，不會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，r3在電源回路，對(duì)測(cè)量的影響很小。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，用熱電阻測(cè)量的溫度信號(hào)要傳到變電站控制室或遠(yuǎn)方控制中心。 測(cè)量溫度常用的一次元件有熱電阻、熱電偶、熱敏電阻等，他們都是將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化為以便測(cè)量的電氣信號(hào)或者器件參數(shù)的大小。（12）通信線路故障信號(hào)等。（8）高頻保護(hù)閉鎖信號(hào)。（4）輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)。（17）斷路器閉鎖信號(hào)等。（13）變壓器保護(hù)動(dòng)作總信號(hào)。（9）變壓器內(nèi)部故障綜合信號(hào)。（5）變壓器的斷路器位置信號(hào)。（10）變壓器上層油溫等。（6）所用變低壓側(cè)電壓。（1）聯(lián)絡(luò)線的有功功率、無(wú)功功率和有功電能。這些信息大致可分為兩類：第一類是與電網(wǎng)調(diào)度控制有關(guān)的信息，它包括常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)信息和上級(jí)監(jiān)控或調(diào)度中心對(duì)變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化提出的附加監(jiān)控信息。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(shì)，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮模虎诶昧爽F(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過(guò)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(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)魯棒性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或1臺(tái)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。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。各功能模塊(通常是多個(gè)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，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。（8）系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和開放性能要好。（4）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與配置，應(yīng)滿足無(wú)人值班的總體要求。以下幾個(gè)方向?qū)?huì)成為發(fā)展的主要考慮因素：①變電站綜合自動(dòng)化由功能分散向單位分散發(fā)展；②變電站綜合自動(dòng)化由集中控制向分布式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；③從少功能向多功能發(fā)展；④向測(cè)量數(shù)據(jù)完全共享發(fā)展；⑤變電站綜合自動(dòng)化向規(guī)范化方向發(fā)展。