【正文】 Second is the high voltage substation (220 kV and above) the construction and design, is calling for the use of advanced control method address the professional technical scattered, as a system, redundant investment, and even affected the operational reliability. And the actual project surviving in the following major issues : the integrated substation automation structure and modefrom the current domestic and foreign integrated substation automation of the development, generally exist following structure :(1) Distributed System Architecture Substations are under surveillance by an object or system function distribution of multiple singlefunction puter equipment, They will be able to connect to a network to share resources to achieve distributed processing. Here we are talking about the 39。謝謝。讓我十分的感動。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師，正是在他孜孜不倦的教誨下和悉心的指導(dǎo)下，我才得以順利地完成此次畢業(yè)設(shè)計。 論文介紹了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，比較了RS485總線。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。集中式是把按功能要求配置的繼電保護裝置以及遠動裝置集中安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。實現(xiàn)了變電站綜合自動化的硬件保護及配置功能。(9)： 具有GPS硬件對時功能。(5) ： 所采用的保護原理成熟可靠，并且已經(jīng)有豐富的運行經(jīng)驗。(4) ： 一個RS232調(diào)試串行接口。(3) ： 遙控功能：正常斷路器遙控開合。(1) ： 遙控記錄（遠方，當?shù)兀?，定值修改記錄?2) ： 故障記錄(3) ： 可存儲四套定值。 備自投保護裝置引入兩段母線電壓，用于進行有壓，無壓判別以及啟動備用電源自投裝置，每個進線開關(guān)各引入任一相電流，是為了防止PT全相斷線后造成備自投裝置誤投，也是為了更好的確認進線開關(guān)已斷開，如果需要自投后聯(lián)切負荷，則利用進線該相電流判別是否超過過負荷定值，以實現(xiàn)聯(lián)切功能。抽取電壓：線電壓和相電壓。三相電壓和大于8V，最大線電壓和最小線電壓的壓差大于16V，判斷為單相PT斷線恢復(fù)正常后，告警自動消失 饋線保護(1)：三段電流保護方向元件采用90度接線，按相啟動。(5) ：小電流單相接地保護：中性點不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的方向和大小判別接地線路。 配電變壓器保護 (1) : 三段式相間電流保護設(shè)有三段相間電流保護，每段均可獨立投退，電流和時間定值也分別整定，且均可帶復(fù)合電壓閉鎖，可分別投退。(9)：PT斷線告警保護 三相線電壓均小于16V，判斷為三相失壓。電容器組為單星型接線，而每相接成四個平衡臂的橋路時，可以采用橋差接地保護方式。如圖所式： 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)。(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(chǎn)生不平衡電壓，當UunbUset時，保護動作。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。或者電容器本身元件全部擊穿形成相間短路。三相電壓和大于8V， 最大線電壓和最小線電壓差大于16V，判為單相PT斷線。(5) ：復(fù)合電壓出口功能：為實現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓并聯(lián)的方式，本裝置配有復(fù)合電壓出口功能，有獨立的低電壓和負序電壓定值，當復(fù)合電壓滿足條件，接通復(fù)壓出口觸點，并異常告警。(4): 過復(fù)合保護：包括過復(fù)合警告，啟動風冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時限。每段可獨立投退，并且保護可以選擇是否經(jīng)過零壓元件閉鎖，是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定。 復(fù)壓閉鎖過流保護的復(fù)壓閉鎖元件，有本側(cè)復(fù)壓閉鎖和外部接入的復(fù)壓開入閉鎖或門構(gòu)成。REF542plus中的數(shù)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。通過具體的3種方法將變電站內(nèi)的設(shè)備用通信協(xié)議連接了起來。(3): 無線擴頻通信技術(shù)：具有抗干擾能力強，系統(tǒng)誤碼率低，建設(shè)方便，投資少等特點。(5): 對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性?，F(xiàn)場總線的特點：(1): 系統(tǒng)的開放性，即標準的一致性，公開性。 配電自動化專用數(shù)據(jù)光傳輸設(shè)備具有傳輸距離遠，組網(wǎng)靈活，接口豐富等特點的光電合一最新產(chǎn)品。它是一種用于低速傳輸數(shù)字信號的光電合一產(chǎn)品。 光纖通信的類型以及在配電自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用如下(1) ： SDH（同步數(shù)字體系）和PDH（準同步數(shù)字體系）。(5) ： 保密性好。與其它通信技術(shù)相比，有以下優(yōu)點：(1) ： 傳輸頻帶很寬，通信容量大。目前用于電力系統(tǒng)的通信協(xié)議品種繁多，有國際標準，有國家標準，也有行業(yè)標準甚至是企業(yè)標準。同時采集來的信號要往主站送，承擔和主站通信的功能。 通信協(xié)議的作用要實現(xiàn)整個變電站綜合自動化并與上一級控制中心實現(xiàn)“四遙”，必須保證工作站，主機，工程師站，現(xiàn)場各CPU單元與控制設(shè)備間的實時，準確通信。它們相繼開發(fā)了一系列產(chǎn)品，并在全國各個省市的變電站中得到了應(yīng)用。 國外相關(guān)產(chǎn)品的比較國外變電站綜合自動化系統(tǒng)主要是由西門子公司生產(chǎn)的LSA678，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為完全分散和集中與分散相結(jié)合式，后者由于價格和靈活性上的優(yōu)勢而在國內(nèi)應(yīng)用較多。 以太網(wǎng)雖然沒有LONWORKS或CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級設(shè)置，但其帶寬高達10MB/S，因此可以承受的網(wǎng)絡(luò)負荷很大。LONWORKS網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)變量來實現(xiàn)節(jié)點之間的通信，不同的網(wǎng)絡(luò)變量可以設(shè)置成不同的優(yōu)先級，這樣開關(guān)變位等重要信息就可以用優(yōu)先級高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先傳輸。變電站和遠程調(diào)度中心的信息傳輸基于公用電話網(wǎng)，通過終端的modem實現(xiàn)數(shù)字信號和公用電話網(wǎng)上的模擬信號之間的轉(zhuǎn)換，通信管理機的外圍設(shè)備包括鍵盤輸入，液晶顯示，程序存儲器EPROM，實時時鐘RAM,以及備用的RS232串口 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實時性分析 方案一中的LONWORKS現(xiàn)場總線方式中由于帶寬有限，特別是當多個保護共同動作時，網(wǎng)上沖突加劇，重發(fā)次數(shù)增多，通信效率降低。以及本地的變電站系統(tǒng)和遠程調(diào)度中心的通信。 由于以太網(wǎng)使用開放式的TCP/IP協(xié)議，所以可以較為方便的與廣域網(wǎng)相聯(lián)。 PC機必須用PCLTA卡等專用卡與LONWORKS網(wǎng)絡(luò)接口，這些板卡由于是專用品所以價格較高，PC機臺數(shù)增多時，很不劃算。而當信息傳到主干網(wǎng)時，由于主干網(wǎng)的帶寬很寬，所以站內(nèi)的流量對于其而言仍屬輕負載， 以太網(wǎng)在輕負載時效率極高，因此方案2能滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求，并且留有余地。CPU采用32b單片機，CPU部分采用了嵌入式軟件設(shè)計，利用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)及TCP/IP模塊，完成以太網(wǎng)的通信和測控任務(wù) LONWORKS現(xiàn)場總線網(wǎng)方案和嵌入式以太網(wǎng)方案的比較和分析：(1) ：方案1中只有LONWORKS一層網(wǎng)絡(luò)，站內(nèi)的幾十個保護裝置均連接在其上。這種方案實際上是將嵌入式以太網(wǎng)和LONWORKS現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。間隔以上和間隔內(nèi)部。每個保護裝置都帶有LONWORKS網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)上。監(jiān)控網(wǎng)用來傳送各種控制和狀態(tài)信息。因而實用性較差。(10): NZR編碼/解碼方式，并采用位填充技術(shù)。(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(shù)實際上可達110個，理論上可達2000多個。CANBUS的主要技術(shù)特性如下：(1)：CANBUS可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)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。它們之間通過公共存儲器傳遞數(shù)據(jù)。(8)：Lonworks直接通信距離長達2700m(9)：Lonworks技術(shù)的核心是神經(jīng)元芯片。Lonworks通信協(xié)議符合OSI模型，任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開放，對任何用戶平等。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。通常用于近距離傳輸，此時可將兩臺具有RS232接口的通信設(shè)備直接相連，如果要進行遠距離傳輸，可以再加調(diào)制器即可。第3章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展：目前，國內(nèi)變電站綜合自動化系統(tǒng)用的通信網(wǎng)絡(luò)主要是總線式網(wǎng)絡(luò)。它具有分布式結(jié)構(gòu)的全部優(yōu)點而且又便于設(shè)計安裝及運行維護?？梢源蟠罂s短微機保護裝置的開發(fā)周期，實現(xiàn)微機繼電保護裝置的系列化和標準化，便于運行部門的運行維護，必將在微機保護的發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。比如采用了高壓線路保護類似的VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高性能單片機構(gòu)成的雙CPU系統(tǒng)，變壓器主保護與變壓器各側(cè)的后備保護分別采用不同的CPU完成保護功能。在距離保護CPU插件或者零序保護CPU插件發(fā)生故障時，即使線路的主保護可以正常工作，仍將失去遠方后備保護的功能。如果模擬輸入通道和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生故障，那麼輸入3個CPU插件的故障數(shù)據(jù)將不在準確，整套裝置不能正確工作；跳閘出口通道發(fā)生故障，整套裝置同樣不能正確工作。通信控制，保護CPU運行狀態(tài)監(jiān)控等功能。對于高壓和超高壓輸電線路微機保護裝置，多單片機構(gòu)成的多CPU硬件結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)行的實際標準。當保護裝置使用單片機時，目前使用的VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)難以滿足要求，必須對此單獨進行考慮。在變電站的母線保護，變壓器保護和發(fā)電機保護中，由于需要進行采樣的電流通道很多，對采樣的速度也有很高的要求。② 電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：第2代微機線路保護的VFC (電壓頻率保護) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，為了提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集速度，每個模擬輸入通道都需要使用單獨的電壓頻率轉(zhuǎn)換/光耦合器，其輸出頻率信號送至可編程計數(shù)器8255進行頻率測量，在每個數(shù)據(jù)采集周期由CPU讀取可編程計數(shù)器的計數(shù)值，并進行標度變換以獲得實際的采樣植。模擬量多路轉(zhuǎn)換開關(guān)采用硬件電路控制記數(shù)自動進位切換通道號。濾序和傅立葉變換算法的主要時間，不但可以完成數(shù)據(jù)采集，信號處理的功能，還可以完成以往主要由COU完成的運算功能，甚至完成獨立的繼電保護功能。DSP具有強大的處理功能，在相同的主頻率下，甚至比目前最先進的個人計算機快10—50倍。高性能單片機包含了微機保護所需要的各種硬件功能，使新型微機保護的電路設(shè)計異常簡單可靠。新型高性能的單片機性能得到了很大的提高。 變電站綜合自動化系統(tǒng)微機保護的硬件結(jié)構(gòu)(1) 處理器分為單片機和數(shù)字信號處理器兩種。微機保護裝置的發(fā)展大致可以分為以下幾個階段： 第一階段是以單cpu的硬件結(jié)構(gòu)為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，硬件和軟件的設(shè)計符合四統(tǒng)一設(shè)計標準，其代表產(chǎn)品為微機高壓輸電線路保護裝置。各單元應(yīng)具有模塊化的主機板，開出板。采用光電隔離和繼電器接點閑離的方法實現(xiàn)。主控室后部設(shè)保護柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜，交直流電源柜等設(shè)備?？刂婆_上或旁邊放主機顯示器CRT。模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手。本體保護（重瓦斯，輕瓦斯，有載重瓦斯，有載輕瓦斯等），過流保護（包括低壓啟動，復(fù)合電壓啟動），過負荷保護。能夠?qū)ΡＷo柜包括主機在內(nèi)的各元件進行在線檢查。其特點：(1) : 用鍵盤和八段顯示器（LED）顯示采樣值（電流，電壓，和開關(guān)狀態(tài)）和整定值，并可修改整定值?；螂娋W(wǎng)故障時不應(yīng)該誤動。(3) : 無功電壓自動控制：根據(jù)電網(wǎng)無功，電壓計算和判斷是投切電容器，還是調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置。也可利用功率方向法等其他方法來判別。遙控執(zhí)行：當調(diào)度端發(fā)出遙控開關(guān)或遙調(diào)變壓器分接頭的命令后，該系統(tǒng)能可靠的執(zhí)行。操作方式分為手動操作和遙控執(zhí)行。(3) 脈沖量：變電站需要監(jiān)測的各種脈沖量，包括線路，主變一次和二次的有功電度量和無功電度量，電容器的無功電度量，所用電的有功電度量等。 監(jiān)測：綜合自動化系統(tǒng)通過對變電站的數(shù)據(jù)進行采集，處理，顯示和打印，使運行人員了解變電站的運行工況，并采取相應(yīng)的措施。目前國內(nèi)應(yīng)用較多的是分散式結(jié)構(gòu)集中式組屏。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要集中在單元層和變電站層。單元層本身是有各種不同的單元裝置組成，這些獨立的單元裝置直接通過局域網(wǎng)絡(luò)或串行總線與變電站層聯(lián)系，也有可能設(shè)有數(shù)據(jù)采集管理機或保護管理機，分別管理各測量，監(jiān)視單元和各保護單元，然后集中由數(shù)采管理機和保護管理機與變電站層通信。 分布集中式綜合自動化系統(tǒng)：整個變電站的一，二次設(shè)備分為三層，變電站層，單元層和設(shè)備層。如圖所示： 分散式綜合自動化系統(tǒng)：該系統(tǒng)按回路進行設(shè)計，每一個開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備上就地安裝微機保護單元和單回路的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控單元，這樣不但可以節(jié)省大量的光電纜，同時也提高了抗干擾能力。經(jīng)初步處理后送到I/O通信控制器進行數(shù)據(jù)格式的變換，并將變電站所有保護，測量，信號和控制信息統(tǒng)一處理，與當?shù)氐暮笈_機和遠方調(diào)度中心進行信息交換。第2章 變