【正文】 LONWORKS總線以及CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了光纖通信技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，無(wú)線通信技術(shù)等各自的特點(diǎn)。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。第5章 總結(jié) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種以計(jì)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(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 需要注意的是：主變送電側(cè)、受電側(cè)有功功率、無(wú)功功率不一定完全相等，由于主變傳輸?shù)氖且曉诠β剩灰碗妭?cè)視在功率等于受電側(cè)視在功率即可（視在功率計(jì)算公式為S=√3*U*I）。如不一致，則用相序表測(cè)裝置電壓相序是否正確，如電壓相序正確，則某相電流相序或極性必不正確。 2 ）后臺(tái)機(jī)顯示線路、主變各側(cè)功率是否準(zhǔn)確。例如：線路輸送功率為從變電站向線路送電，則A相電壓正半波最大值應(yīng)超前A相電流正半波最大值一定角度（最大不超過180度），即同半波數(shù)據(jù)內(nèi)電流最大值落后電壓最大值幾個(gè)采樣點(diǎn)，否則線路保護(hù)方向錯(cuò)誤?？蓞⒖床蓸訑?shù)據(jù)中的差流相數(shù)據(jù)的大小判斷差動(dòng)極性，也可通過對(duì)各相電流的波形分析差動(dòng)極性。 (1) 綜自系統(tǒng)的防雷抗干擾處理 通訊線屏蔽層可靠接地；各通訊端口可靠保護(hù)；交流電源接地正確。對(duì)于數(shù)字通道，直接將筆記本232口插在遠(yuǎn)動(dòng)通訊口，可直接觀察到數(shù)據(jù)報(bào)文。 在調(diào)試過程中，對(duì)變電所上行信息和下行信息分別進(jìn)行調(diào)試。與智能直流屏、智能電度表、GPS、五防等裝置的通訊應(yīng)正確，功能正常發(fā)揮。系統(tǒng)圖、網(wǎng)絡(luò)圖、棒圖、實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表等圖表應(yīng)按要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、組態(tài)，做到完整準(zhǔn)確。若裝置帶同期功能時(shí)，應(yīng)找準(zhǔn)線路側(cè)電壓和母線側(cè)電壓基準(zhǔn)點(diǎn)，即當(dāng)同期電壓取相電壓或線電壓時(shí)線路側(cè)UXN與母線側(cè)UN或Ub（當(dāng)PT的B相接地時(shí)）短接。萬(wàn)用表量電度表屏計(jì)度電壓，查看裝置面板、后臺(tái)機(jī)電壓顯示值是否正確。不應(yīng)開路或串到其它回路，有效值、相別應(yīng)正確。 查變壓器溫度在后臺(tái)機(jī)顯示是否正確。若狀態(tài)與實(shí)際相反，必是斷路器、刀閘輔助觸點(diǎn)常開、常閉接反。若正確，斷路器合上后裝置面板應(yīng)有重合閘充電標(biāo)志顯示。應(yīng)注意如果裝置跳合閘保持回路需要與斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)跳合閘電流配合時(shí)，繼電器保持電流是否與斷路器控制回路實(shí)際電流值匹配。 調(diào)試階段這個(gè)階段包括一次、二次系統(tǒng)的電纜連接、保護(hù)、監(jiān)控等功能的全面校驗(yàn)和調(diào)試。斷路器事故跳閘啟動(dòng)事故音響，其它通道故障和裝置故障啟動(dòng)預(yù)告音響，信息除了能在就地監(jiān)控主站和遠(yuǎn)動(dòng)主站讀取及存盤外，還能在中央信號(hào)屏上讀取及記錄。在主變220kV側(cè)增加電流方向接法相反的分時(shí)計(jì)量的脈沖式有功電度表和無(wú)功電度表各2只，供關(guān)口表用。主變變低10kV隔離開關(guān)、110kV，220kV隔離開關(guān)采用就地電動(dòng)操作方式，可進(jìn)行就地和遙控操作，并設(shè)置“就地/遙控”選擇開關(guān)，同時(shí)設(shè)有操作閉鎖措施。 電器設(shè)備控制方式主變壓器、站用變壓器各側(cè)斷路器以及10kV、110kV、220kV斷路器一般情況下均集中在控制室，通過就地監(jiān)控主站的就地監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制操作(但網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)動(dòng)主站亦可留有接口給地調(diào)進(jìn)行遙控，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程而定)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中就地監(jiān)控主站退出運(yùn)行時(shí)則應(yīng)能分別在各元件的保護(hù)屏處進(jìn)行人工控制操作。③當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。4 ）在線診斷功能、在線幫助。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可與調(diào)度中心對(duì)時(shí)或采用衛(wèi)星時(shí)鐘GPS。　　當(dāng)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(tái)機(jī)上進(jìn)行，運(yùn)行人員利用CRT屏幕和鍵盤或鼠標(biāo)器進(jìn)行操作。人機(jī)聯(lián)系的主要內(nèi)容包括：1 ）顯示畫面與數(shù)據(jù)。4 ）用戶專用線路的有功、無(wú)功功率及每天的峰值和最小值以及時(shí)間。 操作票自動(dòng)生成功能根據(jù)運(yùn)行方式的變化，按規(guī)范程序，自動(dòng)生成正確的操作票，以減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并減少誤操作的可能性。輸出形式有：音響告警、畫面告警、語(yǔ)音告警、故障數(shù)據(jù)記錄顯示(畫面)和光字牌告警(光字牌報(bào)警回路采用編碼設(shè)計(jì)，主要是為了保證當(dāng)通信網(wǎng)故障退出時(shí)站內(nèi)仍能正常運(yùn)行。因此，小電流接地選線功能要獨(dú)立于通信網(wǎng)。而規(guī)程規(guī)定小電流系統(tǒng)當(dāng)單相接地后允許2h帶故障運(yùn)行，2h后要立即切除故障線路?！　⊥诠δ苡惺謩?dòng)和自動(dòng)兩種方式供選擇，同期裝置與通信網(wǎng)相互獨(dú)立。3 ）同期檢測(cè)和同期分閘。自動(dòng)控制時(shí)可根據(jù)電壓、潮流和無(wú)功負(fù)荷、變壓器抽頭位置信號(hào)由裝置進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)變壓器抽頭位置或投退電容器組。在各間隔的每個(gè)斷路器設(shè)置按鈕或開關(guān)式的一對(duì)一“分”、“合”操作開關(guān)和簡(jiǎn)易的強(qiáng)電中央事故和告警信號(hào)。3 ）保護(hù)設(shè)備的檢查及整定值的設(shè)定。　　(3) 用戶專用線有功電能量、無(wú)功電能量及其分時(shí)電能量和最大需量。　　(6) 有條件的變電站電壓無(wú)功綜控的遠(yuǎn)方投停。　　(2) 主變壓器有載分接開關(guān)位置調(diào)整?！　?8) 所用變故障信號(hào)。　　(4) 保護(hù)動(dòng)作、預(yù)告信號(hào)，保護(hù)裝置故障信號(hào)。 (9) 系統(tǒng)頻率，功率因數(shù)，環(huán)境溫度等。 (5) 電容器：無(wú)功功率、電流。主變壓器有載分接開關(guān)位置(當(dāng)用遙測(cè)方式處理時(shí))。常規(guī)四遙功能的變電站，信息由RTU采集。4 ）與監(jiān)控系統(tǒng)通信，能接收監(jiān)控系統(tǒng)命令，選擇并修改定值，發(fā)送故障信息、保護(hù)動(dòng)作情況、當(dāng)時(shí)整定值及自診斷信號(hào)等。系統(tǒng)應(yīng)能顯示電流、電壓、有功、無(wú)功、電度等模擬量參數(shù)，當(dāng)通信網(wǎng)退出運(yùn)行時(shí)仍能滿足運(yùn)行監(jiān)視。實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化的硬件保護(hù)及配置功能。(9) 具有GPS硬件對(duì)時(shí)功能。(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(yàn)。(4) 一個(gè)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(yuǎn)方，當(dāng)?shù)兀?，定值修改記錄?2) 故障記錄(3) 可存儲(chǔ)四套定值。 備自投保護(hù)裝置引入兩段母線電壓，用于進(jìn)行有壓，無(wú)壓判別以及啟動(dòng)備用電源自投裝置，每個(gè)進(jìn)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(rèn)進(jìn)線開關(guān)已斷開，如果需要自投后聯(lián)切負(fù)荷，則利用進(jìn)線該相電流判別是否超過過負(fù)荷定值，以實(shí)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(dòng)消失 饋線保護(hù)(1)三段電流保護(hù)方向元件采用90度接線，按相啟動(dòng)。(5) 小電流單相接地保護(hù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓?jiǎn)?dòng)，零序電流的方向和大小判別接地線路。 配電變壓器保護(hù) (1) 三段式相間電流保護(hù)設(shè)有三段相間電流保護(hù)，每段均可獨(dú)立投退，電流和時(shí)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(hù) 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(gè)平衡臂的橋路時(shí)，可以采用橋差接地保護(hù)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(hù) 當(dāng)雙星型接線采用不平衡電壓保護(hù)時(shí)，可用電壓互感器的一次繞組串在中性線中，當(dāng)某電容器組發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，故障電容器組所在星型的中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移，從而產(chǎn)生不平衡電壓，當(dāng)UunbUset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。在電容器組中過電壓和欠電壓保護(hù)均可通過延時(shí)來(lái)判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓?；蛘唠娙萜鞅旧碓繐舸┬纬上嚅g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(shí)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(dú)立的低電壓和負(fù)序電壓定值，當(dāng)復(fù)合電壓滿足條件，接通復(fù)壓出口觸點(diǎn)，并異常告警。(4): 過復(fù)合保護(hù)包括過復(fù)合警告，啟動(dòng)風(fēng)冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時(shí)限。每段可獨(dú)立投退，并且保護(hù)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(hù)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(cè)量和保護(hù)的功能，電流傳感器適用于距離保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)。為中低壓變電站廣為采用。③ 低壓線路的微機(jī)保護(hù)這種類型的保護(hù)裝置可以分為兩種：一種為“一對(duì)一”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)一條線路的保護(hù)；另一種為“一對(duì)N”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)多條線路保護(hù)。為適合變電站自動(dòng)化的發(fā)展，新型微機(jī)變壓器保護(hù)也提供了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的通信接口功能。由于以上的原因，在高壓和超高壓輸變電線路中，不但主保護(hù)必須雙重化配置，后備保護(hù)也必須雙重化配置。因此整個(gè)保護(hù)裝置并不因?yàn)椴捎昧硕郈PU技術(shù)而使可靠性大幅度的提高。3個(gè)保護(hù)插件啟動(dòng)元件按三取二的原則啟動(dòng)各套保護(hù)裝置的出口回路，從而大大的提高了保護(hù)裝置的可靠性。這種類型的微機(jī)保護(hù)裝置的基本特點(diǎn)是：電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整套裝置的公共部分,其頻率輸出信號(hào)分別傳送給各個(gè)保護(hù)插件，再由各個(gè)保護(hù)插件完成相應(yīng)的測(cè)頻，采樣值標(biāo)度變換，保護(hù)功能計(jì)算。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)和調(diào)試，一些半導(dǎo)體廠家將完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成到一塊芯片中，能夠自動(dòng)完成所有輸入通道的數(shù)據(jù)采集而無(wú)須CPU干預(yù)。采樣率的提高導(dǎo)致了采樣間隔的縮短，從而留給CPU進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理，保護(hù)啟動(dòng)計(jì)算，主保護(hù)計(jì)算的時(shí)間大大縮短。主要優(yōu)點(diǎn)是：通過光電耦合器與CPU接口，因此抗干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)多單片機(jī)系統(tǒng)的多CPU接口。為了節(jié)省CPU的工作時(shí)間，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在變化完成后的得到的數(shù)字輸出不需要經(jīng)過CPU控制，而經(jīng)DMA控制直接存入本插件的RAM中。隨著數(shù)字信號(hào)處理器芯片和開發(fā)工具的價(jià)格下降，可以預(yù)期數(shù)字信號(hào)處理器將會(huì)在微機(jī)繼電保護(hù)裝置中發(fā)揮重要的作用?？焖俚闹噶钪芷冢鸾Y(jié)構(gòu)，流水操作，專用的乘法器，特殊的指令，加上集成電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使DSP的指令周期達(dá)到200ns。由于單片機(jī)價(jià)格低廉，因此，微機(jī)保護(hù)由當(dāng)初的單CPU的硬件結(jié)構(gòu)為主發(fā)展到為多單片機(jī)構(gòu)成的多CPU硬件結(jié)構(gòu)為主。運(yùn)行能力也得到了大大的加強(qiáng)，出現(xiàn)了無(wú)須進(jìn)行外部擴(kuò)展的所謂總線不出芯片的新型微機(jī)保護(hù)。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的硬件結(jié)構(gòu)(1) 處理器分為單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理器兩種單片機(jī)通過大規(guī)模集成電路技術(shù)將CPU ,ROM, RAM, 和I/O接口電路封裝在一塊芯片中，具有可靠性高，接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度快，功耗低，性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。微機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展大致可以分為以下幾個(gè)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(jì)符合四統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其代表產(chǎn)品為微機(jī)高壓輸電線路保護(hù)裝置。各單元應(yīng)具有模塊化的主機(jī)板，開出板。采用光電隔離和繼電器接點(diǎn)閑離的方法實(shí)現(xiàn)。主控室后部設(shè)保護(hù)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_(tái)上或旁邊放主機(jī)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(hù)（重瓦斯，輕瓦斯，有載重瓦斯，有載輕瓦斯等），過流保護(hù)（包括低壓?jiǎn)?dòng)，復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)），過負(fù)荷保護(hù)。能夠?qū)ΡＷo(hù)柜包括主機(jī)在內(nèi)的各元件進(jìn)行在線檢查。其特點(diǎn)：(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。或電網(wǎng)故障時(shí)不應(yīng)該誤動(dòng)。(3) 無(wú)功電壓自動(dòng)控制：根據(jù)電網(wǎng)無(wú)功，電壓計(jì)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(lái)判別。遙控執(zhí)行：當(dāng)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(dòng)操作和遙控執(zhí)行。(3) 脈沖量：變電站需要監(jiān)測(cè)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(wú)功電度量，電容器的無(wú)功電度量，所用電的有功電度量等。 監(jiān)測(cè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過對(duì)變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，處理，顯示和打印，使運(yùn)行人員了解變電站的運(yùn)行工況，并采取相應(yīng)的措施。目前國(guó)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(dòng)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(dú)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(jī)或保護(hù)管理機(jī)，分別管理各測(cè)量，監(jiān)視單元和各保護(hù)單元，然后集中由數(shù)采管理機(jī)和保護(hù)管理機(jī)與變電站層通信。 分布集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整個(gè)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(dòng)化系統(tǒng)該系統(tǒng)按回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，每一個(gè)開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備上就地安裝微機(jī)保護(hù)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(shí)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(jìn)行數(shù)據(jù)格式的變換，并將變電站所有保護(hù)，測(cè)量，信號(hào)和控制信息統(tǒng)一處理，與當(dāng)?shù)氐暮笈_(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心進(jìn)行信息交換。第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能與保護(hù)配置 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的組成在結(jié)構(gòu)上主要可以分成：集中式，分布集中式，集中和分散式，分散式四種。但由于在技術(shù)性能上的潛在能力，必將被廣泛的應(yīng)用于祖國(guó)各個(gè)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中。（3）減少維護(hù)工作時(shí)間，減少值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并達(dá)到減員增效（4）縮小變電站占地面積，減少總投資。該模式?jīng)]有做到面