【正文】 三段相間電流保護(hù)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。 三相電壓和大于 8V， 最大線電壓小于 16V，判為二相 PT 斷線。閉鎖有載調(diào)壓可選擇常開或常閉觸點(diǎn)。作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式下的接地保護(hù)，每段都可以獨(dú)立投退。 (2): 三段式零壓閉鎖零序過流保護(hù)： 配有三段共九時(shí)限（每段三時(shí)限 ）的 零壓閉鎖零序過流保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式下的接地保護(hù)。通過定植的整定，每段過流保護(hù)可以選擇是否經(jīng)過復(fù)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。 REF542plus 具有保護(hù)，測(cè)量，控制，監(jiān)測(cè)的功能。 小結(jié) 本節(jié)介紹了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)通信總線進(jìn)行了比較。提供了豐富的外圍接口，具有安裝維護(hù)方便，繞射能力強(qiáng)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，大范圍覆蓋等特點(diǎn) (2): 一點(diǎn)多址 微波通信技術(shù)：具有傳輸距離長(zhǎng)（站內(nèi) 50KM），容量大，配置靈活等特點(diǎn)。 (4)： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性。傳輸介質(zhì)主要是雙絞線。 長(zhǎng)距離光傳輸模塊是內(nèi)置與交換機(jī)或路由器的光設(shè)備。 (2) : 光調(diào)制解調(diào)器。 缺點(diǎn)是強(qiáng)度不如金屬線，連接比較困難，分路和耦合不方便，彎曲半徑不易太小。 (4) ： 輸入和輸出間電隔離，不 怕電磁干擾。 光纖通信技術(shù) 光纖通信 優(yōu)點(diǎn) 光纖通信是以光波做為信息載體，以光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的先進(jìn)通信手段。但這在變電站中也是不可行的，所以采用一個(gè)好的通信協(xié)議就能達(dá)到事辦功倍的效果。在變電站控制系統(tǒng)中， CPU 采集控制單元不僅要采集各類信號(hào)（開關(guān)位置，保護(hù)信號(hào)，有功，無功，電壓，電流，功率因數(shù)，電量等），還要對(duì)各單元的開關(guān)進(jìn)行控制和完成邏輯判斷等功能，這占用了很多 CPU 負(fù)荷以及內(nèi)存空間等資源。再者國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在工程組織，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，售后服務(wù)等方面比國(guó)外產(chǎn)品更具有優(yōu)勢(shì)。 國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家主要有南京自動(dòng)化研究所，北京自動(dòng)化研究所，以及珠海的拓普公司，煙臺(tái)的東方電子，許昌繼電器廠等公司。 方案三中的 CANBUS 總線網(wǎng)絡(luò)也同樣設(shè)有優(yōu)先級(jí)傳輸，而且 CANBUS 網(wǎng)絡(luò) 中的帶寬，負(fù)荷率，通信效率等也完全可以滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。在方案2 中，內(nèi)部間隔的 LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)一般不超過 10 個(gè)，所以在這種情況下內(nèi)部間隔的網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)性是有保證的。 首先分析間隔內(nèi)部 LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性。現(xiàn)場(chǎng)級(jí) CAN 網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)通信管理機(jī)和監(jiān)控保護(hù)單元之間的信息傳送。具體的方式如下圖所示 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中通信管理機(jī)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部的變電站子層和單元子層之間的通信 。 (4)： 易于 廣域網(wǎng)相連。 (3)： 與 PC 機(jī)接口。于是 LONWORKS 的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載極低，即使在各臺(tái)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作的情況下，通信效率仍很高。 其中 Neuron 芯片作為 CPU 的通信處理器完成了 LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)的通信任務(wù)，利用它可和保護(hù)裝置通信。最低層的各種設(shè)備保護(hù)可不做任何改動(dòng)，保持了向下的兼容 性。 將站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)分為兩層。通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線或光纖。 LONWORKS 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案 ： 如 圖所 示， 變電站內(nèi)部有兩個(gè) LONWORKS 網(wǎng)絡(luò)，分別為監(jiān)控網(wǎng)和錄波網(wǎng)。 LONWORKS 總線性能較強(qiáng)，但系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)較高。 (9)： CANBUS 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下 ，具有自動(dòng)關(guān)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。 (4)： CANBUS 可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)全局廣播 幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。CANBUS 通信設(shè)備本身又具有較低的造價(jià)，從而它的應(yīng)用范圍很廣，特別是在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域。應(yīng)用處理器完成用戶現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用。 (6)： 它的通信速度可達(dá) ，此時(shí)的有效距離為 130m (7)： Lonworks 技術(shù)的一個(gè)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá) 32020 個(gè)。 (3)： 互操作性。 LONWORKS 總線的技術(shù)特性有以下 9 點(diǎn)： (1): 開放性。采用 RS422 標(biāo)準(zhǔn)通信時(shí)位率可達(dá)到 10Mbit/s。 RS232， RS422 和 RS485 總線： RS232 串口通信標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)于 1969 年公布的，該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間按位串行傳輸?shù)慕涌谕ㄐ?。介紹了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及主要的配置，為下一章的通信協(xié)議做好了鋪墊。使用 “一對(duì) N”方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，一套裝置負(fù)責(zé)多條線路或變壓器的測(cè)量，保護(hù)和控制。工控機(jī)總線接口簡(jiǎn)單，模塊化程度高，容易結(jié)合，使用維護(hù)方便，系統(tǒng)功能容易擴(kuò)展。許 多廠家得宜于線路微機(jī)保護(hù)的成功開發(fā)和應(yīng)用中的成功經(jīng)驗(yàn)，推出了許多與微機(jī)線路保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)相似的單片機(jī)型微機(jī)元件保護(hù)。廣泛的使用多 CPU 微機(jī)保護(hù)裝置中，距離保護(hù)三段和零序保護(hù)三段，都具有遠(yuǎn)后備的功能。保護(hù)輸入和輸出通道不采用冗余技術(shù)，而只是在信號(hào)處理器部分采用。監(jiān)控 CPU主要負(fù)責(zé)人機(jī)接口，保護(hù)定值管理。 (3) 微機(jī)保護(hù)硬件的一般結(jié)構(gòu)： 微機(jī)保護(hù)的硬件類型分為三種：高壓線路微機(jī)保護(hù)，微機(jī)元件繼點(diǎn)保護(hù)，低壓線路的微機(jī)保護(hù) . ① 高壓線路微機(jī)保護(hù)： 目前我 國(guó)的高壓線路微機(jī)保護(hù)裝置的原理，性能，主要指標(biāo)以及制造工藝方面以達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，微機(jī)保護(hù)的動(dòng)作正確率也已經(jīng)超過了常規(guī)保護(hù)。 保護(hù)裝置使用公控機(jī)時(shí)，通常采用工控機(jī)智能同步數(shù)據(jù)采集模板完成采樣，再將采樣數(shù)據(jù)通過雙口 RAM， FIFO 等方式傳送給主 CPU 進(jìn)行處理，因此并不占用主 CPU 的處理 時(shí)間。以 ANN 為代表的人工 智能技術(shù)和小波分析理論，以及行波保護(hù)，暫態(tài)保護(hù)等概念逐步引入繼電保護(hù)領(lǐng)域，對(duì)采樣速度提出了更高的要求。這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的芯片比較多，電路復(fù)雜，抗干擾能力差，因此，在其改進(jìn) 型產(chǎn)品中使用了電壓頻率轉(zhuǎn)換原 理的計(jì)數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。每個(gè)通道各有一個(gè)采樣保持器，其采樣脈沖輸入端并聯(lián)后聯(lián)到 CPU 插件上的定時(shí)器輸出端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各通道的同時(shí)采樣。將數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)用于微機(jī)繼電保護(hù)，極大的縮短了數(shù)字濾波。 數(shù)字信號(hào)處理器 DSP：它與目前通用的 CPU 不同，是一種為了達(dá)到快速運(yùn)算而具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。其高效豐富的指定系統(tǒng)使得編程及其應(yīng)用即靈活又簡(jiǎn)潔。而且某些保護(hù)算法需要使用乘法，除法或是開平方運(yùn)算，而早期的片內(nèi)資源有限，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常需要對(duì)其功能進(jìn)行補(bǔ)充和外部擴(kuò)展。再現(xiàn)階段，在一些微機(jī)繼電保護(hù)裝置中，個(gè)別產(chǎn)品也采用了性能更好，功能更強(qiáng)大的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。 滿足在強(qiáng)電場(chǎng)，高頻影響和諧波沖擊等環(huán)境下可靠工作，并能防止雷電沖擊。 (2): 軟硬件模塊化，方便維護(hù)和擴(kuò)展。不同功能的硬件之間只能有信息交換，不應(yīng)有電的直接聯(lián)系。 主 控 室 前 部 的控 制 臺(tái)上 面 安 裝 顯 示 器 ， 打 印 機(jī) ，鍵 盤 ， 模 擬 主 接 線 ， 操 作 把手 ， 必 要 儀 表保 護(hù) 柜 ， 變 送器 柜 ， 監(jiān) 控柜 ， 電 度 表柜 ， 電 流 柜O P P O S I T E (3)微機(jī)臺(tái)式 ： 在主控室前部設(shè)微機(jī)臺(tái)，無模擬憑，無控制臺(tái)。在控制臺(tái)對(duì)面設(shè)保護(hù)柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜和交直流電源柜等設(shè)備。 4： 母線保護(hù)：包括完全電流差動(dòng)母線保護(hù)和電流比相式 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件配置 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站主控室的結(jié)構(gòu)分為三類： (1) 模擬屏式 ： 在主控室模擬屏前設(shè)微機(jī)臺(tái)，臺(tái)內(nèi)裝微機(jī)及 UPS 電源，臺(tái)上放主機(jī)顯示器 CRT，鍵盤和打印機(jī)。 (2): 變壓器保護(hù) ： 包括差電流速斷保護(hù)，帶二次諧波制動(dòng)的比例差動(dòng)保護(hù)。 (3) : 具備實(shí)時(shí) 自檢功能。 保護(hù)： 微機(jī)保護(hù)不僅有較高的可靠性和靈敏性，而且使用方便。電容器。運(yùn)行人員按照提示，用人工檢除方法跳開開關(guān)自動(dòng)重合，驗(yàn)證主機(jī)的判斷。 (2) ：接地選相：對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)利用零序電壓，零序電流增量以及壓降可判斷接地線路及相別，也可以利用功率方向等其它方法來判別。保護(hù)柜操作可通過保護(hù)機(jī)鍵盤或柜上按扭實(shí)現(xiàn)。所有操作的可靠性在軟硬件設(shè)計(jì)中都應(yīng)符合雙重化原則。 (2) 開關(guān)量 ： 變電站內(nèi)需要監(jiān)測(cè)的各種開關(guān)量，包括各個(gè)開關(guān)，刀閘，變壓器分接頭，繼電保護(hù)動(dòng)作信息，開關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)，交直流電源運(yùn)行狀態(tài)，各微機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能主要包括監(jiān)測(cè)，監(jiān)控，遠(yuǎn)傳，保護(hù)四部分。這種結(jié)構(gòu)方式介于集中式和分散式之間。變電站層設(shè)現(xiàn)場(chǎng)總線或局域網(wǎng)，供各主機(jī)之間和監(jiān)控主機(jī)和單元層之間交換信息。單元層一般按斷路器間隔劃分，具有測(cè)量，控制部件或繼電保護(hù)部件。缺點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)仍不是很穩(wěn)定。缺點(diǎn)是組屏多，占地面積大，而且需要鋪設(shè)大量的電纜，投資量和工程量大，接線復(fù)雜，獨(dú)立單元較多，維護(hù)工作量大，運(yùn)行不可靠。各進(jìn)出線以及其他電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài) 通過 ct,pt，開關(guān)輔助觸點(diǎn)有電纜傳送到變電站的中央控制室的保護(hù)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置內(nèi)。下來介紹了國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展過程和巨大的前景應(yīng)用。雖然變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在 80 年代后才被開發(fā)應(yīng)用。 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性 （ 1） ：提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率 （ 2） ： 提高變電站的安全，可靠運(yùn) 行水平。 此類系統(tǒng)的出現(xiàn)是由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)分屬于不同部門和專業(yè)，另外對(duì)繼電保護(hù)與測(cè)控裝置在技術(shù)上如何融和沒有達(dá)成一致的認(rèn)識(shí)，故相當(dāng)一部分尤其是 110KV 及以下電壓等級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)采用此類模式。五大類產(chǎn)品的不斷發(fā)展及其功能相互滲透，推動(dòng)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了多種多樣的系統(tǒng)模式，按系統(tǒng)模式出現(xiàn)的時(shí)間順序可將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展分為三個(gè)階段： 第一階段：面向功能設(shè)計(jì)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(dòng)裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。 隨著微處理器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，人們 可以利用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來組成一個(gè)自動(dòng)化的控制和保護(hù)系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)二次設(shè)備模式，做到設(shè)備簡(jiǎn)化，信息共享，減少變電站的造價(jià)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來全新的模式。 (5) 全站數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 變電站的智能監(jiān)控裝置將無電壓等級(jí)劃分，只是下載參數(shù)設(shè)置版本不同。這將極大的減少整個(gè)變電站的二次電纜，使變電站的建設(shè)簡(jiǎn)化，快速，設(shè)備調(diào)試簡(jiǎn)單。 (2) 設(shè)備安裝就地化，戶外化 綜合自動(dòng)化裝置將和一次設(shè)備整合在一起，其電氣的抗干擾性能，設(shè)備抗熱，抗寒，抗雨雪，防腐蝕等各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)將達(dá)到極高的地步。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) （ 1） 保護(hù)監(jiān)控一體化 這種方式在 35KV 及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用，它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制。 （ 4） ：可靠性提高。 與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比較，微機(jī)保護(hù)具有許多優(yōu)點(diǎn)： （ 1） ：改善和提高了繼電保護(hù)的動(dòng)作特性和性能，動(dòng)作正確率高。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)代替了常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，代替了常規(guī) 控制屏，中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏，用微機(jī)保護(hù)代替了常規(guī)的繼電保護(hù)屏，解決了常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的問題。 它為調(diào)度中心提供了廠站端的運(yùn)行情況，通過控制操作和閉鎖，可以實(shí)現(xiàn)變電站當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方的監(jiān)視和控制；為遠(yuǎn)方的遙調(diào)，遙測(cè)，遙控，遙信和反事故措施提供了可靠的技術(shù)保障；無人職守的變電站提高了供電的可靠性又實(shí)現(xiàn)了減員增效。 關(guān)鍵詞 ： 變電站綜合自動(dòng)化，通信協(xié)議， 微機(jī)保護(hù)，硬件配置。通過對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信方面的研究，介紹了當(dāng)前各種總線方式和最新的通信技術(shù)，將各種通信方式進(jìn)行了詳細(xì)的說明，并將他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，比較了各種方式的性價(jià)比。并且對(duì)此前景進(jìn)行了簡(jiǎn)介。 Abstract The thesis of the substation automation concept and development trends, and integrated substation automation system and the significance of the study of the development of the domestic and international situation now exposition Discussion of integrated substation automation system functions, structure, protection configuration, and further discussion of the puter hardwa re protection of the structure and characteristics. Through the integrated substation automation system munication research, on the current bus various ways and the latest munications technology, the various modes of munication for a