【正文】 分層（級）分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)模式實質(zhì)上是把這些。分層分布式自動化系統(tǒng)的功能在邏輯上仍可分為過程層、間隔層和變電站層三層結(jié)構(gòu)。這些IEDs在物理位置上，可安裝在3個不同的功能層（即變電站層、間隔層/單元層、過程層）上。(2) 變電站的智能電子設(shè)備變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)備統(tǒng)稱為智能電子設(shè)備IED（Intelligent Electronic Devices）。② 間隔層（Bay level）功能 變電站自動化系統(tǒng)在間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等等。 變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 概述(1) 變電站自動化系統(tǒng)的分層和邏輯接口國際電工委員會（IEC）TC 57技術(shù)委員會（電力系統(tǒng)控制和通術(shù)委員會）在制定IEC 61850（變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)時，把變電站自動化系統(tǒng)的功能在邏輯上分配在3個層次（變電站層、間隔層或單元層、過程層），這3個層次分別通過邏輯接口1～9建立通信。即完成新型RTU等全部四遙功能。 自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度通信。ⅱ.有源電力濾波器 有源電力濾波器APF（Active Power Filter）安裝于諧波源處，它是可動態(tài)補(bǔ)償諧波、無功功率的電力電子裝置，它的基本原理是實時地檢測APF安裝處的諧波和無功功率，然后產(chǎn)生一個與該諧波電流（或電壓）和無功功率方向相反的諧波電流（或電壓）與無功功率，注入電網(wǎng)，使電網(wǎng)只含有基波分量，達(dá)到對諧波和無功功率實時檢測和補(bǔ)償?shù)哪康?。?不斷提高發(fā)電機(jī)設(shè)計制造質(zhì)量，從發(fā)電源頭上減少諧波；ⅱ.電力變壓器的繞組盡可能采用D，y或Y ,d 接法，可有效抑制3的倍數(shù)的諧波流入電網(wǎng)；ⅲ.在變電站裝設(shè)的無功補(bǔ)償電容器上，采用串聯(lián)一定比例的電抗器的方法，以抑制3，5，7次諧波；ⅰ.交流無源濾波器 目前所采用的交流濾波裝置是利用R、L、C電路對某次諧波頻率串聯(lián)諧振的原理，使其對特定頻率的諧波呈零阻抗，從而阻止該次諧波注入電網(wǎng)。f. 變頻裝置③ 電力系統(tǒng)諧波的監(jiān)測諧波監(jiān)測是研究分析諧波問題和研究對諧波治理和抑制的主要依據(jù)。 家用電器如收音機(jī)、電視機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)等都會產(chǎn)生諧波，彩色電視機(jī)產(chǎn)生的諧波比黑白電視機(jī)更嚴(yán)重，主要是3，5，7，9次諧波。b. 電氣化鐵路電力機(jī)車是大諧波源，又是單相大負(fù)荷，造成三相負(fù)荷不平衡。 ?、?諧波源分析電網(wǎng)諧波主要來自兩大方面：一是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波；二是用電設(shè)備產(chǎn)生諧波。在變電站中，常用的備自投控制有進(jìn)線備自投、母聯(lián)備自投和備用變壓器自投等。ⅳ 電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩或諧波干擾時，不應(yīng)誤動。 ⅱ 切降的負(fù)荷應(yīng)盡可能少，應(yīng)防止超調(diào)和懸?，F(xiàn)象。一般低頻減載裝置基本級可以設(shè)定5輪或8輪。無功分區(qū)、就地平衡的原則。 10%。 (2) 自動控制子系統(tǒng) ① 變電站的電壓、無功綜合控制　 　?、?500kV(330kV)變電站的220kV母線 正常時，0～ +10%；事故時，5%～+10%。③現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)管理模式 上述串行接口模式接口簡單，投資少，但一個RS 485網(wǎng)能聯(lián)接的電能表有限。 (1)變電站自動化系統(tǒng)對電能量計量系統(tǒng)的管理模式①設(shè)置專用電能質(zhì)量管理機(jī)②串行接口管理模式 一般新建的變電站或220kV及以上變電站，多采用微機(jī)型電能表，它們一般都具有RS 232/RS 485串行通信接口，因此可直接將這些電能表利用屏蔽雙絞線或同軸電纜組成RS 485網(wǎng)絡(luò)。 電能量計算子系統(tǒng) 電能量包括有功電能和無功電能?！? ③利用微機(jī)的記憶功能，可改善保護(hù)性能。(4)微機(jī)保護(hù)優(yōu)越性 ①靈活性強(qiáng)。⑦具有通信功能和標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)約。④察看和授權(quán)修改保護(hù)整定值方便。②軟、硬件結(jié)構(gòu)要相對獨(dú)立；它的工作不受監(jiān)控系統(tǒng)和其它子系統(tǒng)的影響。③根據(jù)實際情況，盡快自動恢復(fù)停電部分的供電。 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)(1) 繼電保護(hù)的基本任務(wù) ①有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中快速、自動地切除，使其損壞程度減至最輕，并保證最大限度地迅速恢復(fù)系統(tǒng)中無故障部分的正常運(yùn)行。對于無人值班變電站，可不設(shè)當(dāng)?shù)卮蛴」δ埽髯冸娬镜倪\(yùn)行 報表，集中在控制中心打印輸出。 ：故障記錄顯示、設(shè)備運(yùn)行狀況顯示等。（3）人機(jī)聯(lián)系功能①人機(jī)聯(lián)系橋梁：顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。 ③根據(jù)實時信息，自動實現(xiàn)斷路器與隔離開關(guān)必要的閉鎖操作。 ②當(dāng)?shù)剡M(jìn)行操作和遠(yuǎn)方控制操作，要互相閉鎖。 （2）操作與控制功能 無論當(dāng)?shù)夭僮骰蜻h(yuǎn)方操作，都應(yīng)有防誤操作的閉鎖措施。②對微機(jī)保護(hù)裝置和其它各種自動裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化等特征。第五章 變電站自動化系統(tǒng)的基本功能與結(jié)構(gòu)2000年中國電力出版社出版的《變電站綜合自動術(shù)》一書中指出了變電站綜合自動化的含義是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、信號處理技術(shù)和通信技術(shù)、實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。為此，可以在變電站進(jìn)線段，即距離變電站12km的這段線路上加強(qiáng)雷電保護(hù)。 再有，雷電侵入波沿導(dǎo)線傳播時有損耗。 另據(jù)經(jīng)驗證明，變電站因雷電侵入波形成的雷害事故約有50%是離變電站1km以內(nèi)雷擊線路引起的，約有71%是3km以內(nèi)雷擊線路引起的。對已經(jīng)裝好的電氣距離L，可求出最大允許陡度。但對大型變電站的母線或設(shè)備連接線很長，有些變電站靠近大跨越、 高桿塔，在這種情況下應(yīng)經(jīng)過計算或?qū)嶒瀬眚炞C以上布置的安全性，并考慮是否需要選擇適增設(shè)避雷器。 由此可見，被保護(hù)的變壓器上承受的最大電壓較之閥型避雷器上承受的最大電壓要高，其差值為： ?U=2at0Uchf=a2Lv 所以被保護(hù)變壓器上承受的最大壓力為：Uchf+ a2Lv 因此，為避免事故的發(fā)生，必須滿足：Uchf+ a2Lv≤Ujcf ，其中Ujcf為變壓器絕緣的沖擊耐壓值 當(dāng)Ujcf、Uchf及v均為確定值時，則侵入波陡度a與電氣連線長度L的乘積不允許超過允許值。即當(dāng)侵入波為at時，反射波為a(tτ)，故1處的過電壓為： u1=at+ a(tτ)=2ataτ， 通常閥型避雷器開始放電的時間t0τ，故避雷器剛開始放電，其承受的過電壓為： Uchf= u1=2at0aτ 式中Uchf為避雷器沖擊放電電壓，kV。則當(dāng)0tτ（τ，為雷電波在線路L上流動一個來回所需時間，即τ=2Lv，v=330m/μs，速波）時，由節(jié)點(diǎn)2（變壓器連接點(diǎn)）反射回來的反射波尚未返回到達(dá)1點(diǎn)，故此時1點(diǎn)處的過電壓為： u1=at at L F 1 2 T 當(dāng)tτ時，則u1將由侵入波和反射波疊加而成（為了安全起見按最不利的情況考慮，在變壓器連接點(diǎn)2處，波全反射）。下面主要討論避雷器的防護(hù)距離和變電站防護(hù)接線以及變電站進(jìn)線段加強(qiáng)雷電防護(hù)的原因和措施。 安裝避雷器是變電站用來限制雷電侵入波的主要手段，然而，要有效及經(jīng)濟(jì)地保護(hù)變電站所有電氣設(shè)備，不僅要正確選擇避雷器的型號、參數(shù)，還要合理地確定避雷器的接線；同時還要限制由線路傳來的雷電波陡度及流過避雷器的雷電流幅值。 變電站的雷電波侵入防護(hù) 雷擊輸電線路的次數(shù)遠(yuǎn)多于雷擊變電站，所以線路侵入變電站的雷電波比較常見。 為防止發(fā)生反擊，避雷針距金屬物體空間間隙Sk應(yīng)滿足： Sk≥UkEk 避雷針輔助接地裝置的地中間隙Sd應(yīng)滿足： Sd≥UdEd 以上兩式中，Ek和Ed分別為空氣間隙和土壤的擊穿場強(qiáng)，單位kV/m，可取Ek=500kV/m，Ed=300kV/m。如果避雷針（線）與附近的金屬物體的空間距離，或者其接地裝置與其他接地裝置之間的地中距離不符合要求，將會發(fā)生放電現(xiàn)象，稱為反擊或稱為逆閃絡(luò)。建、構(gòu)筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)N的計算如下式 N=kNgAe= 其中，當(dāng)H〈100時 Ae=[LW+2(L+W)H(200H)+πH(200H)]106 當(dāng)H≥100時 Ae=[LW+2H(L+W)+πH2]106式中Ae為與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積，km2；Td為當(dāng)?shù)啬昶骄纂娙諗?shù)；Ng為建筑物所在地區(qū)雷擊大地年平均密度，單位次/(km)?a；L、W、H為建筑物的長、寬及最高點(diǎn)，m；k為校正系數(shù)，位于曠野的孤立建筑物取2，位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂處、除此之外一般取1即可。4. 1 變電站的直擊雷防護(hù) 選址時應(yīng)盡量躲開雷電易擊區(qū) 變電站是保證國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需電能的供應(yīng)中心，是要害部門，一旦受雷擊，其后果嚴(yán)重，所以應(yīng)按第一類建筑物標(biāo)準(zhǔn)作防雷保護(hù)。運(yùn)行實踐表明，只要符合《標(biāo)準(zhǔn)》要求安裝的避雷針或避雷線，其保護(hù)的可靠性較高，只有在繞擊或反擊時，才有可能發(fā)生事故。變電站的雷電危害主要來自兩個方面：一個是直接雷擊變電站的建筑物、構(gòu)筑物或裝設(shè)在露天的設(shè)備，強(qiáng)大的雷擊電流會通過被擊物泄入地時，引起機(jī)械力破壞和熱破壞；另外一個是雷電感應(yīng)產(chǎn)生的高電壓波沿輸電線路侵入變電站內(nèi)，使主要電氣設(shè)備對地絕緣擊穿或燒毀。第四章 變電站防雷保護(hù)變電站是電力系統(tǒng)的心臟和樞紐，一旦遭受雷擊，引起變壓器、短路器等重要電氣絕緣損壞，不但修復(fù)困難，而且造成大面積、長時間停電，必須給國民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失，給人民生活帶來諸多不便。對于化工區(qū)的接地引下線的拐彎處經(jīng)590650退火清除應(yīng)力后，再涂防腐涂料。對接地引下線，采用一般性的防腐措施是涂防銹漆或鍍鋅。復(fù)合材料接地裝置的壽命是普通角鋼材料的10倍多。復(fù)合層的選擇棵由設(shè)計部門根據(jù)土壤和介質(zhì)的具體情況及具體工程對接地裝置的要求來決定有色金屬材料種類及復(fù)合層厚度。 選用新型的防腐接地裝置 我國今年投入市場的一種新型復(fù)合接地體材料，具有有色金屬所具有的防腐 蝕性能，又有碳鋼的鋼性好、價格便宜、來源充足的優(yōu)點(diǎn)。 采用圓截面的接地體 在腐蝕速度快的地區(qū)宜選用圓截面的接地體。 采用無腐蝕或腐蝕性小 在腐蝕性很強(qiáng)的地區(qū)，取腐蝕性小或無腐蝕性的土壤填埋接地體， 并夯實，減少氧氣的滲透。采用這種方法的技術(shù)條件是:有涂料和無涂料的陰極（接地網(wǎng)）：：1。無涂料和有犧牲陽極保護(hù)的陰極。這種方法是將接地網(wǎng)涂兩邊自制的 BDO1涂料，在連接犧牲陽極鋅個地。（5）降阻防腐劑與鐵表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一層密實、堅固并且穩(wěn)定的氧化膜，使鐵表面被“純化處理”而不易腐蝕。（3）降阻防腐劑中有大量的鈣、鈉、鎂、鋁的金屬氧化物，這些金屬離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位都比鐵離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位低，故可起到陰極保護(hù)的作用。因此，在防腐劑中的鐵元素其吸氫腐蝕和吸氧腐蝕都不能進(jìn)行。這主要有以下幾個原因。降阻防腐劑具有良好的防腐效果。即將被保護(hù)的金屬設(shè)備與外加支流電源的正極相連，在腐蝕介質(zhì)中，使其陽極極化到穩(wěn)定的純化區(qū)。而實際上，為取得更好的保護(hù)效果，選用的保護(hù)電位總是低于腐蝕微電池的陽極平衡電位。最小保護(hù)電位所對應(yīng)的外加電流密度稱為最小保護(hù)電流密度。在金屬的總電位達(dá)到微電流的陽極起始電位時，金屬上陽極電流為零，金屬溶解反應(yīng)停止，金屬得到了完全保護(hù)。而之差，則表示外加陰極極化后，金屬上腐蝕微電流作用的減少值，稱為保護(hù)效應(yīng)。當(dāng)金屬進(jìn)行了陰極保護(hù)，在外加陰極電流的極化下，金屬的總電位由變負(fù)到，總的陰極電流為（V1Q段），其中一部分電流是外加的，即（PQ段），另一部分電流仍然是由金屬陽極腐蝕供給的，即（V1P段）顯然，這時金屬微電池的陽極電流比原來的腐蝕電流減少了，即腐蝕速度降低了。當(dāng)未進(jìn)行保護(hù)時，金屬腐蝕微電池的陽極極化曲線A 和陰極極化曲線C相交于S點(diǎn)（忽略電解質(zhì)溶液的電阻），該點(diǎn)對應(yīng)的電位為金屬自腐蝕電位對應(yīng)的電流為金屬的腐蝕電流。還可以采用外加電流陰極保護(hù)，即將被保護(hù)金屬接到直流電源的負(fù)極，通以陰極電流，使金屬極化到保護(hù)電位范圍內(nèi)，達(dá)到防蝕目的。電化學(xué)保護(hù)分陰極保護(hù)和陽極保護(hù)兩種情況。因電流總是走小阻力的路徑，所以在缺氧和不缺氧的距離最短處電流比較集中，腐蝕最厲害。缺氧的拐彎段為陽極，不缺氧的垂直段為陰極。接地引起線從空氣中垂直入地處，接地體與土壤間會有一很小的間隙，這個間隙中充滿了空氣并將接地體包圍，而拐彎處和拐彎以后的接地體與土壤嚴(yán)密地貼在一起，其周圍的空氣比垂直段少，為此，在接地引下線不同部位周圍含氧濃度不同。若電纜溝中相對濕度小于65%，則對接地帶就幾乎沒有損害。氧氣在水珠或水膜中的濃度不均勻，其邊緣處的氧濃度大于中心處，為此形成了濃度差電池（邊緣為陰極，中心為陽極），造成接地帶腐蝕。 大氣腐蝕基本上也屬于電化學(xué)腐蝕，但這是一種液膜下的電化學(xué)腐蝕（和浸在介質(zhì)溶液中的腐蝕不同）。 接地裝置的部分引下線及敷設(shè)在電纜溝中的接地帶的腐蝕是屬于大氣腐蝕。 土壤微生物引起的腐蝕，一般是在缺氧的土壤中，如在密實，潮濕的黏土處，有利于某些微生物的生長，人們常發(fā)現(xiàn)硫酸鹽還原菌（厭氧菌）和硫桿菌（排硫桿菌和氧化硫桿菌）的活動引起金屬的強(qiáng)烈腐蝕。 當(dāng)正常的電路有