【正文】 ，如圖。 目前最常用的有 IEC60870 101/103/104和 CDT等規(guī)約 。 即完成新型 RTU等全部四遙功能 。 2021/6/14 57 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信功能 (1)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信 主要解決自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(jī)（ 監(jiān)控主機(jī) ） 間的數(shù)據(jù)通信和信息交換問(wèn)題 。 交流濾波器對(duì)基波呈容性 ， 兼有無(wú)功補(bǔ)償作用 。 2021/6/14 55 電力系統(tǒng)中諧波的抑制 合理利用電氣設(shè)備抑制諧波 對(duì)諧波源本身采取措施 ， 使其少產(chǎn)生或不產(chǎn)生諧波 ，從源頭上加以抑制 。 2021/6/14 54 電力系統(tǒng)諧波的監(jiān)測(cè) 諧波監(jiān)測(cè)是研究分析諧波問(wèn)題和研究對(duì)諧波治理和抑制的主要依據(jù) 。 （ 1） 諧波對(duì)交流電機(jī)的危害 （ 2） 諧波對(duì)變壓器和輸電線路的危害 （ 3） 諧波對(duì)電容補(bǔ)償裝置的危害 （ 4） 諧波對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)控制的干擾 （ 5） 諧波影響計(jì)量?jī)x表與檢測(cè)儀表誤差增大 。 （ 6） 變頻裝置 2021/6/14 51 諧波次數(shù) HR In% 熱軋硅鋼片 冷軋硅鋼片 1 100 100 3 15～ 55 14～ 50 5 3～ 25 10～ 25 7 2～ 10 5～ 10 9 ～ 2 3～ 6 11 1 1～ 3 表 配電變壓器勵(lì)磁電流中的 HR In。 （ 4） 家用電器 家用電器如收音機(jī) 、 電視機(jī) 、 電風(fēng)扇 、 空調(diào)等都會(huì)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 。 （ 2） 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 。 （ 1） 電網(wǎng)的主變壓器和配電變壓器 配電變壓器中勵(lì)磁電流的諧波含量與硅鋼片的材料有關(guān) 。 我國(guó)諧波國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 》 （ GB/T 14549－ 93）規(guī)定我國(guó)公用電網(wǎng)諧波電壓的允許值見(jiàn)表 21。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。 (4)電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩或諧諧波干擾時(shí)，不應(yīng)誤動(dòng) 。 (2)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(jí)可以設(shè)定 5輪或 8輪 。 在保證電壓滿足要求的前提下，根據(jù)無(wú)功功率 QB的大小，合理的控制投、切無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?Qc，使變電站與系統(tǒng)所交換的無(wú)功（ QB Qc ）最小，就可以使高壓網(wǎng)絡(luò)損耗最小 . ）。 ③ 配電網(wǎng)的 10kV母線，電壓合格范圍： ～ （ 2）保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和合適的無(wú)功平衡。 ② 220kV變電站的 35 ～ 110kV母線 正常時(shí)， 3%～ +7%；事故時(shí)， 177。對(duì)于規(guī)模較大的變電站，監(jiān)控機(jī)可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，管理各電能表。 監(jiān)控機(jī)可直接通過(guò)串口與電能表的 485網(wǎng)相聯(lián)接 ， 對(duì)電能計(jì)量進(jìn)行管理 。 （ 2）采用專用的電能芯片和單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字電能表 這些電能計(jì)量專用芯片內(nèi)含有 16位、 18位的高分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器，因此計(jì)量準(zhǔn)確度高。 2021/6/14 36 微機(jī)型電能表 按其原理分，主要有兩大類型。 機(jī)電式電能表 為了解決計(jì)算機(jī)能對(duì)電能量進(jìn)行采集與處理 ， 最簡(jiǎn)單的方法是利用電子技術(shù)與傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能是相結(jié)合 ， 即對(duì)原來(lái)感應(yīng)式的電能表加以改造 。 電能計(jì)量裝置的發(fā)展歷程 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電能量計(jì)量 系統(tǒng)的管理模式 2021/6/14 35 電能計(jì)量裝置的發(fā)展歷程 機(jī)械式的電能表 電能表的出現(xiàn)和發(fā)展已有 100多年的歷史了 。 2021/6/14 34 電能量計(jì)算子系統(tǒng) 電能量包括有功電能和無(wú)功電能 。 2021/6/14 33 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的內(nèi)容 在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中 ， 微機(jī)保護(hù)應(yīng)包括全變電站主要設(shè)備和輸 、 配電線路的全套保護(hù) 。 2021/6/14 32 對(duì)微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)要求 （ 1）滿足可靠性、選擇性、快速性、靈敏性的要求 （ 2） 軟、硬件結(jié)構(gòu)要相對(duì)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。 （ 2） 反應(yīng)電氣設(shè)備的異常運(yùn)行工況 ， 根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力 ， 發(fā)出報(bào)警信號(hào) ， 減負(fù)荷或延時(shí)跳閘信號(hào) 。 對(duì)時(shí)功能 配備 GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘裝置、與調(diào)度統(tǒng)一時(shí)鐘。 3. 輸入數(shù)據(jù) （ 1） TA、 TV變比 （ 2） 保護(hù)定值和越限報(bào)警定值 （ 3） 自控裝置的設(shè)定值 （ 4） 運(yùn)行人員密碼 2021/6/14 29 運(yùn)行記錄功能 對(duì)于有人值班的變電站，監(jiān)控系統(tǒng)可以配備打印機(jī)，完成以下打印記錄功能 : ① 定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行日志；② 開關(guān)操作記錄打印； ③ 事件順序記錄打?。? ④ 越限打??； ⑤ 召喚打印； ⑥ 抄屏打印； ⑦ 事故追憶打印。 2． CRT或液晶顯示器顯示畫面的內(nèi)容 （ 1） 顯示采集和計(jì)算的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù) （ 2） 顯示實(shí)時(shí)主接線圖 （ 3） 事件順序記錄 （ SOE） （ 4） 越限報(bào)警顯示 （ 5） 值班記錄顯示 （ 6） 歷史趨勢(shì)顯示 （ 7） 保護(hù)定值和自控裝置的設(shè)定值顯示 。 （ 3） 根據(jù)實(shí)時(shí)信息 ， 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器與隔離開關(guān)必要的閉鎖操作 。 2021/6/14 27 操作與控制功能 無(wú)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 。 工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視 。 根據(jù)香農(nóng)（ Shannon）定理：如果隨時(shí)間變化的模擬信號(hào)（包括噪聲干擾在內(nèi)）的最高頻率為 fmax，只要按照采樣頻率 f≥2 f max進(jìn)行采樣，那么所給出的樣品系列 ,， … 就足以代表（或恢復(fù)） f(t)了，實(shí)際應(yīng)用中常采用 f≥(5 ～ 10)fmax。 在交流采樣方式中 ， 對(duì)于有功功率和無(wú)功功率 ， 是通過(guò)采樣所得到的 u， i ,計(jì)算出 P， Q。 2. 交流采樣 交流采樣是相對(duì)直流采樣而言 ， 即指對(duì)交流電流和交流電壓采集時(shí) ， 輸入至 A／ D轉(zhuǎn)換器的是與電力系統(tǒng)的一次電流和一次電壓同頻率 ， 大小成比例的交流電壓信號(hào) 。 *采樣方式 :一般可分為直流采樣和交流采樣兩種類型 。 變電站綜合自動(dòng)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 。 2021/6/14 19 變電站綜合自動(dòng)化的內(nèi)涵 (2) 2021年中國(guó)電力出版社出版的 《 變電站綜合自動(dòng)術(shù) 》一書中指出了變電站綜合自動(dòng)化的含義是將變電站的二次設(shè)備 （ 包括測(cè)量?jī)x表 、 信號(hào)系統(tǒng) 、 繼電保護(hù) 、 自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等 ） 經(jīng)過(guò)功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì) ， 利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù) 、 現(xiàn)代電子技術(shù) 、 信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù) 、 實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸 、 配電線路的自動(dòng)監(jiān)視 、 測(cè)量 、 自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù) ， 以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能 。 我國(guó)從 20世紀(jì) 80年代中 、 后期以來(lái) ，習(xí)慣稱之為 “ 變電站綜合自動(dòng)化 ” 和 “ 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) ” 。 國(guó)際電工委員會(huì) （ IEC） 根據(jù)國(guó)際上變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的情況 ， 于 1997年國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議 （ CIGRE） WG 作組在 “ 變電站內(nèi)數(shù)據(jù)流的通信要求 ” 報(bào)告中 ， 提出了 “ 變電站自動(dòng)化 ” （ SA， Substation Automation） 和 “ 變電站自動(dòng)化系統(tǒng) ” （ SAS， Substation Automation System） 兩個(gè)名詞 。 2021/6/14 17 第 2章 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵 監(jiān)控子系統(tǒng) 繼電保護(hù)子系統(tǒng) 電能量計(jì)量子系統(tǒng) 自動(dòng)控制子系統(tǒng) 諧波分析與監(jiān)視功能 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信功能 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn) 2021/6/14 18 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵 (1) 20世紀(jì) 80年代和 90年代中期 ， 國(guó)內(nèi)都把上述功能的系統(tǒng)稱為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) ， 以區(qū)別于只有局部功能的自動(dòng)化 。 （ 5）減少維護(hù)工作量。 （ 2） 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行 、 管理水平和技術(shù)水平 （ 3） 縮小變電站占地面積 ， 降低造價(jià) ， 減少總投資 。 (3) 提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率 (4) 降低變電站建設(shè)成本 。 2021/6/14 15 變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的目的和意義 (1) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)的需要 不僅發(fā)達(dá)地區(qū) 、 人口密集經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地區(qū)需要發(fā)展無(wú)人值班變電站；人口密度少 、 經(jīng)濟(jì)不甚發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū) ， 發(fā)展無(wú)人值班也很重要 。 根據(jù)需要有些地區(qū)可考慮新建變電站一步到位 ， 即按無(wú)人站設(shè)計(jì)建設(shè) ， 尤其是地區(qū)變電站 。 4. 國(guó)家電力調(diào)度通信中心于 1993年 12月 28日發(fā)布了調(diào)自 [ 1994 ] 2號(hào)文件 《 關(guān)于在地區(qū)電網(wǎng)中實(shí)施變電站遙控和無(wú)人值班的意見(jiàn) 》 。 3. 20世紀(jì) 80年代后期 ， 無(wú)人值班技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階 。只適合不重要的 35KV變電站。與此同時(shí)也出現(xiàn)一批無(wú)人值班或少人值班的大、中小型水電站，例如，到 1980年止，意大利 ENEL公司的 474個(gè)水電站中，無(wú)人值班達(dá) 408個(gè)，法國(guó) EDF公司 450個(gè)水電站中，有 403個(gè)無(wú)人值班占 90%。例如：巴黎， 1985年建立新一代的計(jì)算機(jī)自動(dòng)管理系統(tǒng)，所有 225/20kV變電站都由調(diào)度中心集中控制。 隨著微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和已投入運(yùn)行的變電站綜合系統(tǒng)取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，吸引全國(guó)許多用戶和科研單位和高等院校，因此變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)到 90年代，成為熱門話題。 這是我國(guó)第一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其成功的投入運(yùn)行，證明了我國(guó)完全可以自行研究，制造出具有國(guó)際先進(jìn)水平，符合國(guó)情的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)擔(dān)負(fù)全變電站安全監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電壓無(wú)功控制、中央信號(hào)等任務(wù)。 1987年在山東威海望島變電站成功地投入運(yùn)行。 1987年清華大學(xué)電機(jī)工程系研究成功國(guó)內(nèi)第一個(gè)符合國(guó)情的綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 。 國(guó)外研究工作突出的特點(diǎn)是他們彼此間一開始就十分重視這一領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定與協(xié)調(diào) 。 2021/6/14 9 變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程 圖 SDCS－ 1結(jié)構(gòu)方框圖 國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化的早期發(fā)展概況 2021/6/14 10 SDCS－ 1按功能分為 3個(gè)子系統(tǒng)： （ 1）繼電保護(hù)子系統(tǒng) （ 2）測(cè)量子系統(tǒng) （ 3）控制子系統(tǒng) 80年代，研究變電站綜合自動(dòng)化的國(guó)家和公司越來(lái)越多，例如，德國(guó)西門子公司、 ABB公司、 AEG公司、 GE公司、西屋公司、阿爾斯通公司等都有自己的變電站自動(dòng)化產(chǎn)品。如 圖 ，它具有對(duì)一個(gè)77kV/。 1979年 9月完成樣機(jī)，稱為 SDCS1型， 12月在變電站安裝運(yùn)行， 1980年開始商品化生產(chǎn)。 變電站綜合自動(dòng)化的研究工作，于 70年代中、后期開始。 2021/6/14 8 變電站綜合自動(dòng)化