【正文】 對(duì)應(yīng)的單元，在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù)。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的ＩＥＤ設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，如專門的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢(shì)，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮?；②利用了現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過(guò)雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或１臺(tái) IED 設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證。所謂面向?qū)ο螅褪敲嫦螂姎庖淮位芈吩O(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元（I/O 單元）和保護(hù)單元平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 14 頁(yè)就地分散安裝在開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機(jī)通信168。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。分布式結(jié)構(gòu)有助于其它模塊正常運(yùn)行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示：平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 13 頁(yè)圖 21 集中式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。受計(jì)算機(jī)硬件水平的限制，該結(jié)構(gòu)在早期自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，圖２—１是一種較典型的集中式結(jié)構(gòu)。 集中式結(jié)構(gòu)集中式的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類型劃分功能。這樣，原來(lái)站級(jí)各個(gè)分隔的系統(tǒng)及其多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)將不再需要，從而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信規(guī)約。這樣，原來(lái)控制、保護(hù)等功能將不再需要專用的硬件裝置和專用的輸入、輸出通道，而是由合理的軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通用的軟件平臺(tái)指的是在多功能裝置內(nèi)建立一個(gè)通用的功能軟件庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。間隔級(jí)的集成是構(gòu)筑一個(gè)通用的硬件和軟件平臺(tái)，將間隔內(nèi)的控制、保護(hù)、測(cè)量等功能集成在這個(gè)通用的平臺(tái)上。（11）同期檢測(cè)和同期合閘平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 12 頁(yè)由于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)是必然趨勢(shì)，所以負(fù)責(zé)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線聯(lián)絡(luò)變壓器的樞紐變電站仍需配置自動(dòng)同期裝置，使待并列的兩個(gè)系統(tǒng)在電壓、頻率、相位角都能滿足條件的情況下能夠進(jìn)行并列操作，分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)，一般應(yīng)具有兩種方式供選擇，這部分功能也應(yīng)納入自動(dòng)化系統(tǒng)。110ｋＶ樞紐以上站要求系統(tǒng)具有GPS 對(duì)時(shí)功能，能夠?qū)ψ冸娬緦釉O(shè)備和間隔層ＩＥ１）設(shè)備（包括全電子電能表等）實(shí)現(xiàn) GPS 對(duì)時(shí)，并具有時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳輸校正措施。診斷結(jié)果周期性地送當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心，故系統(tǒng)中各裝置的狀態(tài)一目了然，無(wú)需定期檢修。當(dāng)數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)非法錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)能輸出出錯(cuò)信息，進(jìn)行報(bào)警和閉鎖故障單元，保證其它部分的正常工作。無(wú)人值班站應(yīng)保留一定的人機(jī)聯(lián)系功能，以保證變電站現(xiàn)場(chǎng)檢修或巡視的要求，能顯示站內(nèi)各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)量；操作出口回路具有人工當(dāng)?shù)鼐o急控制設(shè)施；變壓器分接頭應(yīng)備有當(dāng)?shù)厝斯ふ{(diào)節(jié)手段。輸入或修改數(shù)據(jù)，包括遠(yuǎn)方操作的密碼、操作人員的代碼及密碼、保護(hù)定值的設(shè)置和修改、報(bào)警值設(shè)置和修改、遠(yuǎn)方／當(dāng)?shù)夭僮鞯脑O(shè)置、控制閉鎖與允許等。操作人員的人機(jī)聯(lián)系界面是ＣＲＴ屏幕與鍵盤或鼠標(biāo)器，可實(shí)現(xiàn)下列主要功能：CRT 屏幕上可顯示各種畫面、數(shù)據(jù)和表格，包括主接線圖、開關(guān)狀態(tài)、潮流信息、報(bào)警畫面與提示信息、事故記錄ＳＯＥ、負(fù)荷曲線、系統(tǒng)的配置和工作情況、保護(hù)整定值、日運(yùn)行報(bào)表等，并可將顯示畫面和表格拷貝打印記錄下來(lái)。當(dāng)變電站無(wú)人值班時(shí)。歷史數(shù)據(jù)在監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)內(nèi)至少能保存１年以上。（7）數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)記錄系統(tǒng)將采集來(lái)的狀態(tài)量、數(shù)字量和脈沖量按規(guī)定的要求進(jìn)行處理，送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)和上級(jí)調(diào)度中心。通信波特率隨所選用通信通道及通信方式來(lái)決定。此外還將故障錄波和其他繼電保護(hù)信息送往調(diào)度中心，同時(shí)接受調(diào)度中心發(fā)來(lái)的修改繼電保護(hù)整定值的命令等。（6）與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的常規(guī)的遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)四遙功能，即將采集的數(shù)字量和狀態(tài)量實(shí)時(shí)地送往調(diào)度中心，并接受上級(jí)調(diào)度中心的控制和調(diào)節(jié)操作命令。只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)進(jìn)行操作控制。3）根據(jù)實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)斷路器、刀閘操作閉鎖功能。操作閉鎖應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）操作出口應(yīng)具有跳、合閉鎖功能。這些控制和操作可在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或變電站內(nèi)的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的ＣＲＴ及鍵盤上發(fā)命令完成（具有操作密碼和操作者及操作內(nèi)容歸檔功能），也可在裝置面板上進(jìn)行操作，以保證系統(tǒng)的更高的使用靈活性。此功能應(yīng)具有遠(yuǎn)方、當(dāng)?shù)亻]鎖，操作權(quán)限閉鎖措施。對(duì)低壓變電站可給出故障報(bào)告，包括故障類型、動(dòng)作類型及開關(guān)遮斷電流大小。當(dāng)出現(xiàn)電網(wǎng)故障時(shí) 00ms 以及故障后 3s 的波形，（如接地短路故障），能記錄故障前１min 供事故分析。4）繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采集包括保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、保護(hù)狀態(tài)、保護(hù)定值等。目前各種電量參數(shù)在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中均采用交流采樣，直接采集由電流互感器與電壓互感器提供的交流參數(shù)，常規(guī)變送器加Ａ／Ｄ變換方式只用于對(duì)非電量參數(shù)如變壓器油溫、主控室溫的采集。對(duì)重要的狀態(tài)量（如斷路器位置）采用雙位置接點(diǎn)進(jìn)行采集，即 11,00 分別表示二個(gè)狀態(tài)，以保證正確無(wú)誤地反映斷路器位置，防止繼電器觸點(diǎn)的失效與抖動(dòng)而引起的狀態(tài)誤報(bào)。 監(jiān)控系統(tǒng)功能（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集裝置采集現(xiàn)場(chǎng)所有狀態(tài)量、模擬量及脈沖量，并可從各保護(hù)裝置采集保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作信息、保護(hù)定值信息、保護(hù)故障信息、保護(hù)電源及保護(hù)裝置自檢信息。微機(jī)保護(hù)應(yīng)具有與監(jiān)控系統(tǒng)通信的功能，包括：接受監(jiān)控系統(tǒng)查詢，若返回正確應(yīng)答信號(hào)，則表明保護(hù)裝置通信接口完好；若超時(shí)無(wú)應(yīng)答或應(yīng)答錯(cuò)誤，則表明通信接口或保護(hù)裝置本身出現(xiàn)故障；傳送事件報(bào)告，包括跳閘時(shí)間（分辨率２ｍＳ）、跳閘元件、相別、測(cè)距、故障波形等，且掉電后信息能保留：傳送自檢報(bào)告，包括裝置內(nèi)部自檢和對(duì)輸入信號(hào)的檢查；修改時(shí)鐘及對(duì)時(shí)，目前至少要有通信廣播對(duì)時(shí)及分秒中斷對(duì)時(shí)，并能 GPS 外部對(duì)時(shí)；修改保護(hù)定值，定值要經(jīng)過(guò)上傳、下裝、反校、確認(rèn)等環(huán)節(jié)后，保護(hù)裝置才予以修改；接受投退保護(hù)命令，保護(hù)信號(hào)應(yīng)具有掉電白保持，能平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 8 頁(yè)夠遠(yuǎn)方或就地復(fù)歸；接受查詢定值并送出定值；實(shí)行顯示保護(hù)主要狀態(tài)（功能投入情況輸入量值等）。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)異?；蚴ヂ?lián)系時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)能夠獨(dú)立地完成它的使命，做電力系統(tǒng)的守護(hù)神。 保護(hù)系統(tǒng)功能保護(hù)裝置是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，以被保護(hù)的一次設(shè)備為對(duì)象，直接由相關(guān)的ＣＴ和ＰＴ輸入電氣量，動(dòng)作后由接點(diǎn)輸出，直接作用于相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。其次應(yīng)強(qiáng)調(diào)性能價(jià)格比這個(gè)重要指標(biāo)，機(jī)型選擇、硬件配置上，應(yīng)從應(yīng)用對(duì)象實(shí)際情況出發(fā)，特別重視性能價(jià)格比。針對(duì)以上基本要求，在做變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可靠、實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)和利于推廣是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想。①控制系統(tǒng)：運(yùn)行人員監(jiān)視與控制、自動(dòng)控制、電力系統(tǒng)緊急控制與當(dāng)?shù)睾髠淇刂?、故障錄波與事件記錄、測(cè)量與計(jì)量、自動(dòng)數(shù)據(jù)分析；②保護(hù)系統(tǒng)：變壓器保護(hù)、線路保護(hù)及自動(dòng)重合閘、母線保護(hù)、電容器保護(hù)；③運(yùn)行支持系統(tǒng)：設(shè)備維修支持、設(shè)備非正常狀態(tài)的恢復(fù)支持、電力系統(tǒng)故障恢復(fù)支持、自動(dòng)故障恢復(fù)。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能要求變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的具體功能要求主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、作用和變電站的規(guī)模、電壓等級(jí)及一次設(shè)備狀況。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 6 頁(yè)第二章 35KV 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)本章先提出了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)滿足的基本要求，接著從保護(hù)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)兩方面對(duì)其功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹和研究。3．變電站綜合自動(dòng)化的通信介紹。總的發(fā)展趨勢(shì)可從以下幾個(gè)不同角度來(lái)描述： 本文研究的主要內(nèi)容本論文將在總結(jié)本人從事變電站設(shè)計(jì)工作五年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題完成如下工作：1．首先介紹變電站綜合自動(dòng)化的定義，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)變電站自動(dòng)化技術(shù)伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，自動(dòng)化系統(tǒng)以按對(duì)象設(shè)計(jì)的全分層分布式為潮流，朝著二次設(shè)備功能集成化，一次設(shè)備智能數(shù)字化方向發(fā)展：同時(shí)經(jīng)濟(jì)性和可靠IC618 性也是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展所要考慮的實(shí)際問(wèn)題。這種初期的自動(dòng)化管理方式，各專業(yè)在技術(shù)上相互獨(dú)立，資源不能共享，設(shè)備設(shè)置重復(fù)，功能交叉覆蓋，無(wú)論在技術(shù)上或是經(jīng)濟(jì)上都不盡合理。八十年代以后，由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使變電站自動(dòng)化技術(shù)得到了進(jìn)一步的提高，但是此時(shí)的自動(dòng)化管理仍未涉及到繼電保護(hù)、故障錄波等功能。如 CRT 屏幕監(jiān)視、數(shù)值計(jì)算、自動(dòng)巡檢打印及自動(dòng)報(bào)表等。分散式面向?qū)ο蟮淖冸娬揪C合自動(dòng)化系統(tǒng)由于大大縮小了主控室的面積，可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，降低總投資，目前已成為發(fā)展趨勢(shì)。但近年來(lái)推出的分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)更多地采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如現(xiàn)場(chǎng)總線及以太網(wǎng)等。分散式系統(tǒng)的特點(diǎn)是各現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關(guān)柜或高壓一次設(shè)備附近，現(xiàn)場(chǎng)單元部件可以是保護(hù)和監(jiān)控功能的二合一裝置，用以處理各開關(guān)單元的繼電保護(hù)和監(jiān)控功能，也可以是現(xiàn)場(chǎng)的微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控部件分別保持其獨(dú)立單元部件進(jìn)行通信聯(lián)系。此類集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、造價(jià)低，尤其適合 35KV 或規(guī)模較小的變電站。20 世紀(jì) 90 年代初研制出的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是在變電站控制室內(nèi)設(shè)置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為變電站自動(dòng)化的心臟，另設(shè)置一數(shù)據(jù)采集和控制部件用以采集數(shù)據(jù)和發(fā)出控制命令。采用這種方式使二次設(shè)備增加，二次回路更復(fù)雜。該方式在原常規(guī)有人值班變電站的基礎(chǔ)上在 RTU 中增加了遙控、遙調(diào)功能，站內(nèi)仍保留傳統(tǒng)的控制屏、指示儀表、光字牌等設(shè)備。它們各司其職、互不相聯(lián)。需要一個(gè)大控制室來(lái)放置各種自動(dòng)裝置和儀表，占地面積大，需要大量電纜管線，施工、安裝和調(diào)試工作量大，遠(yuǎn)動(dòng)裝置的本地功能和測(cè)量?jī)x表功能重復(fù)，各種自動(dòng)裝置和儀表種類、數(shù)量較多，工耗、備品備件及運(yùn)行維護(hù)量大。除保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、電能表脈沖信號(hào)送至遠(yuǎn)動(dòng)裝置外，各種保護(hù)、自動(dòng)裝置和儀表基本獨(dú)立工作，微機(jī)保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置之間無(wú)計(jì)算機(jī)通信。在八十年代中期，國(guó)內(nèi)許多高等院校及科研單位也在這方面做了大量的工作，推出一些不同類型、功能各異的自動(dòng)化系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)的變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動(dòng)作用。此后，國(guó)內(nèi)開始了系列遠(yuǎn)動(dòng)產(chǎn)品的研制工作。我國(guó)的變電站自動(dòng)化技術(shù)起步于 50 年代。變電站綜合自動(dòng)化目前在國(guó)外已得到了較普遍的應(yīng)用。到1984 年，瑞士的 BBC 公司首次推出了他們的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。在八十年代初，美國(guó)一家電力公司研制了 IMPAC 模塊化保護(hù)和控制系統(tǒng)。早在七十年代末，日本就研制出了世界上第一套綜合數(shù)字式保護(hù)和控制系統(tǒng)SDCSI。變電站自動(dòng)化技術(shù)和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵還在不斷的豐富之中。變電站自動(dòng)化的目的，就是實(shí)現(xiàn)這些 IED 的信息共享，由此可減少變電站使用的電纜數(shù)量和造價(jià)，提高變電站的運(yùn)行和安全可靠性，并減少維護(hù)工作量和提高維護(hù)水平。電力系統(tǒng)低頻減載、靜止無(wú)功補(bǔ)償器控制、配網(wǎng)系統(tǒng)故障分段隔離／非故障段恢復(fù)供電與網(wǎng)絡(luò)重組等）；(3) 測(cè)量表計(jì)功能（如三相智能式電子電費(fèi)計(jì)量表等）；(4) 繼電保護(hù)功能；(5) 與繼電保護(hù)有關(guān)的功能（如故障錄波、故障測(cè)距、小電流接地選線等）：(6) 接口功能（如與微機(jī)五防、繼電保護(hù)、電能計(jì)量、全球定位系統(tǒng)（GPS）等 IED 的接口）；平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 2 頁(yè)(7) 系統(tǒng)功能（與主站通信，當(dāng)?shù)?SCADA 等）。變電站綜合自動(dòng)化是指變電站二次系統(tǒng)通過(guò)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)將常規(guī)變電站的控制、測(cè)量、信號(hào)、保護(hù)、計(jì)量、安全自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)等功能整合于一體的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。變電站是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的運(yùn)行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。信息集中處理的自動(dòng)化系統(tǒng)（即電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)），可以通過(guò)設(shè)置在各發(fā)電廠和變電站的遠(yuǎn)動(dòng)終端（RTU）采集電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，通過(guò)信道傳輸?shù)街髡?，主站根?jù)全網(wǎng)的信息，隨著微機(jī)保護(hù)，變電站綜合自動(dòng)化等技術(shù)的發(fā)展，兩個(gè)信息處理系統(tǒng)之間互相滲透，更重要的是這些微機(jī)裝置，如打破原來(lái)的二次設(shè)備柜框架。信息就地處理的自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是能對(duì)電力系統(tǒng)的情況作出快速的反應(yīng)，如高壓輸電線上發(fā)生短路故障時(shí)，要求繼電保護(hù)要在 20ms 左右動(dòng)作，以便快速切除故障，而同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，可以保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)