【正文】 的建立，實(shí)現(xiàn)了變電站各設(shè)備間的無縫接入和信息的全面共享。例如早期的 8位機(jī)產(chǎn)生了功能簡單的微機(jī)保護(hù)和 RTU設(shè)備，現(xiàn)在的 32位機(jī)及 DSP實(shí)現(xiàn)了功能強(qiáng)大的中壓保護(hù)測控一體化設(shè)備和高壓主后備一體化保護(hù)，也實(shí)現(xiàn)了保護(hù)和控制邏輯的PLC編程，同時也催生了 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)研究應(yīng)用。 ? 運(yùn)行管理智能化 運(yùn)行管理的自動化不僅表現(xiàn)在常規(guī)功能（抄表、 VQC、接地試?yán)?、故障隔離和恢復(fù)）的自動化上，更體現(xiàn)在在線自動診斷、狀態(tài)檢修和智能告警上。 — 基本特征 ? 操作監(jiān)視屏幕化 以往的模擬屏被顯示器上實(shí)時刷新的主接線圖取代，以往的把手控制操作被鍵盤鼠標(biāo)操作取代，以往的光字牌告警被計(jì)算機(jī)上的數(shù)字光字牌、文字提示及語音告警取代，以往的指針顯示被顯示器的數(shù)字顯示替代 ? 通信網(wǎng)絡(luò)化 以往用于傳輸設(shè)備信息的是傳輸模擬量或硬接點(diǎn)狀態(tài)量的電纜，且數(shù)量龐大，現(xiàn)在采用以傳輸串行數(shù)字信號用的少量通訊電纜或光纜。 ? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從功能上采用分層設(shè)計(jì)（分三層），從物理位置上分散就近安裝（中壓安裝在高壓柜上，可靠性遠(yuǎn)高于集中式）。（不是簡單的 1+1） ? 系統(tǒng)構(gòu)成的模塊化和數(shù)字化 面向被控對象，形成模塊化設(shè)計(jì)，并以模塊化為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活組態(tài)（例如出線按間隔配置，規(guī)?？纱罂尚。? 。在 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中，對變電站自動化系統(tǒng)（ SAS）的定義為：變電站自動化系統(tǒng)就是在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動化。 — 定義 從國際上看，在 1997年的國際大電網(wǎng)會議（ CIGRE）上，國際電工委員會（ IEC） WG 作組根據(jù)變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展的情況，在“變電站內(nèi)數(shù)據(jù)流的通信要求”報(bào)告中，提出了“變電站自動化”（ SA， Substation Automation）和“變電站自動化系統(tǒng)”（ SAS， Substation Automation System）兩個名詞。 該系統(tǒng)之所以冠名綜合自動化系統(tǒng)，是為了區(qū)別于以往只實(shí)現(xiàn)了局部功能的變電站自動化系統(tǒng)，例如采用常規(guī)保護(hù)加 RTU構(gòu)成的變電站自動化系統(tǒng)。這些包括：自動監(jiān)視、遠(yuǎn)程測量、自動控制、微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等 。變電站綜合自動化 技術(shù)培訓(xùn) 變電站綜合自動化技術(shù)培訓(xùn)提綱 變電站綜合自動化系統(tǒng)概述 變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和結(jié)構(gòu)形式 變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)的功能和實(shí)例介紹 變電站 IED設(shè)備硬件介紹 變電站 IED設(shè)備軟件和算法 變電站保護(hù)元件的常規(guī)配置 變電站綜合自動化系統(tǒng)其它 IED設(shè)備 變電站綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信 提高綜合自動化系統(tǒng)可靠性的措施 變電站綜合自動化系統(tǒng)的故障及排除方法 1變電站綜自系統(tǒng)的運(yùn)行管理、維護(hù)和調(diào)試等知識 變電站綜合自動化系統(tǒng)概述 、變電站綜合自動化系統(tǒng)的定義 、變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本特征 、變電站自動化技術(shù)的發(fā)展歷程 、變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能描述 、變電站綜合自動化系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn) 、變電站綜合自動化系統(tǒng)今后發(fā)展趨勢 — 定義 變電站綜合自動化系統(tǒng)，是利用多臺微處理器及嵌入式 CPU和大規(guī)模集成電路組成的分層分布式的自動化系統(tǒng)，它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對變電站傳統(tǒng)的繼電保護(hù)、測量手段、控制方式、通信結(jié)構(gòu)和管理模式的全面改造和升級。 該系統(tǒng)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(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、信號處理技術(shù)和通信技術(shù)、實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的綜合性的自動化功能。 — 定義 在國內(nèi)，變電站綜合自動化系統(tǒng)從通俗意義上講，指的是包含傳統(tǒng)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置等各種數(shù)字式設(shè)備，是集保護(hù)、測量、監(jiān)視、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體，通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息共享的一套微機(jī)化的二次設(shè)備及系統(tǒng)。國外也有文章稱綜合自動化系統(tǒng)為“一體化的變電站控制與保護(hù)系統(tǒng)”。 此名詞被國際電工委員會的 TC 57技術(shù)委員會（即電力系統(tǒng)通信和控制技術(shù)委員會）在制定的 IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中采納。 — 基本特征 變電站綜合自動化系統(tǒng)具有如下特征： ? 系統(tǒng)功能綜合化 綜合了除交直流電源外的全部二次系統(tǒng)，綜合不是簡單的拼湊，而是功能的重新劃分和性能指標(biāo)的最優(yōu)。而模塊化內(nèi)部又實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化。各子系統(tǒng)分布設(shè)計(jì)、并列運(yùn)行、協(xié)調(diào)工作。網(wǎng)絡(luò)化的通訊方式使得施工更為簡單、組態(tài)和擴(kuò)容更為靈活。 — 發(fā)展歷程 80年代中期 90后 00年代 70年代 國內(nèi)變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展歷程 分立的保 護(hù)和自 動 化 設(shè)備 微機(jī) RTU設(shè)備 和 純 微機(jī)保 護(hù) 分散的微機(jī)測 控和分散的微機(jī)保 護(hù) 80后 90年中 真 正 實(shí)現(xiàn)綜合自 動 化 — 發(fā)展歷程 影響變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù) ?計(jì)算機(jī)技術(shù) 計(jì)算機(jī)尤其是微處理器技術(shù)的發(fā)展，決定著變電站自動化系統(tǒng)模塊集成度的提高和功能的優(yōu)化。 ?串行通訊技術(shù) 通訊技術(shù)尤其是以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，決定著變電站自動化系統(tǒng)信息的融合和共享。 — 功能描述 基本功能： ? 測量、監(jiān)視、控制功能 ? 設(shè)備保護(hù)和安穩(wěn)保護(hù)功能 ? BZT、 VQC、程序化操作等自動控制等功能 ? 遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能 ? 自診斷、自恢復(fù)和自動切換功能 高級功能： ? 特征量突變捕捉和斷點(diǎn)再續(xù) ? 視頻聯(lián)動和故障區(qū)域成像 ? 在線監(jiān)視和設(shè)備故障早期預(yù)警 ? 電能質(zhì)量監(jiān)視和諧波治理 ? 電網(wǎng)故障輔助分析和設(shè)備缺陷的統(tǒng)計(jì) — 當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn) ? 從集中控制，功能分散型向全分散網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展 核心思想在于通過 I/O單元的就地化減少傳統(tǒng)電纜的敷設(shè) 集中的 RTU設(shè)備 ?面向電氣間隔分散安裝的單元測控 集中的母差保護(hù) ?面向電氣間隔分散安裝的分布式母差 集中的故障錄波 ?面向電氣間隔分散安裝的故障錄波系統(tǒng) IO單元的就地化也催生了一次設(shè)備的智能化 ? 從專用設(shè)備的開發(fā)到標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺開發(fā) 核心思想在于生產(chǎn)的簡單化和規(guī)?；? 采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱結(jié)構(gòu)（ 1/ 1/全寬），相同的核心模件，靈活配置的 I/O模件（插件），實(shí)現(xiàn)硬件平臺開發(fā)和生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品從定制化走向標(biāo)準(zhǔn)化，大大減少了備件的數(shù)量和安裝維護(hù)工作量。典型的如中壓間隔管理單元，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)、故障錄波、電氣測量、自動控制、電度計(jì)量、狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備維護(hù)、自我診斷等功能于一體，真正實(shí)現(xiàn)了綜合化和智能化 ? 從屏幕數(shù)據(jù)監(jiān)視到多媒體多維度監(jiān)視發(fā)展 得益于視頻監(jiān)控和在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控從原先的畫面、文字和實(shí)時數(shù)據(jù)的刷新轉(zhuǎn)為語音告警、視頻聯(lián)動、故障點(diǎn)成像、健康指數(shù)顯示等多媒體多維度可視化監(jiān)視，即 “ 四遙 ” “ 六遙 ” （增加遙視和遙診） — 當(dāng)前發(fā)展特點(diǎn) ? 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)縱向和橫向的綜合 通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)了智能設(shè)備間的互操作性和無縫融合，既實(shí)現(xiàn)橫向設(shè)備及子系統(tǒng)間的信息共享和電氣互閉鎖，也實(shí)現(xiàn)了縱向?qū)用娴臄?shù)據(jù)的交互和數(shù)據(jù)源的一致性。 數(shù)字化、智能化變電站的基本目標(biāo)是： ? 一次設(shè)備智能化 ? 二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化 ? 運(yùn)行管理自動化 數(shù)字化、智能化變電站的核心標(biāo)準(zhǔn)是： IEC61850 (DL/T860) 變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議 （ Communication works and systems in substations） — 今后發(fā)展趨勢 一次設(shè)備的智能化 ? 前置的信號采集系統(tǒng) ? 后移的智能控制回路 ? 一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視（ CT、 PT、變壓器、開關(guān)） 典型特征： 一次設(shè)備采集和控制的核心采用了微處理器和光電通訊技術(shù)設(shè)計(jì)，與二次設(shè)備的連接的常規(guī)強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被以光纖為媒介的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)所代替，也就是數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。 ? 其它智能化一次設(shè)備 通過就地配置智能控制單元，實(shí)現(xiàn)控制操作和狀態(tài)傳輸?shù)臄?shù)字化，完成對變壓器、電抗器油中氣體監(jiān)視、避雷器絕緣性能監(jiān)視和高壓設(shè)備的局放監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。 — 今后發(fā)展趨勢 — 今后發(fā)展趨勢 運(yùn)行管理的自動化 ? 電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化； ? 數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化； ? 故障診斷自動化，故障時能即時提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見； ? 自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，即常規(guī)的變電站設(shè)備 “ 定期檢修 ” 改變?yōu)?“ 狀態(tài)檢修 ” 。 站控層 間隔層 過程層 高壓一次設(shè)備 （ 1）過程層設(shè)備 過程層實(shí)際上是指與變電站一次設(shè)備斷路器、隔離開關(guān)和電流互感器 TA、電壓互感器TV接口設(shè)備。 (3）站控層設(shè)備 變電站層的設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、天文鐘、通訊管理機(jī)或遠(yuǎn)動工作站等設(shè)備。過程層的功能劃分： (1) 實(shí)時的電氣量檢測 主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測 。 (3)操作控制執(zhí)行與驅(qū)動 包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、刀閘合分控制，直流電源充放電控制。因此有時也將變電站綜合自動化系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)劃分為兩層。 變電站自動化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu) 站控層的功能描述 (1)通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時數(shù)據(jù)庫，按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫； (2)按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心； (3)接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行； (4)具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能； (5)具有 (或備有 )站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報(bào)警，實(shí)現(xiàn)視頻、聲音等多媒體功能； (6)具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能； (7)具有 (或備有 )變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能 。 變電站自動化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu) 變電站的智能電子設(shè)備定義 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） 。 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 、過程層 ） 上 。 集中結(jié)構(gòu)并非指由單一的計(jì)算機(jī)完成保護(hù)和監(jiān)控的全部功能 。 集中式系統(tǒng)的缺點(diǎn)： ? 功能過于集中 ， 設(shè)備故障影響面大 ? 軟件復(fù)雜 ， 修改和維護(hù)工作量大 ? 組態(tài)不靈活 ， 影響批量生產(chǎn) ? 保護(hù)未按對象配置 ， 維護(hù)不便 打印機(jī) 顯示器 鍵　盤監(jiān)控主機(jī)電能計(jì)量 微機(jī)保護(hù) 電壓無功控制 輸出接口輸入接口輸出接口 輸入接口 輸入接口 輸出接口測量TATV保護(hù)動作出口主變保護(hù)TATV各線路保護(hù)TATV電容器TATV斷路器位置輸入主變測量TATV各變分頭位置電容器開關(guān)位置分頭控制信號電容器控制信號測量TVTA開關(guān)狀態(tài)輸入保護(hù)動作信息輸入信號輸出監(jiān)控機(jī)動作通信控制器調(diào)制解調(diào)器調(diào)度（控制）中心站級層間隔層現(xiàn)場層集中式結(jié)構(gòu) 變電站自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 變電站自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 特點(diǎn)： ? 采用分層式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ 2~3層結(jié)構(gòu)） ? 采用分布式結(jié)構(gòu)（各設(shè)備相互協(xié)調(diào)、獨(dú)立工作） ? 采用面向間隔的結(jié)構(gòu)（每個電氣間隔配置一個或多個 IED設(shè)備） 優(yōu)點(diǎn)： ? 各設(shè)備獨(dú)立完成部分功能，系統(tǒng)故障影響小， 可靠性高 ? 不同的電氣間隔， IED軟硬件相似，便于批產(chǎn)和組態(tài) ? 實(shí)現(xiàn)間隔層 IED的就地布置，節(jié)省大量電纜，方便檢修 ? 減少了現(xiàn)場施工和設(shè)備安裝的工程量， 調(diào)試和維護(hù)方便 ? 顯著地縮小了變電站主控室的面積。 ② 站控監(jiān)控層設(shè)監(jiān)控主機(jī) ， 通信管理單元作為前置機(jī) ， 監(jiān)控主機(jī)及遠(yuǎn)方系統(tǒng)僅與通信管理單元信息交互 。 ③ 站控監(jiān)控層設(shè)監(jiān)控主機(jī)和通信管理單元 ， 遠(yuǎn)方系統(tǒng)通過通信管理單元與間隔層設(shè)備信息交互 。 IED設(shè)備采用以太網(wǎng)通訊后 ，該模式被大量使用 。 該模式常用于對通訊可靠性要求較高的高電壓等級變電站中 。 主要的不同在于站控層與遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)的接口設(shè)備上 。 變電站自動化系統(tǒng)的配置原則 影響系統(tǒng)配置的主要因素 變電站綜合自動化系統(tǒng)的配置 ， 是根據(jù)變電站一次系統(tǒng)的電壓等級 、 主變臺數(shù) 、 進(jìn)出線多少 、 變電站的重要程度等多方面綜合考慮的 。 變電站自動化系統(tǒng)的配置原則 綜合自動