【正文】 （4）確定合理的設(shè)計方案，確定整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；（5）220kV變電所綜合自動化系統(tǒng)一次接線圖的設(shè)計；（6）選擇前置機(jī)，后臺，遠(yuǎn)動機(jī)和測控和保護(hù)裝置等設(shè)備的型號；（7）完成畢業(yè)設(shè)計說明書1份?，F(xiàn)在的變電站自動化系統(tǒng)將站內(nèi)間隔層設(shè)備（包括微機(jī)繼電保護(hù)及自動裝置、測控、直流系統(tǒng)等）以互聯(lián)的方式與主機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與處理，從而構(gòu)成一種服務(wù)于電網(wǎng)安全與監(jiān)測控制，全分散、全數(shù)字化和可操作的自動控制系統(tǒng)。如今變電站綜合自動化已成為熱門話題，研究單位和產(chǎn)品也越來越多，國內(nèi)具有代表性的公司和產(chǎn)品有：北京四方公司的CSC 2000系列綜合自動化系統(tǒng)，南京南瑞集團(tuán)公司的BSJ2200計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，南京南瑞繼電保護(hù)電氣有限公司的RCS一9000系列綜合自動化系統(tǒng)，國電南自PS 6000系列綜合自動化系統(tǒng)、武漢國測GCSIA變電站綜合自動化系統(tǒng)、許繼電氣公司的CBZ一8000系列綜合自動化系統(tǒng)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計方案 研究現(xiàn)狀變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。國外具有代表性的公司和產(chǎn)品有：瑞典ABB的MicroSCADA自動化系統(tǒng)等。 本系統(tǒng)站控層用的軟件工具是瑞典ABB公司開發(fā)的用于變電站自動化系統(tǒng)的MicroSCADA和COM500，COM500作為前置機(jī)，它是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的核心，MicroSCADA用于后臺監(jiān)控；間隔層測控裝置用的主要是芬蘭ABB公司生產(chǎn)的是REF54_系列和瑞典ABB公司生產(chǎn)的REC561等自動化產(chǎn)品，遠(yuǎn)動裝置用的是浙江創(chuàng)維自動化工程有限公司自主研發(fā)CWCOM200。第二章 系統(tǒng)概述海拔高度： ≤1000m相對濕度： ≤95％（相對濕度為95％時，環(huán)境溫度25℃，設(shè)備內(nèi)應(yīng)無結(jié)露。20%直流電壓： 220V DC(20%～+15%，直流電源紋波系數(shù)小于5%)頻率： 50Hz177。變電所主接地網(wǎng)的工頻接地電阻≤1Ω。、一次回路操作、開關(guān)場故障及其它強(qiáng)電干擾作用下，在二次回路操作干擾下，所有設(shè)備均不應(yīng)誤動作，并應(yīng)該能在靜電、高頻、強(qiáng)磁場干擾的環(huán)境中工作，而不降低精度和處理能力。 單元測控裝置電源采用220V DC，各裝置應(yīng)具有直流快速小開關(guān)保護(hù)，并與裝置安裝在同一面柜上。直流電源電壓在80～115％額定值范圍內(nèi)變化，直流電源波紋系數(shù)≤5％時，裝置應(yīng)正確工作。直流電源回路出現(xiàn)各種異常情況（如短路、斷線、接地等）時裝置不應(yīng)誤動作。％～120％額定值范圍內(nèi)，諧波含量不大于5％時，設(shè)備應(yīng)能正常工作。，均不應(yīng)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行工作；站級控制層發(fā)生故障而停運(yùn)時，不能影響間隔級控制層設(shè)備的正常運(yùn)行工作。 概述計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分散分層分布式系統(tǒng)。各單元測控裝置相互獨(dú)立，互不影響，功能上不依賴于站控計算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按分布式開放系統(tǒng)配置。系統(tǒng)軟硬件產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的冗余配置。220kV部分為五條線路、兩段母設(shè)、及母聯(lián)、旁路間隔測控， 110kV部分為六條線路、兩段母設(shè)、及母聯(lián)、旁路間隔測控及兩個接地變的測控，主變部分為三側(cè)及本體測控，35kV部分的母設(shè)及母聯(lián)都采用REF系列裝置。所有的間隔設(shè)備已投入運(yùn)行。該系統(tǒng)是采用我們公司220kV變電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的典型方案，間隔層由LON現(xiàn)場總線把測控裝置REC、REF裝置連接成網(wǎng)絡(luò)，35kV部分通過現(xiàn)場484總線方式，通過兩臺冗余的前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給后臺主機(jī)實(shí)現(xiàn)站級監(jiān)控。并且還安裝了CWCOM200的微機(jī)版實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)動的通訊。下面分間隔層和后臺作個介紹。兩臺前置機(jī)是主備冗余hotstandby方式。我們通常將應(yīng)用狀態(tài)為Hot的計算機(jī)稱為主機(jī)，而把應(yīng)用狀態(tài)為Cold的計算機(jī)稱為備機(jī)，在主備機(jī)都正常運(yùn)行的情況下，主機(jī)會實(shí)時的把數(shù)據(jù)映射（Shadowing）到備機(jī)，使主備機(jī)的數(shù)據(jù)庫一致。遠(yuǎn)方終端單元設(shè)備，即我們常說的RTU，常用的有RTU560和CWCOM200，是將前置機(jī)的數(shù)據(jù)通過規(guī)約轉(zhuǎn)換發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)控制中心。后臺機(jī)數(shù)據(jù)通過MicroSCADA數(shù)據(jù)鏡像功能從前置主機(jī)中實(shí)時獲取。前置機(jī)是整個變電所信息的匯集，起著核心的作用。 間隔級監(jiān)控層MicroSCADA系統(tǒng)間隔層的智能設(shè)備與前置機(jī)的通訊一般有兩種方式：LON總線和SPA總線。LON總線的結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)通過星型耦合器RER111將間隔層的智能設(shè)備連接起來相互通訊。在220kV計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，間隔層的智能設(shè)備一般采用LON總線方式，因?yàn)樗^SPA總線而言更加可靠，有更好的實(shí)時性。公用信息管理機(jī)與前置機(jī)的通訊是通過MicroSCADA系統(tǒng)自帶的CPI規(guī)約實(shí)現(xiàn)的。測控保護(hù)裝置均采用相對集中組屏。其他220kV、110kV測控裝置應(yīng)按每兩個電氣單元組一面屏的原則。測控保護(hù)裝置按電氣單元即線路、母聯(lián)、母設(shè)等對象進(jìn)行一對一配置，并保留電氣單元測控容量擴(kuò)充的需要。間隔級監(jiān)控層包含公用信息工作站配置8個RS485通信接口與買方提供的保護(hù)信息收集柜、直流系統(tǒng)、直流絕緣檢測裝置、直流電池巡檢裝置、小電流接地選線裝置等通信。站級監(jiān)控層設(shè)備的交直流逆變電源裝置單獨(dú)組屏，并配置足夠數(shù)量的總開關(guān)及出線開關(guān)。而MicroSCADA系統(tǒng)就是站控層的主系統(tǒng)，它囊括了整個監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量，更是銜接著間隔層和調(diào)度層的系統(tǒng)平臺。對于站控層，通訊是其主要的功能模塊，它承接著間隔層、第三方裝置以及遠(yuǎn)方調(diào)度的通訊；而人機(jī)界面是基于通訊構(gòu)架，提供給運(yùn)行人員實(shí)際操作使用的終端應(yīng)用，簡稱為后臺監(jiān)控系統(tǒng)。 站控層數(shù)據(jù)采集模式 設(shè)備簡介 首先我們可以對后臺監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源建立概念，從而建立整個結(jié)構(gòu)的初步模型。LONTALK規(guī)約是LONWORKS網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議。以光纖為通訊媒介。其中，所有連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都可以互相通訊，每個節(jié)點(diǎn)由子網(wǎng)和節(jié)點(diǎn)號定義(最多有255子網(wǎng)，每個子網(wǎng)最多有127個節(jié)點(diǎn))。LON網(wǎng)絡(luò)耦合的設(shè)備，就是RER111。其通訊的光纖物理距離最大為1000米。從設(shè)備發(fā)出的消息最多可經(jīng)過3個星型耦合器到達(dá)另外一個設(shè)備，如果超過3個星型耦合器，需要將星型耦合器分層安裝?？蓡为?dú)連接至裝置或者RER111。l SPAZC22和SPA環(huán)網(wǎng) SPA環(huán)網(wǎng)是以SPA規(guī)約為數(shù)據(jù)采集模式組建成的環(huán)狀總線型結(jié)構(gòu)，終端聚合于SPAZC22，SPAZC22是光信號轉(zhuǎn)成串口信號的裝置，即以光纖為通訊載體向裝置采集數(shù)據(jù)，采集的終端輸入為一對收發(fā)光纖口，輸出為串口模式。這樣，間隔層的數(shù)據(jù)采集已經(jīng)完成。該模式被220kV變電所廣泛采用。SPA環(huán)網(wǎng)原理相同，用串口連接即可。該模式的結(jié)構(gòu)示例，： 模式圖例 網(wǎng)絡(luò)鏡像實(shí)例該模式中用于數(shù)據(jù)采集的前置機(jī)采用主備機(jī)模式，主機(jī)為運(yùn)行狀態(tài)，備機(jī)為待命狀態(tài)。同時，主備雙機(jī)各安裝二塊LON卡，不同的LON卡連接到不同的RER111上，多臺RER111之間則通過級聯(lián)或者路由卡進(jìn)行通訊。另外，后臺雙機(jī)可相互獨(dú)立。后臺主機(jī)運(yùn)行MicroSCADA的SYS500圖形顯示程序。任一層次中的單一設(shè)備出現(xiàn)通訊問題時，都不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的盲點(diǎn)。另外，當(dāng)?shù)谌綇S家的裝置信號需要接入時，網(wǎng)絡(luò)中的公用信息機(jī)通過RS485串口將公用信息機(jī)收集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到前置機(jī)。 遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)在站控層中有其獨(dú)立的設(shè)備，目前使用的有RTU560和CWCOM200這二種裝置，本系統(tǒng)采用CWCOM200，我們在這里統(tǒng)稱為遠(yuǎn)動裝置。：前置主機(jī)（COM500）前置備機(jī)（COM500）運(yùn)動裝置（COM200）遠(yuǎn)動裝置（COM200） 遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)源前置主機(jī)同時向二臺遠(yuǎn)動裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的一致性，而遠(yuǎn)動裝置則可根據(jù)遠(yuǎn)方主站要求，或獨(dú)立收發(fā)，或互為主備。 遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)采集過程 電力數(shù)據(jù)網(wǎng)電力數(shù)據(jù)網(wǎng)在站控層中類似于一個獨(dú)立的后臺PC機(jī)，其數(shù)據(jù)采集的原理與后臺機(jī)相同，是通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏡像從前置機(jī)讀取數(shù)據(jù)。 MicroSCADA系統(tǒng)的基本功能站級測控采用各種通訊協(xié)議與裝置通訊，并通過裝置對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制操作和數(shù)據(jù)采集監(jiān)視的平臺。主要功能如下： 界面組成由全站主接線圖、各電壓等級總接線圖、分間隔圖以及其它模塊圖組成監(jiān)控系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)監(jiān)視包括各間隔的遙測模擬量、遙脈數(shù)字量、刀閘位置狀態(tài)、信號告警狀態(tài)、裝置工況等。操作需輸入用戶和密碼進(jìn)行確認(rèn)。在畫面中告警欄顯示具體告警內(nèi)容的同時，另用告警音提示運(yùn)行人員，在告警畫面進(jìn)行紀(jì)錄。 事件列表監(jiān)控系統(tǒng)中提供事件列表的功能，事件列表記錄了監(jiān)控系統(tǒng)所有的動作事件，其另一重要功能是事故的追憶，運(yùn)行人員可以使用事件過濾器，輸入查詢條件，即可追憶某個間隔的事故過程中發(fā)生的動作記錄。 用戶管理系統(tǒng)提供不同用戶不同等級的操作權(quán)限。用戶交接班須更換用戶登錄。 運(yùn)行報表、趨勢圖系統(tǒng)可根據(jù)各站的要求對不同模擬量提供運(yùn)行報表，可分為日報表、周報表、月報表、年報表。另外，根據(jù)運(yùn)行報表數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)衍生了趨勢圖，用坐標(biāo)和曲線直觀的標(biāo)明各間隔的模擬量趨向。在后臺監(jiān)控畫面中提供直觀波形。當(dāng)越限時，系統(tǒng)告警，并在事件列表中進(jìn)行記錄。但是，為了防止操作沖突，原則上應(yīng)分為主備機(jī)，且日常的操作都要求在主機(jī)上進(jìn)行，備機(jī)平時只作為監(jiān)視用途，只有當(dāng)主機(jī)停機(jī)或故障的時候才可在備機(jī)進(jìn)行操作。值班員擁有操作員權(quán)限；l Engineering (2) = 工程師權(quán)限，除了操作員權(quán)限外，還可以修改數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)配置。系統(tǒng)工程師以及變電所所長（若有必要）擁有此權(quán)限。(2) 監(jiān)控基本圖形監(jiān)控系統(tǒng)中除了光字以及測量信號，監(jiān)控畫面的刀閘狀態(tài)用幾個基本圖形進(jìn)行指示：斷路器： 分位； 合位 閉鎖閘刀： 分位； 合位 閉鎖其它類型請參照監(jiān)控系統(tǒng)的工具欄中的“幫助” “顯示圖素”。主要分為四種：