【正文】 內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能SCANDA信號采集、遠(yuǎn)動(dòng)功能以及數(shù)字保護(hù)信息結(jié)合為一個(gè)統(tǒng)一的整體，以全微機(jī)化的新型二次設(shè)備取代傳統(tǒng)的機(jī)電式的二次設(shè)備，用不同模塊化軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)電式設(shè)備的各種功能，用計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)通信來替代大量信號的連接，通過人機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電所的綜合自動(dòng)化管理、監(jiān)視、測量、控制及打印記錄等功能。目前，變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，已進(jìn)入大面積推廣應(yīng)用階段。目前，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中廣泛使用的新技術(shù)主要有下述幾個(gè)方面。20世紀(jì)80年代以來，數(shù)字通信設(shè)備的發(fā)展應(yīng)用，大大提高了通信系統(tǒng)的通信容量和可靠。光纖通信除具有頻帶寬、信道多和衰減小的特點(diǎn)外，還具有抗強(qiáng)電磁干擾的最大優(yōu)點(diǎn)。.20世紀(jì)80年代以來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)得到了很大的發(fā)展，特別是局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用成為一種潮流。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和顯示技術(shù)的不斷提高和有機(jī)結(jié)合，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)正朝著功能綜合化，結(jié)構(gòu)微機(jī)化，操作監(jiān)視屏幕化，運(yùn)行智能化的方向發(fā)展，這必將使綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)入新的起點(diǎn)。（三） 課題來源及課題內(nèi)容本課題來源于綿山35KV變電所增容改造工程，研究對象為變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 隨著技術(shù)的改善，設(shè)備不斷改善，我國的變電站由老設(shè)備向新設(shè)備轉(zhuǎn)變，有人值班向無人值班變電站轉(zhuǎn)變，現(xiàn)在通過改善變電站的結(jié)構(gòu)，提高變電站的可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性，來減少在網(wǎng)路的損耗，而且形成了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代以前的變電站二次系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)兩大部分，監(jiān)控系統(tǒng)主要完成變電站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息采集、處理，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視控制與管理。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建立，涉及到方方面面的內(nèi)容。研究討論分層分布式35KV變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，并著重研究35KV變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電器主接線、變壓器臺數(shù)選擇以及布置規(guī)則等要點(diǎn)。(2).分析牽引變電所的地理位置，所內(nèi)設(shè)備的裝配及控制手段。(4).通過觀察主顯示屏的參數(shù)及各高壓開關(guān)電氣的相關(guān)參數(shù)，完成主監(jiān)控界面的繪制，實(shí)現(xiàn)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。1．生產(chǎn)廠家的問題目前在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)選型當(dāng)中存在著如所選系統(tǒng)功能不夠全面，產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)不到要求等情況，主要有以下問題：由于變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)廠家過分重視經(jīng)濟(jì)利益，用戶又過分追求技術(shù)含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實(shí)用性，因而一批技術(shù)含量雖較高，但產(chǎn)品并不過關(guān)，甚至結(jié)構(gòu)、可靠性很差的所謂高技術(shù)產(chǎn)品不斷被使用。2．不同產(chǎn)品的接口問題接口是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一，包括RTU、保護(hù)、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設(shè)備之間的通信。當(dāng)不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時(shí)，問題會(huì)很嚴(yán)重。3．抗干擾問題關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的抗干擾問題，亦即所謂的電磁兼容問題，是一個(gè)非常重要然而卻常常被忽視的方面。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的抗干擾措施是保證綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，選擇時(shí)應(yīng)注意， 合格的自動(dòng)化產(chǎn)品，除滿足一般檢驗(yàn)項(xiàng)目外，主要還應(yīng)通過高低溫試驗(yàn)、耐濕熱試驗(yàn)、雷電沖擊電壓試驗(yàn)、動(dòng)模試驗(yàn)，而且還要重點(diǎn)通過四項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)，分別是：1MHz脈沖干擾試驗(yàn)、靜電放電干擾試驗(yàn)、輻射電磁場干擾試驗(yàn)、快速瞬變干擾試驗(yàn)。目前國內(nèi)各個(gè)地方情況不統(tǒng)一，變電站和調(diào)度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規(guī)約，如部頒CDT、SC180該規(guī)約為調(diào)度端和站端之間的信息傳輸制定了標(biāo)準(zhǔn)，今后站端變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備與遠(yuǎn)方調(diào)度傳輸協(xié)議應(yīng)采用101規(guī)約。目前許多生產(chǎn)廠家各自為政，造成不同廠家設(shè)備通信連接的困難和以后維護(hù)的隱患。電力系統(tǒng)的電能計(jì)量傳輸規(guī)約。上述的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即常說的1010103協(xié)議，運(yùn)用于三層參考模型（EPA）即物理層，是我們在實(shí)施變電站電能計(jì)量系統(tǒng)時(shí)需要遵守的。這些國際標(biāo)準(zhǔn)是按照非平衡式和平衡式傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信息的需要制定的，完全能滿足電力系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將得到廣泛應(yīng)用。目前各個(gè)公司使用的標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，系統(tǒng)互聯(lián)和互操作性差，因此，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)和設(shè)備選型上應(yīng)考慮傳輸規(guī)約問題，即在變電站和控制中心之間應(yīng)使用101規(guī)約，在變電站內(nèi)部應(yīng)使用103規(guī)約，電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)使用102規(guī)約。5．開放性問題變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備的互操作性（互換性）；系統(tǒng)應(yīng)能包容變電站自動(dòng)化技術(shù)新的發(fā)展要求；還必須考慮和支持變電站運(yùn)行功能的要求。另外，各種屏體及設(shè)備的組織方式不盡相同，給維護(hù)和管理帶來許多問題。（二）組織模式選擇的問題變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復(fù)雜性、變電站在電力系統(tǒng)的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過程層總線的數(shù)據(jù)流率的不同而變化。因此，把好變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選擇關(guān)，意義十分重大?，F(xiàn)將三種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)簡述如下。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可減少占地面積、造價(jià)低，適用于對35 kV或規(guī)模較小的變電站，但運(yùn)行可靠性較差，組態(tài)不靈活。此結(jié)構(gòu)形式較常用，它有如下特點(diǎn)：10～35 kV 饋線保護(hù)采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝，可節(jié)約控制電纜，通過現(xiàn)場總線與保護(hù)管理機(jī)交換信息。其他自動(dòng)裝置中，如備用電源自投控制裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏結(jié)構(gòu)，安裝于控制室或保護(hù)室中。站控單元通過串行口與各一次設(shè)備相連，并與管理機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信。減少了施工和設(shè)備安裝工程量。簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。上述三種變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的推出，雖有時(shí)間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)各種系統(tǒng)特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。由于微處理器和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)水平有了很大的提高，結(jié)構(gòu)體系不斷完善，全分散式自動(dòng)化系統(tǒng)的出現(xiàn)為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選型提供了一個(gè)更廣闊的選擇余地。經(jīng)選用的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)不僅要技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能價(jià)格比高，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和適用性好，而且要求生產(chǎn)廠家具有相當(dāng)技術(shù)實(shí)力，有一定運(yùn)行業(yè)績和完整的質(zhì)量保證體系、完善的售后服務(wù)體系。在專業(yè)管理上，變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行、檢修、檢測，尤其是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、遙測精度、遙信變位響應(yīng)速度、信號復(fù)歸和事故總信號等問題仍需要規(guī)范和加強(qiáng)；對傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)及通道聯(lián)測的實(shí)現(xiàn)、軟件資料備份等問題提出了新的課題內(nèi)容。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的維護(hù)依靠廠家，在專業(yè)管理上幾乎沒有專業(yè)隊(duì)伍，出了設(shè)備缺陷即通知相應(yīng)的廠家來處理，從而造成缺陷處理不及時(shí)等一系列問題。其次，變電站綜合自動(dòng)化專業(yè)的劃分應(yīng)盡快明確，杜絕各基層單位“誰都管但誰都不管”的現(xiàn)象。　 三、變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的概述（一）變電所綜合自動(dòng)化的基本原理變電所綜合自動(dòng)化是將變電所的二次設(shè)備（包括測量儀表、控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置）經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對全變電站電氣設(shè)備輸配電線路的自動(dòng)控制、自動(dòng)監(jiān)視、測量和保護(hù)，以及實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行和調(diào)度通信相關(guān)的綜合性自動(dòng)化功能。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微機(jī)化、測量顯示數(shù)字化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化等特點(diǎn)。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是各技術(shù)密集，多種專業(yè)技術(shù)相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。它綜合了變電所內(nèi)除一次設(shè)備和交、直流電源以外的全部二次設(shè)備。、分層化綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)分布式系統(tǒng)，其中微機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集和控制以及其他智能設(shè)備等子系統(tǒng)都是按分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，每個(gè)子系統(tǒng)可能有多個(gè) CPU同時(shí)并列運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的所有功能，這樣一個(gè)由龐大的CPU群構(gòu)成了一個(gè)完整的、高度協(xié)調(diào)的有機(jī)綜合（集成）系統(tǒng)。另外，按照變電站物理位置和各子系統(tǒng)功能分工的不同，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)又按分層原則來組織。由此可構(gòu)成分散（分布）式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。常規(guī)龐大的模擬屏被顯示器屏幕上的實(shí)時(shí)主接線畫面取代；常規(guī)的在斷路器安裝處或控制屏進(jìn)行的跳、合閘操作，被顯示器屏幕上的鼠標(biāo)操作或鍵盤操作所取代；常規(guī)的光字牌報(bào)警信號，被顯示器屏幕畫面閃爍和文字提示或語言報(bào)警所取代，即通過計(jì)算機(jī)的顯示器屏幕顯示，可以監(jiān)視全變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和對各開關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作控制。因此，系統(tǒng)具有較高的抗電磁干擾的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送、滿足實(shí)時(shí)性要求，容易擴(kuò)展，可靠性大提高，而且大大簡化了常規(guī)變電站繁雜的各種電纜連接，方便施工。這是區(qū)別與常規(guī)二系統(tǒng)的重要特征。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設(shè)備劃分原則，改變了常規(guī)保護(hù)裝置不能與調(diào)度中心通信的缺陷。采用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，徹底改變了原來的測量手段，常規(guī)指針式儀表全被顯示器上的數(shù)字顯示所代替，直觀、明了。這不僅減輕了值班人員的勞動(dòng)，而且提高了測量精確度和管理的科學(xué)性。因此，變電所綜合自動(dòng)化將成為今后新建變電主導(dǎo)技術(shù)，同時(shí)也是變電所改造的首選產(chǎn)品。1．集中式變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集中式結(jié)構(gòu)的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，指采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電所的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制等功能，集中結(jié)構(gòu)也并非指由一臺計(jì)算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控等全部功能。例如監(jiān)控機(jī)要負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、開關(guān)操作、人機(jī)聯(lián)系等多項(xiàng)任務(wù)；擔(dān)任微機(jī)保護(hù)的計(jì)算機(jī)，可能一臺微機(jī)要負(fù)責(zé)幾回低壓線路的保護(hù)等。這種結(jié)構(gòu)形式是按變電所的規(guī)模配置相應(yīng)容量、功能的微機(jī)保護(hù)裝置和監(jiān)控主機(jī)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它們安裝在變電所主控室內(nèi)。當(dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)完成當(dāng)?shù)仫@示、控制和制表打印等功能。(2)集中式結(jié)構(gòu)，軟件復(fù)雜，修改工作量大，調(diào)試難度大。(4)集中式保護(hù)與長期以來采用一對一的常規(guī)保護(hù)相比，不直觀、不符合運(yùn)行和維護(hù)人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護(hù)不方便，程序設(shè)計(jì)麻煩。2. 分層分布結(jié)構(gòu)集中組屏的變電所綜合自動(dòng)系統(tǒng)隨著微機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，特別是在20世紀(jì)80年代后期，單片機(jī)的性能價(jià)格比越來越高，給變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作注入了新的活力，使研制者有條件將微機(jī)保護(hù)單元和數(shù)據(jù)采集單元按一次回路進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照IE61850變電所通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議，變電所能通信體系分為三層：變電站層、間隔層、設(shè)備層：這就是所謂的分層式結(jié)構(gòu)。設(shè)備層主要是指變電所內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關(guān)及輔助觸點(diǎn)，電流互感器、電壓互感器等一次設(shè)備，圖2－2是變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分層構(gòu)示意圖 間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，包括測量、控制和繼電保護(hù)部分。因此，間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨(dú)立的單元裝置直接通過總線接到變電站層。3. 中、小型變電所的分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)是把整套綜合自動(dòng)化系統(tǒng)　按其功能組裝成多個(gè)屏（或稱柜），例如主變壓器保護(hù)屏（柜）、線路保護(hù)屏、數(shù)據(jù)采集屏、出中屏等。由圖23可知，在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理上，采取分層（級）管理的模式，即各保護(hù)功能單元由保護(hù)管理機(jī)直接管理。它們之間可以采用總連接，如RS485總線、CAN總線等；而交流采樣，由數(shù)采控制機(jī)負(fù)責(zé)管理；開關(guān)屏和控制屏分別處理開入/開出的信息。正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)管理機(jī)監(jiān)視各保護(hù)單元的工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)某一保護(hù)單元本身工作不正常，立即報(bào)告監(jiān)控機(jī)，并報(bào)告調(diào)度中心。調(diào)度中心或監(jiān)控機(jī)也可通過保護(hù)管理機(jī)下達(dá)修