【正文】 交換機(jī) 2A 網(wǎng)操作員站 工程師站交換機(jī) 1 交換機(jī) 2A 網(wǎng)B 網(wǎng) 圖 32 典型綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)首先應(yīng)該明確，變電站站控層的后臺機(jī)、繼保工程師站等計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的是一個(gè)小型的局域網(wǎng)，把多臺小型、微型計(jì)算機(jī)以及外圍設(shè)備用通信線路互連起來，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信的系統(tǒng)。構(gòu)成局域網(wǎng)的四大因素是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸控制和通信方式。即是由以太網(wǎng)構(gòu)成的局域網(wǎng)。單網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性比雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)低，多用于中小型 110KV 以下變電站。 （a）單網(wǎng)結(jié)構(gòu) （b）雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)間隔層的網(wǎng)絡(luò)主要完成對各電氣單元之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理、控制量的輸出等功能。1) 直接接入以太網(wǎng)方式平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 19 頁該方式是將微機(jī)保護(hù)測控單元直接接入以太網(wǎng)進(jìn)行通信。2) 現(xiàn)場總線方式現(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。WorldFip 現(xiàn)場總線的特點(diǎn)：(1)通信速率高，距離長(2)通信效率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)(3)通訊可靠性高(4)通訊接口不易損壞 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有：網(wǎng)卡、交換機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、規(guī)約轉(zhuǎn)換器、RTU、雙絞線等。通信規(guī)約就是計(jì)算機(jī)通信的語言。這些代碼串在不同的位置可能有不同的含義。這些，在通信之前必須雙方約定。電力系統(tǒng)常用通信規(guī)約主要有：：國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 20 頁：101 規(guī)約、104 規(guī)約、CDT 規(guī)約、SCI1801 規(guī)約、μ4F 規(guī)約。：IEC102 規(guī)約、部頒電度表規(guī)約、威盛電度表規(guī)約。變電站的數(shù)據(jù)采集有兩種： 1)變電站原始數(shù)據(jù)采集。變電站的原始數(shù)據(jù)包括：模擬量、開關(guān)量和電能量。比如電流的大小不可能由 10A 突變到 100A，需要有一個(gè)連續(xù)變化的過程。進(jìn)一步的說，就是一對觸點(diǎn)，這一對觸點(diǎn)之間有 2 個(gè)狀態(tài)，要么是連通的，就是閉合狀態(tài)（1），要么是斷開的，就是斷開狀態(tài)（0），這對觸點(diǎn)傳達(dá)的信息就是一個(gè)開關(guān)量。(3)電能量：反映的是累計(jì)變化的量，物理上對應(yīng)的是電度量等。典型的如：電能量數(shù)據(jù)、直流母線電壓信號、保護(hù)動(dòng)作信號等。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 21 頁 變電站的數(shù)據(jù)模擬量、開關(guān)量和電能量(1)模擬量的采集。另外，還有少量非電量，如變壓器溫度等。交流采樣，即來自 PT、CT 的電壓、電流信號不經(jīng)過變送器，直接接入數(shù)據(jù)采集單元。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，直流采樣主要用于變壓器溫度、氣體壓力等非電量數(shù)據(jù)的采集。變電站的開關(guān)量有：斷路器的狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置、同期檢測狀態(tài)、繼電保護(hù)動(dòng)作信號、運(yùn)行告警信號等，這些信號都以開關(guān)量的形式，通過光電隔離電路輸入至計(jì)算機(jī)。電能計(jì)量是對電能（包括有功和無功電能）的采集，并能實(shí)現(xiàn)分時(shí)累加、電能平衡等功能。①電能脈沖計(jì)量法。②軟件計(jì)算方法。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 22 頁 安全監(jiān)視功能監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等量，要不斷進(jìn)行越限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出告警信號，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自動(dòng)控制裝置工作是否正常等。側(cè)重于監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、畫面編輯以及應(yīng)用軟件的簡介。RCS9000 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過測控裝置、微機(jī)保護(hù)以及變電站內(nèi)其它微機(jī)化設(shè)備（IED）采集和處理變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，對變電站運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)監(jiān)視，按照運(yùn)行人員的控制命令和預(yù)先設(shè)定的控制條件對變電站進(jìn)行控制，為變電站運(yùn)行維護(hù)人員提供變電站運(yùn)行監(jiān)視所需的各種功能，減輕運(yùn)行維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 24 頁 設(shè)計(jì)原則和系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)本站綜自系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中要統(tǒng)遵循如下原則及技術(shù)參數(shù)。2）有利于全系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和故障處理，提高運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)一步保證供電質(zhì)量。4）減少變電站二次設(shè)備間互連線，節(jié)約控制電纜和減輕電流互感器、電壓互感器的負(fù)載。 通信指標(biāo)1）通訊速率CAN 網(wǎng)接口，波特率范圍 5k～1mBPS．RS23RS485 和 RS422 串口，波特率范圍 3P 以太網(wǎng)，傳輸速率為10/100Mbs。1）環(huán)境參數(shù)正常工作溫度：10~55℃極限工作溫度：20~60℃貯存及運(yùn)輸：40~70℃2）額定電氣參數(shù)頻率 50HZ交流電流：5A 或 1A（額定電流）交流電壓：100V 或 200V（額定電壓）交流零序電流（不接地系統(tǒng)電容電流）：直流工作電源：220V/110V，允許偏差177。繼電器回路工作電壓：+24V，允許偏差：177。3）主要技術(shù)指標(biāo)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 27 頁定值精度：電流電壓定值誤差：≤177。頻率滑差定值誤差：≤177。5。5％方向元件邊界條件：角度下邊界誤差：≤+10。激勵(lì)量≥ 倍定值時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作段動(dòng)作時(shí)間：≤35ms延時(shí)動(dòng)作段動(dòng)作時(shí)間離散誤差：≤30ms各保護(hù)段返回時(shí)間：≤25ms遙測量計(jì)量等級電流、電壓、頻率： 級其他： 級遙信量分辨率：小于 1ms信號輸入方式：無源接點(diǎn)輸出接點(diǎn)容量：裝置出口和信號接點(diǎn)單接點(diǎn)最大允許接通功率不小于 150W 或1250VA絕緣試驗(yàn)：裝置絕緣耐壓、耐濕熱、抗振動(dòng)、抗沖擊、抗碰撞性能符合國際 GB／T7262022的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（絕緣≥20MΩ）4）通訊接口間隔層裝置具有可選擇的雙網(wǎng)通信方式：CAN 網(wǎng)、485 網(wǎng)或工業(yè)以太網(wǎng)，通信速率可整定平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 28 頁 硬件平臺1）系統(tǒng)硬件平臺選擇中高檔工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，指標(biāo)如下：ＣＰＵ：≥ 及以上1主變保護(hù)測控單元、１變壓器有載調(diào)壓控制器、數(shù)顯溫度控制儀組屏一面，2主變保護(hù)測控單元、2變壓器有載調(diào)壓控制器、數(shù)顯溫度控制儀組屏一面，35KV 線路保護(hù)測控裝置、35KV 分段保護(hù)測控裝置、10KV 分段保護(hù)測控裝置、35KVPT 電壓并列裝置、10KVPT 電壓并列裝置、綜合測控裝置、通訊管理機(jī)組屏一面。 系統(tǒng)實(shí)施方案根據(jù)本站工程實(shí)際情況并遵循設(shè)備選型原則，本站選用了深圳南瑞科技有限公司的 ISA300 變電站綜合自動(dòng)化裝置心。綜自系統(tǒng)設(shè)備配置如表 41 所列。表 12 電容器柜參數(shù)表型號 品牌 山東電氣結(jié)構(gòu)形式并聯(lián)自愈式低壓電力電容器容量允差0~+10%平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 29 頁額定電壓 額定容量15kva相數(shù) 三相 損耗正切值無勵(lì)磁調(diào)壓聯(lián)接組別號低于 耐電壓 極間 倍額定電壓 10秒鐘(3)電容器實(shí)際補(bǔ)償容量： . kUNqQCWc???????? (4)人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)： ??95.??acosAUSI ??測控功能：6 路通過操作回路采集的位置遙信；8 路本體跳閘開入；35 路空接點(diǎn)遙信開入，包括外部復(fù)歸、差動(dòng)速斷壓板、比率差動(dòng)壓板、本體輕瓦斯、有載輕瓦斯、非電量 非電量 檢修開入；多路軟遙信，包括事故總信號、保護(hù)軟壓板位置；IaH，IbH，IcH ，UaH ，UbH ，UcH ，IaL，IbL，IcL ， UaL，UbL，UcL，UabH，UbcH，UcaH ，UabL ，UbcL ， UcaL，PaH，PbH，PcH，PaL，PbL，PcL，PH，QH，SH，COStpH，PL ，QL，SL， COS（Pl，F(xiàn)r，Zl1，Zl2，DW 等 36 個(gè)遙測量；9 路操作開關(guān)遙控和軟壓板遙控，并作遙控操作記錄及統(tǒng)計(jì)；事件記錄、SOE 記錄、自檢記錄、瞬時(shí)閉鎖保護(hù)記錄；諧波分析功能；具有和五防主機(jī)同規(guī)則的間隔五防閉鎖遙控功能。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 31 頁第五章 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展變化也日新月異，然而相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范卻沒有及時(shí)跟上，國家尚未出臺詳細(xì)統(tǒng)一的變電站綜合自動(dòng)化裝置的制造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)程，各研發(fā)、應(yīng)用部門的基本模式和指導(dǎo)思想之間的差異較大，在實(shí)際工程運(yùn)用中存在較多問題心。1）綜合自動(dòng)化裝置制造及設(shè)計(jì)的規(guī)范和統(tǒng)一綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，它包括繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的功能配置，裝置的組合、組屏方式及監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)備組成、數(shù)據(jù)采集和處理方式等等。不規(guī)范的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)給設(shè)計(jì)安裝及運(yùn)行檢修帶來了極大的不便，也造成了備品備件的浪費(fèi)。而且運(yùn)行維護(hù)起來也比較方便。目前隨著光電技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)電流互感器已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用，其最主要的優(yōu)點(diǎn)是不飽和、信號傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性能好。如能大規(guī)模的應(yīng)用，必將提高繼電保護(hù)的可靠性和靈敏性。如能將現(xiàn)場總線通信網(wǎng)進(jìn)一步延伸到現(xiàn)場一次設(shè)備，可省去大量的控制信號電纜，僅保留開關(guān)操作機(jī)構(gòu)跳、合閘所需的高壓交、直流電源的動(dòng)力電纜。4）故障錄波和接地選線目前多數(shù)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并不具備完善的故障錄波功能，有的只錄有故障前后幾個(gè)周波，而根據(jù)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，因此需要專門的故障錄波裝置。雖然已有自動(dòng)化廠家在這方面做了一些工作，如有些保護(hù)測控裝置設(shè)有試驗(yàn)拉路回路，仍然和實(shí)際相差較遠(yuǎn)。5）綜合自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)中各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與管理目前就我國電力系統(tǒng)管理模式而言，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分屬保護(hù)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)等專業(yè)部門負(fù)責(zé)。調(diào)度中心無法判斷這些故障出自保護(hù)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)的哪一系統(tǒng)，多數(shù)情況下必須幾個(gè)專業(yè)人員同時(shí)到現(xiàn)場處理。因此，新技術(shù)的推廣與應(yīng)用對傳統(tǒng)的管理體現(xiàn)和舊有模式提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2）研究了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，介紹了集中式、分散式和分散分布式三種模式，并重點(diǎn)分析分散分布式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。4）以新建 35KV 八礦變電站為研究項(xiàng)目，完成了該站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，對綜自系統(tǒng)的各保護(hù)裝置構(gòu)成及功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入細(xì)致的分析。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的展望經(jīng)過多年的實(shí)際應(yīng)用，微機(jī)保護(hù)原理和算法目前也日趨成熟。目前對微機(jī)保護(hù)算法的研究仍需繼續(xù)深入。如何配置系統(tǒng)功能，使它將現(xiàn)場監(jiān)控、遠(yuǎn)方監(jiān)控、保護(hù)、自動(dòng)化以及一次設(shè)備有機(jī)地配合到一起，向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展，最大限度地發(fā)揮它資源共享、信息共享、數(shù)字通信的優(yōu)勢，同時(shí)，讓綜合自動(dòng)化這種新平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 35 頁技術(shù)更好地適應(yīng)目前的電力系統(tǒng)管理模式，執(zhí)行各項(xiàng)反事故措施要求，值得我們充分的探討和研究。在選題、課題研究和實(shí)際應(yīng)用工作中，郭教授給予了認(rèn)真的指導(dǎo)并傾注了大量的心血。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 37 頁參考文獻(xiàn)[1][M].北京:水利電力出版社,1988[2][M].電網(wǎng)技術(shù),[3][J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,[4]吳在軍?胡敏強(qiáng) ?鄭建勇? 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