【正文】 控現(xiàn)場(chǎng)，直接于各種傳感器和控制器相連。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開(kāi)放，對(duì)任何用戶平等。可以在任何通信介質(zhì)條件下通信，包括雙絞線，電力線，光纖，同軸電纜，射線電纜，紅外線等，并且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。Lonworks通信協(xié)議符合OSI模型，任何制造商的產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)互操作。(5)：它的通信每楨有效字節(jié)可以達(dá)到0到228個(gè)字節(jié)。(8)：Lonworks直接通信距離長(zhǎng)達(dá)2700m(9)：Lonworks技術(shù)的核心是神經(jīng)元芯片。網(wǎng)絡(luò)處理器完成OSI的36層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它們之間通過(guò)公共存儲(chǔ)器傳遞數(shù)據(jù)。抗干擾能力強(qiáng)并具有檢錯(cuò)功能的現(xiàn)場(chǎng)總線，可采用多種媒體通信，比如光纜和雙絞線。CANBUS的主要技術(shù)特性如下：(1)：CANBUS可以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)接點(diǎn)均可以在任何時(shí)刻主動(dòng)向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。(3)：CANBUS采用非破壞性總線裁決技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級(jí)別低的自動(dòng)的主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不受任何影響繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)，大大的節(jié)省了總線沖突裁決時(shí)間。(5)：CANBUS直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km，CANBUS的通信速率最高可達(dá)1Mbit/s.(6)：CANBUS上的節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際上可達(dá)110個(gè)，理論上可達(dá)2000多個(gè)。(8)： CANBUS每砧信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢驗(yàn)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。(10): NZR編碼/解碼方式，并采用位填充技術(shù)。RS422和RS485雖然在傳輸速度和距離上有所提高，但存在以下缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，無(wú)法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性差，數(shù)據(jù)通信方式為命令響應(yīng)方式，從節(jié)點(diǎn)只有在接到主節(jié)點(diǎn)命令后才能響應(yīng)，重要信息得不到及時(shí)傳送，致使靈活性和實(shí)時(shí)性差，糾錯(cuò)能力差。因而實(shí)用性較差。 現(xiàn)場(chǎng)總線在變電站綜合自動(dòng)化內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)主要可以分為三種：LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案，嵌入式以太網(wǎng)方案，基于CANBUS總線的通信系統(tǒng)方案。監(jiān)控網(wǎng)用來(lái)傳送各種控制和狀態(tài)信息。網(wǎng)絡(luò)的通信速率為78kb/s,最大通信距離為2km。每個(gè)保護(hù)裝置都帶有LONWORKS網(wǎng)絡(luò)接口，后臺(tái)機(jī)，工程師站，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)等pc機(jī)上均有PCLTA卡，于是保護(hù)裝置和PC機(jī)就可以連接到LONWORKS網(wǎng)絡(luò)上。 嵌入式以太網(wǎng)方案：如圖2所示，站內(nèi)有3個(gè)相互獨(dú)立的光纖以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)1，2為監(jiān)控網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)3為錄波網(wǎng)。間隔以上和間隔內(nèi)部。在間隔內(nèi)部使用LONWORKS總線，網(wǎng)上的信息通過(guò)間隔層的測(cè)控單元上傳到主干網(wǎng)上。這種方案實(shí)際上是將嵌入式以太網(wǎng)和LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。圖3中詳細(xì)的介紹了測(cè)控單元的工作原理。CPU采用32b單片機(jī)，CPU部分采用了嵌入式軟件設(shè)計(jì)，利用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)及TCP/IP模塊，完成以太網(wǎng)的通信和測(cè)控任務(wù) LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案和嵌入式以太網(wǎng)方案的比較和分析：(1) ：方案1中只有LONWORKS一層網(wǎng)絡(luò)，站內(nèi)的幾十個(gè)保護(hù)裝置均連接在其上。而方案2中有兩層網(wǎng)，主干網(wǎng)的帶寬已達(dá)10MB/s，雖然間隔內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)仍為78kb/s帶寬，但其上所連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)目卻大大的減少，只有幾臺(tái)。而當(dāng)信息傳到主干網(wǎng)時(shí)，由于主干網(wǎng)的帶寬很寬，所以站內(nèi)的流量對(duì)于其而言仍屬輕負(fù)載， 以太網(wǎng)在輕負(fù)載時(shí)效率極高，因此方案2能滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，并且留有余地。 LONWORKS網(wǎng)主要支持偵長(zhǎng)為幾十B的短偵，當(dāng)傳送錄波數(shù)據(jù)時(shí)，效率較低，耗費(fèi)時(shí)間較多，以太網(wǎng)支持最長(zhǎng)可達(dá)1500B的長(zhǎng)偵，因此方案2的錄波數(shù)據(jù)傳輸速率大大的增強(qiáng)。 PC機(jī)必須用PCLTA卡等專(zhuān)用卡與LONWORKS網(wǎng)絡(luò)接口，這些板卡由于是專(zhuān)用品所以?xún)r(jià)格較高，PC機(jī)臺(tái)數(shù)增多時(shí)，很不劃算。所以方案2中更方便，更經(jīng)濟(jì)。 由于以太網(wǎng)使用開(kāi)放式的TCP/IP協(xié)議，所以可以較為方便的與廣域網(wǎng)相聯(lián)。 在整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，變電站內(nèi)部各單元之間以及變電站與遠(yuǎn)方調(diào)度中心之間的通信都通過(guò)通信管理機(jī)來(lái)處理，所以通信管理機(jī)在整個(gè)變電站自動(dòng)化中占有重要地位。以及本地的變電站系統(tǒng)和遠(yuǎn)程調(diào)度中心的通信。其中站級(jí)CAN網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控主機(jī)和通信管理機(jī)之間的通信。變電站和遠(yuǎn)程調(diào)度中心的信息傳輸基于公用電話網(wǎng)，通過(guò)終端的modem實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)和公用電話網(wǎng)上的模擬信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，通信管理機(jī)的外圍設(shè)備包括鍵盤(pán)輸入，液晶顯示，程序存儲(chǔ)器EPROM，實(shí)時(shí)時(shí)鐘RAM,以及備用的RS232串口 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實(shí)時(shí)性分析 方案一中的LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線方式中由于帶寬有限，特別是當(dāng)多個(gè)保護(hù)共同動(dòng)作時(shí)，網(wǎng)上沖突加劇，重發(fā)次數(shù)增多，通信效率降低。方案二中的嵌入式以太網(wǎng)方案要從間隔內(nèi)部的LONWORKS網(wǎng)絡(luò)和間隔外部的以太網(wǎng)兩方面來(lái)分析。LONWORKS網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信，不同的網(wǎng)絡(luò)變量可以設(shè)置成不同的優(yōu)先級(jí)，這樣開(kāi)關(guān)變位等重要信息就可以用優(yōu)先級(jí)高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先傳輸。根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)不超過(guò)40時(shí)，LONWORKS總線的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性是很好的。 以太網(wǎng)雖然沒(méi)有LONWORKS或CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置，但其帶寬高達(dá)10MB/S，因此可以承受的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷很大。事實(shí)上10MB/S的以太網(wǎng)完全可以滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性保障。 國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品的比較國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由西門(mén)子公司生產(chǎn)的LSA678，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為完全分散和集中與分散相結(jié)合式，后者由于價(jià)格和靈活性上的優(yōu)勢(shì)而在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多。德國(guó)AEG公司的ILS系統(tǒng)，美國(guó)通用電氣，美國(guó)西屋電氣，法國(guó)的阿爾斯通和瑞士的LANDIS公司都有該類(lèi)產(chǎn)品。它們相繼開(kāi)發(fā)了一系列產(chǎn)品，并在全國(guó)各個(gè)省市的變電站中得到了應(yīng)用。首先站控級(jí)的軟件開(kāi)發(fā)具有一定的水平，尤其是在漢化方面比國(guó)外公司更具優(yōu)勢(shì)，其次價(jià)格上也有一定的優(yōu)勢(shì)。 通信協(xié)議的作用要實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化并與上一級(jí)控制中心實(shí)現(xiàn)“四遙”，必須保證工作站，主機(jī)，工程師站，現(xiàn)場(chǎng)各CPU單元與控制設(shè)備間的實(shí)時(shí)，準(zhǔn)確通信。電力系統(tǒng)中所采集的信息需要很高的實(shí)時(shí)性，可靠性，所以認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)通信協(xié)議對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的影響就比較重要。同時(shí)采集來(lái)的信號(hào)要往主站送，承擔(dān)和主站通信的功能?，F(xiàn)在工業(yè)上用的采集器為了達(dá)到實(shí)時(shí)性，一般較少采用讀寫(xiě)硬盤(pán)的方式，而多采用沒(méi)有硬盤(pán)的內(nèi)存。目前用于電力系統(tǒng)的通信協(xié)議品種繁多，有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。IE8705104網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)），,MODBUS通信協(xié)議，CDT循環(huán)通信協(xié)議，SC1801通信協(xié)議，M4F通信協(xié)議等。與其它通信技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) ： 傳輸頻帶很寬，通信容量大。(3) ： 體積小，重量輕，可繞性強(qiáng)，利用電纜溝道和電力線桿，鋪設(shè)方便。(5) ： 保密性好。(6) ： 抗腐蝕和抗酸堿，可直接埋與地下。 光纖通信的類(lèi)型以及在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用如下(1) ： SDH（同步數(shù)字體系）和PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）。與光端機(jī)配合使用的電端機(jī)PCM可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)傳送。它是一種用于低速傳輸數(shù)字信號(hào)的光電合一產(chǎn)品。(3) ： 其他通信設(shè)備 光纖收發(fā)器主要用于實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接。 配電自動(dòng)化專(zhuān)用數(shù)據(jù)光傳輸設(shè)備具有傳輸距離遠(yuǎn)，組網(wǎng)靈活，接口豐富等特點(diǎn)的光電合一最新產(chǎn)品。 現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)，也被稱(chēng)為開(kāi)放式，數(shù)字化，多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)：(1): 系統(tǒng)的開(kāi)放性，即標(biāo)準(zhǔn)的一致性，公開(kāi)性。(3)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性。(5): 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性。 無(wú)線通信技術(shù) 在配電自動(dòng)化中常用以下幾種無(wú)線通信方式： (1): 無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)：遠(yuǎn)程監(jiān)控，監(jiān)測(cè)常常利用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。(3): 無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)：具有抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)誤碼率低，建設(shè)方便，投資少等特點(diǎn)。具有實(shí)施方便，組網(wǎng)靈活，開(kāi)放透明的通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，?shí)時(shí)性強(qiáng)，信道可靠等特點(diǎn)。通過(guò)具體的3種方法將變電站內(nèi)的設(shè)備用通信協(xié)議連接了起來(lái)。第4章 繼電保護(hù)設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 35KV開(kāi)關(guān)柜智能保護(hù)單元本變電站中35KV開(kāi)關(guān)柜采用的是ABB公司的SF6開(kāi)關(guān)柜ZX2，HMI可于一個(gè)運(yùn)行WINDOWS NT的PC機(jī)相連接。REF542plus中的數(shù)字處理器DSP執(zhí)行測(cè)量和保護(hù)的功能，電流傳感器適用于距離保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)。 變壓器后備保護(hù)(1)：三段式復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)：配有三段共九時(shí)限（每段三時(shí)限 ）的復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，每段都有獨(dú)立的電流定值，時(shí)間定值和方向定值。 復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)的復(fù)壓閉鎖元件，有本側(cè)復(fù)壓閉鎖和外部接入的復(fù)壓開(kāi)入閉鎖或門(mén)構(gòu)成。在PT斷線期間，可以選擇復(fù)壓閉鎖或不閉鎖。每段可獨(dú)立投退，并且保護(hù)可以選擇是否經(jīng)過(guò)零壓元件閉鎖，是否經(jīng)過(guò)方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定。(3): 二段式間隙零序過(guò)流保護(hù)：配有二段兩時(shí)限間隙零序電流保護(hù)。(4): 過(guò)復(fù)合保護(hù)：包括過(guò)復(fù)合警告，啟動(dòng)風(fēng)冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時(shí)限。 啟動(dòng)風(fēng)冷，過(guò)負(fù)荷告警觸點(diǎn)為常開(kāi)觸點(diǎn)。(5) ：復(fù)合電壓出口功能：為實(shí)現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓并聯(lián)的方式，本裝置配有復(fù)合電壓出口功能，有獨(dú)立的低電壓和負(fù)序電壓定值，當(dāng)復(fù)合電壓滿足條件，接通復(fù)壓出口觸點(diǎn)，并異常告警。2A，判為三相失壓。三相電壓和大于8V， 最大線電壓和最小線電壓差大于16V，判為單相PT斷線。 電容器保護(hù) (1) ：三相式相間電流保護(hù)：裝置設(shè)三段相間電流保護(hù)，每段均可獨(dú)立投退。或者電容器本身元件全部擊穿形成相間短路。過(guò)電壓保護(hù)取母線電壓是為了防止母線電壓過(guò)高時(shí)損壞電容器，且切除電容器可降低母線電壓。在電容器組中過(guò)電壓和欠電壓保護(hù)均可通過(guò)延時(shí)來(lái)判別穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓和欠電壓。做為雙星性接線電容器組的內(nèi)部故障保護(hù)。(5): 不平衡電壓保護(hù)： 當(dāng)雙星型接線采用不平衡電壓保護(hù)時(shí)，可用電壓互感器的一次繞組串在中性線中，當(dāng)某電容器組發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，故障電容器組所在星型的中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移，從而產(chǎn)生不平衡電壓，當(dāng)UunbUset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)IunbIset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。如圖所式： TV的一次繞組可以兼做電容器組的放電回路，二次繞組接成壓差式即反極性相串聯(lián)。當(dāng)電容器組C1或C2中有多臺(tái)電容器組被損壞時(shí)，由于C1和C2容抗不等，因此兩只TV的一次繞組分壓不等，壓差接線的二次繞組中將出現(xiàn)差電壓，當(dāng)壓差超過(guò)定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。電容器組為單星型接線，而每相接成四個(gè)平衡臂的橋路時(shí)，可以采用橋差接地保護(hù)方式。當(dāng)有一個(gè)電容器組存在多個(gè)電容器損壞時(shí)，橋臂之間因此不平衡，再橋差接線MN之間流過(guò)不平衡差電流。(9)：PT斷線告警保護(hù) 三相線電壓均小于16V，判斷為三相失壓。 三相電壓和大于8V，最大線電壓和最小線電壓差大于16V，判斷為單相PT斷線。 配電變壓器保護(hù) (1) : 三段式相間電流保護(hù)設(shè)有三段相間電流保護(hù)，每段均可獨(dú)立投退，電流和時(shí)間定值也分別整定，且均可帶復(fù)合電壓閉鎖，可分別投退。(3) ：過(guò)負(fù)荷保護(hù)：和上面的電容器過(guò)負(fù)荷保護(hù)相同。(5) ：小電流單相接地保護(hù)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓?jiǎn)?dòng)，零序電流的方向和大小判別接地線路。(6) ：PT斷線告警：三相電壓均小于16V，判斷為三相失壓。三相電壓和大于8V，最大線電壓和最小線電壓的壓差大于16V，判斷為單相PT斷線恢復(fù)正常后，告警自動(dòng)消失 饋線保護(hù)(1)：三段電流保護(hù)方向元件采用90度接線，按相啟動(dòng)。低電壓元件檢測(cè)三個(gè)線電壓的值，過(guò)流1，2，3段來(lái)判斷邏輯是否一致。抽取電壓：線電壓和相電壓。(4)：小電流單相接地保護(hù) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓?jiǎn)?dòng)，零序電流的方向和大小判別接地回路。 備自投保護(hù)裝置引入兩段母線電壓，用于進(jìn)行有壓，無(wú)壓判別以及啟動(dòng)備用電源自投裝置，每個(gè)進(jìn)線開(kāi)關(guān)各引入任一相電流，是為了防止PT全相斷線后造成備自投裝置誤投，也是為了更好的確認(rèn)進(jìn)線開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)，如果需要自投后聯(lián)切負(fù)荷，則利用進(jìn)線該相電流判別是否超過(guò)過(guò)負(fù)荷定值，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)切功能。裝置具有多種備投方案，并有PT斷線告警功能。(1) ： 遙控記錄（遠(yuǎn)方，當(dāng)?shù)兀?，定值修改記錄?2) ： 故障記錄(3) ： 可存儲(chǔ)四套定值。B ： 測(cè)控功能(1) ： 遙測(cè)功能：對(duì)于相電壓輸入的接線方式，裝置可以完成一條線路的測(cè)量，總共有15條線路。(3) ： 遙控功能：正常斷路器遙控開(kāi)合。(2) ： 一個(gè)可選的CANBUS接口，通信速率可選。(4) ： 一個(gè)RS232調(diào)試串行接口。(2) ： 采用16位A/D采集芯片，提高了數(shù)據(jù)采集的分辨率和測(cè)量精度。(5) ： 所采用的保護(hù)原理成熟可靠，并且已經(jīng)有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。(7) ： 具有豐富的通信接口。(9)： 具有GPS硬件對(duì)時(shí)功能。(11)： 具有看門(mén)狗和電源監(jiān)測(cè)電路，系統(tǒng)安全，可靠。實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化的硬件保護(hù)及配置功能。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。集中式是把按功能要求配置的繼電保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置集中安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是指變電站層和單元層，單元層由不同單元裝置組成。集中與分散結(jié)合式是介于分散式和集中式之間，結(jié)構(gòu)形式較多。分散式是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。 論文介紹了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，比較了RS485總線。 論文最后介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置和綜自設(shè)備設(shè)置。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師，正是在他孜孜不倦的教誨下和悉心的指導(dǎo)下，我才得以順利地完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。李老師淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象。讓我十分的感動(dòng)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的父母也從經(jīng)濟(jì)上，精神上給與了我巨大的支持，使得我專(zhuān)心致志的做畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝。 accordingly adopted a substation automation technolo