【正文】 網(wǎng)使用開放式的TCP/IP協(xié)議，所以可以較為方便的與廣域網(wǎng)相聯(lián)。 在整個變電站綜合自動化系統(tǒng)中，變電站內(nèi)部各單元之間以及變電站與遠方調(diào)度中心之間的通信都通過通信管理機來處理，所以通信管理機在整個變電站自動化中占有重要地位。以及本地的變電站系統(tǒng)和遠程調(diào)度中心的通信。其中站級CAN網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)上位機監(jiān)控主機和通信管理機之間的通信。變電站和遠程調(diào)度中心的信息傳輸基于公用電話網(wǎng)，通過終端的modem實現(xiàn)數(shù)字信號和公用電話網(wǎng)上的模擬信號之間的轉(zhuǎn)換，通信管理機的外圍設(shè)備包括鍵盤輸入，液晶顯示，程序存儲器EPROM，實時時鐘RAM,以及備用的RS232串口 內(nèi)部通信網(wǎng)的傳輸實時性分析 方案一中的LONWORKS現(xiàn)場總線方式中由于帶寬有限，特別是當(dāng)多個保護共同動作時，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)兩方面來分析。LONWORKS網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)變量來實現(xiàn)節(jié)點之間的通信，不同的網(wǎng)絡(luò)變量可以設(shè)置成不同的優(yōu)先級，這樣開關(guān)變位等重要信息就可以用優(yōu)先級高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先傳輸。根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗，當(dāng)站內(nèi)節(jié)點數(shù)不超過40時，LONWORKS總線的網(wǎng)絡(luò)實時性是很好的。 以太網(wǎng)雖然沒有LONWORKS或CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級設(shè)置，但其帶寬高達10MB/S，因此可以承受的網(wǎng)絡(luò)負荷很大。事實上10MB/S的以太網(wǎng)完全可以滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性保障。 國外相關(guān)產(chǎn)品的比較國外變電站綜合自動化系統(tǒng)主要是由西門子公司生產(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，后者由于價格和靈活性上的優(yōu)勢而在國內(nèi)應(yīng)用較多。德國AEG公司的ILS系統(tǒng)，美國通用電氣，美國西屋電氣，法國的阿爾斯通和瑞士的LANDIS公司都有該類產(chǎn)品。它們相繼開發(fā)了一系列產(chǎn)品，并在全國各個省市的變電站中得到了應(yīng)用。首先站控級的軟件開發(fā)具有一定的水平，尤其是在漢化方面比國外公司更具優(yōu)勢，其次價格上也有一定的優(yōu)勢。 通信協(xié)議的作用要實現(xiàn)整個變電站綜合自動化并與上一級控制中心實現(xiàn)“四遙”，必須保證工作站，主機，工程師站，現(xiàn)場各CPU單元與控制設(shè)備間的實時，準(zhǔn)確通信。電力系統(tǒng)中所采集的信息需要很高的實時性，可靠性，所以認識認識通信協(xié)議對整個控制系統(tǒng)的影響就比較重要。同時采集來的信號要往主站送，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到實時性，一般較少采用讀寫硬盤的方式，而多采用沒有硬盤的內(nèi)存。目前用于電力系統(tǒng)的通信協(xié)議品種繁多，有國際標(biāo)準(zhǔn)，有國家標(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（遠動網(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：(1) ： 傳輸頻帶很寬，通信容量大。(3) ： 體積小，重量輕，可繞性強，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。 光纖通信的類型以及在配電自動化系統(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）。與光端機配合使用的電端機PCM可實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)信號傳送。它是一種用于低速傳輸數(shù)字信號的光電合一產(chǎn)品。(3) ： 其他通信設(shè)備 光纖收發(fā)器主要用于實現(xiàn)局域網(wǎng)的遠程連接。 配電自動化專用數(shù)據(jù)光傳輸設(shè)備具有傳輸距離遠，組網(wǎng)靈活，接口豐富等特點的光電合一最新產(chǎn)品。 現(xiàn)場總線通信技術(shù) 現(xiàn)場總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點的數(shù)字通信系統(tǒng)，也被稱為開放式，數(shù)字化，多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線的特點：(1): 系統(tǒng)的開放性，即標(biāo)準(zhǔn)的一致性，公開性。(3)：現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性。(5): 對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。 無線通信技術(shù) 在配電自動化中常用以下幾種無線通信方式： (1): 無線數(shù)傳電臺：遠程監(jiān)控，監(jiān)測常常利用無線數(shù)傳電臺進行數(shù)據(jù)交換。(3): 無線擴頻通信技術(shù)：具有抗干擾能力強，系統(tǒng)誤碼率低，建設(shè)方便，投資少等特點。具有實施方便，組網(wǎng)靈活，開放透明的通信網(wǎng)絡(luò)平臺，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿撸瑢崟r性強，信道可靠等特點。通過具體的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。第4章 繼電保護設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 35KV開關(guān)柜智能保護單元本變電站中35KV開關(guān)柜采用的是ABB公司的SF6開關(guān)柜ZX2，HMI可于一個運行WINDOWS NT的PC機相連接。REF542plus中的數(shù)字處理器DSP執(zhí)行測量和保護的功能，電流傳感器適用于距離保護和差動保護。 變壓器后備保護(1)：三段式復(fù)壓閉鎖過流保護：配有三段共九時限（每段三時限 ）的復(fù)壓閉鎖過流保護，每段都有獨立的電流定值，時間定值和方向定值。 復(fù)壓閉鎖過流保護的復(fù)壓閉鎖元件，有本側(cè)復(fù)壓閉鎖和外部接入的復(fù)壓開入閉鎖或門構(gòu)成。在PT斷線期間，可以選擇復(fù)壓閉鎖或不閉鎖。每段可獨立投退，并且保護可以選擇是否經(jīng)過零壓元件閉鎖，是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定。(3): 二段式間隙零序過流保護：配有二段兩時限間隙零序電流保護。(4): 過復(fù)合保護：包括過復(fù)合警告，啟動風(fēng)冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時限。 啟動風(fēng)冷，過負荷告警觸點為常開觸點。(5) ：復(fù)合電壓出口功能：為實現(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，有獨立的低電壓和負序電壓定值，當(dāng)復(fù)合電壓滿足條件，接通復(fù)壓出口觸點，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 (1) ：三相式相間電流保護：裝置設(shè)三段相間電流保護，每段均可獨立投退?；蛘唠娙萜鞅旧碓繐舸┬纬上嚅g短路。過電壓保護取母線電壓是為了防止母線電壓過高時損壞電容器，且切除電容器可降低母線電壓。在電容器組中過電壓和欠電壓保護均可通過延時來判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。做為雙星性接線電容器組的內(nèi)部故障保護。(5): 不平衡電壓保護： 當(dāng)雙星型接線采用不平衡電壓保護時，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)生多臺電容器故障時，故障電容器組所在星型的中性點電位發(fā)生偏移，從而產(chǎn)生不平衡電壓，當(dāng)UunbUset時，保護動作。當(dāng)IunbIset時，保護動作。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中有多臺電容器組被損壞時，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)壓差超過定值時，保護動作。電容器組為單星型接線，而每相接成四個平衡臂的橋路時，可以采用橋差接地保護方式。當(dāng)有一個電容器組存在多個電容器損壞時，橋臂之間因此不平衡，再橋差接線MN之間流過不平衡差電流。(9)：PT斷線告警保護 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 (1) : 三段式相間電流保護設(shè)有三段相間電流保護，每段均可獨立投退，電流和時間定值也分別整定，且均可帶復(fù)合電壓閉鎖，可分別投退。(3) ：過負荷保護：和上面的電容器過負荷保護相同。(5) ：小電流單相接地保護：中性點不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，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，告警自動消失 饋線保護(1)：三段電流保護方向元件采用90度接線，按相啟動。低電壓元件檢測三個線電壓的值，過流1，2，3段來判斷邏輯是否一致。抽取電壓：線電壓和相電壓。(4)：小電流單相接地保護 中性點不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的方向和大小判別接地回路。 備自投保護裝置引入兩段母線電壓，用于進行有壓，無壓判別以及啟動備用電源自投裝置，每個進線開關(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進線開關(guān)已斷開，如果需要自投后聯(lián)切負荷，則利用進線該相電流判別是否超過過負荷定值，以實現(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（遠方，當(dāng)?shù)兀?，定值修改記錄?2) ： 故障記錄(3) ： 可存儲四套定值。B ： 測控功能(1) ： 遙測功能：對于相電壓輸入的接線方式，裝置可以完成一條線路的測量，總共有15條線路。(3) ： 遙控功能：正常斷路器遙控開合。(2) ： 一個可選的CANBUS接口，通信速率可選。(4) ： 一個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)采集的分辨率和測量精度。(5) ： 所采用的保護原理成熟可靠，并且已經(jīng)有豐富的運行經(jīng)驗。(7) ： 具有豐富的通信接口。(9)： 具有GPS硬件對時功能。(11)： 具有看門狗和電源監(jiān)測電路，系統(tǒng)安全，可靠。實現(xiàn)了變電站綜合自動化的硬件保護及配置功能。實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)是當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。集中式是把按功能要求配置的繼電保護裝置以及遠動裝置集中安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。綜合自動化系統(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化系統(tǒng)的繼電保護裝置和綜自設(shè)備設(shè)置。另一方面，當(dāng)代計算機技術(shù)，通訊技術(shù)等先進技術(shù)手段的應(yīng)用，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，為簡化系統(tǒng)，信息共享，減少電纜，減少占地面積，降低造價等方面已改變了變電站運行的面貌。國外從80年代初開始進行研究開發(fā)，到目前為止，各大電力設(shè)備公司都陸續(xù)地推出系列化的產(chǎn)品。目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：(1) 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。分布39。這是一種較為理想的結(jié)構(gòu)，要做到完全分布式結(jié)構(gòu)，在可擴展性、通用性及開放性方面都具有較強的優(yōu)勢，然而在實際的工程應(yīng)用及技術(shù)實現(xiàn)上就會遇到許多目前難以解決的問題，如在分散安裝布置時，惡劣運行環(huán)境、抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上存在的問題等等，就目前技術(shù)而言還不夠十分成熟，一味地追求完全分布式結(jié)構(gòu)
(2) 集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的硬件裝置、數(shù)據(jù)處理均集中配置，采用由前置機和后臺機構(gòu)成的集控式結(jié)構(gòu)，由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。瓶頸39。在此值得一提的是這種結(jié)構(gòu)形成的原由，變電站二次產(chǎn)品早期開發(fā)過程是按保護、測量、控制和通信部分分類、獨立開發(fā)，沒有從整個系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)思想下進行，隨著技術(shù)的進步及電力系統(tǒng)自動化的要求，在進行變電站自動化工程的設(shè)計時，大多采用的是按功能39。的方式開展，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的性能指標(biāo)下降以及出現(xiàn)許多無法解決的工程問題。(3) 分層分布式結(jié)構(gòu) 按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級(站級)和就地單元控制級(段級)的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點： ①可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將39。分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。 ③站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護。變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術(shù)；變電站綜合自動化是指將二次設(shè)備(包括控制、保護、測量、信號、自動裝置和遠動裝置)利用微機技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)，它是自動化和計算機、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用變電站綜合自動化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立 變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有：測量及狀態(tài)信息；操作信息；參數(shù)信息。對于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個智能單元、后臺監(jiān)控及遠方通信裝置，是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，根據(jù)實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工程實際需要，大致按以下原則考慮： (1) 電力生產(chǎn)的連續(xù)性和重要性，以滿足溫度、濕度和電磁干擾等環(huán)境要求，另一方面應(yīng)考慮備用措施。瓶頸39。通訊距離設(shè)計考慮不超過1kM.。宜采用總線形網(wǎng)絡(luò)。 我國變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段第一階段：面向功能設(shè)計的集中式RTU加常規(guī)繼電保護模式80年代是以RTU為基礎(chǔ)的遠動裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。此類系統(tǒng)特點是功能簡單，整體性能指標(biāo)較低，系統(tǒng)聯(lián)結(jié)復(fù)雜，不便于運行管理與維護，為自動化系統(tǒng)的初級階段。此類系統(tǒng)的出現(xiàn)是由于當(dāng)時國內(nèi)電力系統(tǒng)保護和遠動分屬于不同部門和專業(yè)，另外對繼電保護與測控裝置在技術(shù)上如何融和沒有達成一致的認識，故相當(dāng)一部分尤其是110KV及以下電壓等級自動化系統(tǒng)采用此類模式。 第三階段：面向間隔和對象(objectoriented)的分層分布式結(jié)構(gòu)模式90年代中期，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對計算機保護與測控技術(shù)不斷爭論和探討達成了一致的認識，采用面向設(shè)備或間隔為對象設(shè)計的保護及測控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成了真正意義上的分層分布式自動化系統(tǒng)。 變電站綜合自動化技術(shù)是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的顯著標(biāo)志，該項技術(shù)是微電子、計算機和通信技術(shù)的有機結(jié)合，其應(yīng)用前景必然十分廣闊，必將是現(xiàn)代電力技術(shù)發(fā)展及技術(shù)改造的主導(dǎo)技術(shù)。