第一篇：變電站綜合自動(dòng)化教學(xué)大綱

《變電站綜合自動(dòng)化》課程教學(xué)大綱

一、課程名稱(chēng)：變電站綜合自動(dòng)化

課程負(fù)責(zé)人：

二、學(xué)時(shí)與學(xué)分：

三、適用專(zhuān)業(yè)：重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣學(xué)院

四、課程教材：

五、參考教材：《變電站綜合自動(dòng)化》，國(guó)家電網(wǎng)公司人力資源部，中國(guó)電力出版社;第1版(2010年5月1日)。

《變電站綜合自動(dòng)化原理及運(yùn)用》，丁書(shū)文，中國(guó)電力出版社;第2版(2010年7月1日)。

《變電站綜合自動(dòng)化原理與系統(tǒng)》，張惠鋼，中國(guó)電力出版社;第1版(2004年1月1日)。

六、開(kāi)課單位：電氣信息學(xué)院電氣專(zhuān)業(yè)

七、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

《變電站綜合自動(dòng)化》，是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)面向應(yīng)用的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化方向與發(fā)電廠及電力系統(tǒng)方向的核心專(zhuān)業(yè)課程。本課程以“變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)”為載體，學(xué)生通過(guò)該門(mén)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較全面地了解變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的用途、結(jié)構(gòu)、原理和性能，初步掌握變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本知識(shí)和技能，具備變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝調(diào)試、運(yùn)行及事故處理的能力。

八、課程的基本要求

1、了解變電站站綜合自動(dòng)化的含義。

2、掌握變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的基本功能。

3、了解變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。

4、掌握變電站綜合自動(dòng)化信息的測(cè)量和采集種類(lèi)和方式方法。

5、了解變電站綜合自動(dòng)化中的通信技術(shù)。

6、了解變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用的新技術(shù)。

7、掌握變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能裝置的。

8、掌握變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試。

9、了解提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施。

10、熟悉變電站綜合自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)。

九、課程的主要內(nèi)容

第一章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述 1.1 綜合自動(dòng)化的基本概念 1.2 綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性

1.3 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要內(nèi)容和基本功能 1.4 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與要求

1.5 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)形式和配置）1.6 變電站綜合自動(dòng)化與無(wú)人值班變電站 1.7 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向 第二章 變電站綜合自動(dòng)化信息的測(cè)量和采集 2.1 變電站綜合自動(dòng)化信息

2.2 變電站綜合自動(dòng)化信息的體系結(jié)構(gòu) 2.3 變電站模擬量信息的變送器測(cè)量及采集 2.4 交流采樣技術(shù)及其應(yīng)用 2.5 變電站油溫的采集 2.6 變電站狀態(tài)信息的采集 2.7 變電站實(shí)時(shí)時(shí)鐘的建立和應(yīng)用 第三章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信技術(shù) 3.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 3.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 3.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

3.4 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及OSI基本參考模型 3.5 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò) 3.6 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

第四章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的新技術(shù)應(yīng)用 4.1 VQC知識(shí) 4.2 程序化操作 4.3 IEC 61850簡(jiǎn)介

第五章 變電站運(yùn)行的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)（變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能裝置）5.1 變電站低頻減負(fù)荷控制 5.2 變電站電壓和無(wú)功功率控制

5.3 變電站“五防”的基本概念及實(shí)現(xiàn)方法 5.4 同期知識(shí)

5.5 備用電源自動(dòng)投入裝置 5.6 變電站主設(shè)備的遙控 5.7 微機(jī)故障錄波原 5.8 微機(jī)故障錄波實(shí)例

第六章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試 6.1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)系與操作 6.2 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù) 6.3 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試

第七章 提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施 7.1 綜合自動(dòng)化可靠性概述 7.2 干擾來(lái)源和干擾的影響 7.3 抗干擾措施

7.4 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 第八章 變電站綜合自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng) 8.1 綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能 8.2 綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 8.3 綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)基本要求及特點(diǎn) 8.4 綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)界面及監(jiān)控操作 8.5 綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的附屬部分

十、課程教學(xué)重點(diǎn)

1、變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的基本功能。

2、變電站綜合自動(dòng)化信息的測(cè)量和采集種類(lèi)和方式方法。

3、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用的新技術(shù)。

4、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能裝置的。

5、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試。

6、提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施。

7、變電站綜合自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)。

十一、考核方式

筆試考試

總成績(jī)=筆試考試（70%）+平時(shí)考評(píng)（30%）

十二、學(xué)時(shí)分配

第二篇：變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)

第一章

1、變電站綜合自動(dòng)化：是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。

2、傳統(tǒng)變電站的缺點(diǎn)：

（1）安全性、可靠性不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求。（2）供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證。（3）占地面積大，增加了征地投資。

（4）不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)控制的要求。

（5）維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差，不利于提高運(yùn)行管理水平和自動(dòng)化水平。

3、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程。[P5內(nèi)詳] 第二章

4、二次設(shè)備的組成部分：繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、操作控制屏和中央信號(hào)屏以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置。

5、變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性：

（1）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)利用當(dāng)代計(jì)算機(jī)的技術(shù)和通信技術(shù)，提供了先進(jìn)技術(shù)的設(shè)備，改變了傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，信息共享，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，減少了連接電纜，減少占地面積，降低造價(jià)，改變了變電站的面貌。（2）提高了自動(dòng)化水平，減輕了值班員的操作量，減少了維修工作量。（3）隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級(jí)調(diào)度中心要求各變電站能提供更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況。（4）提高變電站的可控性，要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制、操作、反事故措施等。（5）采用無(wú)人值班管理模式，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤報(bào)操作的可能。（6）全面提高運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

6、變電站的數(shù)據(jù)包括：模擬量、開(kāi)關(guān)量和電能量。

7、直流采樣：即將交流電壓、電流等信號(hào)經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為適合于A/D轉(zhuǎn)換器輸入電平的直流信號(hào)。交流采樣：指輸入給A/D轉(zhuǎn)換器的是與變電站的電壓、電流成比例關(guān)系的交流電壓信號(hào)。

8、并聯(lián)、串聯(lián)有源電力濾波器的不同點(diǎn)及示意圖。[P17內(nèi)詳]

9、電力系統(tǒng)的電壓、無(wú)功綜合控制的方式：集中控制、分散控制和關(guān)聯(lián)分散控制。[P27內(nèi)詳]

10、電力系統(tǒng)頻率偏移的原因：電力系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由作用在機(jī)組轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩決定的，原動(dòng)機(jī)輸入的功率如果在扣除了勵(lì)磁損耗和各種機(jī)械損耗后能與發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率保持平衡，則發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將保持不變，電力系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)輸出的有功功率的總和，在任何時(shí)刻都將等于此系統(tǒng)包括各種用電設(shè)備所需的有功功率和網(wǎng)絡(luò)的有功損耗的總和。但由于有功負(fù)荷經(jīng)常變化，其任何變動(dòng)都將立刻引起發(fā)電機(jī)輸出電磁功率的變化，而原動(dòng)機(jī)輸入功率由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的滯后，不能立即隨負(fù)荷波動(dòng)而作相應(yīng)的變化，此時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡被打破，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，系統(tǒng)的頻率隨之發(fā)生偏移。

11、電力系統(tǒng)頻率降低的危害：

（1）系統(tǒng)的頻率下降，使發(fā)電廠的廠用機(jī)械出力大為下降，結(jié)果必然影響發(fā)電設(shè)備的正常工作，使發(fā)電機(jī)的有功出力減少，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的進(jìn)一步降低。

（2）系統(tǒng)頻率降低，勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，當(dāng)勵(lì)磁電流一定時(shí)，勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率就會(huì)減少。（3）系統(tǒng)頻率長(zhǎng)期處于49.5Hz或49Hz以下時(shí)，會(huì)降低各用戶(hù)的生產(chǎn)率。

12、明備用和暗備用的原理和圖。[P33內(nèi)詳] 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，備用電源不工作的稱(chēng)明備用。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，備用電源也投入運(yùn)行的，稱(chēng)為暗備用。

備用電源自投（BZT）的作用：備用電源自投裝置是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開(kāi)后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動(dòng)投入工作，使原來(lái)工作電源被斷開(kāi)的用戶(hù)能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置。

13、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）功能綜合化

（2）分級(jí)分布式、微機(jī)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）測(cè)量顯示數(shù)字化（4）操作監(jiān)視屏幕化（5）運(yùn)行管理智能化 第三章

14、光電傳感器的優(yōu)越性：

（1）優(yōu)良的絕緣性能，造價(jià)低、體積小、質(zhì)量輕。（2）不含鐵心，消除了磁飽和、鐵磁諧振等問(wèn)題。（3）動(dòng)態(tài)范圍大，測(cè)量精度高。（4）頻率范圍寬。（5）抗干擾能力強(qiáng)。第四章

15、輸入/輸出的傳送方式：并行和串行傳送方式。

16、CPU對(duì)輸入/輸出的控制方式：同步傳送方式、查詢(xún)傳送方式、中斷控制輸入/輸出方式和直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式（DMA）[P50內(nèi)詳]

17、DMA控制器必須具備的功能：

（1）能接受外設(shè)的請(qǐng)求，向CPU發(fā)出總線請(qǐng)求信號(hào)HOLD；

（2）當(dāng)CPU發(fā)出總線請(qǐng)求認(rèn)可信號(hào)HLDA后，接管對(duì)地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的控制，進(jìn)入DMA方式；（3）發(fā)出地址信息，能對(duì)存儲(chǔ)器尋址及能修改地址指針；（4）能向存儲(chǔ)器和外設(shè)發(fā)出讀或?qū)懙瓤刂菩盘?hào)；

（5）能控制傳送的字節(jié)數(shù)及判斷DMA傳送是否結(jié)束；

（6）在DMA傳送結(jié)束以后，能發(fā)出DMA結(jié)束信號(hào)，釋放總線使CPU恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

18、光電耦合器工作原理及原理圖。[P62內(nèi)詳] 第五章

19、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理、關(guān)系式、權(quán)電阻輸入網(wǎng)絡(luò)。[P67內(nèi)詳] 20、絕對(duì)精度和相對(duì)精度。[P74內(nèi)詳] 第六章

21、交流采樣法：是直接對(duì)經(jīng)過(guò)裝置內(nèi)部小TA，小TV轉(zhuǎn)換后形成的交流電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，保持和A/D轉(zhuǎn)換，然后在軟件中通過(guò)各種算法計(jì)算出所需電量。第七章

22、小波分析在變電站綜合自動(dòng)化中的應(yīng)用前景。[P103內(nèi)詳] 第八章

23、變電站內(nèi)的信息傳輸：

（1）設(shè)備層與間隔層（單元層）間信息交換（2）單元層內(nèi)部的信息交換（3）單元層之間的通信

（4）單元層和變電站層的通信（5）變電站層的內(nèi)部通信

24、變電站通信網(wǎng)絡(luò)的要求：快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，很高的可靠性，優(yōu)良的電磁兼容性能，分層式結(jié)構(gòu)。

25、數(shù)據(jù)通信的傳輸?shù)姆绞剑翰⑿袛?shù)據(jù)通信和串行數(shù)據(jù)傳輸。

26、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的工作方式：?jiǎn)喂ねㄐ?，半雙工通信和全雙工通信。原理及圖示[P119內(nèi)詳]

27、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)。

28、移頻鍵控原理。[P131內(nèi)詳]

29、差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)：就是采用有效編碼方法對(duì)咬傳輸信息進(jìn)行編碼，并按約定的規(guī)則附上若干碼元（稱(chēng)監(jiān)督碼），作為信息編碼的一部分，傳輸?shù)浇邮斩?，接收端則按約定的規(guī)則對(duì)所收到的碼進(jìn)行檢驗(yàn)。30、幾種常用的監(jiān)督碼構(gòu)成方法：奇偶校驗(yàn)、縱向冗余校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC。第九章

31、電磁兼容意義：電氣或電子設(shè)備或系統(tǒng)能夠在規(guī)定的電磁環(huán)境下不因電磁干擾而降低工作性能，它們本身發(fā)射電磁量不影響其他的設(shè)備或系統(tǒng)正常工作，從而達(dá)到互不干擾，在共同的電磁環(huán)境下一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。

32、電磁干擾的三要素：干擾源、傳播途徑和電磁敏感設(shè)備。

33、解決電磁干擾問(wèn)題的方法：

（1）抑制干擾源產(chǎn)生的電磁干擾（濾波、屏蔽和接地）；（2）切斷干擾的傳播途徑；

（3）提高敏感設(shè)備抗電磁干擾的能力（降低對(duì)干擾的敏感度）。

34、干擾分類(lèi)：

（1）差模干擾：是串聯(lián)于信號(hào)源回路中的干擾，主要由長(zhǎng)線路傳輸?shù)幕ジ旭詈纤隆＃?）共模干擾：是由網(wǎng)絡(luò)對(duì)地電位變化所引起的干擾，即對(duì)地干擾。

35、抑制干擾源影響的屏蔽措施：

（1）一次設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地。（2）測(cè)量和微機(jī)保護(hù)或自控裝置采用的各類(lèi)中間互感器的一、二次繞組之間加設(shè)屏蔽層。（3）機(jī)箱或機(jī)柜的輸入端子對(duì)地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。（4）系統(tǒng)的機(jī)柜和機(jī)箱采用鐵質(zhì)材料。

第三篇：淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

吳科續(xù)

（豐滿發(fā)電廠，吉林

豐滿

132108）

摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性和發(fā)展趨勢(shì)，提出了變電站綜合自動(dòng)化基本概念，并對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊方式和能實(shí)現(xiàn)的基本功能及變電站自動(dòng)化的發(fā)展前景進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：變電站綜合 自動(dòng)化系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 功能

1.前言

電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(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(hù)提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等更強(qiáng)健的功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢(shì)。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前從國(guó)內(nèi)、外變電站綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：2.1分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問(wèn)題等。

2.2集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：

（1）前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，若前置機(jī)故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能。

（2）軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。

（3）組態(tài)不靈活，對(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大并且擴(kuò)展一些自動(dòng)化需求的功能較難。2.3分層分布式結(jié)構(gòu)

按變電站的控制層次和對(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)——變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)和就地單元控制級(jí)——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

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(diǎn)：

（1）可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險(xiǎn)”分散，當(dāng)站級(jí)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(hù)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級(jí)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(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

（2）可擴(kuò)展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

（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(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。3.常見(jiàn)通訊方式

目前國(guó)內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無(wú)論RS-232C、EIA-422/485都無(wú)法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷?，F(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用部分地緩解了便電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時(shí)依然顯得捉襟見(jiàn)肘，以太網(wǎng)的應(yīng)用，使通訊問(wèn)題迎刃而解。常見(jiàn)的通訊方式有：

（1）雙以太網(wǎng)、雙監(jiān)控機(jī)模式，主要是用于220-500kV變，在實(shí)現(xiàn)上可以是雙控機(jī)+雙服務(wù)器方式，支撐光/電以太網(wǎng)。

（2）單以太網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。

（3）雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機(jī)模式。

（4）單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。4.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能

4.1微機(jī)保護(hù)：是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類(lèi)保護(hù)應(yīng)具有下列功能：

（1）故障記錄。（2）存儲(chǔ)多套定值。

（3）顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ怠?/p>

（4）與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動(dòng)作序列，當(dāng)前整定值及自診斷信號(hào)，接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對(duì)時(shí)鐘等命令，通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。

4.2數(shù)據(jù)采集及處理功能

包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)

（1）狀態(tài)量采集

狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過(guò)通信方式獲得。

（2）模擬量采集

常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無(wú)功功率值。饋線電流，電壓和有功、無(wú)功功率值。4.3事件記錄和故障錄波測(cè)距

事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開(kāi)關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專(zhuān)用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。

4.4控制和操作功能

操作人員可通過(guò)后臺(tái)機(jī)屏幕對(duì)斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。

4.5系統(tǒng)的自診斷功能

系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，并把數(shù)據(jù)送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。對(duì)裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能，方便維護(hù)與維修，可對(duì)其各部分采用查詢(xún)標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測(cè)等方法實(shí)時(shí)檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。

4.6數(shù)據(jù)處理和記錄

歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專(zhuān)業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：

（1）斷路器動(dòng)作次數(shù)。

（2）斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)。

（3）輸電線路的有功、無(wú)功，變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間。

（4）獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功，每天的峰谷值及其時(shí)間。

（5）控制操作及修改整定值的記錄。

根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。

4.7人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能

系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心與遠(yuǎn)方控制中心的通信。

4.8本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對(duì)時(shí)，統(tǒng)一時(shí)鐘的功能和當(dāng)?shù)剡\(yùn)行維護(hù)功能。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可以看到變電所綜合自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了很大的促進(jìn)作用，它將能大大加強(qiáng)電網(wǎng)一次、二次系統(tǒng)的效能和可靠性，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進(jìn)步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)?！? 參考文獻(xiàn)

1.楊奇遜.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì).電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1995。

2.王海猷，賀仁睦.變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控主站的系統(tǒng)資源平衡.電網(wǎng)技術(shù)，1999。

2008.05.08 吳科續(xù)（1978-），男，工程師，從事水輪發(fā)電機(jī)組值班員工作。郵 編：132108 通訊地址：吉林市豐滿發(fā)電廠發(fā)電部 聯(lián)系電話：*** 工作電話：0432-4604511

第四篇：淺析變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

淺析整流供電綜自動(dòng)化系統(tǒng)

周玉杰

（鴻駿鋁電公司動(dòng)力一分廠，內(nèi)蒙古 霍林郭勒市 029200）摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性和發(fā)展趨勢(shì)，提出了變電站綜合自動(dòng)化基本概念，并對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊方式和能實(shí)現(xiàn)的基本功能及變電站自動(dòng)化的發(fā)展前景進(jìn)行分析 關(guān)鍵詞：變電站綜合 自動(dòng)化系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 功能

1.概述

近幾年全國(guó)電解鋁行業(yè)發(fā)展訊速，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，從整個(gè)鋁冶煉行業(yè)的安全生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)看，整流供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)越來(lái)越受到重視。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(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，向電解提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等更強(qiáng)健的功能。發(fā)展和完善供電整流綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是今后整流供電發(fā)展的新的趨勢(shì)。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前從國(guó)內(nèi)整流供電綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：

2.１分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。

2.2集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：

（1）前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，若前置機(jī)故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能。

（2）軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。

（3）組態(tài)不靈活，對(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大并且擴(kuò)展一些自動(dòng)化需求的功能較難。

２.3分層分布式結(jié)構(gòu)

按變電站的控制層次和對(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)——變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)、就地單元控制級(jí)——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即站控層、通信層和間隔層。

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(diǎn)：

2.3.1可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險(xiǎn)”分散，當(dāng)站級(jí)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(hù)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級(jí)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(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

2.3.2可擴(kuò)展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

2.3.3站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。目前全國(guó)各大鋁廠供電系統(tǒng)均采用分層分布式結(jié)構(gòu)，下面就這種方式展開(kāi)討論。

3.電解鋁供電綜自系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1.1變電站自動(dòng)化系統(tǒng)由站控層、網(wǎng)絡(luò)層和間隔層三部分組成，并用分層、分布、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。站控層設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障而停運(yùn)時(shí)，不能影響間隔層的正常運(yùn)行。

3.1.2 站控層由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的系統(tǒng)主機(jī)及操作員站和各工作站等設(shè)備構(gòu)成，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能，形成全站監(jiān)控、管理中心，并可與調(diào)度中心和集控站通信。站控層的設(shè)備可集中或分散布置。3.1.3網(wǎng)絡(luò)層是站控層與間隔層聯(lián)絡(luò)的中樞，間隔層的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層最后到達(dá)站控層，實(shí)現(xiàn)信息的收集功能；站控層的遙控和遙調(diào)指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層到達(dá)間隔，實(shí)現(xiàn)控制功能。隨著通訊技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)控和保護(hù)裝置對(duì)外通信接口基本都能實(shí)現(xiàn)雙以太網(wǎng)口通訊，網(wǎng)絡(luò)層架構(gòu)按雙網(wǎng)配置，主備網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。由于網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備的發(fā)展，又賦予了網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備新的功能，既通訊協(xié)議的解析，這種設(shè)計(jì)理念正逐步在鋁電解供電綜自系統(tǒng)中得到應(yīng)用，也是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。由于間隔層設(shè)備的廠家較多，通訊規(guī)約沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)通訊規(guī)約的解析主要由站控層來(lái)完成，這就增加了站控層設(shè)備的負(fù)荷，結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)綜自系統(tǒng)的反應(yīng)速度提不上來(lái)。底層的協(xié)議由網(wǎng)絡(luò)層具有高性能、高效率的硬件芯片來(lái)完成，大大提高的協(xié)議解析的速度和效率，同時(shí)又減輕了站控層設(shè)備的負(fù)擔(dān)。3.1.4間隔層由測(cè)控單元、間隔層網(wǎng)絡(luò)和各種網(wǎng)絡(luò)、通信接口設(shè)備等構(gòu)成，完成面向單元設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制等功能。間隔層設(shè)備按相對(duì)集中方式分散下放到各個(gè)繼保小室。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分布性必須滿足系統(tǒng)中任一裝置故障或退出都不應(yīng)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行

3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線型、環(huán)形、星型方式。

站控層設(shè)備采用基于TCP/IP或UDP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)方式組網(wǎng)，并具有良好的開(kāi)放性，能滿足與電力系統(tǒng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)連接及容量擴(kuò)充等要求。每一繼保小室可設(shè)一子網(wǎng)，合理的控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量，防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的產(chǎn)生。

3.2.2 站控層和間隔層均采用雙重化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按雙重化配置，雙網(wǎng)按熱備用方式運(yùn)行。

3.2.3 具備合理網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和信息處理機(jī)制，能夠保證在正常運(yùn)行狀態(tài)及事故狀態(tài)下均不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過(guò)重而導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)或嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行速度的情況。

3.3站控層設(shè)備及其功能

站控層設(shè)備包括主機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置、故障及信息系統(tǒng)子站、微機(jī)五防系統(tǒng)、GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)以及其它智能接口。

3.3.1主機(jī)

具有主處理器及服務(wù)器的功能，為站控層數(shù)據(jù)收集、處理、存儲(chǔ)及發(fā)送的中心，管理和顯示有關(guān)的運(yùn)行信息，供運(yùn)行人員對(duì)變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和控制，間隔層設(shè)備工作方式的選擇，實(shí)現(xiàn)各種工況下的操作閉鎖邏輯等。大都采用兩臺(tái)主機(jī)互為熱備用工作方式。

3.3.2操作員工作站

是站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢(xún)，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢(xún)，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)等。通過(guò)操作員站，運(yùn)行值班人員能夠?qū)崿F(xiàn)全站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和操作控制。可以配置兩臺(tái)操作員站，操作員站間應(yīng)能實(shí)現(xiàn)相互監(jiān)視操作的功能。

3.3.3故障及信息系統(tǒng)子站

能在正常和電網(wǎng)故障時(shí)，采集、處理各種所需信息，并充分利用這些信息，為繼電保護(hù)運(yùn)行、管理服務(wù)，為分析、處理電網(wǎng)故障提供支持。工作站大都具備多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的能力，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通道向多個(gè)調(diào)度中心進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，通信規(guī)約應(yīng)符合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)通信與接口規(guī)范。支持根據(jù)調(diào)度中心命令對(duì)相應(yīng)裝置進(jìn)行查詢(xún)和遠(yuǎn)程維護(hù)，包括遠(yuǎn)程配置、可視化數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、參數(shù)的上傳下載、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等。故障及信息系統(tǒng)子站雙機(jī)配置，采用互為熱備用工作方式，雙機(jī)都能獨(dú)立執(zhí)行各項(xiàng)功能。當(dāng)一臺(tái)工作站故障時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)無(wú)縫自動(dòng)切換，由另一臺(tái)工作站執(zhí)行全部功能，并保證切換時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，并同時(shí)向各級(jí)調(diào)度和操作員站發(fā)送切換報(bào)警信息。

3.3.4遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置

滿足直采直送要求，收集全站測(cè)控裝置、保護(hù)裝置等設(shè)備的數(shù)據(jù)，將信息通過(guò)雙通道（專(zhuān)線或網(wǎng)絡(luò)通道）上傳至上一級(jí)調(diào)度中心，調(diào)度中心下發(fā)的遙控命令向變電站間隔層設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)。

遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置雙機(jī)配置，采用互為熱備用工作方式，雙機(jī)都能獨(dú)立執(zhí)行各項(xiàng)功能。當(dāng)一臺(tái)通信裝置故障時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)無(wú)縫自動(dòng)切換，由另一臺(tái)通信裝置執(zhí)行全部功能，并同時(shí)向各級(jí)調(diào)度和主機(jī)發(fā)送切換報(bào)警信息。也可采用雙主機(jī)工作方式。

3.2.5微機(jī)五防系統(tǒng)

微機(jī)五防系統(tǒng)主要包含五防主機(jī)、五防軟件、電腦鑰匙、充電通信控制器、編碼鎖具等，實(shí)現(xiàn)面向全站設(shè)備的綜合操作閉鎖功能。微機(jī)五防系統(tǒng)應(yīng)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一體化配置，五防軟件應(yīng)是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)后臺(tái)軟件的一個(gè)有機(jī)組成部分，獨(dú)立配置一臺(tái)微機(jī)五防工作站。

3.2.6 GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)

為故障錄波裝置、微機(jī)保護(hù)裝置、測(cè)控裝置和站控層設(shè)備等提供統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)的系統(tǒng)。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、視頻技術(shù)的發(fā)展，整流供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將賦予更強(qiáng)大的功能，其將為電解安全平穩(wěn)供電發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

1.胡建斌.《霍煤鴻駿鋁電公司二期鋁合金項(xiàng)目綜自系統(tǒng)技術(shù)協(xié)議》，2007年02月。作者簡(jiǎn)介 周玉杰、1970、山東濟(jì)寧、中級(jí)程序員、大學(xué)、供電技術(shù)及其自動(dòng)化、主要從事變壓站綜合自動(dòng)化及遠(yuǎn)動(dòng)工作、E-mail：hlh_zhouyj@126.com、電話：（0475）7959106

第五篇：變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自

化技術(shù)也日趨完善。本論文根據(jù)目前電力系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀，從其設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)模式、功能及其發(fā)展基礎(chǔ)上對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分析和描述。并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)做了總結(jié)，提出意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：變電站 綜合自動(dòng)化 結(jié)構(gòu)模式 基本過(guò)程 功能 發(fā)展趨勢(shì)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)為主、將變電站的一、二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能組合形成的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。

一、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)模式

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式。

（一）集中式結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。集中式結(jié)構(gòu)也并非指只由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計(jì)算機(jī)完成的，只是每臺(tái)微型計(jì)算機(jī)承擔(dān)的任務(wù)多些。例如監(jiān)控機(jī)要擔(dān)負(fù)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、斷路器操作、人機(jī)聯(lián)系等多項(xiàng)任務(wù)；擔(dān)負(fù)微機(jī)保護(hù)的計(jì)算，可能一臺(tái)微機(jī)要負(fù)責(zé)多回低壓線路的保護(hù)等。

（二）分布式結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊（通常是多個(gè)CPU）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其它模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。

（三）分布分散（層）式結(jié)構(gòu)

分布分散式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從邏輯上將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站層（站級(jí)測(cè)控單元）和間隔層（間隔單元）。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)。將變電站一個(gè)斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護(hù)和控制等功能集中由一個(gè)或幾個(gè)智能化的測(cè)控單元完成。測(cè)控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比較好的實(shí)現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護(hù)和擴(kuò)展，大量現(xiàn)場(chǎng)工作可一次性地在設(shè)備制造廠家完成。

二、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

（一）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)子系統(tǒng)，應(yīng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思想應(yīng)采用以調(diào)度為中心的原則。其配置、功能及設(shè)備的配置應(yīng)滿足電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。

（二）分散式系統(tǒng)的功能宜采用下放得原則，凡可以在間隔層就地完成的功能無(wú)須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)去完成。

（三）按我國(guó)實(shí)際情況，目前大部分地區(qū)的變電站還不大可能實(shí)現(xiàn)完全的無(wú)人值守。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮遠(yuǎn)方與就地控制操作并存的模式。

三、實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化的基本過(guò)程

（一）數(shù)字量的輸入與輸出

（二）模擬量的輸入與輸出

（三）交流采樣常用算法分析

（四）數(shù)據(jù)通信

四、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)功能

（一）監(jiān)控子系統(tǒng)

（二）繼電保護(hù)子系統(tǒng)

（三）電壓、無(wú)功綜合控制子系統(tǒng)

（四）電力系統(tǒng)的低頻減負(fù)荷控制子系統(tǒng)

（五）備用電源自投控制子系統(tǒng)

（六）通信子系統(tǒng)

五．發(fā)展趨勢(shì)

變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取得了良好的應(yīng)用效果，但也有不足之處，主要體現(xiàn)在：

（一）一次和二次之間的信息交互還是延續(xù)電纜的接線模式，成本高，施工、維護(hù)不便。

（二）二次的數(shù)據(jù)采集部分大量的重復(fù)，浪費(fèi)資源。

（三）細(xì)心標(biāo)準(zhǔn)化不夠，信息共享度低多套系統(tǒng)并存，設(shè)備之間、設(shè)備與系統(tǒng)之間聯(lián)系困難，形成信息弧島，信息難以被綜合應(yīng)用。

（四）發(fā)生事故時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量的事件警告信息，缺乏有效地過(guò)濾機(jī)制，干擾值班運(yùn)行人員對(duì)故障的正常判斷。

因此，變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展贏采用

（一）保護(hù)監(jiān)控一體化

這種方式在35kV及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用，今后在110kV及以上的線路間隔和主變?nèi)齻?cè)中采用此方式也已是大勢(shì)所趨。它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制，極大地提高了性能效率比。其目前的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的:此種裝置的運(yùn)行可靠性要求極高，否則任何形式的檢修維護(hù)都將迫使一次設(shè)備的停役?？煽啃浴⒎€(wěn)定性要求高，這也是目前110千伏及以上電壓等級(jí)還采用保護(hù)和監(jiān)控分離設(shè)置的原因之一。隨著技術(shù)的發(fā)展，冗余性、在線維護(hù)性設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，將使保護(hù)監(jiān)控一體化成為必然。

（二）人機(jī)操作界面接口統(tǒng)一化、運(yùn)行操作無(wú)線化

無(wú)人無(wú)建筑小室的變電站，變電運(yùn)行人員如果在就地查看設(shè)備和控制操作，將通過(guò)一個(gè)手持式可視無(wú)線終端，邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進(jìn)行操作控制，所有相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無(wú)線終端上。

（三）防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證圖形化、規(guī)范化、離線模擬化

在220kV及以上的變電站中，隨著自動(dòng)化水平的提高，電動(dòng)操作設(shè)備日益增多，其操作的防誤閉鎖邏輯將緊密結(jié)合于監(jiān)控系統(tǒng)之中，借助于監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)采集和控制鏈路得以實(shí)現(xiàn)。而一座變電站的建設(shè)都是通過(guò)幾次擴(kuò)建才達(dá)到終期規(guī)模，這就給每次防誤閉鎖邏輯的實(shí)際操作驗(yàn)證帶來(lái)難題，如何在不影響一次設(shè)備停役的情況下模擬出各種運(yùn)行狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證其正反操作邏輯的正確性？圖形化、規(guī)范化的防誤閉邏輯驗(yàn)證模擬操作圖正是為解決這一難題而作，其嚴(yán)謹(jǐn)性是建立在監(jiān)控系統(tǒng)全站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之上的，使防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證的離線模擬化成為可能。

（四）就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化

強(qiáng)大的通訊接口能力，主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計(jì)（雙CPU、雙電源等），采用光纖總線等等，使現(xiàn)代化的綜合自動(dòng)化變電站的各種智能設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)統(tǒng)一的、互相協(xié)調(diào)工作的整體。

（五）數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化

除了常規(guī)的電流電壓、有功無(wú)功、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息采集外，對(duì)一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測(cè)量化值，如主變的油位、開(kāi)關(guān)的氣體壓力等等，都將緊密結(jié)合一次設(shè)備的傳感器，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。高技術(shù)的智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來(lái)全新的模式。

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是近10多年發(fā)展起來(lái)的多專(zhuān)業(yè)綜合技術(shù)，是變配電系統(tǒng)的一次革命。隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求與日俱增，各行各業(yè)對(duì)電力質(zhì)量的要求越來(lái)越高，各種智能技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得變電站自動(dòng)化管理和無(wú)人值守已是一種必然趨勢(shì)和必然選擇。對(duì)常規(guī)人工控制為主的傳統(tǒng)變電站，實(shí)施以微機(jī)監(jiān)控為主的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，是新時(shí)期開(kāi)創(chuàng)我國(guó)電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和全面提升電力自動(dòng)化水平重大的舉措，對(duì)鞏固和加強(qiáng)電能在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)和戰(zhàn)略地位，都具有十分迫切和深遠(yuǎn)意義。

參考文獻(xiàn)

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