第一篇：變電站綜合自動化 論文

變電站綜合自動化 電氣與信息工程系

簡介

在電力系統(tǒng)內(nèi)，電力主設(shè)備繼電保護(hù)主要經(jīng)歷了電磁式、晶體管式、集成電路式、微機(jī)式保護(hù)4個(gè)階段。特別是21世紀(jì)以來，電力工業(yè)突飛猛進(jìn)，整個(gè)電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出往超高電壓等級、單機(jī)容量增大、大聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方向發(fā)展的趨勢,這就對電力設(shè)備保護(hù)的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性提出了更高的要求。電力系統(tǒng)相關(guān)部門已把變電站自動化作為一項(xiàng)新技術(shù)革新手段應(yīng)用于電力電網(wǎng)，各大專業(yè)廠家亦把變電站自動化系統(tǒng)的開發(fā)作為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，不斷地完善和改進(jìn)，相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的變電站自動化系統(tǒng)中，以微機(jī)控制為代表的變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，成為當(dāng)前電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的主流。變電站自動化系統(tǒng)以其系統(tǒng)功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)簡單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為市場所接受，在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(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、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

功能的綜合是其區(qū)別于常規(guī)變電站的最大兩個(gè)原則

一是中低壓變電站采用自動化系統(tǒng)，以便更好地實(shí)施無人值班，達(dá)到減人增效的目的；

二是對高壓變電站（220kV及以上）的建設(shè)和設(shè)計(jì)來說，是要求用先進(jìn)的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上分散、自成系統(tǒng)，重復(fù)投資，甚至影響運(yùn)行可靠性。特點(diǎn),它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ), 以數(shù)據(jù)通訊為手段,以信息共享為目標(biāo).最新變電站綜合自動化 所謂最新的變電站綜合自動化，就是廣泛采用微機(jī)保護(hù)和微機(jī)遠(yuǎn)動技術(shù)，分別采集變電站的模擬量、脈沖量、開關(guān)狀 態(tài)量及一些非電量信號，經(jīng)過功能的重新組合，按照預(yù)定的程序和要求實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)和控制自動化的集合體和全過程，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享，提高變電站自動化的整體效益。

隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真、液晶顯示、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，三化;改造和無人值班變電站的進(jìn)一步發(fā)展，要求變電站綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)行高效、實(shí)時(shí)、可靠，從而提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢將是向計(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 新的變電站綜合自動化系統(tǒng)，利用組屏取代了常規(guī)的儀表屏柜以及一些中央信號裝置，經(jīng)過優(yōu)化組合成為系統(tǒng)，節(jié)省了變電站、控制室和配電室的占地面積，縮短建設(shè)工期，提高了變電站的自動化水平，減少人為事故，保證了供電質(zhì)量，有利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的減員增效目標(biāo)，提高了企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)在市場上流通著有各種各樣的自動化系統(tǒng)，并且在不斷地改進(jìn)和更新。我們所熟悉的有北京四方CSC2000變電站綜合自動化系統(tǒng)、南瑞繼科技BSJ-2200監(jiān)控系統(tǒng)、國電南自PS6000變電站自動化系統(tǒng)、許繼電氣CBZ8000變電站自動化系統(tǒng)、深圳南自的ISA300變電站綜合自動化系統(tǒng)等。電壓等級不同又有一些功能不一致。本文主要根據(jù)南瑞繼保RCS9700變電站綜合自動化系統(tǒng)在110kV變電站的最新應(yīng)用情況進(jìn)行分析。針對變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、安裝和試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求，展開論述。2.1 設(shè)計(jì)原則和特點(diǎn) 變電站一期工程包括：三卷變1臺，繞組電壓等級為110 kV /35kV/10kV；35kV線路2回，35kV旁路1回；110kV線路1回，110kV旁路1回；10kV部分出線11回,電容器組2組，10kV站用變一臺。

綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中始終貫穿著充分保證可靠性這一原則，采用分散分層分布式模塊化結(jié)構(gòu)，各保護(hù)、測量、控制、通信等各個(gè)模塊之間既相互獨(dú)立又互相聯(lián)系。發(fā)展歷程

全國第一套微機(jī)保護(hù)裝置----1984國電南自 全國第一套分布式綜合自動化系統(tǒng)----1994大慶 全國第一套就地安裝保護(hù)裝置----1995 CSL200A 全國第一套220kV綜合自動化變電站----1996珠海南屏 全國第一套全下放式220kV綜合自動化變電站----1999丹東 全國第一套全國產(chǎn)500kV綜合自動化變電站----1999南昌 全國第一套將專家系統(tǒng)應(yīng)用到變電站綜合自動化系統(tǒng)中--2000 國內(nèi)第一家引進(jìn)現(xiàn)場總線LonWorks(四方公司引進(jìn),四方公司由華北電力大學(xué)教授,工程院院士楊奇遜老師創(chuàng)辦)隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的誕生，變電站綜合自動化系統(tǒng)又迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能介紹

隨著變電站綜合自動化技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，現(xiàn)今變電站綜合自動化技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的功能越來越多，常見的有以下七大功能。

1.微機(jī)保護(hù)功能：系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)所有的電氣設(shè)備的保護(hù)（如線路保護(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），各類保護(hù)應(yīng)具有 故障記錄、存儲多套定值、顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ怠⑴c監(jiān)控系統(tǒng)通信等功能。

2.數(shù)據(jù)采集及處理功能：它能采集狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)并根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2.1狀態(tài)量采集

系統(tǒng)能夠采集斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預(yù)告信號等狀態(tài)量。

2.2模擬量采集

系統(tǒng)能夠采集母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值、饋線電流，電壓和有功、無功功率值等常規(guī)的典型模擬量。

3.事件記錄和故障錄波測距

事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動作序列記錄，開關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波通常采用兩種，一種是采用集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)處理與分析。

4.控制和操作功能

操作人員可通過后臺人機(jī)界面進(jìn)行斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切等遠(yuǎn)方操作。同時(shí)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)保留了人工直接跳合閘手段，防止系統(tǒng)故障時(shí)無法遠(yuǎn)動操作。

5.系統(tǒng)的自診斷功能

系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)都具有自診斷功能，對裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能，以便快速發(fā)現(xiàn)故障及故障位置、故障類型，快速維護(hù)和維修。

6.數(shù)據(jù)記錄功能：系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)具有存儲記錄功能，方便調(diào)度人員、檢修人員查詢、數(shù)據(jù)分析，這些歷史數(shù)據(jù)主要有：斷路器動作次數(shù)；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)；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間；獨(dú)立負(fù)荷有功、無功，每天的峰谷值及其時(shí)間；控制操作及修改整定值的記錄等。

變電站綜合自動化基本特征

1）功能實(shí)現(xiàn)綜合化。變電站綜合自動化技術(shù)是在微機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、自動化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來。它綜合了變電站內(nèi)除一次設(shè)備和交、直流電源以外的全部二次設(shè)備，2）系統(tǒng)構(gòu)成模塊化。保護(hù)、控制、測量裝置的數(shù)字化（采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)，并具有數(shù)字化通信能力）利于把各功能模塊通過通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，便于接口功能模塊的擴(kuò)充及信息的共享。另外，模塊化的構(gòu)成，方便變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)模塊的組態(tài)，以適應(yīng)工程的集中式、分部分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏等方式。

3）結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化。綜合自動化系統(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分別完成不同的功能，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)綜合系統(tǒng)。

4）操作監(jiān)視屏幕化。變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化后，不論是有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)，就是在主控站內(nèi)，就是在主控站或調(diào)度室內(nèi)，面對彩色屏幕顯示器，對變電站的設(shè)備和輸電線路進(jìn)行全方位的監(jiān)視和操作。

5）通信局域網(wǎng)絡(luò)化、光纜化。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖通信技術(shù)在綜合自動化系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。

6）運(yùn)行管理智能化。智能化不僅表現(xiàn)在常規(guī)自動化功能上，還表現(xiàn)在能夠在線自診斷，并將診斷結(jié)果送往遠(yuǎn)方主控端

7)測量顯示數(shù)字化。采用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，常規(guī)指針式儀表被CRT顯示器代替。人工抄寫記錄由打印機(jī)代替。

變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)字化、智能化是變電站自動化系統(tǒng)最終的發(fā)展趨勢，數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅繼承并發(fā)展了分層分布式變電站結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),同時(shí)隨著電子式互感器、智能開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用,使得數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又有了不同于常規(guī)變電站的革命性變化。

數(shù)字化變電站自動化技術(shù)特征:各類數(shù)據(jù)從源頭實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,真正實(shí)現(xiàn)信息集成、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)共享。在電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用數(shù)字化電氣測量系統(tǒng),如光電/電子式互感器,實(shí)現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化應(yīng)用,并為實(shí)現(xiàn)常規(guī)變電站裝置冗余向信息冗余的轉(zhuǎn)變,為實(shí)現(xiàn)信息集成化應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。打破常規(guī)變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)、故障錄波、量測與計(jì)量等幾乎都是功能單

一、相互獨(dú)立的裝置的模式,改變了硬件重復(fù)配置、信息不共享、投資成本大的局面。數(shù)字化變電站使得原來分散的二次系統(tǒng)裝置,具備了進(jìn)行信息集成和功能合理優(yōu)化、整合的基礎(chǔ)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊,數(shù)字化電氣量監(jiān)測系統(tǒng)具有體積小、重量輕等特點(diǎn),可以有效地集成在智能開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中,按變電站機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行功能優(yōu)化組合和設(shè)備布置。

結(jié)束語

變電站自動化技術(shù)的進(jìn)步歸功于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)代變電站自動化系統(tǒng)正朝著二次設(shè)備功能集成化，一次設(shè)備智能數(shù)字化方向邁進(jìn)，這對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。

參考文獻(xiàn)

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[2] 唐濤.發(fā)電廠與變電站自動化技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國電力出版社.2005年2月 [3] 楊奇遜.變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展趨勢.電力系統(tǒng)自動化，[4] 百度百科--變電站綜合自動化 [5] 企業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)

1995

第二篇：變電站綜合自動化技術(shù)

第一章

1、變電站綜合自動化：是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的組合和優(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)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

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)行管理水平和自動化水平。

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

4、二次設(shè)備的組成部分：繼電保護(hù)、自動裝置、測量儀表、操作控制屏和中央信號屏以及遠(yuǎn)動裝置。

5、變電站綜合自動化的優(yōu)越性：

（1）變電站綜合自動化系統(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）采用無人值班管理模式，提高勞動生產(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、開關(guān)量和電能量。

7、直流采樣：即將交流電壓、電流等信號經(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。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。

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，原動機(jī)輸入的功率如果在扣除了勵磁損耗和各種機(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，其任何變動都將立刻引起發(fā)電機(jī)輸出電磁功率的變化，而原動機(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，勵磁機(jī)的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)降低，當(dāng)勵磁電流一定時(shí)，勵磁機(jī)發(fā)出的無功功率就會減少。（3）系統(tǒng)頻率長期處于49.5Hz或49Hz以下時(shí)，會降低各用戶的生產(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投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動控制裝置。

13、變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）功能綜合化

（2）分級分布式、微機(jī)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）測量顯示數(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、鐵磁諧振等問題。（3）動態(tài)范圍大，測量精度高。（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對輸入/輸出的控制方式：同步傳送方式、查詢傳送方式、中斷控制輸入/輸出方式和直接存儲器訪問方式（DMA）[P50內(nèi)詳]

17、DMA控制器必須具備的功能：

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

（2）當(dāng)CPU發(fā)出總線請求認(rèn)可信號HLDA后，接管對地址線、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，能對存儲器尋址及能修改地址指針；（4）能向存儲器和外設(shè)發(fā)出讀或?qū)懙瓤刂菩盘枺?/p>

（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，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、絕對精度和相對精度。[P74內(nèi)詳] 第六章

21、交流采樣法：是直接對經(jīng)過裝置內(nèi)部小TA，小TV轉(zhuǎn)換后形成的交流電壓信號進(jìn)行采樣，保持和A/D轉(zhuǎn)換，然后在軟件中通過各種算法計(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：單工通信，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、差錯檢測技術(shù)：就是采用有效編碼方法對咬傳輸信息進(jìn)行編碼，并按約定的規(guī)則附上若干碼元（稱監(jiān)督碼），作為信息編碼的一部分，傳輸?shù)浇邮斩耍邮斩藙t按約定的規(guī)則對所收到的碼進(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（降低對干擾的敏感度）。

34、干擾分類：

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

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）測量和微機(jī)保護(hù)或自控裝置采用的各類中間互感器的一、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：變電站綜合自動化教學(xué)大綱

《變電站綜合自動化》課程教學(xué)大綱

一、課程名稱：變電站綜合自動化

課程負(fù)責(zé)人：

二、學(xué)時(shí)與學(xué)分：

三、適用專業(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：《變電站綜合自動化》，國家電網(wǎng)公司人力資源部，中國電力出版社;第1版(2010年5月1日)。

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

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

六、開課單位：電氣信息學(xué)院電氣專業(yè)

七、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

《變電站綜合自動化》，是電氣工程及其自動化專業(yè)面向應(yīng)用的一門專業(yè)課，是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動化方向與發(fā)電廠及電力系統(tǒng)方向的核心專業(yè)課程。本課程以“變電站綜合自動化系統(tǒng)”為載體，學(xué)生通過該門課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較全面地了解變電站綜合自動化系統(tǒng)的用途、結(jié)構(gòu)、原理和性能，初步掌握變電站綜合自動化系統(tǒng)基本知識和技能，具備變電站綜合自動化系統(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化的含義。

2、掌握變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的基本功能。

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

4、掌握變電站綜合自動化信息的測量和采集種類和方式方法。

5、了解變電站綜合自動化中的通信技術(shù)。

6、了解變電站綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)用的新技術(shù)。

7、掌握變電站綜合自動化系統(tǒng)的智能裝置的。

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

9、了解提高綜合自動化系統(tǒng)可靠性的措施。

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

九、課程的主要內(nèi)容

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

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

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

2.2 變電站綜合自動化信息的體系結(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

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)場總線技術(shù)

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

第五章 變電站運(yùn)行的自動控制與調(diào)節(jié)（變電站綜合自動化系統(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

5.5 備用電源自動投入裝置 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 變電站綜合自動化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試 6.1 綜合自動化系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)系與操作 6.2 綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù) 6.3 綜合自動化系統(tǒng)的調(diào)試

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

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

2、變電站綜合自動化信息的測量和采集種類和方式方法。

3、變電站綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)用的新技術(shù)。

4、變電站綜合自動化系統(tǒng)的智能裝置的。

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

6、提高綜合自動化系統(tǒng)可靠性的措施。

7、變電站綜合自動化的監(jiān)控系統(tǒng)。

十一、考核方式

筆試考試

總成績=筆試考試（70%）+平時(shí)考評（30%）

十二、學(xué)時(shí)分配

第四篇：淺談變電站綜合自動化系統(tǒng)

淺談變電站綜合自動化系統(tǒng)

吳科續(xù)

（豐滿發(fā)電廠，吉林

豐滿

132108）

摘 要：本文簡要介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)的重要性和發(fā)展趨勢，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統(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化的發(fā)展前景進(jìn)行分析。

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

1.前言

電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體，對整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對保證電網(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，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動化技術(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。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化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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)：2.1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(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)是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計(jì)算機(jī)來完成。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化系統(tǒng)自問世以來，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)測等功能，后臺機(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象設(shè)置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——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)、控制功能在段級仍可繼續(xù)運(yùn)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)。

（2）可擴(kuò)展性和開放性較高，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)約投資也簡化了調(diào)試維護(hù)。3.常見通訊方式

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

（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.變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能

4.1微機(jī)保護(hù)：是對站內(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裝置。各類保護(hù)應(yīng)具有下列功能：

（1）故障記錄。（2）存儲多套定值。

（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，動作序列，當(dāng)前整定值及自診斷信號，接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對時(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)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預(yù)告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。

（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、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。4.3事件記錄和故障錄波測距

事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動作序列記錄，開關(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)裝置兼作記錄及測距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。

4.4控制和操作功能

操作人員可通過后臺機(jī)屏幕對斷路器，隔離開關(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)送往后臺機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。對裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能，方便維護(hù)與維修，可對其各部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測等方法實(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)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：

（1）斷路器動作次數(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、無功，變壓器的有功、無功、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“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測距信號的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對時(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

通過以上分析，可以看到變電所綜合自動化對于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和現(xiàn)場運(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。■ 參考文獻(xiàn)

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

2.王海猷，賀仁睦.變電站綜合自動化監(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

第五篇：淺析變電站綜合自動化系統(tǒng)

淺析整流供電綜自動化系統(tǒng)

周玉杰

（鴻駿鋁電公司動力一分廠，內(nèi)蒙古 霍林郭勒市 029200）摘要：本文簡要介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)的重要性和發(fā)展趨勢，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統(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化的發(fā)展前景進(jìn)行分析 關(guān)鍵詞：變電站綜合 自動化系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 功能

1.概述

近幾年全國電解鋁行業(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)來看，整流供電綜合自動化系統(tǒng)越來越受到重視。變電站綜合自動化是一項(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。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化系統(tǒng)是今后整流供電發(fā)展的新的趨勢。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前從國內(nèi)整流供電綜合自動化的開展情況而言，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)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計(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)是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計(jì)算機(jī)來完成。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化系統(tǒng)自問世以來，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)測等功能，后臺機(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象設(shè)置全站控制級——變電站層(站級測控單元)、就地單元控制級——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)、控制功能在段級仍可繼續(xù)運(yùn)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)。

2.3.2可擴(kuò)展性和開放性較高，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)約投資也簡化了調(diào)試維護(hù)。目前全國各大鋁廠供電系統(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，測控和保護(hù)裝置對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)無擾動切換。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，也是未來發(fā)展的趨勢。由于間隔層設(shè)備的廠家較多，通訊規(guī)約沒有一個(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。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)測控制等功能。間隔層設(shè)備按相對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)，并具有良好的開放性，能滿足與電力系統(tǒng)專用網(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)下均不會出現(xiàn)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)負(fù)荷過重而導(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)動通訊裝置、故障及信息系統(tǒng)子站、微機(jī)五防系統(tǒng)、GPS對時(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，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)等。通過操作員站，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?？梢耘渲脙膳_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)度中心命令對相應(yīng)裝置進(jìn)行查詢和遠(yuǎn)程維護(hù)，包括遠(yuǎn)程配置、可視化數(shù)據(jù)庫維護(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)一臺工作站故障時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)無縫自動切換，由另一臺工作站執(zhí)行全部功能，并保證切換時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，并同時(shí)向各級調(diào)度和操作員站發(fā)送切換報(bào)警信息。

3.3.4遠(yuǎn)動通訊裝置

滿足直采直送要求，收集全站測控裝置、保護(hù)裝置等設(shè)備的數(shù)據(jù)，將信息通過雙通道（專線或網(wǎng)絡(luò)通道）上傳至上一級調(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)一臺通信裝置故障時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)無縫自動切換，由另一臺通信裝置執(zhí)行全部功能，并同時(shí)向各級調(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)與變電站自動化系統(tǒng)一體化配置，五防軟件應(yīng)是變電站自動化系統(tǒng)后臺軟件的一個(gè)有機(jī)組成部分，獨(dú)立配置一臺微機(jī)五防工作站。

3.2.6 GPS對時(shí)系統(tǒng)

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

4.結(jié)束語

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。作者簡介 周玉杰、1970、山東濟(jì)寧、中級程序員、大學(xué)、供電技術(shù)及其自動化、主要從事變壓站綜合自動化及遠(yuǎn)動工作、E-mail：hlh_zhouyj@126.com、電話：（0475）7959106