第一篇：變電站綜合自動化系統(tǒng)介紹

變電站綜合自動化系統(tǒng)介紹

變電站綜合自動化系統(tǒng)

第一章

變電站綜合自動化技術(shù)基礎(chǔ) 第一節(jié)

變電站綜合自動化的基本概念

一、常規(guī)變電站狀況

電力系統(tǒng)的環(huán)節(jié)：發(fā)、輸、配、用 變電站的基本作用：配電 常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)構(gòu)成：

繼電保護(hù) 就地監(jiān)控 遠(yuǎn)動裝置 錄波裝置 保護(hù)屏 控制屏 中央信號屏 錄波屏

常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)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。指標(biāo)：U、F、諧波

(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。

二、變電站綜合自動化的基本概念

變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等)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。

變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。

三、變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化的優(yōu)越性

(1)提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率。

(2)提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平。

(3)提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平。

(4)縮小變電站占地面積，降低造價(jià)，減少總投資。

(5)減少維護(hù)工作量，減少值班員勞動，實(shí)現(xiàn)減人增效。

第二節(jié)

變電站綜合自動化的內(nèi)容、主要功能及信息量

一、變電站綜合自動化的內(nèi)容 電氣量的采集 電氣設(shè)備(如斷路器等)的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。

由繼電保護(hù)和故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，并迅速切除故障和完成事故后的恢復(fù)正常操作。

高壓電器設(shè)備本身的監(jiān)視信息(如斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等)。將變電站所采集的信息傳送給調(diào)度中心外，還要送給運(yùn)行方式科和檢修中心，以便為電氣設(shè)備的監(jiān)視和制定檢修計(jì)劃提供原始數(shù)據(jù)。

二、變電站綜合自動化的基本功能

監(jiān)控子系統(tǒng)的功能

微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能

自動控制裝置的功能

遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能 2.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能(一)數(shù)據(jù)采集

(1)模擬量的采集

1）交流模擬量：U、I、P、Q、COS、F 2）直流模擬量： DC220V、DC5V、DC24V(2)開關(guān)量的采集(3)電能計(jì)量

1）電能脈沖計(jì)量法

2）軟件計(jì)算方法

(二)事件順序記錄

包括斷路器跳合閘記錄、保護(hù)動作順序記錄

(三)故障記錄、故障錄波和測距

(1)故障錄波與測距

微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和測距 采用專用的微機(jī)故障錄波器

(2)故障記錄

記錄繼電保護(hù)動作前后與故障有關(guān)的電流量和母線電壓

(四)操作控制功能

操作人員都可通過電腦屏幕界面對斷路器和隔離開關(guān)進(jìn)行分、合操作，對變壓器分接開關(guān)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，應(yīng)保留人工直接跳、合閘手段，斷路器操作應(yīng)有閉鎖功能

(五)安全監(jiān)視功能

越限監(jiān)視

監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電 自控裝置工作是否正常等

(六)人機(jī)聯(lián)系功能

(1)人機(jī)聯(lián)系橋梁：顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。

(2)顯示畫面的內(nèi)容 ：

1)顯示采集和計(jì)算的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)

2)顯示實(shí)時(shí)主接線圖 3)事件順序記錄

4)越限報(bào)警

5)值班記錄

6)歷史趨勢

7)保護(hù)定值和自控裝置的設(shè)定值

(3)輸入數(shù)據(jù)：變比、定值、密碼等 ①定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行日志； ②開關(guān)操作記錄打??； ③事件順序記錄打?。?④越限打?。?⑤召喚打??； ⑥抄屏打??； ⑦事故追憶打印。

①主變和輸電線路有功和無功功率每天的最大值和最小值以及相應(yīng)的時(shí)間； ②母線電壓每天定時(shí)記錄的最高值和最低值以及相應(yīng)的時(shí)間； ③計(jì)算受配電電能平衡率； ④統(tǒng)計(jì)斷路器動作次數(shù)；

⑤斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計(jì)數(shù)； ⑥控制操作和修改定值記錄。

(1)諧波源分析(2)諧波檢測與抑制(七)打印功能

(八)數(shù)據(jù)處理與記錄功能

(九)諧波分析與監(jiān)視

2.2 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的功能

（一）保護(hù)功能：

①高壓輸電線路的主保護(hù)和后備保護(hù)； ②主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)； ③無功補(bǔ)償電容器組的保護(hù)； ④母線保護(hù)； ⑤配電線路的保護(hù)；

⑥不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線。

(1)它的工作不受監(jiān)控系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)的影響(2)具有故障記錄功能

(3)具有與統(tǒng)一時(shí)鐘對時(shí)功能

（二）輔助功能：

(4)存儲多種保護(hù)整定值

(5)當(dāng)?shù)仫@示與多處觀察和授權(quán)修改保護(hù)整定值

(6)設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)，負(fù)責(zé)對各保護(hù)單元的管理。

(7)通信功能

(8)故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)功能。

2.3 自動控制裝置的功能

（1）電壓、無功綜合控制

（2）低頻減負(fù)荷控制（3）備用電源自投控制（4）小電流接地選線控制（1）系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級間的通信（2）自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信

（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（5）運(yùn)行管理智能化

（1）其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分布式、分散（層）分布式；

（2）從安裝物理位置上來劃分有集中組屏、分層組屏和分散在一次設(shè)備間隔設(shè)備上安2.4 遠(yuǎn)動及數(shù)據(jù)通信功能

第三節(jié)

變電站綜合自動化的基本特征

（4）操作監(jiān)視屏幕化

第四節(jié)

變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式

裝等形式。

一、集中式綜合自動化系統(tǒng)

集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)，指采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動控制等功能

集中式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是：

1)每臺計(jì)算機(jī)的功能較集中，如果一臺計(jì)算機(jī)出故障，影響面大 2)軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試麻煩。3)組態(tài)不靈活，影響了批量生產(chǎn)，不利于推廣。

4)集中式保護(hù)與長期以來采用一對一的常規(guī)保護(hù)相比，不直觀，不符合運(yùn)行和維護(hù)人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護(hù)不方便，程序設(shè)計(jì)麻煩，只適合于保護(hù)算法比較簡單的情況。

二、分層(級)分布式系統(tǒng)集中組屏的綜合自動化系統(tǒng)

（一）分層分布式結(jié)構(gòu)的概念

所謂分層式結(jié)構(gòu)，是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個(gè)級分層布置。

間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和繼電保護(hù)部分。

站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護(hù)管理，擔(dān)負(fù)著上傳下達(dá)的重要任務(wù)。

管理層由一臺或多臺微機(jī)組成，這種微機(jī)操作簡單方便，界面漢化，使運(yùn)行值班人員極益掌握。

（二）中、小型變電站的分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)

（三）大型變電站的分層分布式集中組屏結(jié)構(gòu)

（四）分層分布式集中組屏綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）可靠性高，可擴(kuò)展性和靈活性高；

（2）二次電纜大大簡化，節(jié)約投資也簡化維護(hù)量。

（3）分布式系統(tǒng)為多CPU工作方式，各裝置都有一定數(shù)據(jù)處理能力，從而減輕了主（4）繼電保護(hù)相對獨(dú)立。

（5）具有與系統(tǒng)控制中心通信功能。（6）適合于老站改造。主要缺點(diǎn)是安裝時(shí)需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資?？刂茩C(jī)的負(fù)擔(dān)。

三、分散分布式系統(tǒng)與集中相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

分層分散式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)突出的優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)簡化變電站二次部分配置，縮小控制室的面積。

(2)減少了施工和設(shè)備安裝工程量。

(3)簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。

(4)分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。

以上幾點(diǎn)都說明采用分層分散式的結(jié)構(gòu)可以降低總投資，在今后的技術(shù)條件下，應(yīng)該是變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。

第二章

變電站綜合自動化系統(tǒng)的硬件原理

第三章

變電站綜合自動化系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng) 第一節(jié)

繼電保護(hù)基本知識

一、繼電保護(hù)應(yīng)滿足的要求（1）選擇性

（2）快速性

（3）靈敏性

（4）可靠性

二、主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)

（1）主保護(hù)是指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求，有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和全線路故障的保護(hù)。

（2）后備保護(hù)指的是主保護(hù)或斷路器拒動時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。（3）輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡單保護(hù)。

三、繼電保護(hù)的基本原理

（1）反映電流改變的，有電流速斷、定時(shí)過流及零序電流等保護(hù)；（2）反映電壓改變的，有低電壓（或過電壓）、零序電壓保護(hù)等；（3）既反映電流又反映電流與電壓間相角改變的，有方向過電流保護(hù)；

（4）反映電壓與電流的比值，即反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處阻抗（或距離）的，有距離保護(hù)；（5）反映輸入電流和輸出電流之差的，有變壓器差動保護(hù)等。第二節(jié)

輸電線路的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng)一、輸電線路繼電保護(hù)原理

1、電網(wǎng)相間短路的三段式電流保護(hù)

（1）無時(shí)限（瞬時(shí)）電流速斷保護(hù) 此種保護(hù)的動作電流是按躲過被保護(hù)輸電線路末端最大短路電流整定的，它沒有時(shí)限元件。

（2）帶時(shí)限（限時(shí)）電流速斷保護(hù) 保護(hù)范圍限定在相鄰線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)，在無時(shí)限電流速斷保護(hù)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)時(shí)限元件△t=0.5s。

（3）定時(shí)限過電流保護(hù)

定時(shí)限過電流保護(hù)的動作是按躲過最大負(fù)荷電流整定。

定義：方向繼電器又稱為功率繼電器，它的動作具有方向性，即規(guī)定當(dāng)功率由母線流

2、電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)

向線路時(shí)它才動作，進(jìn)而使整個(gè)方向電流保護(hù)動作切除故障。

二、輸電線路的自動重合閘

定義：自動重合閘裝置就是將跳閘后的斷路器自動重新投入的裝置，簡稱AAR裝置。

1、單電源供電線路的三相一次自動重合閘

（1）當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)性故障或由于其他原因使斷路器誤跳閘時(shí)

（2）線路上發(fā)生永久性故障時(shí)

（3）手動跳閘及遙控跳閘時(shí)

（4）閉鎖重合閘

（5）手動合閘到故障線路時(shí)

2、雙電源供電線路的三相一次自動重合閘

（1）故障點(diǎn)斷電時(shí)間問題

（2）同步問題

（3）重合閘實(shí)現(xiàn)方式：

①檢無壓 ②檢同期

3、自動重合閘與繼電保護(hù)的配合（1）重合閘前加速保護(hù)

（2）重合閘后加速保護(hù)

三、自動按頻率減負(fù)荷 運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：電力系統(tǒng)的運(yùn)行頻率偏差為±0.2Hz，系統(tǒng)頻率不能長時(shí)間運(yùn)行在49.5～49Hz以下，事故情況下，不能較長時(shí)間停留在47Hz以下，系統(tǒng)頻率的瞬時(shí)值絕不能低于45Hz。

1、自動按頻率減負(fù)荷的基本工作原理

2、自動按頻率減負(fù)荷的實(shí)現(xiàn)方法

①采用專用的自動按頻率減負(fù)荷裝置

②把自動按頻率減負(fù)荷的控制分散設(shè)在每回饋線保護(hù)裝置中 ①時(shí)限閉鎖方式

②低電壓帶時(shí)限閉鎖

③低電流閉鎖方式 ④滑差閉鎖方式

3、對自動按頻率減負(fù)荷裝置閉鎖方式的分析

第三節(jié)

電力變壓器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng)一、概述

1、保護(hù)內(nèi)容

（1）主保護(hù)配置：

①比率制動式差動保護(hù)

②差動速斷保護(hù) ③本體重瓦斯、有載調(diào)壓重瓦斯和壓力釋放 ①三段復(fù)合電壓閉鎖方向過電流保護(hù) ②三段過負(fù)荷保護(hù)

③冷控失電，主變壓器過溫報(bào)警 ④二段式零序過電流保護(hù)

⑤一段兩時(shí)限零序電流閉鎖過電壓保護(hù) ⑥一段兩時(shí)限間隙零序過電流保護(hù)

（2）后備保護(hù)配置：

2、配置方案

（1）雙繞組變壓器

后備保護(hù)可以配置一套，裝于降壓變壓器的高壓側(cè)（或升壓變壓器的低壓側(cè)）

后備保護(hù)可以配置兩套： 一套裝于高壓側(cè)

另一套裝于中壓側(cè)或低壓側(cè)的電源側(cè)

（2）三繞組變壓器

二、變壓器差動保護(hù)基本原理

用環(huán)流法構(gòu)成的兩繞組變壓器電流差動保護(hù)的原理接線圖

三、變壓器差動保護(hù)的特殊問題

（1）兩側(cè)電流互感器的形式不同

（2）兩側(cè)電流互感器的變比不同

（3）變壓器各側(cè)繞組接線方式不同

（4）變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流

（5）在運(yùn)行中改變變壓器的變比

四、變壓器微機(jī)保護(hù)的電流平衡

（1）微機(jī)變壓器保護(hù)電流互感器接線原則

（2）電流平衡的調(diào)整系數(shù)

五、電力變壓器比率制動差動保護(hù)（1）比率制動式差動保護(hù)的基本原理

定義：

① 比率制動式差動保護(hù)的原理簡單地說就是保護(hù)的動作電流（差動電流定值）隨外部② 比率就是指差動電流與制動電流之比。

③ 制動電流這樣選取：在不平衡電流較大的外部故障時(shí)有制動作用，而在內(nèi)部故障時(shí)短路電流按比率增大，即能保證外部不誤動，又能保證內(nèi)部短路有較高的靈敏度。

制動作用最小。

（2）和差式比率制動的差動保護(hù)原理

（3）變壓器勵(lì)磁涌流的判斷及二次諧波制動系數(shù)

勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：

較

二次諧波制動比定值=0.15（4）變壓器的差動速斷保護(hù) 定義：差動速斷保護(hù)是差動電流過電流瞬時(shí)速動保護(hù)。差動速斷的整定值按躲過最大不平衡電流和勵(lì)磁涌流來整定，其整定值可取正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流的5～6倍。

（5）電流互感器斷線監(jiān)視

六、電力變壓器后備保護(hù)

（1）復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)

① 復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)為三段式： I段動作跳本側(cè)分段斷路器（或橋斷路器）Ⅱ段動作跳本側(cè)斷路器 Ⅲ段跳三側(cè)斷路器 ② 復(fù)合電壓啟動判?。?① 最大值可達(dá)額定電流的6~8倍

② 波形是非正弦的，含有很大的非周期分量，特性曲線幾乎全部偏在時(shí)間軸的一邊 ③ 包含以二次諧波為主的高次諧波 ④ 波形之間出現(xiàn)間斷

⑤ 勵(lì)磁涌流開始瞬間，衰減很快

勵(lì)磁涌流的閉鎖條件：將二次諧波分量算出，作為制動分量，與基波分量進(jìn)行比

關(guān) 母線線電壓小于本側(cè)母線線電壓的低電壓定值 負(fù)序電壓超過負(fù)序電壓定值 或的關(guān)系 ③

方向：

如果作為變壓器相鄰元件的后備保護(hù)，則變壓器指向母線為正方向 如果作為變壓器本身的后備保護(hù)，則母線指向變壓器的正向?yàn)檎较?I段用于發(fā)警告信號 II段用于啟動風(fēng)扇冷卻器 III段用于閉鎖有載調(diào)壓 ①

中性點(diǎn)直接接地保護(hù)方式

由兩段式經(jīng)零序電壓閉鎖的零序電流構(gòu)成，每段設(shè)一個(gè)時(shí)限。I段時(shí)限跳母聯(lián)（或分段）②

中性點(diǎn)不接地的零序保護(hù)方式

裝設(shè)I段兩時(shí)限的零序無流閉鎖零序過電壓保護(hù)，第一時(shí)限跳母聯(lián)或分段開關(guān)，第二時(shí)③

中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地的零序保護(hù)方式（2）變壓器過負(fù)荷保護(hù)

（3）變壓器零序保護(hù)

斷路器或跳三繞組變壓器中壓側(cè)有源線路；II段時(shí)限跳本側(cè)（或全跳）斷路器

限跳本變壓器各側(cè)

I段兩時(shí)限方式，第一時(shí)限跳高壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)（或分段開關(guān)），第二時(shí)限跳本變各側(cè)開第四節(jié)

電力電容器的微機(jī)保護(hù)、監(jiān)視與控制子系統(tǒng)一、電力電容器的內(nèi)部和外部故障

（1）電容器內(nèi)部故障的原因

（2）電容器的外部故障及系統(tǒng)異常

（3）電容器保護(hù)配置：

過電壓和欠電壓的電壓保護(hù) 限時(shí)過電流保護(hù)

防止電容器內(nèi)部故障的電容器組專用保護(hù)（1）與電容器串聯(lián)的電抗器

（2）避雷器的過電壓保護(hù)

（3）電容器組的電壓保護(hù)。主要用于防止系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。（4）電容器組的電流保護(hù)

二、并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的通用保護(hù)

三、電容器組內(nèi)部故障的專用保護(hù)

（1）單Y形接線的電容器組保護(hù)：

① 采用零序電壓保護(hù) ② 橋式差流的保護(hù)方式 ③ 電壓差動保護(hù)方式

（2）雙Y形接線的電容器組保護(hù)：采用不平衡電流或電壓保護(hù)（3）三角形接線的電容器組保護(hù)：采用零序電流保護(hù)

第五節(jié)

電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)一、變電站電壓、無功綜合控制的原理

在變電站主要的調(diào)壓手段是調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器分接頭位置和控制無功補(bǔ)償電容器。有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)荷的情況下切換分接頭位置，從而改變變壓器的變比，起控制無功補(bǔ)償電容器的投切，可改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率的分布，改善功率因數(shù)，減少網(wǎng)

到調(diào)整電壓和降低損耗的作用。損和電壓損耗，改善用戶的電壓質(zhì)量。

二、電力系統(tǒng)的電壓、無功綜合控制的方式

(1)集中控制：指在調(diào)度中心對各個(gè)變電站的主變壓器的分接頭位置和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的控制。

(2)分散控制：指在各個(gè)變電站或發(fā)電廠中，自動調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置或其他調(diào)壓設(shè)備，以控制地區(qū)的電壓和無功功率在規(guī)定的范圍內(nèi)。

(3)關(guān)聯(lián)分散控制：指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由分散安裝在各廠、站的分散控制裝置或控制軟件進(jìn)行自動調(diào)控，調(diào)控范圍和定值是從整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出發(fā)，事先由電壓、無功優(yōu)化程序計(jì)算好的，而在系統(tǒng)負(fù)荷變化較大或緊急情況或系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生大的變動時(shí)，可由調(diào)度中心直接操作控制，或由調(diào)度中心修改下屬變電站所應(yīng)維持的母線電壓和無功功率的定值，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式變化后新的要求。

(4)關(guān)聯(lián)分散控制的實(shí)現(xiàn)方法 一是通過監(jiān)控系統(tǒng)的軟件模塊實(shí)現(xiàn)；另一種是由獨(dú)立的關(guān)聯(lián)分散控制裝置實(shí)現(xiàn)。第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)一、備用電源自動投入裝置 定義：備用電源自投裝置是因電力系統(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。

（1）備用電源的配置

① 明備用的控制

② 暗備用的控制

①工作電源確實(shí)斷開后，備用電源才投入。

②備用電源自動投入切除工作電源斷路器必須經(jīng)延時(shí)。

③手動跳開工作電源時(shí)，備自投投入裝置不應(yīng)動作。

④應(yīng)具有閉鎖備自投裝置的功能。

⑤備用電源不滿足有壓條件，備自投裝置不應(yīng)動作。

⑥工作母線失壓時(shí)還必須檢查工作電源無流，才能啟動備自投投入。

（2）微機(jī)型的備用電源自投裝置的基本特點(diǎn) ⑦備自投裝置只允許動作一次。

二、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測

（1）概述

根據(jù)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)接地電流的大小劃分：

①

小電流接地系統(tǒng)：

中性點(diǎn)不接地 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

② 大電流接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地（2）小電流接地系統(tǒng)的接地電流 第六節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)

①中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的接地電流

特征：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，非故障電路電容電流就是該線路的零序電流，故障線路首段的零序電流數(shù)值上等于系統(tǒng)非故障線路全部電容電流的總和，其方向?yàn)榫€路指向母線，與非故障線路中零序電流的方向相反，系統(tǒng)中性點(diǎn)電壓發(fā)生較大的位移。

實(shí)現(xiàn)方法：基于基波零序電流方向的自動接地選線原理

②中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的接地電流

特征：在單相接地時(shí)，故障線路首端的5次諧波電流在數(shù)值上等于系統(tǒng)非故障線路5實(shí)現(xiàn)方法：基于5次諧波零序電流方向的自動接地選線原理 次諧波電流的總和，其方向與非故障線路腫次諧波零序電流方向相反，由線路指向母線。第五章

數(shù)字化變電站簡介

變電站自動化技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)，這已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。然而，技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，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，勢必對已有的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動化系統(tǒng)即將出現(xiàn) 數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。

1.2網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠(yuǎn)動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源其享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

1.3自動化的運(yùn)行管理系統(tǒng)

變電站運(yùn)行管理自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1 過程層

過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面，或者說過程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化部分。過程層的主要功能分三類：(1)電力運(yùn)行實(shí)時(shí)的電氣量檢測；(2)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測；(3)操作控制執(zhí)行與驅(qū)動。

2.2 間隔層

間隔層設(shè)備的主要功能是：(1)匯總本間隔過程層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；(2)實(shí)施對一次設(shè)備保護(hù)控制功能；(3)實(shí)施本間隔操作閉鎖功能；(4)實(shí)施操作同期及其他控制功能；

(5)對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制；

(6)承上啟下的通信功能，即同時(shí)高速完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。2 數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2.3 站控層

站控層的主要任務(wù)是：

(1)通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫；

(2)按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；

(3)接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；(4)具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；

(5)具有(或備有)站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報(bào)警，甚至圖像，聲音等多媒體功能；

(6)具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能；(7)具有(或備有)變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能。謝謝！

第二篇：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。現(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

第三篇：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。可以配置兩臺操作員站，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

第四篇：淺析變電站綜合自動化系統(tǒng)

淺析變電站綜合自動化系統(tǒng) 開封供電公司 齊明亮

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

一、概述

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。

二、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)：

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．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。

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)。

三、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。

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

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?/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。

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。

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.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。

５.防誤閉鎖功能

６.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。7.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)。

８.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。

9.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。

五、結(jié)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。

第五篇：變電站綜合自動化系統(tǒng)名詞解釋

變電站綜合自動化系統(tǒng)名詞解釋

? 簡介：遙信信息：指發(fā)電廠、變電站中主要的斷路器和隔離開關(guān)的位置狀態(tài)信號，重要繼電保護(hù)與自動裝置的動作信號，以及一些運(yùn)行狀態(tài)信號等。? 關(guān)鍵字：變電站綜合自動化系統(tǒng) 名詞解釋

系統(tǒng) ：通過執(zhí)行規(guī)定功能來實(shí)現(xiàn)某一給定目標(biāo)的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合。

自動：在一個(gè)限定任務(wù)內(nèi)自行動作(無需操作人員)。

自動化：采用自動裝置改進(jìn)設(shè)備以減少人的干預(yù)。

控制：在系統(tǒng)中，為某一特定目的而執(zhí)行的操作。在變電站中控制包括：斷路器、隔離開關(guān)的操作，變壓器分接頭的調(diào)節(jié)、保護(hù)定值修改，特殊控制。

監(jiān)控：通過對系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行連續(xù)或定期的監(jiān)測來核實(shí)功能是否被正確執(zhí)行，并使它們的工作狀況適應(yīng)于變化的運(yùn)行要求。

自動控制：無需人去直接或間接操作執(zhí)行裝置的控制方式。

自動控制裝置：由一個(gè)或多個(gè)繼電器或邏輯元件組合在一起，預(yù)定完成某項(xiàng)規(guī)定自動化功能的設(shè)備。

自動切換裝置：在變電站中按照規(guī)定的程序預(yù)定起動操作斷路器和或隔離開關(guān)的自動控制裝置。

信息：人們根據(jù)表示數(shù)據(jù)所用的約定而賦于數(shù)據(jù)的意義。

信息容量：調(diào)度中心、主站或子站可處理的各種遠(yuǎn)動信息的總和。

狀態(tài)信息：雙態(tài)或多態(tài)運(yùn)行設(shè)備所處狀態(tài)的信息。

監(jiān)視信息：將子站設(shè)備的狀態(tài)或狀變傳送到主站的信息。

事件信息：有關(guān)運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)變化的監(jiān)視信息。

遙信信息：指發(fā)電廠、變電站中主要的斷路器和隔離開關(guān)的位置狀態(tài)信號，重要繼電保護(hù)與自動裝置的動作信號，以及一些運(yùn)行狀態(tài)信號等。

遙控信息：指通過遠(yuǎn)程指令遙控發(fā)電廠或變電站中的各級電壓回路的斷路器、投切補(bǔ)償裝置、調(diào)節(jié)主變壓器分頭、自動裝置的投入和退出、發(fā)電機(jī)的開停等。

通信：在信息源和受信者之間交換信息。

串行通信：兩臺設(shè)備之間(或稱點(diǎn)對點(diǎn)之間)通過單一通道串行傳輸信息的一種方式

并行通信：兩臺設(shè)備之間(或稱點(diǎn)對點(diǎn)之間)通過多個(gè)通道并行傳輸信息的一種方式

光纖通信：在光導(dǎo)纖維中傳送信息的一種有線通信方式。

告警：當(dāng)發(fā)生某些不正常狀態(tài)，需提醒人們注意而使用的信息。

總告警：全部單獨(dú)告警匯總成的告警。

成組告警：若干單獨(dú)告警匯總成的告警。

遙測：指運(yùn)用通信技術(shù)傳輸所測變量之值。

遙信：指對狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程監(jiān)視。

遙控：指具有兩個(gè)確定狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行的遠(yuǎn)程操作。

遙調(diào)：指對具有不少于兩個(gè)設(shè)定值的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行的遠(yuǎn)程操作。

遙視：指運(yùn)用通信技術(shù)對遠(yuǎn)方的運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視。

遙脈：指運(yùn)用通信技術(shù)對遠(yuǎn)方的運(yùn)行設(shè)備的脈沖量(如電能量)進(jìn)行遠(yuǎn)程累計(jì)。

監(jiān)視：用比較的方法對系統(tǒng)或其某一部分的運(yùn)行進(jìn)行觀察。在綜合自動統(tǒng)中通過彩色顯示器(大屏幕)上調(diào)看主接線圖、系統(tǒng)圖、棒圖、表格等，查看變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、事件記錄等。

幀：指含有信息、控制和校驗(yàn)區(qū)，并附有幀定界符的比特序列。

報(bào)文：以一幀或多幀組成的信息傳輸單元。

遠(yuǎn)動：應(yīng)用通信技術(shù)，完成遙測、遙信、遙控和遙調(diào)等功能的總稱。

遠(yuǎn)動系統(tǒng)：對廣闊地區(qū)的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程命令：應(yīng)用通信技術(shù)，完成改變運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的命令。

遠(yuǎn)動網(wǎng)絡(luò)：若干遠(yuǎn)動站通過傳輸鏈路，彼此進(jìn)行通信聯(lián)系的整體。

通道：在數(shù)據(jù)傳輸中，傳輸信號的單一通路或其一段頻帶。

遠(yuǎn)動控制中心：控制遠(yuǎn)動網(wǎng)絡(luò)的所在地。

遠(yuǎn)方控制端：指設(shè)置在與無人值班變電站相關(guān)的調(diào)度機(jī)構(gòu)或某中心變電站一個(gè)獨(dú)立的集中控制中心的遠(yuǎn)方控制裝置。

遠(yuǎn)方監(jiān)控終端：指設(shè)置在被監(jiān)控變電站內(nèi)的遠(yuǎn)方監(jiān)控裝置，包括信息采集、處理、發(fā) 送，命令接受、輸出和執(zhí)行的設(shè)備。

主站，控制站：對子站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的站。

子站，被控站：受主站監(jiān)視和控制的站。

遠(yuǎn)方終端(RTU)：指在微機(jī)遠(yuǎn)動裝置構(gòu)成的遠(yuǎn)動系統(tǒng)中，裝在變電站內(nèi)的遠(yuǎn)方數(shù)終端裝置。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中指：由主站監(jiān)控的子站，按規(guī)約完成遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能的設(shè)備。

饋線遠(yuǎn)方終端：安裝在配電網(wǎng)饋線回路的柱上和開關(guān)柜等處，并具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測(或利用故障指示器檢測故障)等功能的遠(yuǎn)方終端，稱為FTU；安裝在配電網(wǎng)饋線回路的開閉所和配電所等處，具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測(或利用故障指示器檢測故障)等功能的遠(yuǎn)方終端，稱為DTU。

配電變壓器遠(yuǎn)方終端；用于配電變壓器的各種運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、測量的遠(yuǎn)方終端，稱為TTU。

配電自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端：用于配電網(wǎng)中的各種饋線遠(yuǎn)方終端、配電變壓器遠(yuǎn)方終端以及中壓監(jiān)控單元(配電自動化及管理系統(tǒng)子站)等設(shè)備的統(tǒng)稱。

前置機(jī)：對進(jìn)站或出站的數(shù)據(jù)，完成緩沖處理和通信控制功能的處理機(jī)。

后臺機(jī)：對本站設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及處理，完成監(jiān)視、控制、操作、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、管理、打印、維護(hù)等功能的處理機(jī)。

調(diào)制：為了使信號便于傳輸、減少干擾和易于放大，使一種波形(載波)參數(shù)按另一種信號波形(調(diào)制波)變化的過程。

解調(diào)：從調(diào)制的載波信號中復(fù)原原調(diào)制信號的過程。

調(diào)制解調(diào)器：對遠(yuǎn)動設(shè)備所傳送的信號進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的設(shè)備。

數(shù)據(jù)終端設(shè)備：數(shù)據(jù)站的一種功能單元，它具有向計(jì)算機(jī)輸入和接收計(jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)的能力；與數(shù)據(jù)通信線路連接的通信控制能力。

采樣(電氣傳動的)：在有限的時(shí)間間隔內(nèi)(通常是相等的時(shí)間間隔)測量一個(gè)物理量的過程。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：指在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)視的物理量。

歷史數(shù)據(jù)：指在線運(yùn)行時(shí)按規(guī)定的間隔或時(shí)間點(diǎn)記錄的物理量。在變電站中歷史數(shù)據(jù)指按指定時(shí)間間隔或特殊要求保存下來的運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各記錄和報(bào)表、曲線等。

變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)參數(shù)：指為監(jiān)測和控制變電站運(yùn)行所需的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。主要有：母線電壓、系統(tǒng)周波；饋線電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量；主變壓器電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量、溫度；保護(hù)定值，直流電源電壓；變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等

變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)：指各饋線斷路器、隔離開關(guān)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)(合閘、分閘)；

主變壓器分頭實(shí)際位置、主變壓器狀態(tài)，壓力、氣體繼電器是否報(bào)警；保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)；被監(jiān)控變電站系統(tǒng)狀態(tài)；監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

事件記錄：指記錄變電站運(yùn)行過程中計(jì)算機(jī)監(jiān)測的各種越限、異常、報(bào)警、斷路器變位、設(shè)備狀態(tài)變化以及通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的各種控制操作事件。事件記錄主要包含事件名稱、相關(guān)設(shè)備名稱、事件發(fā)生時(shí)間及內(nèi)容等。事件記錄類型有：事件順序記錄：斷路器信號變位記錄；變位斷路器編號、變位狀態(tài)、變位時(shí)間。操作記錄，斷路器控制：操作時(shí)間、操作性質(zhì)、操作人、監(jiān)護(hù)人；保護(hù)定值修改：保護(hù)名稱、修改時(shí)間、操作人、監(jiān)護(hù)人；越限記錄，越限起止時(shí)間、越限值；設(shè)備運(yùn)行記錄，設(shè)備名稱、設(shè)備狀態(tài)啟停時(shí)間等。

事件順序記錄：事件順序記錄又稱SOE，特指在電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，以比較高的時(shí)間精度記錄的下列一些數(shù)據(jù)：發(fā)生位置變化的各斷路器的編號(包括變電站名)、變位時(shí)刻，變位時(shí)刻，動作保護(hù)名稱，故障參數(shù)、保護(hù)動作時(shí)刻等。

報(bào)警：變電站運(yùn)行參數(shù)越限，斷路器變位或保護(hù)動作時(shí)，計(jì)算機(jī)將彈出窗口(登錄窗或報(bào)警窗口)顯示事件內(nèi)容并進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警類型分為：不報(bào)警、普通報(bào)警、預(yù)告報(bào)警、事故報(bào)警等。

不報(bào)警：正常拉合閘或人工禁止報(bào)警，遙信畫面閃爍，遙測數(shù)值變色。

普通報(bào)警：計(jì)算機(jī)發(fā)出一次音響，其它與“不報(bào)警”相同

預(yù)告報(bào)警：計(jì)算機(jī)發(fā)出N次音響，其它與“不報(bào)警”相同

事故報(bào)警：打印機(jī)啟動打印，計(jì)算機(jī)持續(xù)音響直至人工解除，其它與“預(yù)告報(bào)警”相同

打?。簩⒂?jì)算機(jī)中儲存的信息打印成文檔。打印可分為：報(bào)表打印、事件打印、人工打印等。

報(bào)表打印：日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等，打印時(shí)間可設(shè)定。

事件打?。哼b信變位、保護(hù)投退／復(fù)歸、遙測越限／復(fù)歸、設(shè)備啟停。

人工打印：人工選擇(召喚)報(bào)表、畫面、各種記錄打印、拷貝。

雙機(jī)切換：含義是在雙機(jī)(主副機(jī))配置的情況下，當(dāng)主機(jī)(值班機(jī))發(fā)生故障時(shí),副機(jī)也可在人工干預(yù)下轉(zhuǎn)為主機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)為副機(jī)。多機(jī)配置情況與雙機(jī)類似，當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，任一副機(jī)可在人工干預(yù)下轉(zhuǎn)為主機(jī)。

通道監(jiān)視及切換：通道監(jiān)視是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信控制器，統(tǒng)計(jì)與變電站測控裝置、保護(hù)或其他變電站自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)通信過程中接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和長時(shí)間無應(yīng)答的情況。根據(jù)通道監(jiān)視情況，系統(tǒng)可以告警或采取相應(yīng)控制措施。如果通道配置有冗余，即某廠站有雙通道的情況下，當(dāng)一個(gè)通道故障時(shí)，系統(tǒng)可自動轉(zhuǎn)到另一個(gè)通道上進(jìn)行通信。

前景點(diǎn)(圖元)：前景點(diǎn)指的是可以在線運(yùn)行時(shí)能發(fā)生變化的點(diǎn)，大部分的前景點(diǎn)都是和數(shù)據(jù)庫里具體的點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的，即在線時(shí)隨實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的變化而變化。

背景點(diǎn)(圖元)：背景點(diǎn)是在線運(yùn)行時(shí)不會發(fā)生變化，只是代表一些特定的物理意義。

數(shù)值量：能反映數(shù)據(jù)斷續(xù)變化的量，如斷路器、隔離開關(guān)分／合，保護(hù)動作等。

模擬量：能反映數(shù)據(jù)連續(xù)變化的量，通?？梢苑从车降男?shù)點(diǎn)后的變化。在線運(yùn)時(shí)可反映的物理量有電壓、電流、溫度、功率、頻率等。

模擬信號：以連續(xù)變量形式出現(xiàn)的信號。

數(shù)字信號：在數(shù)字和時(shí)間上均是斷續(xù)的電信號。

脈沖量：反映累計(jì)變化的量，物理上對應(yīng)的是有功、無功等。

操作點(diǎn)：操作點(diǎn)是系統(tǒng)里一個(gè)特殊功能的圖元，它可以調(diào)畫面、作遙控、按鈕功能等。．

人工置數(shù)：改變前景點(diǎn)現(xiàn)有的數(shù)值但并不下發(fā)這個(gè)命令，做一個(gè)模擬操作用。

復(fù)選框和單選框：復(fù)選框是指在一組選擇里可以同時(shí)選擇幾個(gè)命令，而單選框只能選用一個(gè)。單選框通常是小圓圈，復(fù)選框通常是小正方形。

配置文件：配置文件用來規(guī)定一些程序在啟動時(shí)讀入設(shè)定，給用戶提供了一種修改程序設(shè)置的手段。

導(dǎo)航圖：在線運(yùn)行時(shí)，每一個(gè)圖都有設(shè)置導(dǎo)航圖的功能，若當(dāng)前圖太大，就可以通過縮小了的導(dǎo)航圖來尋找位置。

事故追憶：對事件發(fā)生前后的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄。

間隔層：由智能I／O單元、控制單元、控制網(wǎng)絡(luò)和保護(hù)等構(gòu)成，面向單元設(shè)備的就地控制層。

站控層：由主機(jī)或／和操作員、工程師站、遠(yuǎn)動接口設(shè)備等構(gòu)成，面向全變電站進(jìn)行運(yùn)行管理的中心控制層。

數(shù)據(jù)采集：將現(xiàn)場的各種電氣量及狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)：對廣域生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)處理：對相關(guān)設(shè)備的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化操作，用于支持系統(tǒng)完成監(jiān)測、保護(hù)控制和記錄等功能。

接口：指兩個(gè)不同系統(tǒng)或?qū)嶓w間的界面或連接設(shè)備。由功能特征、通用的物理互聯(lián)特征、信號特征和其他特征等定義。

規(guī)約：在通信網(wǎng)絡(luò)中，為了通信雙方能正確有效可靠的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在通信的發(fā)送和接收過程中有一系列的規(guī)定，以約束雙方正確，協(xié)調(diào)的工作。

通信規(guī)約：啟動和維持通信所必要的嚴(yán)格約定，即必須有一套信息傳輸信息格式和信息內(nèi)容等約定。

鏈路：站與站之間的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施。

鏈路層：鏈路是開放系統(tǒng)互連參考模型的一個(gè)層次，借助鏈路規(guī)約執(zhí)行并控制規(guī)定的傳輸服務(wù)功能。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器：．連接兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的智能電子裝置。它能夠按一種協(xié)議接收一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息，進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，按第二個(gè)協(xié)議向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，或相反。

遠(yuǎn)方通信接口：經(jīng)遠(yuǎn)方通信網(wǎng)絡(luò)鏈路與遠(yuǎn)方控制中心相連的接口。

以太網(wǎng)：IEC TC57推薦使用的變電站通信網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)的一種

IP：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。IP定義了數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包作為非連接數(shù)據(jù)包遞交的基礎(chǔ)。它包括控制和差錯(cuò)報(bào)文協(xié)議、提供與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、ISO參考模型第三層等價(jià)的功能。

LAN局域網(wǎng)：一般限于一棟建筑物內(nèi)或小型工業(yè)系統(tǒng)的一種通信網(wǎng)絡(luò)。這里特指變電站區(qū)域內(nèi)通信網(wǎng)。

同步傳輸：一種數(shù)據(jù)傳輸方式，代表每比特的信號出現(xiàn)時(shí)間與固定時(shí)基合拍。

異步傳輸：一種數(shù)據(jù)傳輸方式，每個(gè)字符或字符組可在任意時(shí)刻開始傳輸。

廣播命令：向遠(yuǎn)動網(wǎng)絡(luò)的部分或全部子站同時(shí)發(fā)出的命令。

地址：報(bào)文的部分，用以識別報(bào)文來源或報(bào)文目的地。

波特：數(shù)字信號的傳輸速率單位，等于每秒傳輸?shù)臓顟B(tài)或信號碼元數(shù)。

電磁騷擾：使器件、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的任何電磁現(xiàn)象。

電磁干擾(EMI)：由電磁騷擾所引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的降低。

抗擾性：器件、設(shè)備或系統(tǒng)在電磁騷擾存在時(shí)，不降低性能運(yùn)行的能力。

電磁兼容（EMC）：設(shè)備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中正常工作，并要求不對該環(huán)境中其他設(shè)備造成不可承受的電磁騷擾的能力。

無人值班變電站：站內(nèi)不設(shè)置固定運(yùn)行、維護(hù)值班人員，運(yùn)行監(jiān)測、主要控制操作由遠(yuǎn)方控制端進(jìn)行，設(shè)備采取定期巡視維護(hù)的變電站。

電氣二次設(shè)備室：電氣二次設(shè)備室是一個(gè)綜合性房間，用于布置不宜設(shè)置在配電裝置和主變壓器現(xiàn)場的電氣二次設(shè)備。如遠(yuǎn)動終端及相應(yīng)設(shè)備、通信設(shè)備、交直流電源、不停電電源、繼電保護(hù)、測控、計(jì)量和其他自動裝置等。與控制室相比，主要差別是不適宜作為長期有人值班的監(jiān)控場所。

繼電小室：位于配電裝置內(nèi)或附近，安裝繼電保護(hù)、自動裝置、變送器、電能計(jì)算及及錄儀表、輔助繼電器屏、就地控制層設(shè)備的獨(dú)立小間。

工廠驗(yàn)收測試：包括用戶認(rèn)可的、使用特定應(yīng)用的參數(shù)，特別制造的變電站自動化系統(tǒng)或變電站自動化系統(tǒng)部件的功能測試。

現(xiàn)場驗(yàn)收測試：現(xiàn)場驗(yàn)收測試是對變電站自動化系統(tǒng)的每一個(gè)數(shù)據(jù)、每個(gè)控制點(diǎn)、功能正確性進(jìn)行驗(yàn)證?，F(xiàn)場測試驗(yàn)收還包括對變電站自動化系統(tǒng)與其周圍運(yùn)行環(huán)境條件測試，使用最終參數(shù)對全部安裝的設(shè)備的測試?，F(xiàn)場驗(yàn)收為變電站自動化系統(tǒng)做運(yùn)行準(zhǔn)備。