第一篇：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究
2013級(jí) 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè) 程風(fēng)榮
摘要： 變電站綜合自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理（DSP）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。主要內(nèi)容有變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能、要求、結(jié)構(gòu)形式、信息的測(cè)量與采集、變電站自動(dòng)化通信技術(shù)、自控技術(shù)與調(diào)節(jié)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)及調(diào)試、提高系統(tǒng)可靠性措施等等。通過對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和對(duì)發(fā)展前景的分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它在當(dāng)今社會(huì)中的重要性。關(guān)鍵詞 變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 通信技術(shù) 抗干擾
Abstract：Integrated substation automation is refers to the use of advanced computer technology, modern electronic technology ,communication technique and digital signal processing(DSP)and other technology to Make automation in automatic monitoring,measurement, control, protection and scheduling communication of substation main equipment and transmission and distribution line.The main content includes the function of substation integrated automation system, requirements, structure, information
collection
and
measurement,substation
automation communications technology, control technology and adjustment,substation automation system operation maintenance and debugging, improve the system reliability measures, etc.Based on the analysis of substation automation system and the prospects of development, you will find it in today's society of importance.Keywords substation automation system communication technology anti-interference
目 錄
前 言.....................................................................................................................................................................1 第1章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)容、功能和特點(diǎn)..........................................................3
1.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容及基本功能......................................................................3 1.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)..................................................................................................3 1.3 變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展前景..................................................................................................4
第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式................................................................................5
2.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和要求..............................................................................5 2.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)..........................................................................................5
第3章 變電站綜合自動(dòng)化信息的測(cè)量和采集..........................................................................9
3.1 變電站綜合自動(dòng)化信息..............................................................................................................9 3.2 變壓器油溫的測(cè)量和采集........................................................................................................10
第4章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信技術(shù)..............................................................................12 4.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)............................................................................................................................12 4.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念.............................................................................................................12
4.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).............................................................................................................12 4.1.3 傳輸介質(zhì).................................................................................................................................13 4.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù)............................................................................................................................13 4.2.1 電路交換.................................................................................................................................14 4.2.2 報(bào)文交換.................................................................................................................................14 4.2.3 分組交換.................................................................................................................................14 4.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)................................................................................................................15 4.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義.................................................................................................................15 4.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).........................................................................................................................15 4.3.3 網(wǎng)絡(luò)的分類.............................................................................................................................15 4.4 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)........................................................................................................................16 4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)............................................................................................................................16 4.5.1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述.........................................................................................................................16 4.5.2 現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議模型.........................................................................................................17
第5章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試........................................................18 5.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的人機(jī)聯(lián)系與操作............................................................................19 5.1.1 測(cè)控和保護(hù)裝置的人機(jī)界面.................................................................................................19 5.1.2 后臺(tái)機(jī)的人機(jī)界面.................................................................................................................20 5.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)........................................................................................22 5.2.1 日常運(yùn)行維護(hù).........................................................................................................................22 5.2.2 遠(yuǎn)程維護(hù).................................................................................................................................23 5.2.3 技術(shù)管理.................................................................................................................................23 5.2.4 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的注意事項(xiàng).................................................................................................23 5.2.5 維護(hù)要領(lǐng).................................................................................................................................24 5.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試................................................................................................25
第6章 提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施..............................................................................26 6.1 綜合自動(dòng)化可靠性概述............................................................................................................26 6.2 干擾來源和干擾的影響............................................................................................................27
6.2.1 干擾源.....................................................................................................................................28 6.2.2 干擾信號(hào)的模式.....................................................................................................................28 6.2.3 干擾的耦合方式.....................................................................................................................28 6.2.4 干擾對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的影響.................................................................................29 6.3 抗干擾措施................................................................................................................................30 6.3.1 硬件方面.................................................................................................................................30 6.3.2 軟件方面.................................................................................................................................31 6.3.3 硬件自恢復(fù)電路.....................................................................................................................32
結(jié)束語...................................................................................................................................................................29 謝 辭...................................................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................................................35
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前言
變電站是電力網(wǎng)絡(luò)的線路連接點(diǎn)，是用以變化電壓、交換功率和匯集、分配電能的設(shè)施。變電站中有不同的電壓的配電裝置、電力變壓器、控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)和通信設(shè)施以及二次回路電源等。有些變電站中還由于存在無功平衡、系統(tǒng)穩(wěn)定和限制過電壓等因素，需要裝設(shè)同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止補(bǔ)償裝置等。另外，隨著用電負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)和負(fù)荷密度的增大，變電站電壓等級(jí)和容量不斷提高，對(duì)供電可靠性的要求也越來越高，為此需要提高變電站的自動(dòng)化水平。
近幾年來，變電站綜合自動(dòng)化已成為熱門話題，引起了電力工業(yè)部門的注意和重視，并成為當(dāng)前我國(guó)電力行業(yè)推行技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)技術(shù)之一。之所以如此，是因?yàn)椋孩匐S著我國(guó)電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，可提高電網(wǎng)的安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段；②隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況；③為提高變電站的可靠性，要求采用更多的遠(yuǎn)方集中控制、集中操作和反事故措施等；④利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等提供先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，可改變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實(shí)現(xiàn)信息共享，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少電纜，減少用地面積；⑤對(duì)變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。
變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和控制技術(shù)等，將變電站中傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等多個(gè)獨(dú)立的功能系統(tǒng)，經(jīng)優(yōu)化、組合為一套智能化的綜合系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)研究始于20世紀(jì)70年代末，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，直到90年代，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。目前該技術(shù)已經(jīng)被電力系統(tǒng)廣泛的采納，已投入運(yùn)營(yíng)的變電站正逐步進(jìn)行綜合自動(dòng)化的改造，新建的變電站幾乎普遍采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，近幾年來，電網(wǎng)裝機(jī)容量迅速增長(zhǎng)，目前電力供應(yīng)緊張情況暫時(shí)得到了緩解。主要的問題是城市居民反映進(jìn)戶線路截面小，電表容量不足，供電質(zhì)量還難以滿足生活用電需求。農(nóng)村電氣化事業(yè)的發(fā)展，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展、高產(chǎn)，改善農(nóng)民勞動(dòng)和生活條件，加速農(nóng)村商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有重要作用。但目前農(nóng)網(wǎng)也有結(jié)構(gòu)薄弱、線損過大、可靠性不高、收費(fèi)不合理等情況，因此，加強(qiáng)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)的建設(shè)和改造也是拉動(dòng)國(guó)民
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經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)重要舉措，發(fā)展變電站綜合自動(dòng)化也是目前城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一。
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第1章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)容、功能和特點(diǎn)
1.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容及基本功能
常規(guī)變電站的二次設(shè)備主要有以下幾部分組成：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。80年代以來，很多研究者考慮如何打破原來的二次設(shè)備框框，從變電站全局出發(fā)，著手研究全微機(jī)化的變電站二次部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，這就是“變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)”的由來。
10多年來，我國(guó)開展變電站綜合自動(dòng)化的研究與開發(fā)工作，主要包括如下兩方面內(nèi)容：（1）對(duì)220kV及以下中、低壓變電站，采用自動(dòng)化系統(tǒng)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)，對(duì)變電站的二次設(shè)備進(jìn)行全面的技術(shù)改造，取消常規(guī)的保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)量、控制屏，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，以全面提高變電站的技術(shù)水平，以逐步實(shí)行無人值班或減人增效。
（2）對(duì)220kV以上的變電站，主要采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以提高運(yùn)行管理水平，同時(shí)采用新的保護(hù)技術(shù)和控制方式，促進(jìn)各專業(yè)在技術(shù)上的協(xié)調(diào)，達(dá)到提高自動(dòng)化水平和運(yùn)行、管理水平的目的。
實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化的目標(biāo)是提高變電站全面的技術(shù)水平與管理水平，提高安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低維護(hù)運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，提高供電質(zhì)量，促進(jìn)配電系統(tǒng)自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)的一項(xiàng)重要技術(shù)舉措。
變電站綜合自動(dòng)化是多專業(yè)的綜合技術(shù)，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議WG34.03工作組在研究變電站的數(shù)據(jù)流時(shí)，分析了變電站自動(dòng)化需要完成的功能大概有63種，歸納起來可分為以下幾個(gè)功能組：①控制。監(jiān)視功能；②自動(dòng)控制功能；③測(cè)量表計(jì)功能；④繼電保護(hù)功能；⑤與繼電保護(hù)相關(guān)功能；⑥接口功能；⑦系統(tǒng)功能。結(jié)合我國(guó)的情況，具體來說變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要體現(xiàn)在下述5個(gè)子系統(tǒng)功能中：①監(jiān)控子系統(tǒng)；②微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)；③電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)；④電力系統(tǒng)的低頻減負(fù)荷控制；⑤備用電源自投控制。
1.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)
從變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能的介紹中，可以看出變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)：
（1）功能綜合化。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是個(gè)技術(shù)密集、多種專業(yè)技術(shù)相互交叉、相互配
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合的系統(tǒng)，它包括了除一次設(shè)備和交直流源外的全部二次設(shè)備。
（2）分級(jí)分布式、微機(jī)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)和各功能模塊由不同配置的單片機(jī)或者微型計(jì)算機(jī)組成，采用分布式結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)、總線將微機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、控制等子系統(tǒng)連接起來，構(gòu)成一個(gè)分級(jí)分布式系統(tǒng)。一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以有十幾個(gè)甚至幾十個(gè)微處理器同時(shí)并行工作，實(shí)現(xiàn)各種功能。
（3）測(cè)量顯示數(shù)字化。采用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，徹底改變了原來的測(cè)量手段，常規(guī)指針式儀表全被CRT顯示器上的數(shù)字顯示屏代替，直觀明了。這不僅減輕了值班員的勞動(dòng)，而且提高了測(cè)量精度和管理的科學(xué)性。
（4）操作監(jiān)視屏幕化。變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)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)，就是在主控站或者調(diào)度室內(nèi)，面對(duì)彩色屏幕顯示器，對(duì)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）運(yùn)行管理智能化。變電站綜合自動(dòng)化的另一個(gè)最大特點(diǎn)就是運(yùn)行管理智能化，智能化不僅僅是能實(shí)現(xiàn)許多自動(dòng)化的功能，更重要的是能實(shí)現(xiàn)故障分析和故障恢復(fù)操作智能化?？傊?，變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化可以全面的提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，使其能適應(yīng)現(xiàn)代化大電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的需要。
1.3 變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展前景
在變電站綜合自動(dòng)化的探索和實(shí)踐中，人們逐漸認(rèn)識(shí)到一些共識(shí)性問題尚未解決。以下幾個(gè)方向?qū)?huì)成為發(fā)展的主要考慮因素：①變電站綜合自動(dòng)化由功能分散向單位分散發(fā)展；②變電站綜合自動(dòng)化由集中控制向分布式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；③從少功能向多功能發(fā)展；④向測(cè)量數(shù)據(jù)完全共享發(fā)展；⑤變電站綜合自動(dòng)化向規(guī)范化方向發(fā)展。
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第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
2.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和要求
為了達(dá)到變電站綜合自動(dòng)化的總目標(biāo)，自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：（1）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能全面代替常規(guī)的二次設(shè)備。
（2）變電站微機(jī)保護(hù)的軟、硬件設(shè)置既要與監(jiān)控系統(tǒng)相互獨(dú)立，又要相互協(xié)調(diào)。（3）微機(jī)保護(hù)裝置應(yīng)具有串行接口或現(xiàn)場(chǎng)總線接口，想計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或者RTU提供保護(hù)動(dòng)作信息或者保護(hù)定值等信息。
（4）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與配置，應(yīng)滿足無人值班的總體要求。（5）要有可靠、先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)和合理的通信協(xié)議。
（6）必須保證綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有高的可靠性和強(qiáng)的抗干擾能了。（7）系統(tǒng)的可延展性和適應(yīng)性要好。（8）系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和開放性能要好。
（9）必須充分利用數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)共享。
（10）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與開發(fā)工作，必須統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一指揮。以上幾條原則和要求也可作為設(shè)計(jì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)參考。
2.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 1.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)字量等信息，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： 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； 軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣；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。
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圖2.1 集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
分布串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，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)來完成。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問題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。其結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不式系統(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。其結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是采用主、從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備（Intelligent Electronic Device，IED）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或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)自問世以來，顯示出強(qiáng)大的生命力。但目前，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。
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圖2.2 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.分散（層）分布式結(jié)構(gòu)
分散（層）分布式結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆痹O(shè)計(jì)。所謂面向?qū)ο?，就是面向電氣一次回路設(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元(I/O單元)和保護(hù)單元就地分散安裝在開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機(jī)通信。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的IED設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，如專門的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢(shì)，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮模虎诶昧爽F(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)魯棒性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或1臺(tái)IED設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是功能分散，管理集中。分散（層）分布有兩層含義：其一，對(duì)于中低壓電壓等級(jí)，無論是I/O單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開關(guān)盤柜上，形成地理上的分散分布；其二，對(duì)于110kV及以上的電壓等級(jí)，即使無法把間隔單元裝在相應(yīng)的開關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對(duì)應(yīng)的單元，在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù)。
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圖2.3 分散（層）分布式結(jié)構(gòu)圖
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第3章 變電站綜合自動(dòng)化信息的測(cè)量和采集
3.1 變電站綜合自動(dòng)化信息
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)要采集的信息類型多，數(shù)量大，既有變電運(yùn)行方式的信息，也有電氣設(shè)備運(yùn)行方面的信息，還包括累積量和控制系統(tǒng)本身運(yùn)行狀態(tài)信息。這些信息大致可分為兩類：第一類是與電網(wǎng)調(diào)度控制有關(guān)的信息，它包括常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)信息和上級(jí)監(jiān)控或調(diào)度中心對(duì)變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化提出的附加監(jiān)控信息。這些信息在變電站測(cè)量采集后，由綜合自動(dòng)化系統(tǒng)向上級(jí)監(jiān)控或者調(diào)度中心傳送。第二類信息是為實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化站內(nèi)監(jiān)控所使用的信息，由監(jiān)控單元或自動(dòng)裝置測(cè)得的這些信息，用于變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)視和控制。
這些信息包括有模擬量，開關(guān)量，脈沖量以及設(shè)備狀態(tài)等。
1.模擬量信息
（1）聯(lián)絡(luò)線的有功功率、無功功率和有功電能。（2）線路和旁路的有功功率、無功功率和電流.（3）不同電壓等級(jí)母線各段的線電壓和相電壓。（4）三繞組變壓器三側(cè)或高壓、中壓側(cè)的有功功率、無功功率及電流；兩繞組變壓器兩側(cè)或高壓側(cè)的有功功率、無功功率及電流。（5）直流母線的電壓。（6）所用變低壓側(cè)電壓。（7）母線電流、分段電流、分支斷路器電流。（8）出線的有功功率或電流。（9）并聯(lián)補(bǔ)償裝置電流。（10）變壓器上層油溫等。
2.開關(guān)量信息
（1）變電站事故總信號(hào)。（2）線路母線旁路和分段斷路器位置信號(hào)（3）變壓器中性點(diǎn)接地隔離開關(guān)位置信號(hào)。（4）線路和旁聯(lián)重合閘動(dòng)作信號(hào)。（5）變壓器的斷路器位置信號(hào)。（6）線路和旁聯(lián)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。（7）樞紐母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。（8）重要隔離開關(guān)位置信號(hào)。（9）變壓器內(nèi)部故障綜合信號(hào)。（10）斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。（11）有關(guān)過壓、過負(fù)荷越限信號(hào)。（12）有載調(diào)壓變壓器分接頭位置信號(hào)。（13）變壓器保護(hù)動(dòng)作總信號(hào)。（14）斷路器事故跳閘總信號(hào)。（15）直流系統(tǒng)接地信號(hào)。（16）直流方式由遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂菩盘?hào)。（17）斷路器閉鎖信號(hào)等。
3.設(shè)備異常和故障預(yù)告信息
（1）有關(guān)控制回路斷線總信號(hào)。（2）有關(guān)操作機(jī)構(gòu)故障總信號(hào)。（3）變壓器油溫過高、繞
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組溫度過高總信號(hào)。（4）輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)。（5）變壓器或變壓器調(diào)壓裝置油溫過低總信號(hào)。（6）繼電保護(hù)系統(tǒng)故障總信號(hào)。（7）距離保護(hù)閉鎖信號(hào)。（8）高頻保護(hù)閉鎖信號(hào)。（9）消防報(bào)警信號(hào)。（10）大門打開信號(hào)。（11）站內(nèi)UPS交流電源消失信號(hào)。（12）通信線路故障信號(hào)等。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采集的數(shù)字量主要指系統(tǒng)頻率信號(hào)和電能脈沖信號(hào)，前者主要出現(xiàn)在保護(hù)和低周頻負(fù)荷裝置中，電能脈沖則用于遠(yuǎn)方對(duì)系統(tǒng)電能的計(jì)量。
3.2 變壓器油溫的測(cè)量和采集
為適應(yīng)變電站無人值班管理運(yùn)行模式要求，需要將變壓器油溫、變電站控制室溫度等信號(hào)加以監(jiān)視。因此，必須將這些溫度進(jìn)行測(cè)量并傳送到監(jiān)控中心。
測(cè)量溫度常用的一次元件有熱電阻、熱電偶、熱敏電阻等，他們都是將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化為以便測(cè)量的電氣信號(hào)或者器件參數(shù)的大小。熱電偶測(cè)溫原理是熱電效應(yīng)，測(cè)溫范圍可達(dá)-50~1600℃，但通常用來測(cè)量300℃以上的高溫。熱電阻利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特征來測(cè)量溫度，被廣泛應(yīng)用測(cè)量-200~500℃中、低溫區(qū)的溫度、熱敏電阻利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而顯著變化的原理來測(cè)量溫度，它的測(cè)溫范圍是-50~300℃之間。
作為溫度測(cè)量的一次元件，熱電阻僅將溫度高低轉(zhuǎn)化為電阻值的大小，只有測(cè)量出電阻值的大小才能推知溫度的高低。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，用熱電阻測(cè)量的溫度信號(hào)要傳到變電站控制室或遠(yuǎn)方控制中心。所以應(yīng)采用溫度變送器，將溫度變化引起的電阻值變化，變化為適用于各級(jí)轉(zhuǎn)化的統(tǒng)一電信號(hào)。
1.熱電阻測(cè)溫電路
最常用的熱電阻測(cè)溫電路是電橋電路，如圖3.1所示。R1、R2、R3是固定電阻，R4是不同零電位器，r1、r2、r3是導(dǎo)線電阻。
Rt通過r1、r2、r3與電橋相連接，r1、r2阻值相等，當(dāng)溫度變化時(shí)，r1、r2的變化量相同，由于r1、r2分別在不同的橋臂，不會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，r3在電源回路，對(duì)測(cè)量的影響很小。當(dāng)調(diào)整至滿足電橋平衡時(shí)，則能直接由電橋檢流計(jì)測(cè)的溫度t的變化所導(dǎo)致的Rt的變化。
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圖 3.1 熱電阻測(cè)溫常用電路
2.信號(hào)傳送
當(dāng)溫度信號(hào)要進(jìn)行傳送時(shí)，需要采用與溫度變送器相配合的測(cè)量方式，如圖3.2所示。
圖 3.2 變壓器油溫的變送原理
溫度變送器的恒流電源輸出一恒定電流，在熱電阻上形成電壓信號(hào)，大小與熱電阻阻值成正比，測(cè)得該電壓信號(hào)即可獲得溫度值。在溫度變送器內(nèi)，測(cè)量這個(gè)電壓信號(hào)并變送為對(duì)應(yīng)的直流電壓輸出。溫度信號(hào)的測(cè)量遠(yuǎn)傳，即將溫度變送器的輸出信號(hào)接到系統(tǒng)測(cè)控單元部分而實(shí)現(xiàn)。
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第4章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信技術(shù)
4.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)
4.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念
在自動(dòng)化變電站系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信主要任務(wù)有兩個(gè)：一是完成自動(dòng)化綜合系統(tǒng)內(nèi)部個(gè)子系統(tǒng)或者各種功能模塊間的信息交換和實(shí)現(xiàn)信息共享；二是完成變電站與控制中心的的通信任務(wù)。通過信息交換，能夠互相通信，實(shí)現(xiàn)信息共享從整體上提高自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，從而提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化水平。
4.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的任務(wù)就是把信息以數(shù)據(jù)的形式從一處傳送到另一處或多處。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，終端設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間需要通信媒介連接起來，這稱為物理信道。連接方式有： ①點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接：如圖4.1所示:
圖4.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接
終端與計(jì)算機(jī)間通過直接連接或者通過調(diào)制解調(diào)器用線路連接，可以是撥號(hào)線路，也可以是專線。在數(shù)據(jù)通信量比較大時(shí)該采用這種方式。
②多點(diǎn)式連接：為了提高物理信道的利用率，終端和計(jì)算機(jī)間的通信量不大時(shí)，可采用多點(diǎn)連接方式，即幾個(gè)終端通過一條公用線路與計(jì)算機(jī)相連，該方式下，計(jì)算機(jī)作為主站，終端作為從站，有計(jì)算機(jī)來控制信息的接受和發(fā)送，終端不能隨意發(fā)送信息。如圖4.2所示：
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圖4.2 多點(diǎn)式連接
③集中式連接：當(dāng)終端要求與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，為了節(jié)約信道，可以先將終端連接到多路復(fù)用器或集中器上，集中器與計(jì)算機(jī)相連。如圖4.3所示：
圖4.3 集中式連接
4.1.3 傳輸介質(zhì)
①同軸電纜：中央都是一根銅線，外面包有絕緣層。
②雙絞線：由兩條導(dǎo)線按照一定的扭矩相互絞合在一起的、類似于電話線的的傳輸媒體。③光線：由許多細(xì)如發(fā)絲的橡膠或者玻璃纖維外加絕緣護(hù)套組成，光束在玻璃纖維內(nèi)傳輸，防磁防電，傳輸穩(wěn)定，適用于高速網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)。
④無線媒體：不使用電子或光學(xué)媒體大多數(shù)情況下是利用地球的大氣作為數(shù)據(jù)的物理性通路。主要有無線電、微波、紅外線三種。
4.2 數(shù)據(jù)交換技術(shù)
按照數(shù)據(jù)傳送的實(shí)現(xiàn)手段劃分，交換可分為電路交換、報(bào)文交換和分組交換三種基本技術(shù)。
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4.2.1 電路交換
數(shù)據(jù)交換是指在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，先在網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的專用通道，像打電話一樣分為三個(gè)過程：①電路的建立。數(shù)據(jù)在傳送以前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端對(duì)端的電路。②數(shù)據(jù)傳輸。電路建立以后數(shù)據(jù)就可以直接傳輸，可以看成有一條專用的電路。③電路拆除。數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束以后，由一方發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后將連接到對(duì)方的節(jié)點(diǎn)逐一拆除。
4.2.2 報(bào)文交換
采用電路交換方法時(shí)，如果終端間交換的數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性和突發(fā)性，則浪費(fèi)信息容道和有效時(shí)間，而采用報(bào)文交換則不存在這個(gè)問題。
1.報(bào)文交換原理
報(bào)文交換的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要傳送的數(shù)據(jù)塊，其長(zhǎng)度不限而且可以改變。報(bào)文交換的本質(zhì)就是儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將一個(gè)目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地址信息，把報(bào)文發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在受到整個(gè)報(bào)文并檢查無誤后，就對(duì)這個(gè)報(bào)文進(jìn)行暫存，然后利用路由信息找出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再繼續(xù)把整個(gè)報(bào)文完整的傳送給它。
2.報(bào)文交換的特點(diǎn)
相比較電路交換而言，報(bào)文交換有以下優(yōu)點(diǎn)： ①電路利用率高。
②在報(bào)文交換的網(wǎng)絡(luò)上，通信量大的時(shí)候仍然可以接收?qǐng)?bào)文，不過傳送延遲會(huì)增加。③報(bào)文交換系統(tǒng)可以吧一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。④報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。
4.2.3 分組交換
分組交換是對(duì)報(bào)文交換的一種改進(jìn)，它他將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有個(gè)上限，有限長(zhǎng)度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)容量降低了，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。
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以上三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)，各有特點(diǎn)，其適用范圍也各有不同：電路交換比較適用于一次傳送的信息量大并且通信過程中實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)，報(bào)文交換在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中沒有被采用，分組交換適用于交互式通信，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。
4.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí) 4.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用通信設(shè)備和線路互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息交換的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有以下三個(gè)部分組成：具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)；通信設(shè)備和線路；功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件。其中網(wǎng)絡(luò)軟件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的重要部分，主要包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，具備了這些軟件，節(jié)點(diǎn)之間、計(jì)算機(jī)之間才能通信，也才能實(shí)現(xiàn)資源共享。
4.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫侵妇W(wǎng)絡(luò)的幾何形狀，或者是它在物理上的連通性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星形、總線、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。
（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)：兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過專用傳輸線路直接連接，可以采用任何介質(zhì)傳輸。（2）星形結(jié)構(gòu)：星形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是集中式控制。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都是以中央節(jié)點(diǎn)為交換中心。（3）總線結(jié)構(gòu)：總線結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點(diǎn)都經(jīng)接口連到同一條總線上，不設(shè)中央控制裝置，是一種分散式結(jié)構(gòu)。
（4）環(huán)形結(jié)構(gòu)：環(huán)形結(jié)構(gòu)中的各節(jié)點(diǎn)通過有源接口連接在一條閉合的環(huán)形通信線路中，是點(diǎn)-點(diǎn)式結(jié)構(gòu)。
（5）樹形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及混合型結(jié)構(gòu)：樹形結(jié)構(gòu)是總線型的延伸，它是一個(gè)分層分支的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)易于擴(kuò)充，隔離故障較容易，但缺點(diǎn)是線路利用率不如總線型結(jié)構(gòu)高，節(jié)點(diǎn)對(duì)根的依賴性大，若根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作。
4.3.3 網(wǎng)絡(luò)的分類
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分布范圍，可以將網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。
（1）局域網(wǎng)：局域網(wǎng)的范圍較小，比如在一個(gè)建筑物或者幾個(gè)相鄰的建筑物內(nèi)，范圍一般
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在幾米到幾千米。局域網(wǎng)往往使用專門鋪設(shè)的通信介質(zhì)，配置簡(jiǎn)便，速度高，誤碼率低。（2）城域網(wǎng)：其分布范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般在十公里到幾十公里范圍。（3）廣域網(wǎng)：廣域網(wǎng)也成為遠(yuǎn)程網(wǎng)，其范圍通常在幾十公里到幾千公里。廣域網(wǎng)發(fā)展較早，一般采用租用專線將分布在不同區(qū)域的各個(gè)局域網(wǎng)連接，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
4.4 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)
局域網(wǎng)LAN是計(jì)算機(jī)技術(shù)急劇發(fā)展的新領(lǐng)域，他是把多臺(tái)小型、微型計(jì)算機(jī)以及外圍設(shè)備用通信線路互聯(lián)起來，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的組成：
1.局域網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)
隨著網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)研究的發(fā)展，局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的范圍越來越廣泛，主要有以下特點(diǎn)：①安全性方面，局域網(wǎng)技術(shù)無論在理論上還是在軟件和硬件上，都已經(jīng)十分成熟可靠。
②技術(shù)方面，局域網(wǎng)具有較高的傳輸速度、低誤碼率的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。③由于局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置組合相對(duì)靈活，允許人們方便的改變或者修改系統(tǒng)，而且系統(tǒng)設(shè)備具有十分豐富的軟件支持。④開放性方面，局域網(wǎng)一般采用公用通信介質(zhì)，都是按照國(guó)際規(guī)標(biāo)準(zhǔn)劃組織的開放系統(tǒng)互聯(lián)模型來設(shè)計(jì)，可以方便的將不同廠家的設(shè)備便連接起來，具有較好的兼容性。
2.局域網(wǎng)的傳輸方式
局域網(wǎng)中使用的傳輸方式有基帶和寬帶兩種?；鶐СＳ糜跀?shù)字信號(hào)傳輸，常用的傳輸媒體有雙絞線和同軸電纜。寬帶常用于無線電頻率范圍內(nèi)的模擬信號(hào)的傳輸，常用同軸電纜。
4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 4.5.1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述
在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域內(nèi)，長(zhǎng)期以來使用RS-232和CC1TTV.24通信標(biāo)準(zhǔn)，它們是低
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數(shù)據(jù)速率和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，不能支持設(shè)備之間更高層的功能操作。隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展，用戶需要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)施更好的控制，就必須對(duì)生產(chǎn)過程中的信息更多、更好、更實(shí)時(shí)的進(jìn)行采集?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
①開放性與可互操作性。開放性意味著將打破大型廠家的壟斷，給中小企業(yè)帶來了公平競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)。可互操作性實(shí)現(xiàn)控制產(chǎn)品的“即插即用”功能。②徹底的分散性。徹底的分散性意味著系統(tǒng)具有較高的可靠性和靈活性，系統(tǒng)很容易進(jìn)行重組和擴(kuò)建，且易于維護(hù)。③成本低。衡量一套控制系統(tǒng)的總體成本，不僅要考慮其造價(jià)，而且應(yīng)該考慮系統(tǒng)從安裝調(diào)試到運(yùn)行維護(hù)整個(gè)生命周期內(nèi)的總投入。
現(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。
現(xiàn)場(chǎng)總線可采用多種途徑傳輸數(shù)字信號(hào)，如普通電纜、雙絞線、光導(dǎo)纖維、紅外線、電力傳輸線等。現(xiàn)場(chǎng)總線既是通信網(wǎng)絡(luò)也是自控系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線所傳送的是連通、關(guān)斷電源，開關(guān)閥門的指令與數(shù)據(jù)，直接關(guān)系到處于運(yùn)行操作過程之中的設(shè)備、人身和安全，因此要求信號(hào)在粉塵、噪聲、電磁干擾等較為惡劣的環(huán)境下能夠準(zhǔn)確、及時(shí)到位?，F(xiàn)場(chǎng)總線通過網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳送聯(lián)絡(luò)，可由單個(gè)節(jié)點(diǎn)、也可由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同完成所要求的自動(dòng)化功能，是一種由網(wǎng)絡(luò)集成的自動(dòng)化系統(tǒng)。
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分類按照傳送的數(shù)據(jù)寬度分為：①數(shù)據(jù)寬度為位的稱為傳感器總線。②數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)的稱為設(shè)備總線。③數(shù)據(jù)寬度為塊的稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。
按照應(yīng)用的領(lǐng)域劃分為：①數(shù)字控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。②機(jī)器人用現(xiàn)場(chǎng)總線。③物料經(jīng)營(yíng)控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。④批量過程控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。
4.5.2 現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議模型
（1）現(xiàn)場(chǎng)總線模型。2000年國(guó)際電工委員會(huì)宣布的IEC61158現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)中包括的八種現(xiàn)場(chǎng)總線，采用了完全不同的通信協(xié)議，為了滿足實(shí)時(shí)性和低造價(jià)性的要求，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線承擔(dān)的任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型一般都在OSI參考模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同程度的簡(jiǎn)化。IEC
TC65和ISA SP50都是負(fù)責(zé)制定現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。參考模型如圖4.4所示：（2）現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用層為用戶提供保存現(xiàn)場(chǎng)總線通信環(huán)境的手段，定義允許進(jìn)程間相互通信的協(xié)議。
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（3）現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用層通用模型可用圖4.5示意表示?，F(xiàn)場(chǎng)總線通信裝置由數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）數(shù)據(jù)端連接設(shè)備（DCE）組成?，F(xiàn)場(chǎng)總線的物理層包含了媒體相關(guān)子層與媒體無關(guān)子層兩部分。從圖中看出DTE包含了物理層的一部分，而DCE還包含了物理層的另一部分，既媒體相關(guān)子層。物理層不包含傳輸介質(zhì)本身，但關(guān)系到不同傳輸介質(zhì)的支持。
圖4.4 IEC/ISA
圖4.5 物理層應(yīng)用模型
（4）現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）?，F(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層和應(yīng)用層之間，DLL一般可分為邏輯鏈路控制子層（LLC）和介質(zhì)訪問控制子層（MAC）兩部分。LLC從其上層取得數(shù)據(jù)后，構(gòu)造成幀，完成通信鏈路的建立、拆除及差錯(cuò)、流量控制等。而MAC完成網(wǎng)絡(luò)存取控制。現(xiàn)場(chǎng)總線的總線拓?fù)涫撬泄?jié)點(diǎn)共享一條傳輸線路，環(huán)形拓?fù)湟彩嵌鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)共享環(huán)路，這就存在同一時(shí)間幾個(gè)設(shè)備同時(shí)爭(zhēng)用傳輸線路的問題。為了避免發(fā)生通信的碰撞的沖突，DLL采用了介質(zhì)存取控制方式來管理通信，這是MAC子層的功能?，F(xiàn)場(chǎng)總線中采用的介質(zhì)存取控制方式主要有CSMA/CD方式和令牌方式兩類。
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第5章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試 5.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的人機(jī)聯(lián)系與操作
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，運(yùn)行人員可通過屏幕了解各種運(yùn)行情況，并進(jìn)行必要的控制操作，人機(jī)聯(lián)系的主要內(nèi)容包括如下：
（1）顯示畫面與數(shù)據(jù)。（2）人工控制操作。（3）輸入數(shù)據(jù)。（4）診斷與維護(hù)。
當(dāng)有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)的后臺(tái)機(jī)上進(jìn)行，運(yùn)行人員利用CRT屏幕和鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行操作；當(dāng)無人值班時(shí)，在監(jiān)控中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行。
與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相應(yīng)，人機(jī)界面也分為兩個(gè)部分：一部分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控或保護(hù)裝置屏的人機(jī)界面；另一部分為后臺(tái)機(jī)的人機(jī)界面。
5.1.1 測(cè)控和保護(hù)裝置的人機(jī)界面 1.鍵盤
鍵盤用于傳遞用戶命令至測(cè)控和保護(hù)裝置的任務(wù)。按人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)其不同的相應(yīng)過程可將鍵盤分為數(shù)字輸入、移動(dòng)選擇、確認(rèn)、取消、命令鍵等五類。
2.液晶屏幕
液晶屏幕在測(cè)控和保護(hù)裝置人機(jī)交互系統(tǒng)中擔(dān)任著傳遞測(cè)控和保護(hù)裝置信息至用戶的任務(wù)。液晶屏幕信息的顯示采用了分層菜單結(jié)構(gòu)，菜單結(jié)構(gòu)建立在“頁(yè)面”的基礎(chǔ)上，液晶上顯示的平面由靜態(tài)文本和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩部分組成。靜態(tài)文本包括說明性的文字及提示信息等，由漢字和字符組成，在人機(jī)交互軟件中用字符串來表示；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指事實(shí)刷新的數(shù)值或可由用戶修改的信息，在人機(jī)交互軟件中用數(shù)值變量來表示。
3.人機(jī)界面操作
測(cè)控和保護(hù)裝置的人機(jī)界面包括LED指示燈、LCD指示屏、鍵盤和打印機(jī)。
①人機(jī)界面及其操作
鍵盤與液晶屏相配合可進(jìn)行選擇命令菜單和修改保護(hù)定值等操作。微機(jī)保護(hù)的鍵盤多數(shù)已被簡(jiǎn)化為7-9個(gè)鍵：+、-、→、←、↑、↓、RST(復(fù)位)、SET（確認(rèn)）、Q（取消）。
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②保護(hù)菜單的使用
利用菜單可以查詢保護(hù)定值、開關(guān)量的動(dòng)作情況、各CPU的交流采樣值、相角、相序、時(shí)鐘、CRC循環(huán)冗余碼自檢。修改定值時(shí)，首先使人機(jī)接口插件進(jìn)入修改狀態(tài)，即將允許修改開關(guān)打在修改位置，并進(jìn)入調(diào)試階段，再將各保護(hù)CPU插件的運(yùn)行/調(diào)試小開關(guān)打到調(diào)試位，然后在菜單中選擇要修改的CPU進(jìn)入子菜單，顯示保護(hù)CPU的整定值。定值的拷貝，在多定值區(qū)修改時(shí)，先從原始定值區(qū)進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，再將定值小撥輪撥到所需定值區(qū)，并進(jìn)行定值修改、固化。這樣，要修改的全部?jī)?nèi)容只需進(jìn)行某些內(nèi)容的修改即可，可節(jié)省修改定值的時(shí)間。
5.1.2 后臺(tái)機(jī)的人機(jī)界面 1.后臺(tái)機(jī)人機(jī)界面布局
監(jiān)控后臺(tái)機(jī)是運(yùn)行及其他相關(guān)部門人員對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、操作的主要工具。而其人機(jī)對(duì)話界面則是運(yùn)行人員和監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的最基本的和最重要的手段。①主界面和分界面的布局問題
根據(jù)各監(jiān)控界面的功能不同，可采用分層布局將主接線圖、各電壓等級(jí)線路圖、光字牌圖、監(jiān)控系統(tǒng)工況、變電站日常報(bào)表、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)檢索等做成按鈕并列布置在主界面上，各按鈕對(duì)應(yīng)相應(yīng)主界面。②光字牌布局及設(shè)計(jì)問題
在光字牌布局上，可以按不同電壓等級(jí)、公共部分進(jìn)行分類。在光字牌內(nèi)容上，對(duì)于二次設(shè)備應(yīng)該有反應(yīng)保護(hù)工作狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、保護(hù)電源狀態(tài)等的光字牌；一次設(shè)備應(yīng)該有反應(yīng)設(shè)備工作狀態(tài)的光字牌。③操作界面的設(shè)計(jì)問題
界面設(shè)計(jì)操作應(yīng)注意幾點(diǎn)。操作界面中有關(guān)設(shè)備機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)清晰可靠，并顯示相關(guān)運(yùn)行編碼，大小適于操作。各操作界面應(yīng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一的線條，斷路器、隔離開關(guān)的比例應(yīng)合適。操作菜單應(yīng)可靠定位，菜單內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，并且簡(jiǎn)潔明了。操作菜單各項(xiàng)內(nèi)容排列不宜過分緊密。在操作界面中應(yīng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)操作界面和模擬操作界面的快速切換。
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2.后臺(tái)機(jī)操作界面
操作界面包括SCADA操作界面和事故追憶操作界面。
SCADA操作界面圖形中的斷路器、隔離開關(guān)界面及操作如下： ①遙控分/合。對(duì)于可以遙控的斷路器或隔離開關(guān)可進(jìn)行遙控操作。②接地選線試跳。相冊(cè)控裝置發(fā)送接地選線試跳信號(hào)。
③遙信封鎖/封鎖解除。一旦斷路器或隔離開關(guān)對(duì)應(yīng)的位置遙信被封鎖，該斷路器或隔離開關(guān)將根據(jù)定義時(shí)指定的顏色名改變?yōu)橄鄳?yīng)的封鎖顏色。顏色類型表中的顏色設(shè)置可通過數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序進(jìn)行修改。解除斷路器或隔離開關(guān)對(duì)應(yīng)的位置遙信封鎖狀態(tài)，該遙信量開始接受正常數(shù)據(jù)刷新，設(shè)備顏色改為正常的顏色。
SCADA操作界面中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)界面及操作如下：
①人工設(shè)置。彈出“人工設(shè)置”對(duì)話框，輸入封鎖值并確認(rèn)，則動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)值改變，并且顏色也變?yōu)轭伾愋捅碇性O(shè)定的遙測(cè)人工設(shè)置的顏色。
②解除封鎖。解除該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)封鎖狀態(tài)，該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)開始接受正常數(shù)據(jù)刷新，并且顏色改變?yōu)檎５念伾?/p>
③今日曲線。自動(dòng)調(diào)出曲線工具并顯示出該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的今日曲線。只有在該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)被加入到定值采樣表中時(shí)才會(huì)使今日曲線可用。SCADA操作界面中變壓器界面及其操作如下： ①遙調(diào)升。使變壓器檔位上升一檔。②遙調(diào)降。使變壓器檔位下降一檔。
③急停。當(dāng)變壓器發(fā)生滑檔時(shí)，使變壓器停止調(diào)檔動(dòng)作。
④設(shè)置標(biāo)志牌?？梢赃x擇掛上或拆除“接地”、“檢修”、“危險(xiǎn)”、“故障”等四種標(biāo)志牌。掛上標(biāo)志牌則在相應(yīng)標(biāo)志牌位置顯示一個(gè)“√”，否則為拆除標(biāo)牌。
SCADA操作界面圖形中其他區(qū)域界面及操作如下：
①圖形選擇。與主菜單的文件打開菜單相似，只是“圖形選擇”是在同一窗口中用新畫面替換當(dāng)前打開頁(yè)面，而“文件打開”則新開一個(gè)畫面窗口。
②導(dǎo)航圖。彈出“導(dǎo)航圖”窗口。如果畫面非常大而不能完全顯示，通過導(dǎo)航圖可以方便的實(shí)現(xiàn)畫面漫游。
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③放大/縮小。沒單擊一次，畫面的放大或縮小倍數(shù)便增加或減少0.1。
④無級(jí)縮放。畫面進(jìn)入無級(jí)縮放狀態(tài)，鼠標(biāo)光標(biāo)變?yōu)橐粋€(gè)帶加減號(hào)的放大鏡，按鼠標(biāo)左鍵，向上移動(dòng)為縮小圖形，向下移動(dòng)為放大圖形。按下鼠標(biāo)右鍵則為退出無級(jí)縮放狀態(tài)。事故追憶操作界面如下：彈出“選擇事故”對(duì)話框。雙擊其中一個(gè)事故，畫面將會(huì)放映出該事故發(fā)生時(shí)的歷史斷面，同時(shí)顯示工具條，點(diǎn)擊工具欄的“上一步”或“下一步”按鈕，則畫面按歷史時(shí)間分別向前或向后一定的時(shí)間間隔顯示。
5.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù) 5.2.1 日常運(yùn)行維護(hù) 1.建立完善的運(yùn)行巡檢制度
建立嚴(yán)格的運(yùn)行管理體制，責(zé)任到人，并配備專職技術(shù)員，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期巡檢，內(nèi)容如下：
①巡檢運(yùn)行中的設(shè)備和各種信號(hào)燈的工況。
②檢查運(yùn)行設(shè)備自檢信息和報(bào)告信息，如有不正常應(yīng)及時(shí)報(bào)告主管人員進(jìn)行處理。③監(jiān)察正常運(yùn)行顯示，始終；檢查零漂，檢驗(yàn)各電壓、電流通道刻度和測(cè)量誤差；檢查定值區(qū)、固化定制是否與定值通知單一致；檢查遙信動(dòng)作情況，與調(diào)度核對(duì)數(shù)據(jù)量和狀態(tài)量；對(duì)設(shè)備進(jìn)行采樣值檢查。④檢查監(jiān)控機(jī)和五防機(jī)。
⑤檢查通信系統(tǒng)工作是否正常，如微機(jī)保護(hù)CPU與管理單元通信是否正常；前置機(jī)與后臺(tái)機(jī)通信是否正常；檢查遙測(cè)、要信、遙控、遙調(diào)是否正常等。⑥檢查各設(shè)備電源指示燈及其工作電源是否正常。⑦檢查設(shè)備的連接片切除手柄是否在正確位置。
⑧對(duì)不間斷電源進(jìn)行自動(dòng)切換檢查，對(duì)UPS電源放電時(shí)間進(jìn)行合格測(cè)試。
2.缺陷管理
建立缺陷管理制度和缺陷處理記錄，值班人員通過每日巡視設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，通知相關(guān)人員及時(shí)處理。平時(shí)進(jìn)行運(yùn)行分析、事故預(yù)想與反事故演習(xí)，使事故和缺陷處理準(zhǔn)確
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迅速。3.其他
針對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)設(shè)備采取防塵、驅(qū)潮、防寒、防雷等措施。
5.2.2 遠(yuǎn)程維護(hù)
由于變電站中央信號(hào)系統(tǒng)功能由當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)來取代，因此對(duì)于當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)軟件及參數(shù)的日常維護(hù)與管理，是其能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。
由于變電運(yùn)行人員的計(jì)算機(jī)熟悉程度和操作技能的差異，對(duì)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)軟件使用過程中的一些問題無從下手，客觀上需要專業(yè)人員通過與安防監(jiān)控軟件實(shí)施院方診斷和在線技術(shù)支持，以便迅速處理問題。因此，對(duì)自動(dòng)化綜合系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程維護(hù)勢(shì)在必行。
在被控站后臺(tái)監(jiān)控軟件運(yùn)行異常情況下，對(duì)被控站后臺(tái)監(jiān)控軟件異常運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確定位。對(duì)被控站后臺(tái)監(jiān)控軟件發(fā)生程序“走死”情況時(shí)，進(jìn)行遠(yuǎn)方軟、硬件重新啟動(dòng)。被控站后臺(tái)監(jiān)控軟件運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，通過主站數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)及時(shí)接收遠(yuǎn)程維護(hù)主機(jī)傳來的被控站當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)資料并進(jìn)行仿真運(yùn)行，驗(yàn)證結(jié)果正確后將其下載至被控站當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運(yùn)行。被控站后臺(tái)監(jiān)控軟件崩潰時(shí)，將主站端數(shù)據(jù)備份機(jī)相應(yīng)遠(yuǎn)程備份程序恢復(fù)至被控站當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)，保證綜合自動(dòng)化變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
5.2.3 技術(shù)管理
綜合自動(dòng)化系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，應(yīng)具備完整的技術(shù)文件，運(yùn)行資料由專人管理，并保證齊全準(zhǔn)確，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，對(duì)不正確的動(dòng)作應(yīng)分析原因，提出改進(jìn)對(duì)錯(cuò)，并及時(shí)報(bào)主管部門；微機(jī)繼電保護(hù)裝置型號(hào)不宜過多，對(duì)其檢驗(yàn)應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，裝置要有備品備件，要有專責(zé)維護(hù)人員，建立完善的崗位責(zé)任制。
5.2.4 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的注意事項(xiàng)
(1)使用每一樣新設(shè)備前要求詳細(xì)的閱讀其說明書，清楚的了解工作原理及工作性能，確認(rèn)無問題后再投入使用。
（2）變電站整個(gè)接地系統(tǒng)應(yīng)可靠遵循電力系統(tǒng)運(yùn)行要求。
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（3）對(duì)腐蝕性氣體濃度較大的環(huán)境中，應(yīng)將二次設(shè)備與腐蝕性氣體可靠地進(jìn)行隔離。（4）在溫差較大及濕度較大的環(huán)境中應(yīng)做好溫度和濕度控制，以適應(yīng)設(shè)備的正常運(yùn)行。（5）設(shè)備精度適中的多功能測(cè)試儀表，以便在調(diào)試和維護(hù)過程中方便的測(cè)試二次設(shè)備的輸入電壓、電流、功率、相角、TA的極性和相序、TV的極性和相序等。
（6）在變電站輔助設(shè)備的訂購(gòu)中，若采用通信方式與主控設(shè)備連接，則需考慮通信違約問題。對(duì)于電能表要求采用全國(guó)電能表統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。
（7）若無特殊說明所有的通信系統(tǒng)間的連線及弱信號(hào)遠(yuǎn)傳均要求采用雙芯或多芯屏蔽電纜，以免影響測(cè)量的精度，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的正常傳輸以及控制命令的正常下發(fā)。（8）替換硬件法檢查運(yùn)行硬件故障時(shí)，要求： ①必須對(duì)相應(yīng)線路采取有效的安全措施。②必須嚴(yán)格按照規(guī)定步驟操作。
（9）帶插件的芯片要可靠安裝，防止接觸不良引起插件工作不正常。（10）斷開直流電源后才允許插、拔插件。（11）芯片的插、拔應(yīng)注意方向。
（12）如元件損壞等原因需使用烙鐵時(shí)，應(yīng)使用內(nèi)熱式帶接地線的烙鐵。（13）打印機(jī)在通電情況下，不能強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)走紙旋鈕。
5.2.5 維護(hù)要領(lǐng) 1.正常分析判斷異常問題
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)涉及多種專業(yè)技術(shù)的復(fù)雜性系統(tǒng)工程，而且是高技術(shù)設(shè)備的組合。一旦自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生了問題，就必須做到：①思路清晰。什么信息反映什么問題，一定要熟悉。②找到關(guān)鍵點(diǎn)縮小故障范圍。③針對(duì)以上判斷的故障范圍進(jìn)一步查找故障點(diǎn)。分析判斷自動(dòng)化系統(tǒng)的幾種分析方法如下：①系統(tǒng)分析法。也就是一種邏輯推斷法。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生的故障現(xiàn)象可判斷哪些設(shè)備發(fā)生什么樣的故障。②排除法。從各個(gè)部分之間的聯(lián)系點(diǎn)分析，縮小故障范圍，快速準(zhǔn)確的判斷究竟是自動(dòng)化設(shè)備還是相關(guān)的其他設(shè)備故障。排除法不能絕對(duì)化，因?yàn)槭虑橐部赡艽嬖凇按恕迸c“彼”同時(shí)發(fā)生，需要更多積累經(jīng)驗(yàn)。③電源檢查法。運(yùn)行一段時(shí)間后系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定期，設(shè)備本身發(fā)生故障的情況會(huì)比較少，但往往又產(chǎn)生了故障設(shè)備故障，遇到這種情況，首先檢查電源電壓是否正常，如有接觸不
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良等會(huì)造成工作電源不正常。④信號(hào)追蹤法。自動(dòng)化系統(tǒng)是靠數(shù)據(jù)通信來完成其功能的，而數(shù)據(jù)通信可以借助設(shè)備檢測(cè)出來，因此可以借助這些工具追蹤信號(hào)或測(cè)量各節(jié)點(diǎn)與正常是否一致，判斷出故障點(diǎn)。⑤換件法。遇到故障并已經(jīng)找到故障設(shè)備時(shí)，而這些設(shè)備一般很復(fù)雜，如有備用可以先直接換用，先恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，然后再設(shè)法恢復(fù)故障設(shè)備。
2.做好運(yùn)行維護(hù)基礎(chǔ)工作
基礎(chǔ)工作是搞好維護(hù)與檢修的前提，它的主要內(nèi)容包括規(guī)章制度，信息管理及標(biāo)準(zhǔn)化、額定、計(jì)量、統(tǒng)計(jì)工作等。
3.做好技術(shù)培訓(xùn)工作
對(duì)于一般檢修人員來說，必須具備最基本的“三熟”與“三能”。“三熟”既熟悉設(shè)備的系統(tǒng)和基本原理：熟悉檢修的工藝、質(zhì)量和運(yùn)行知識(shí)；熟悉本崗位的規(guī)章制度；“三能”既能熟練地進(jìn)行本工種的修理工作和排除故障；能看懂圖紙和繪制簡(jiǎn)單的加工圖；能掌握一般的鉗工手藝和常用材料性能。猶豫自動(dòng)化系統(tǒng)涉及范圍廣闊，需要對(duì)運(yùn)行及技術(shù)人員進(jìn)行知識(shí)更新和培訓(xùn)的教育，逐步提高運(yùn)行維護(hù)人員的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。
5.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試 1.調(diào)試目的、內(nèi)容
綜合自動(dòng)化裝置調(diào)試的目的是檢驗(yàn)其功能、特性等是否達(dá)到設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定的要求。檢驗(yàn)綜合自動(dòng)化裝置之間的連接以及裝置和變電二次設(shè)備及回路間的連接是否正確，是否達(dá)到了設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)定的要求；通過現(xiàn)場(chǎng)的模擬工作檢驗(yàn)整套裝置的動(dòng)作是否正確無誤。
綜合自動(dòng)化裝置的檢測(cè)、調(diào)試主要有兩個(gè)方面的工作：一個(gè)是遠(yuǎn)動(dòng)方面的三遙項(xiàng)目為主的基本功能及相關(guān)檢驗(yàn)和調(diào)試，另一個(gè)是以繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置為主的檢驗(yàn)調(diào)試。
綜合自動(dòng)化裝置調(diào)試的內(nèi)容一般有下面六個(gè)內(nèi)容：①關(guān)于模擬量的標(biāo)準(zhǔn)性能的檢驗(yàn)。②RTU裝置或微機(jī)監(jiān)控裝置的功能與特性的檢驗(yàn)。③綜合自動(dòng)化裝置與現(xiàn)場(chǎng)一、二次設(shè)備連接后進(jìn)行的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。④保護(hù)裝置的功能與特性的檢驗(yàn)。⑤站內(nèi)保護(hù)、測(cè)控、RTU、小電流、消弧線圈、直流屏、電能表等裝置的違約通信。⑥后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的檢驗(yàn)與調(diào)試。
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2.調(diào)試前準(zhǔn)備工作
由于裝置的集成方式不太相同，一般以廠商為主、安裝單位配合進(jìn)行裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，在系統(tǒng)功能檢測(cè)之前，通常應(yīng)完成如下工作：①隔離層測(cè)控單元的檢查測(cè)試。②當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的硬、軟件配置與參數(shù)組態(tài)。③站內(nèi)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的檢查測(cè)試。④站內(nèi)其他智能裝置的通信檢查測(cè)試。
3.綜合自動(dòng)化裝置的功能調(diào)試
綜合自動(dòng)化裝置的功能調(diào)試主要有以下幾項(xiàng)測(cè)試：①遙信量（開入量）輸入測(cè)試。②遙控測(cè)試。③脈沖量輸入測(cè)試。④遙測(cè)模擬量試驗(yàn)。⑤事件順序記錄分辨率的測(cè)試。⑥鍵盤遙控操作。⑦系統(tǒng)安全措施檢查。⑧自檢與自診斷功能檢查。⑨系統(tǒng)遠(yuǎn)傳通信功能。
4.綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試
工程調(diào)試就是要結(jié)合設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)功能進(jìn)行全面細(xì)致的試驗(yàn)，以滿足變電站的試運(yùn)行條件，試運(yùn)行時(shí)檢查保護(hù)裝置、后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)信息是否正確。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試主要有以下幾點(diǎn)：①開關(guān)控制回路的調(diào)試。②斷路器本身信號(hào)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)信號(hào)在后臺(tái)機(jī)上的反應(yīng)。③開關(guān)量狀態(tài)在后臺(tái)機(jī)上的反應(yīng)。④主變壓器本體信號(hào)的檢查。⑤二次交流部分的檢查。⑥直流系統(tǒng)保護(hù)功能的調(diào)試。⑦監(jiān)控部分功能的調(diào)試。⑧差動(dòng)保護(hù)極性校驗(yàn)。⑨方向保護(hù)的方向校驗(yàn)。⑩后臺(tái)機(jī)顯示檢查。
第6章 提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的措施 6.1 綜合自動(dòng)化可靠性概述
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是高技術(shù)在變電站的應(yīng)用，目前工作在變電站第一線的技術(shù)人員與運(yùn)行人員，對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還不是很了解。另一方面，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都為低電平的弱電系統(tǒng)，但它們的工作環(huán)境是在電磁干擾極其嚴(yán)重的弱電場(chǎng)所，在那么強(qiáng)的電磁干擾下很容易無法正常工作，甚至損壞元器件。因此綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性是個(gè)很重要的問題，也是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求之一。
所謂可靠性，是指綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)的部件、元器件在規(guī)定條件下、規(guī)定
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時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。如微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)的可靠性主要指不誤動(dòng)、不拒動(dòng)；遠(yuǎn)動(dòng)子系統(tǒng)的可靠性通常用平均無故障間隔時(shí)間來表示。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都為低電平的弱電系統(tǒng)，工作環(huán)境惡劣，電磁干擾嚴(yán)重。這些干擾頻率高幅度大，通過電磁耦合很容易順利的進(jìn)入微機(jī)弱電系統(tǒng)的內(nèi)部。另外，這些干擾信號(hào)的持續(xù)時(shí)間較短。由于微機(jī)裝置在其內(nèi)部的時(shí)鐘控制下高速運(yùn)作，不能用簡(jiǎn)單的延時(shí)電路來躲過干擾信號(hào)，當(dāng)干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)裝置內(nèi)部后，不僅對(duì)模擬電壓和電流采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有影響，而且還將毀壞裝置中的一些元器件。鑒于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行中因出現(xiàn)干擾信號(hào)所帶來的問題，目前在提高可靠性的措施方面，提出三種對(duì)策：減少故障和錯(cuò)誤出現(xiàn)幾率、利用微型機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)方式。
選用高質(zhì)量的元器件、合理的制造工藝和采用屏蔽和隔離技術(shù)，可以從裝置的設(shè)計(jì)和元器件的選擇上，減少裝置故障和錯(cuò)誤出現(xiàn)的概率；自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是利用微型計(jì)算機(jī)在工作程序執(zhí)行結(jié)束后的閑余時(shí)間，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微型計(jì)算機(jī)中有關(guān)硬件設(shè)備的運(yùn)行工況，當(dāng)有關(guān)硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉鎖裝置，防止裝置誤動(dòng)作，并報(bào)警通知運(yùn)行值班人員及早檢修、盡快恢復(fù)裝置的在線運(yùn)行；容錯(cuò)設(shè)計(jì)則是利用冗余的設(shè)備在線運(yùn)行，保證裝置不間斷的在線運(yùn)行。
6.2 干擾來源和干擾的影響
變電站內(nèi)高壓電器設(shè)備的操作，低壓交流、直流回路內(nèi)電氣設(shè)備的操作，雷電引起的浪涌電壓，電氣設(shè)備周圍的靜電場(chǎng)，電磁波輻射和輸電線路故障所產(chǎn)生的瞬間過程等，都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。這些干擾進(jìn)入變電站內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或其他電子設(shè)備，就可能引起自動(dòng)化系統(tǒng)工作不正常，甚至損壞某些部件或元器件。
經(jīng)分析電磁干擾形成的途徑為：干擾源-耦合通道-敏感回路，所以干擾源、耦合通道和敏感回路稱為電磁干擾的三個(gè)要素。
所謂干擾源，就是指微機(jī)裝置的工作信號(hào)中，除去有用信號(hào)之外、可能影響裝置正常工作的的一些電磁信號(hào)。干擾信號(hào)來源于干擾源，通過電磁耦合通道作用于微型機(jī)內(nèi)部某些敏感的回路。所以，提高微型機(jī)裝置抗干擾能力應(yīng)該從阻塞耦合通道、提高敏感回路的抗干擾能力及合理設(shè)計(jì)泄放回路等幾個(gè)方面來著手解決。
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6.2.1 干擾源
干擾信號(hào)來自于干擾源。與電力系統(tǒng)相關(guān)的電磁干擾源有外部干擾和內(nèi)部干擾兩方面。外部干擾源是指與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)無關(guān)，而是由使用條件和外部環(huán)境因素決定的干擾源。外部干擾源主要有交、直流回路開關(guān)操作、擾動(dòng)性負(fù)荷短路故障、大氣過電壓、靜電、無線電干擾和核電磁脈沖等，主要表現(xiàn)如下三類：①變電站設(shè)備的交流電源與直流電源受低頻振動(dòng)擾動(dòng)。②傳導(dǎo)瞬變和高頻干擾。③場(chǎng)的干擾。內(nèi)部干擾由自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、元件布置和生產(chǎn)工藝所決定。主要有雜散電感、電容引起的不同信號(hào)感應(yīng)；多點(diǎn)接地造成的電位差干擾；長(zhǎng)線傳輸造成的波德反射；寄生振蕩和尖峰信號(hào)引起的干擾等。不論是內(nèi)部還是外部干擾，都具有相同的物理特性，所以消除和抑制的措施基本相同。
6.2.2 干擾信號(hào)的模式
干擾信號(hào)按其出現(xiàn)的方式，可分為兩種模式---差模干擾和共模干擾。差模干擾對(duì)微機(jī)裝置的正常運(yùn)行影響不大，而共模干擾則危害較大。
1.差模干擾
以串聯(lián)的形式出現(xiàn)在信號(hào)源回路之中的干擾信號(hào)稱為差模干擾。差模干擾的產(chǎn)生來自于長(zhǎng)線傳輸導(dǎo)線之間的互感和分布電容間的相互耦合以及高頻電路中的高頻信號(hào)在低頻電路中通過互感產(chǎn)生的干擾等。
2.共模干擾
引起回路的對(duì)地電位發(fā)生變化的干擾稱為共模干擾。而且共模干擾信號(hào)可能是交流信號(hào)，也可能是直流信號(hào)。它是使微型機(jī)裝置無法正常工作的重要因素。
6.2.3 干擾的耦合方式 1.靜電耦合方式
在兩條輸電導(dǎo)線中會(huì)存在電容耦合關(guān)系，兩條導(dǎo)線會(huì)因?yàn)轳詈想娙莸拇嬖谙嗷ソo對(duì)方產(chǎn)生干擾信號(hào)，而且耦合電容數(shù)值越大或?qū)Ь€工作電源的頻率越高，會(huì)給對(duì)方產(chǎn)生的干擾就越嚴(yán)重。所以減少每條導(dǎo)線的對(duì)地電容，在一定程度上對(duì)來自相鄰電路的干擾有一定的
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抑制作用。
2.互感耦合方式
導(dǎo)線受相鄰線路的互感耦合產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)取決于兩個(gè)因素：①互感數(shù)值的大小的影響，互感越大，干擾越強(qiáng)；②相鄰線路工作電源的頻率的影響，某線路工作電源的頻率越高，則對(duì)相鄰線路的干擾就越嚴(yán)重。所以，減小導(dǎo)線間互感是消除互感耦合的主要途徑。
3.公共阻抗耦合
當(dāng)兩個(gè)電路的電流經(jīng)過一個(gè)公共阻抗時(shí)，將在每一個(gè)電路中出現(xiàn)公共阻抗耦合干擾。常見有公共電源阻抗耦合和公共地線阻抗耦合。公共電源阻抗耦合，將改變每個(gè)線路的電路參數(shù)，影響電路的正常工作；公共接地耦合是指兩個(gè)電路經(jīng)過導(dǎo)線連接只用一個(gè)接地點(diǎn)，在接地阻抗上產(chǎn)生了干擾信號(hào)，改變了裝置的對(duì)地電壓。
6.2.4 干擾對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的影響 1.電源回路干擾的后果
工作在變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其計(jì)算機(jī)的電源往往分為如下兩類供電：①交流電源供電。監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)和通信管理機(jī)，往往采用交流220V電源，取自站用變壓器。電網(wǎng)的沖擊和電壓、頻率的波動(dòng)都將直接影響到計(jì)算機(jī)。②直流電源供電。微機(jī)保護(hù)各子系統(tǒng)，往往采用直流220V電源，取自變電站的直流屏，其受電網(wǎng)波動(dòng)的影響比交流電源要小得多。
不論采用交流電源供電還是直流電源供電，電源與干擾源之間的直接耦合通道都相對(duì)較多，而且電源線直接連至各部分，包括最關(guān)鍵的CPU。計(jì)算機(jī)電源受干擾，往往會(huì)造成計(jì)算機(jī)工作不穩(wěn)定，甚至死機(jī)。
2.模擬量輸入通道受干擾的后果
電磁干擾的后果可能是從TA或TV的二次引線引入浪涌電壓，造成采樣數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
3.開關(guān)量輸入、輸出通道受干擾的后果
處在強(qiáng)電磁場(chǎng)中的開關(guān)設(shè)備，其輔助觸點(diǎn)通過長(zhǎng)線引致開關(guān)量輸入回路，必然帶來干
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擾信號(hào)，干擾的結(jié)果，常見的有斷路器或者隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)抖動(dòng)，甚至造成分、合位置判斷錯(cuò)誤。開關(guān)量的輸出通道由計(jì)算機(jī)的輸出至斷路器的跳、合閘出口回路，除了易受外界引入的浪涌電壓干擾外，自動(dòng)裝置內(nèi)部，微機(jī)上電過程也容易產(chǎn)生干擾信號(hào)，導(dǎo)致誤動(dòng)。
4.CPU和數(shù)字電路受干擾的后果
電磁干擾影響CPU正常工作，會(huì)在通過地址線發(fā)出一個(gè)地址信號(hào)時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致取令錯(cuò)誤。也可能在傳送數(shù)據(jù)時(shí)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、邏輯紊亂，甚至造成死機(jī)。計(jì)算機(jī)隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM是存放中間計(jì)算結(jié)果、輸入輸出數(shù)據(jù)和重要標(biāo)志的地方，在強(qiáng)電磁干擾下，可能會(huì)使RAM中部分?jǐn)?shù)據(jù)或標(biāo)志錯(cuò)誤，引起的后果也是很嚴(yán)重的。如果EPROM受干擾，會(huì)導(dǎo)致程序或定值遭破壞，將導(dǎo)致相應(yīng)的自動(dòng)裝置無法工作。
6.3 抗干擾措施
實(shí)際中，解決抗干擾問題的方法從兩個(gè)方面考慮：第一在設(shè)計(jì)綜合自動(dòng)化裝置時(shí)，選用優(yōu)質(zhì)的微型機(jī)芯片和其他半導(dǎo)體元件，設(shè)計(jì)合理的線路布局和制造工藝，切斷各種電磁耦合的途徑，從而盡可能的減少擾動(dòng)對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的影響；第二，干擾信號(hào)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，還應(yīng)考慮一旦干擾信號(hào)在自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)后，可能帶來的問題問題和應(yīng)采取的應(yīng)策。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通常在硬件和軟件方面應(yīng)采取如下防范措施。
6.3.1 硬件方面
（1）隔離與屏蔽。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，行之有效的隔離、屏蔽措施有以下幾種：①模擬量的隔離與屏蔽。變電站中的模擬量大多來自一次系統(tǒng)中的電壓互感器和電流互感器，它們均處于強(qiáng)電回路中，不能直接接入至綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，必須經(jīng)過設(shè)置在自動(dòng)化系統(tǒng)各種交流回路中的隔離變壓器隔離。這些隔離變壓器一次、二次之間有必須有隔離層，而且屏蔽層必須安全接地，才能達(dá)到良好的屏蔽效果。②開關(guān)量輸入、輸出的隔離。開關(guān)量的輸入主要是斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)和主變壓器分接頭位置等。開關(guān)量的輸出，大多數(shù)也是對(duì)斷路器、隔離開關(guān)和主變壓器的分接頭的控制。這些開關(guān)都處于強(qiáng)電回路中，30
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通過光電耦合隔離或繼電器觸點(diǎn)隔離，才會(huì)取得較好結(jié)果。③其他隔離措施。二次側(cè)回路布線時(shí)，應(yīng)考慮隔離，盡量減少耦合。
（2）微機(jī)采用逆變電源。微機(jī)用電源由蓄電池直流220V逆變成高頻電壓后經(jīng)高頻變壓器隔離，再變換成弱電直流電壓供微機(jī)系統(tǒng)使用，這樣可以削弱由電源回路引入的干擾。（3）合理布置各個(gè)插件。為防止剩余電壓的浪涌引起的惡果，在整個(gè)電路的布局上應(yīng)合理，使微機(jī)工作的核心部分遠(yuǎn)離干擾源或干擾有關(guān)的部件。
（4）電源的接地處理。采用上面的防范措施后，干擾可能進(jìn)入弱電系統(tǒng)的途徑主要是通過微機(jī)的電源，一方面是因?yàn)殡娫磁c干擾源之間的聯(lián)系相對(duì)來說更緊密；另一方面也因?yàn)殡娫粗g連至各個(gè)部分，包括CPU部分。電源線傳遞的共模干擾是作用在弱電源線和機(jī)殼之間的干擾，弱電電源線傳遞共模干擾的方式與其零線是否與機(jī)殼相連有關(guān)。實(shí)際中，電源零線采用浮空的方式，即不與機(jī)殼相連，并盡量減少電源線與機(jī)殼之間的分布電容，同時(shí)減少微機(jī)弱電回路中非電源線的其他部分玉機(jī)殼之間的分布電容，為此將印刷板周圍都用電源零線或+5V線環(huán)閉起來，這樣可以完全隔斷電源板上其他部分同機(jī)殼之間的耦合，此時(shí)在干擾作用下微機(jī)電源線與機(jī)殼之間的電位將浮動(dòng)，弱電系統(tǒng)中其他部分的電位將隨同電源線一起浮動(dòng)，而他們之間的電位差不變。實(shí)踐證明在，這種方法有效。
（5）采用多CPU結(jié)構(gòu)。采用多CPU結(jié)構(gòu)，每個(gè)CPU負(fù)責(zé)一種或幾種功能，相互獨(dú)立，如果一個(gè)CPU插件毀壞不會(huì)影響其他CPU的正常工作。采用了多CPU之后，出了CPU自檢外，上位機(jī)還可以對(duì)各CPU進(jìn)行巡檢，任何部位電子器件故障，都能方便的檢測(cè)出故障所在的插件。
6.3.2 軟件方面
一旦干擾突破了由硬件組成的防線，可由軟件進(jìn)行糾正，以免造成微機(jī)工作出錯(cuò)，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。
（1）對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。對(duì)各模擬量輸入通道，只要提供一定的冗余通道，即使由于干擾造成錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸入，也有可能被計(jì)算機(jī)排除。
（2）對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行核對(duì)。為了防止干擾造成的運(yùn)算出錯(cuò)，可以將整個(gè)運(yùn)算進(jìn)行兩次，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，比較兩次運(yùn)算結(jié)果是否一致。
（3）出口的閉鎖。前面提到的程序出錯(cuò)后絕大多數(shù)的可能是CPU停止工作，但是不能避免它在出軌后取得一個(gè)非預(yù)期的操作碼正好是跳閘指令而導(dǎo)致誤動(dòng)作。這種情況可用以下
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措施來防止：①在設(shè)計(jì)出口跳閘回路的硬件時(shí)，應(yīng)當(dāng)使該回路執(zhí)行幾條指令后才輸出，不允許一條指令就出口。②采取上述措施后，仍不能絕對(duì)避免在程序出錯(cuò)后錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)移到跳閘入口而誤動(dòng)作，因此可以把跳閘程序安排成如圖6.1所示的程序。在構(gòu)成跳閘條件的指令中插入一段校對(duì)程序，它檢查RAM區(qū)存放的各種標(biāo)志。保護(hù)裝置通過各種正當(dāng)途徑進(jìn)入跳閘程序時(shí)應(yīng)在這些標(biāo)志字留下相應(yīng)的標(biāo)志，例如啟動(dòng)元件動(dòng)作，測(cè)量元件判為區(qū)內(nèi)故障等，若校對(duì)通過繼續(xù)執(zhí)行跳閘命令二，發(fā)出跳閘脈沖。若校對(duì)未通過，CPU將轉(zhuǎn)至重新初始化，從程序出錯(cuò)狀態(tài)恢復(fù)正常運(yùn)行。
圖6.1 跳閘出口的閉鎖
6.3.3 硬件自恢復(fù)電路
一旦在干擾下程序出錯(cuò)，一般的軟件措施都無濟(jì)于事，因?yàn)镃PU已不再按預(yù)定的程序工作，必須在硬件方面找對(duì)策，圖6.2為硬件自恢復(fù)電路，它在程序出錯(cuò)時(shí)使微機(jī)復(fù)位，實(shí)現(xiàn)初始化。
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圖6.2
硬件自恢復(fù)電路
圖中A點(diǎn)接至微機(jī)并行口的某一輸出位，當(dāng)程序出錯(cuò)時(shí)，由軟件安排其按移動(dòng)的周期在“0”和“1”之間不斷變化。A點(diǎn)分兩路，一路經(jīng)反相器；另一路不經(jīng)反相器，分別接至兩個(gè)延時(shí)t1動(dòng)作瞬間返回的延時(shí)元件，延時(shí)元件輸出接至或門的兩個(gè)輸入端。延時(shí)t1應(yīng)比A點(diǎn)電位的變化周期長(zhǎng)，因此在正常時(shí)兩個(gè)延時(shí)元件都不會(huì)動(dòng)作，或門輸出為“0”。此時(shí)運(yùn)行人員還可以看到面板上的運(yùn)行監(jiān)視燈不斷閃爍，標(biāo)志裝置在正常運(yùn)行。一旦程序出錯(cuò)，A點(diǎn)電位將停止變化，不論它停在“1”態(tài)還是停在“0”態(tài)，兩個(gè)延時(shí)元件中總有一個(gè)正常工作。它通過或門啟動(dòng)單穩(wěn)電路，發(fā)出一個(gè)脈沖，使CPU重新初始化（RESET），恢復(fù)正常工作。這個(gè)電路不僅可以用于對(duì)付程序出軌，還可用于在裝置主要元件(如CPU)損壞而停止工作時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。若單穩(wěn)電路發(fā)出的復(fù)位脈沖已不能使A點(diǎn)電位恢復(fù)原來的變化規(guī)律，則經(jīng)過t2（t2＞t1）延時(shí)后，發(fā)出告警信號(hào)并關(guān)閉所保護(hù)。
如果在系統(tǒng)無事故時(shí)發(fā)生程序出錯(cuò)，裝置會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常，沒有任何危害。在被保護(hù)對(duì)象發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)出現(xiàn)程序出錯(cuò)，利用這種電路可以很快使CPU恢復(fù)工作，只會(huì)使保護(hù)延遲動(dòng)作，而不至于造成拒動(dòng)。
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結(jié)束語
內(nèi)容主要介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)組成，在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)介紹時(shí)講述了它們之間的內(nèi)部聯(lián)系以及調(diào)試維護(hù)方法，同時(shí)還詳細(xì)說明了變電站系統(tǒng)出現(xiàn)各種干擾時(shí)的應(yīng)對(duì)策略。可以清楚地發(fā)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相比以前的變電站是一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步，很大程度上減輕了變電站工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為變電站實(shí)現(xiàn)無人值班提供了可靠地技術(shù)條件，同時(shí)增加了變電站運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是各種先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合體，有著無比的優(yōu)越性，在各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的過程中，變電站綜合自動(dòng)化也跟隨著完善。相信在電力系統(tǒng)深入改造和完善的今天，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究將為電力行業(yè)的發(fā)展提供重要的技術(shù)支持，也必將為社會(huì)的發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。
變電站綜合自動(dòng)化包含的技術(shù)復(fù)雜，文章所講述的為自己所了解的一些情況，難免有很多不足，相信在以后的學(xué)習(xí)中，我希望更加深入的了解變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化做出更加深刻的理解與認(rèn)識(shí)。
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參考文獻(xiàn)
1．張惠剛.變電站綜合自動(dòng)化原理與系統(tǒng).北京：中國(guó)電力出版社，2004 2．黃益莊.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù).北京:中國(guó)電力出版社,2006 3．丁書文、黃訓(xùn)誠(chéng)、胡起宙.變電站綜合自動(dòng)化原理及應(yīng)用.北京:中國(guó)電力出版社,2006 4．景敏慧.變電站電氣二次回路及抗干擾.北京:中國(guó)電力出版社,2010 5．陳堂、趙祖康、陳星鶯、胡大良.配電系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù).北京:中國(guó)電力出版社,2002 6．楊冠城.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理.北京:中國(guó)電力出版社,2005 7．王遠(yuǎn)章.變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)與運(yùn)行維護(hù).北京:中國(guó)電力出版社,2005 8．江智偉.變電站自動(dòng)化及其新技術(shù).北京:中國(guó)電力出版社,2006 9．楊新民.電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化.北京:中國(guó)電力出版社,2002 10．王士政.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化與配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù).北京:中國(guó)電力出版社,2006 11．丁監(jiān)勇，程建翼.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.北京:中國(guó)電力出版社,2006 12．屠強(qiáng).變電站自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)及應(yīng)用指南.北京:中國(guó)電力出版社,2004 13．陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析.北京:中國(guó)電力出版社,2007 14．李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析.北京:中國(guó)電力出版社,2007 15．（德）布蘭德（Brand，K.P.），（德）羅曼（Lohmann，V.），（德）維莫爾（Wimmer，W.）著；范建忠，蘇斌譯.變電站自動(dòng)化.北京:中國(guó)電力出版社,2009
第二篇：變電站綜合自動(dòng)化通信系統(tǒng)研究
新一代變電站通信系統(tǒng)研究綜述
摘要：介紹了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)的作用、通信網(wǎng)絡(luò)的性能要求、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模式和網(wǎng)絡(luò)通信體系及報(bào)文分類，主要探討了分層式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)方案選擇和設(shè)計(jì)過程中需要遵循的原則，給出了電壓等級(jí)和復(fù)雜程度不同的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的具體方案。
關(guān)鍵字：變電站自動(dòng)化
;通信技術(shù)
;嵌入式以太網(wǎng)
0 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在通信技術(shù)的推動(dòng)下發(fā)展成為典型的分層分布式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)一般分為 3層:變電站層、間隔層和過程層。其中, 過程層包含變電站內(nèi)的生產(chǎn)過程設(shè)施, 如變壓器、斷路器及其輔助接點(diǎn)、電流和電壓互感器等, 主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、提供 I /O 接口等;間隔層包含測(cè)量和控制單元, 負(fù)責(zé)該單元線路或變壓器的參數(shù)測(cè)量和監(jiān)控, 斷路器的控制和連鎖等。變電站層包含全站性的監(jiān)控主機(jī),通信及控制主機(jī), 實(shí)現(xiàn)管理等功能的工程師站[1]。
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信任務(wù)一方面是實(shí)現(xiàn)站內(nèi)通信功能, 完成對(duì)全站一、二次設(shè)備和裝置運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息采集和控制命令的傳輸;另一方面完成與上級(jí)調(diào)度或集控中心的通信, 向上傳送變電站運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息, 接收和執(zhí)行上級(jí)下達(dá)的控制命令。由于數(shù)據(jù)通信的重要性, 可靠的通信成為系統(tǒng)的技術(shù)核心, 加上變電站的特殊環(huán)境和系統(tǒng)要求, 對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信提出了以下要求: 快速的實(shí)時(shí)響應(yīng), 即變電站自動(dòng)化系統(tǒng)要求及時(shí)地傳輸現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和操作控制信息, 在電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)系統(tǒng)都有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性指標(biāo), 網(wǎng)絡(luò)必須很好地保證數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性;高可靠性和抗干擾性, 即變電站內(nèi)通信環(huán)境惡劣, 干擾嚴(yán)重, 網(wǎng)絡(luò)的故障和非正常工作會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。因此, 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)必須保證很高的可靠性。
1.通信在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用
通信技術(shù)的發(fā)展使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)較以往控制模式產(chǎn)生了巨大的變化，由早期集中式微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展為分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到：（1）實(shí)現(xiàn)變電站無人值班或少人值班。（2）不僅完成變電站遙控、遙調(diào)、遙信、遙測(cè)的功能，而且主站可以通過通道傳送圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遙視功能。（3）數(shù)據(jù)傳輸更快，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。（4）系統(tǒng)工作可靠性高，間隔層與變電站層只通過通信網(wǎng)連接，任一層設(shè)備故障，不影響其它設(shè)備正常運(yùn)行。（5）靈活性高，網(wǎng)上增加或減少觸點(diǎn)非常方便。
由于數(shù)據(jù)通信在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的重要性，經(jīng)濟(jì)可靠的數(shù)據(jù)通信成為系統(tǒng)的技術(shù)核心，而由于變電站的特殊環(huán)境和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，使變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)和要求：（1）快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要及時(shí)地傳輸現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和操作控制信息，在電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送都有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性指標(biāo)，因此網(wǎng)絡(luò)必須很好地保證數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性。（2）很高的抗干擾性能及可靠性。變電站內(nèi)通信環(huán)境惡劣，干擾嚴(yán)重，而電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的故障和非正常工作會(huì)影響整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)得通信子系統(tǒng)必須保證很高的可靠性[2]。
2.通信網(wǎng)絡(luò)的性能要求及結(jié)構(gòu)模式
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)是影響整個(gè)系統(tǒng)性能的重要因素。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性要求很高；另外，由于分期建設(shè)、設(shè)備改造、功能升級(jí)等原因，通信網(wǎng)絡(luò)還必須具備很好的兼容性、開放性和靈活性。在1997年8月國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議上，WG34.03工作組提出了變電站站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)間要求：(1)設(shè)備層和間隔層之間、間隔層內(nèi)各設(shè)備之間、間隔層各間隔單元之間為100ms；(2)間隔層和變電站層之間為10000ms；(3)變電站層各設(shè)備之間、變電站和控制中心之間為1000ms；(4)各層之間的數(shù)據(jù)流峰值為：設(shè)備層和間隔層之間數(shù)據(jù)流大概為250 kb/s，取決于模擬量的采樣速度，間隔層各單元之間數(shù)據(jù)流約為60 kb/s或130 kb/s，取決于是否采用分布母線保護(hù)；間隔層和變電站層之間及其他鏈路之間數(shù)據(jù)流大概在100 kb/s及以下。
長(zhǎng)期以來變電站自動(dòng)化的通信較多地采用串行總線，近年來現(xiàn)場(chǎng)總線在變電站自動(dòng)化通信中的應(yīng)用取得了巨大的成功。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般是基于以太網(wǎng)／總線的分層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通信技術(shù)主要有RS-422/485、CAN總線、LonWorks網(wǎng)、以太網(wǎng)等。隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的進(jìn)步，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和體系開放性成為發(fā)展的趨勢(shì)，以太網(wǎng)技術(shù)正被引入變電站自動(dòng)化系統(tǒng)過程層的采集、測(cè)量單元和間隔層的保護(hù)、控制單元中，構(gòu)成基于以太網(wǎng)的分層式變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其是嵌入式以太網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛[3]。
3．網(wǎng)絡(luò)通信體系及報(bào)文分類
IEC TC57 按照變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所要完成的測(cè)量、控制和保護(hù)三大功能從邏輯上將系統(tǒng)分為3層，即變電站層、間隔層和過程層，并定義了9 種邏輯接口。如下圖1 所示：④⑤用于過程層和間隔層之間通信，①③⑥⑨用于間隔層內(nèi)部及與變電站層的通信，⑧是間隔層之間通信。對(duì)于該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，決不是短期內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)的，它需要電力一次、二次設(shè)備生產(chǎn)商共同努力才能實(shí)現(xiàn)。針對(duì)目前的情況，一次設(shè)備的智能化雖然已有學(xué)者開展研究，但還沒有帶網(wǎng)絡(luò)接口的產(chǎn)品出現(xiàn)，所以建議采用兩種漸進(jìn)的方式，首先過程層仍采用硬線連接，而間隔和廠站采用以太網(wǎng)通信，另外可在一次設(shè)備和二次設(shè)備之間加入智能I/O 單元，來實(shí)現(xiàn)接口④⑤[4]。
變電站層①③⑥⑨⑧間隔層間隔層間隔層④⑤④⑤④⑤過程層過程層過程層
圖1 基于以太網(wǎng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
定義了7 種類型報(bào)文，即：快速報(bào)文、中速報(bào)文、低速報(bào)文、原始數(shù)據(jù)報(bào)文、文件傳輸報(bào)文、時(shí)間同步報(bào)文和具有訪問控制的命令報(bào)文。通過分析和研究，筆者從時(shí)域的角度，把上述變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中7 種類型的報(bào)文分為3 種類型通信：周期性通信、隨機(jī)性通信、突發(fā)性通信。（1）周期性通信原始數(shù)據(jù)報(bào)文屬于周期性通信，主要是過程層通過接口④，周期性地向間隔層傳遞過程采樣數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)定采樣頻率的不同，傳輸一般要求在3ms 或10ms 內(nèi)完成。（2）隨機(jī)性通信低速報(bào)文、文件傳輸報(bào)文、時(shí)間同步報(bào)文和具有訪問控制的命令報(bào)文屬于隨機(jī)性通信，這類通信一般符合負(fù)指數(shù)分布，傳送報(bào)文的數(shù)據(jù)量大，但時(shí)間稍寬松。（3）突發(fā)性通信快速報(bào)文、中速報(bào)文屬于突發(fā)性通信，報(bào)文數(shù)量少，但時(shí)限要求高。
4.通信控制器模式
通信控制器模式又稱為4層模式，在這種模式中變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)共分為4個(gè)層次：過程層、間隔層、通信控制層、變電站層，如圖2所示。在四層結(jié)構(gòu)中，變電站層和通信控制層一般采用以太網(wǎng)通信，過程層和間隔層采用RS-422/485、CAN總線、LonWorks網(wǎng)。這種結(jié)構(gòu)通過通信控制器可以快速實(shí)現(xiàn)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信，成本較低，早期應(yīng)用非常廣泛，目前仍在許多低壓變電站和少量220 kV及以上高壓變電站當(dāng)中應(yīng)用[5]。但是當(dāng)間隔層設(shè)備較多時(shí)通信控制器就會(huì)成為影響系統(tǒng)性能的瓶頸，雖然可以通過雙通信控制器來改善，仍然難以克服通信故障率增加、效率降低等問題。監(jiān)控機(jī)1站控層監(jiān)控機(jī)2 監(jiān)控機(jī)m...遠(yuǎn)方調(diào)度以太網(wǎng)通信控制層值班通信控制器備用通信控制器RS232、RS485或現(xiàn)場(chǎng)總線間隔層智能電子裝（IED）...智能電子裝置（IED)過程層一次設(shè)備
圖2通信控制器結(jié)構(gòu)框圖
4.1 嵌入式以太網(wǎng)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用模式[6] 嵌入式以太網(wǎng)作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò), 有2 種應(yīng)用模式:①每個(gè)智能電子裝置(IED)配置1個(gè)嵌入式以太網(wǎng)接口,每個(gè)IED作為一個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)直接連到以太網(wǎng)上;②幾個(gè)IED通過RS485,MODBUS 或現(xiàn)場(chǎng)總線等方式連在一起,然后用嵌入式以太網(wǎng)接口作為一個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連到以太網(wǎng)上。從國(guó)外的應(yīng)用情況來看, 這2種應(yīng)用模式分別以GE 公司的GESA系統(tǒng)和GE-Harris 公司的PowerComm 系統(tǒng)為代表。在選擇嵌入式以太網(wǎng)應(yīng)用模式時(shí), 本文主要考慮了如下因素:①超高壓變電站系統(tǒng)的二次系統(tǒng)一般都是基于間隔(bay)設(shè)計(jì)的;②超高壓變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)的可靠性要求很高, 要求可方便地構(gòu)成雙網(wǎng)結(jié)構(gòu);③成本問題;④產(chǎn)品向下兼容性問題。基于以上考慮, 本文提出了以太網(wǎng)與LonWork s現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的方案。如圖3所示。
變電站層后臺(tái)機(jī)工程師站遠(yuǎn)方機(jī)10Mbit/s以太網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)1 10Mbit/s以太網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)210Mbit/s以太網(wǎng)錄波網(wǎng) 間隔層測(cè)量單元1...測(cè)量單元n設(shè)備層裝置11...1間隔層裝置1n...裝置n1...間隔層n裝置nn 圖3 以太網(wǎng)與LonWorks 網(wǎng)相結(jié)合的系統(tǒng)方案配置
以間隔為單元, 將站內(nèi)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)為2 層, 間隔以上用10Mbit/s嵌入式以太網(wǎng)構(gòu)成站內(nèi)通信的主干網(wǎng)絡(luò), 該網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)后臺(tái)機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)等PC 機(jī)和各間隔進(jìn)行通信。在間隔內(nèi)部用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線把各保護(hù)裝置連在一起。LonWorks網(wǎng)上的信息通過間隔層的測(cè)控單元上傳到主干網(wǎng)上。測(cè)控單元是整個(gè)方案的核心和關(guān)鍵。測(cè)控單元完成兩大功能: 通信功能和測(cè)控功能。這種方案實(shí)際上將嵌入式以太網(wǎng)與LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合, 發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。底層的各種保護(hù)設(shè)備可不做任何改動(dòng), 保持了產(chǎn)品的向下兼容性。
新型通信網(wǎng)絡(luò)與CSC2000系統(tǒng)原有網(wǎng)絡(luò)相比,具有以下一些優(yōu)點(diǎn):①網(wǎng)絡(luò)帶寬資源大大增加;②故障錄波數(shù)據(jù)上傳速度大大加快;③易于與PC機(jī)接口;④易于與廣域網(wǎng)相連。
5.通信網(wǎng)絡(luò)方案選擇[7] 網(wǎng)絡(luò)通信方案是構(gòu)成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，由于變電站的特殊環(huán)境和自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，并且受到性能、價(jià)格、硬件、軟件、用戶策略等諸多因素的影響，其通信網(wǎng)絡(luò)方案的選擇很難一概而論，不同類型的變電站對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)有不同的要求，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信方案選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列基本原則：通信網(wǎng)絡(luò)具有合理的分層式結(jié)構(gòu)；各層之間和層內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞?；高可靠性和快速?shí)時(shí)響應(yīng)能力；優(yōu)良的電磁兼容性能?；谝陨匣驹瓌t，給出電壓等級(jí)和復(fù)雜程度不同的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)方案。
(1)低壓變電站通信網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于35 kV變電站和110kV的終端變電站可采用RS-422/485的總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；若規(guī)模較大時(shí)則應(yīng)考慮選擇CAN總線、LonWorks網(wǎng)等現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。RS-422/485串口傳輸速率在1km內(nèi)可達(dá)100kb/s，RS-422為全雙工，RS-485為半雙工，訪問方式為主從問答式。RS-422/485網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是接點(diǎn)數(shù)目較少，不易實(shí)現(xiàn)多主冗余，通信有瓶頸問題，還有信號(hào)反射、中間節(jié)點(diǎn)問題。
(2)中壓變電站通信網(wǎng)絡(luò)
中型樞紐110kV變電站的多主冗余要求和節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加使RS-422/485難以勝任。CAN總線、LonWorks網(wǎng)一般可以勝任。500 m時(shí)LonWorks網(wǎng)傳輸速率可達(dá)1 Mb/s，LonWorks網(wǎng)在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)異常時(shí)可使該節(jié)點(diǎn)自動(dòng)脫網(wǎng)，媒介訪問方式LonWorks網(wǎng)為載波監(jiān)聽多路訪問/沖撞檢測(cè)(CSMA/CD)方式，內(nèi)部通信遵循Lon Talk協(xié)議，LonWorks網(wǎng)為無源網(wǎng)絡(luò)，脈沖變壓器隔離，抗電磁干擾能力很強(qiáng)，重要信息有優(yōu)先級(jí)。CAN總線是是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖，在小于40 m時(shí)通信速率可達(dá)l Mb/s。
CAN總線的一大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿足工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求，8字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過長(zhǎng)，保證了數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性。
(3)高壓及超高壓變電站通信網(wǎng)絡(luò)
220kv及以上變電站節(jié)點(diǎn)數(shù)目多，站內(nèi)分布成百上千個(gè)CPU，數(shù)據(jù)信息流大，對(duì)速率指標(biāo)要求高(要求速率130kb/s)，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、帶寬和時(shí)間同步指標(biāo)會(huì)力不從心，應(yīng)當(dāng)考慮基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用CSMA/CD介質(zhì)訪問方式，物理層和鏈路層遵循IEEE802.3協(xié)議，應(yīng)用層采用TCP／IP協(xié)議,傳輸速率高達(dá)10Mb/s，可容納1024個(gè)節(jié)點(diǎn)，距離可達(dá)2.5km。
由以上分析可見，具體采用何種方案應(yīng)當(dāng)在遵循有關(guān)基本原則的基礎(chǔ)上根據(jù)變電站的電壓等級(jí)、具體情況、成本等因素綜合考慮。
6.結(jié)論
在設(shè)計(jì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)方案的過程中，應(yīng)遵循變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本原則，結(jié)合實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信技術(shù)，針對(duì)不同電壓等級(jí)和復(fù)雜程度的變電站有著不同的解決方案。在本文中提到基于嵌入式以太網(wǎng)的變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)。這也是未來發(fā)展的趨勢(shì)，為了實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)更好的開放性、魯棒性和互操作性，對(duì)基于嵌入式以太網(wǎng)的變電站自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)和實(shí)時(shí)性等問題需要重點(diǎn)考慮。
7.文獻(xiàn)資料
[1]王晨皓.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其在變電站自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].河科學(xué),2004,22(6):859-862.[2]李靜,于文斌.以太網(wǎng)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2006,7.[3]任雁銘,操豐梅,秦立軍等.基于嵌入式以太網(wǎng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,200l,25(17):36-38．
[4]孫軍平,盛萬興等.新一代變電站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2003,3(23):16-19.[5]王海峰,丁杰．對(duì)變電站內(nèi)若干網(wǎng)絡(luò)通信問題的探討[J].電網(wǎng)技術(shù),2004,28(24)：65-68,73．
[6]任雁銘,秦立軍,楊奇遜.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中內(nèi)部通信網(wǎng)的研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2000, 24(5).[7]王飛,劉洪才,潘立冬.分層式結(jié)構(gòu)變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)研究綜述[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2007,34(1):22-25.
第三篇：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)研究
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
劉欣宇
（開灤荊各莊礦業(yè)公司
河北唐山
063026）
摘要
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也得到高速發(fā)展。變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)，對(duì)變電站內(nèi)的二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障濾波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。它的出現(xiàn)為變電站的小型化、智能化、擴(kuò)大設(shè)備的監(jiān)控范圍、提高變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了現(xiàn)代化的手段和基礎(chǔ)保證。它的運(yùn)用取代了運(yùn)行工作中的各種人工作業(yè)，從而提高了變電站的運(yùn)行管理水平。
【關(guān)鍵詞】
自動(dòng)化
優(yōu)化設(shè)計(jì)
智能化
第一章、緒
論
變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)實(shí)際上是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)，對(duì)變電站內(nèi)的二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障濾波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動(dòng)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(dòng)化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡(jiǎn)化了變電站二次接線。1.1發(fā)展變電站綜合自動(dòng)化的必要性及意義
變電站作為整個(gè)電網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著電能傳輸、分配的監(jiān)測(cè)、控制和管理的任務(wù)。變電站的繼電保護(hù)、監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)是保證上述任務(wù)完成的基礎(chǔ)，變電站自動(dòng)化是電網(wǎng)自動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。另外，隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新增大量的發(fā)電廠和變電站，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，這樣就要求各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度值班人員掌握、管理、控制的信息量也大量增長(zhǎng)，電網(wǎng)故障處理和恢復(fù)卻要求更為迅速和準(zhǔn)確，發(fā)展變電站綜合自動(dòng)化已經(jīng)是大事所趨，作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，它應(yīng)確保實(shí)現(xiàn)以下要求；
（1）實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)故障，盡快隔離故障部分。
（2）采集變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，對(duì)變電站運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、計(jì)量和控制。
（3）采集一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，供維護(hù)一次設(shè)備參考。（4）實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制。（5）確保通信要求。1.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)狀況
現(xiàn)有的變電站有三種形式：第一種是傳統(tǒng)的變電站；第二種是部分實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理、具有一定自動(dòng)化水平的變電站；第三種是全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化變電站。我國(guó)是從20世紀(jì)60年代開始研制變電站自動(dòng)化技術(shù)，到70年代初，先后研制出了電氣集中控制裝置和集保護(hù)、控制、信號(hào)為一體的裝置。具有代表性的有：北京四方公司的CSC2000系列綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、南京南瑞集團(tuán)公司的BSJ—2200計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、上海惠安PC2000變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、南京南瑞繼電保護(hù)電氣有限公司的RCS—9000系列綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等。
目前變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用范圍，由電力系統(tǒng)的主干網(wǎng)、城市供電網(wǎng)、農(nóng)村供電網(wǎng)擴(kuò)展到企業(yè)供電網(wǎng)；其電壓等級(jí)，由當(dāng)初的35—110KV變電站，向上擴(kuò)展到200—500KV變電站，向下延伸到10KV乃至0.4KV配電網(wǎng)絡(luò)，幾乎覆蓋到全部供電網(wǎng)絡(luò)。其技術(shù)涉及到自動(dòng)控制、遠(yuǎn)動(dòng)、通信、繼電保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、在線監(jiān)測(cè)、信號(hào)及控制等二次系統(tǒng)。
第二章、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
自1987年我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)已得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)體系也不斷完善，技術(shù)日趨成熟。2.1變電站綜合自動(dòng)化的體系結(jié)構(gòu)
變電站綜合自動(dòng)化采用自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站二次 系統(tǒng)的部分或全部功能。為達(dá)到這一目的，滿足電網(wǎng)運(yùn)行對(duì)變電站的要求，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
調(diào)度控制中心變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信控制管理直流電源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制電氣計(jì)算自動(dòng)裝置繼電保護(hù)輔助設(shè)施系統(tǒng)電量和非電量檢測(cè)開關(guān)量信號(hào)采集操作控制線路保護(hù)主變和電容器保護(hù)母線保護(hù)圖1 變電站綜合自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)圖
“數(shù)據(jù)采集和控制”、“繼電保護(hù)”、“直流電源系統(tǒng)”三大塊構(gòu)成變電站自動(dòng)化基礎(chǔ)?！巴ㄐ趴刂乒芾怼笔菢蛄海?lián)系變電站內(nèi)部各部分之間、變電站與調(diào)度控制中心之間使其相互交換數(shù)據(jù)?！白冸娬局饔?jì)算機(jī)系統(tǒng)”對(duì)整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制，并向運(yùn)行人員提供變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)、接線圖、表格等畫面，使運(yùn)行人員可遠(yuǎn)方控制斷路器分、合閘操作?！巴ㄐ趴刂乒芾怼边B接系統(tǒng)各部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)和命令傳遞，并對(duì)這一過程進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制。2.2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三種。本次優(yōu)化設(shè)計(jì)采用的是分布分散式結(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。分布分散式結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
打印機(jī)運(yùn)行工作站以太網(wǎng)電網(wǎng)調(diào)度中心操作控制中心通信控制器現(xiàn)場(chǎng)總線保護(hù)測(cè)控單元1#保護(hù)測(cè)控單元公用信號(hào)單元保護(hù)測(cè)控單元1#保護(hù)測(cè)控單元圖2 分布分散式系統(tǒng)框圖分布分散式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有；
（1）間隔級(jí)控制單元的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化使系統(tǒng)適用率較高。（2）包含間隔級(jí)功能的單元直接定位在變電站的間隔上。（3）邏輯連接到組態(tài)指示均可由軟件控制。
（4）簡(jiǎn)化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。（5）簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備之間的連線，節(jié)省了大量連接電纜。（6）分布分散式結(jié)構(gòu)可靠性高、組態(tài)靈活、檢修方便。2.3變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)所具有的功能
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，本次所設(shè)計(jì)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)具有以下主要功能：
一、監(jiān)控子系統(tǒng)的功能
監(jiān)控子系統(tǒng)取代了常規(guī)的測(cè)量系統(tǒng)，取代針式儀表；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報(bào)警、中央信號(hào)、光字牌等；取代常規(guī)的運(yùn)動(dòng)裝置等等。監(jiān)控子系統(tǒng)功能有： 1.數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集有兩種。一種是變電站原始數(shù)據(jù)采集。原始數(shù)據(jù)直接來自一次設(shè)備，如：電壓互感器、電流互感器的電壓和電流信號(hào)、變壓器溫度以及斷路器的輔助接點(diǎn)、一次設(shè)備狀態(tài)信號(hào)。變電站原始數(shù)據(jù)包括模擬量和開關(guān)量。另一種是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集，典型的如：電能量數(shù)據(jù)、直流母線電壓信號(hào)、保護(hù)信號(hào)等。
2.數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù)
監(jiān)控子系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并不斷更新來自I/O單元及通信接口的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行報(bào)表數(shù)據(jù)。3.順序事件記錄及事故追憶
順序事件記錄包括；斷路器跳合閘記錄，保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作順序記錄，斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭等操 作順序記錄，模擬輸入信號(hào)超出正常范圍等。事故追憶功能，追憶范圍為事故前1分鐘到事故后2分鐘的所有相關(guān)模擬量值，采樣周期與實(shí)時(shí)系統(tǒng)采樣周期一致。4.故障記錄 5.操作控制功能
變電站運(yùn)行人員可通過CRT屏幕對(duì)斷路器、允許遠(yuǎn)方電動(dòng)操作操作的隔離開關(guān)和接地開關(guān)進(jìn)行分、合操作；對(duì)變壓器及站用變壓器分接頭位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行投、切控制，為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，保留人工直接跳、合閘方式，即操作控制有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。6.安全監(jiān)視功能
監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對(duì)采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等量要不斷進(jìn)行超限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)超限，立刻發(fā)出告警，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外，還監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自控裝置是否正常。7.人機(jī)聯(lián)系功能
（1）CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤是人機(jī)聯(lián)系的橋梁。（2）CRT顯示畫面，實(shí)時(shí)顯示各種技術(shù)數(shù)據(jù)。
（3）輸入數(shù)據(jù)，指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護(hù)定值和越限報(bào)警定值、自動(dòng)控制裝置的設(shè)定值、運(yùn)行人員密碼等。
8.打印功能 9.在線計(jì)算及制表功能 10.運(yùn)行管理功能
運(yùn)行管理功能包括：運(yùn)行操作指導(dǎo)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理、操作票開列、模擬操作、運(yùn)行記錄及交接班記錄等。
二、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能
微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主要設(shè)備和輸電線路的全套保護(hù)：高壓輸電線路保護(hù)和后備保護(hù)；變壓器的主保護(hù)、后備保護(hù)；母線保護(hù)；低壓配電線路保護(hù)；無功補(bǔ)償裝置保護(hù)；所用變壓器保護(hù)等。
各保護(hù)單元，除具備獨(dú)立、完整的保護(hù)功能外，還具有以下附加功能：
1.具有事件記錄功能。2.具有與系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能。3.具有存儲(chǔ)多種保護(hù)定值功能。4.具備就地人機(jī)接口功能。5.具備通信功能。6.具備故障自診斷功能。
7.具有滿足保護(hù)裝置的快速性、選擇性和靈活性要求。
第三章、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
本設(shè)計(jì)采用RCS—9600系列分布變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，此系統(tǒng)是南瑞繼保電氣有限公司為適應(yīng)變電站綜合自動(dòng)化的需要，在總結(jié)多年從事變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)、研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用新 技術(shù)、新規(guī)約推出的新一代集保護(hù)、測(cè)控功能于一體的新型變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。實(shí)用于高壓和超高壓等級(jí)變電站，滿足35—500KV各種電壓等級(jí)變電站綜合自動(dòng)化需要。3.1 RCS—9600系統(tǒng)構(gòu)成
RCS—9600綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體分三層，即變電站層、通信層、間隔層，硬件主要由保護(hù)測(cè)控單元、通信控制單元和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖
3、圖4所示
工作站1#打印機(jī)1#工作站2#打印機(jī)2#以太網(wǎng)通信控制器調(diào)度通信現(xiàn)場(chǎng)總線硬件對(duì)時(shí)通信控制器保護(hù)測(cè)控單元電流、電壓開關(guān)信保護(hù)測(cè)控單元電流、電壓開關(guān)信保護(hù)測(cè)控單元電流、電壓開關(guān)信保護(hù)測(cè)控單元電流、電壓開關(guān)信圖3 RCS—9600系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)打印機(jī)五防工作站以太網(wǎng)電網(wǎng)調(diào)度中心操作控制中心通信控制器保護(hù)測(cè)控單元1#保護(hù)測(cè)控單元公用單元保護(hù)測(cè)控單元1#保護(hù)測(cè)控單元圖4 9600系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖23.2 RCS—9600后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)一、硬件部分
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用雙機(jī)配置，其中兩個(gè)工作站用于變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控，相互備用。主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過兩臺(tái)通信控制器與變電站內(nèi)的保護(hù)、測(cè)量相連接，實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)采集和控制，兩臺(tái)通信控制器互為備用，任一臺(tái)出現(xiàn)故障，可自動(dòng)切換，接替故障設(shè)備工作。圖
3、圖4兩種配置軟硬件平臺(tái)完全一樣。用戶可隨著變電站規(guī)模的擴(kuò)大，逐步發(fā)展擴(kuò)充原有系統(tǒng)。保護(hù)測(cè)控單元是硬件的主要部分，保護(hù)單元主要有交流插件、CPU插件、繼電器出口回路、顯示面板和電源及開入插件等模塊構(gòu)成。RCS—9600系列保護(hù)測(cè)控單元硬件典型結(jié)構(gòu)如圖5所示。
通信接口液晶顯示面板交流插件板板出口繼電器板交流電壓 輸入交流電流 輸入控制電源手動(dòng)操作去跳合閘線圈電源與開入板直流電源空接點(diǎn)信號(hào)輸入
圖5 保護(hù)測(cè)控單元硬件結(jié)構(gòu)框圖
二、軟件部分
軟件部分包括WingdowsNT/2000操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、畫面編輯和應(yīng)用軟件等幾個(gè)部分，如圖6所示。
數(shù)據(jù)庫(kù)生成器前置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù) 保 護(hù) 操作票歷史數(shù)據(jù)庫(kù)事件庫(kù)事故追憶庫(kù)濾波數(shù)據(jù)庫(kù) 畫 面 畫面庫(kù)報(bào)表曲線報(bào)警事件事故追憶濾波畫面編輯器
圖6 監(jiān)空控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖
軟件平臺(tái)為WingdowsNT/2000操作系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)庫(kù)ANSI標(biāo)準(zhǔn)SQL接口，適用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分布網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用面向?qū)?象的VC++語言編程，系統(tǒng)具有廣泛的實(shí)用性和可移植性。三.保護(hù)測(cè)控單元裝置
RCS—9600系列保護(hù)測(cè)控單元主要有：電源自投保護(hù)測(cè)控單元、變壓器保護(hù)測(cè)控單元、線路保護(hù)測(cè)控單元、公用信號(hào)測(cè)控單元、通信控制單元等組成，完全可以滿足整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的各類保護(hù)需要。電源自投保護(hù)裝置適用于圖
7、圖8兩種連接方式，假定兩臺(tái)主變壓器分列運(yùn)行或一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。
（1）若正常運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)主變壓器帶兩段母線并列運(yùn)行，另一臺(tái)備用，采用進(jìn)線（變壓器）備自投；若正常運(yùn)行時(shí)，兩段母線分列運(yùn)行，每臺(tái)主變壓器各帶一段母線，兩段母線互為備用，采用分段備自投。
（2）若正常運(yùn)行時(shí)，一條進(jìn)線帶兩段母線并列運(yùn)行，采用進(jìn)線備自投；若正常運(yùn)行時(shí)，兩段母線分列運(yùn)行，每條進(jìn)線帶一段母線，兩段母線互為備用，采用分段備自投。
號(hào)主變號(hào)主變
圖7 備自投接線方式1
號(hào)進(jìn)線號(hào)進(jìn)線
圖8備自投接線方式2 以上是電源自投保護(hù)測(cè)控單元控制原理，其他保護(hù)單元在此不做詳細(xì)敘述。
第四章、結(jié) 束 語
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)將得到更快的發(fā)展。未來的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)也將更完善成熟，逐步實(shí)現(xiàn)變電站的小型化、智能化、無人職守化、提高變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；提高變電站的運(yùn)行管理水平，更好的服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
【1】王遠(yuǎn)章、徐繼民等，《變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)與運(yùn)行維護(hù)》.第一版.北京.中國(guó)電力出版社、2004.9 【2】鄭文波、陽憲惠等，《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)綜述》第一版.北京.機(jī)械與電子出版社.1997 【3】胡穗延.《全礦井綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)》，第一版、北京、清華大學(xué)出版社、1998 【4】祝龍記、王汝琳等，《變電站分布式智能控制系統(tǒng)》.第一版.北京.工礦自動(dòng)化.2003 【5】張全元.《工廠供電》.第一版.北京.機(jī)械與電子出版社.2003
作者簡(jiǎn)介：姓名：劉欣宇，性別：男，29歲，荊各莊礦業(yè)公司機(jī)運(yùn)隊(duì)機(jī)電副隊(duì)長(zhǎng)，電氣助理工程師。
第四篇：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(dòng)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(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、查詢傳送方式、中斷控制輸入/輸出方式和直接存儲(chǔ)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(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：
（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?。?）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。
第五篇：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：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(dòng)化》，是電氣工程及其自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(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
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