第一篇：變電站綜合自動化系統(tǒng)教案

第七章

變電站綜合自動化系統(tǒng)

第一節(jié)

變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

1)因此，變電站綜合自動化是自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。

2)只有通過變電站自動化系統(tǒng)才能向電力系統(tǒng)的調(diào)度中心提供完整和可靠的信息，調(diào)度中心才能了解和掌握電力系統(tǒng)實時的運行狀態(tài)。同時，調(diào)度中心對電力系統(tǒng)要下發(fā)各種遠方控制命令，這些命令只有通過變電站的自動化裝置才能最終完成。也可以說沒有一個完整、先進、可靠的基礎(chǔ)自動化就不可能實現(xiàn)一個高水平的電網(wǎng)調(diào)度自動化。

3)變電站綜合自動化系統(tǒng)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、自動裝置和遠動裝置）等經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計。

4)微機保護代替常規(guī)的繼電保護屏，改變了常規(guī)繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。

5)變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運行，取代了常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表、常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏。6)變電站綜合自動化系統(tǒng)具有功能自動化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化等特征。

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7)它的應(yīng)用為變電所無人值班提供了強有力的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控支持。8)其主要功能為：①對變電所所管轄的配電網(wǎng)實行監(jiān)視和自動操作，如通過投切配電網(wǎng)中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)，切除故障或者調(diào)整功率分布。②在系統(tǒng)頻率下降時，切除負荷，或在電壓變動時自動投切電容器或者調(diào)節(jié)變壓器的分接頭，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓和無功，提高供電質(zhì)量。③通過對負荷的直接控制來調(diào)節(jié)負荷曲線和保持電能的供需平衡。

9)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)和變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性體現(xiàn)：

1、傳統(tǒng)的變電站大多數(shù)采用常規(guī)設(shè)備。尤其是二次設(shè)備中的繼電保護和自動裝置、遠動裝置等，采用了電磁式或是晶體管形式，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性不高，本身沒有故障自檢功能，因此不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求。

2、調(diào)節(jié)電壓。電能質(zhì)量逐漸的引起人們的關(guān)注，但是傳統(tǒng)的變電站，大多數(shù)都不具備調(diào)節(jié)電壓的手段，至于諧波污染造成的危害，還沒有引起足夠重視，更沒有采取足夠的措施，且缺乏科學(xué)的電能質(zhì)量考核辦法，不能滿足目前發(fā)展的電力市場需求。

3、占地面積。傳統(tǒng)的變電站和和二次設(shè)備大多采用電磁式和晶體管式，體積大、笨重，因此主控制室、繼電保護室占地面積大，增大了征地投資。實現(xiàn)變電站綜合自動化就會減少占地面積，對國家目前和長遠利益是很有意義的。

4、“四遙”信息。傳統(tǒng)的變電站不能滿足向調(diào)度中心及時提供運行參數(shù)的要求，于是就不能適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計算和實時控制的要求。綜合自動化系統(tǒng)能夠和上級的調(diào)度中心實現(xiàn)信息共享，可以將現(xiàn)場的“四遙”信息及時準確地傳遞到

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調(diào)度中心。因此，可以提高電力系統(tǒng)的運行和管理水平。

第二節(jié)

變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能

變電站綜合自動化系統(tǒng)是多專業(yè)性的綜合技術(shù)，它以微型計算機為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了電站傳統(tǒng)的繼電保護、控制方式、測量手段、通信和管理模式的全面技術(shù)改造。國際大電網(wǎng)會議WG34.03工作組在研究變電站時，分析了變電站自動化需完成的功能大概有63種，歸納起來可以分為以下幾個功能組：①控制、監(jiān)視功能；②自動控制功能；③測量表計功能；④繼電保護功能；⑥與繼電保護有關(guān)功能；⑥接口功能；⑦系統(tǒng)功能。

結(jié)合這五個不同的功能組，我們將系統(tǒng)自動化的基本功能體現(xiàn)在下面的五個子系統(tǒng)中。

一、監(jiān)控子功能

變電站的監(jiān)控子功能可以分為以下兩個部分。

上位機的監(jiān)視和控制功能以及下位機的監(jiān)視和控制功能。下位機的監(jiān)控功能主要包括電能量、母線電壓和電流U、I和開關(guān)量的采集、故障錄波等功能。上位機主要包含有人機界面和人機對話的功能，通信聯(lián)絡(luò)功能。

（一）數(shù)據(jù)采集

變電站的數(shù)據(jù)包括：模擬量、開關(guān)量和電能量

（1）模擬量的采集。變電站需采集的模擬量有：各段母線的電壓、線路電壓、電流有功功率、無功功率，主變壓器電流、有功功率和無功功率，電容器的-162-

電流、無功功率，饋線電流、電壓、功率以及頻率、相位、功率因數(shù)等。此外，模擬量還有主變壓器的油溫，直流電源電壓、站用變壓器電壓等。

（2）開關(guān)量的采集。變電站的開關(guān)量有：斷路器的狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置、同期檢測狀態(tài)。繼電保護動作信號、運行告警信號等這些信號都以開關(guān)量的形式，通過光電隔離電路輸入到計算機。對于斷路器的狀態(tài)，我們通常采用中斷輸入方式和快速掃描方式，以保證對斷路器變位的采樣分辨率能在5ms之內(nèi)。對于給定開關(guān)狀態(tài)和分接頭位置等開關(guān)信號，可以用定期查詢的方式讀取。

（3）電能計量。電能計量即指對電能量（包括有功電能和無功電能）的采集。對電能的采集可以采用不同的方式。一種就是根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的各種不同的數(shù)據(jù)通過軟件的方法進行不同的計算，得出有功電能和無功電能。這種方法不需要進行硬件的投資，但是作為實際的電能計費的方式，還不為大家所接受。另外的方法就是采用微機型電能計量儀表。這種儀表采用單片機和集成電路構(gòu)成，通過采樣數(shù)據(jù)進行有功電能和無功電能的計算。因為這種裝置是專門為電能計算設(shè)計的，因此，可以保證計量的準確度。這種微機型的電能計量儀表是今后電能計量的發(fā)展方向。

（二）事件順序記錄（SOE）

事件順序記錄SOE（Sequence of Events）包括斷路器合閘記錄、保護動作順序記錄。微機保護或監(jiān)控系統(tǒng)采集環(huán)節(jié)必須有足夠的內(nèi)存，能存放足夠數(shù)量或足夠廠時間的時間順序記錄，確保當(dāng)后臺監(jiān)控系統(tǒng)或遠方幾種控制主站通信中斷

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時，不會丟失事件的信息，并記錄事件發(fā)生的時間（應(yīng)該精確到毫秒級）。

（三）故障記錄、故障錄波和測距

（1）故障錄波與測距。110KV及以上的重要輸電線路距離廠、發(fā)生故障的影響大。必須盡快查找故障點，以縮短修復(fù)時間，盡快恢復(fù)供電，減小損失。設(shè)置故障錄波和各種測距是解決此問題的最好途徑。變電站的故障錄波和測距可采用兩種方法實現(xiàn)，一是由微機保護裝置兼作故障記錄和測距，在將記錄和測距結(jié)果送監(jiān)控機存儲和打印輸出或是直接送調(diào)度主站，這種方法可節(jié)約投資，減小硬件投資，但故障記錄的數(shù)量有限；另外的方法就是采用專門的微機故障錄波器，并且故障錄波器應(yīng)具有串行通信功能，可以與監(jiān)視系統(tǒng)通信。

（2）故障記錄。35 KV、10 KV、6 KV的配電線路很少專門設(shè)置故障錄波器，為了分析故障的方便，可以設(shè)置簡單故障記錄功能。

故障記錄功能是記錄繼電保護動作前后與故障有關(guān)的電流量和母線電壓，故障記錄量的選擇可以按照以下的原則：

對于大量中、低壓變電站，沒有配備專門的故障錄波裝置，而10KV出線數(shù)量大、故障率高，在監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置了故障記錄功能，對分析和掌握情況、判斷保護動作是否正確很有益處。

（四）操作控制功能

無論是無人值班還是少人值班變電站，操作人員都可以通過CRT屏幕對斷路器和隔離開關(guān)（如果允許電動操作的話）進行分、合操作，對變壓器分接頭開關(guān)位置進行調(diào)節(jié)控制，對電容器進行投切控制，同時要能接受遙控操作命令，進行-164-

遠方操作；為防止計算機系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計時，應(yīng)保留人工直接跳閘、合閘的手段。

斷路器應(yīng)該有閉鎖功能，操作閉鎖應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）斷路器操作時，應(yīng)閉鎖自動重合閘裝置。

（2）當(dāng)?shù)剡M行操作和遠方控制操作要互相閉鎖，保證只有一處操作，以免相互干擾。

（3）根據(jù)實時信息，自動實現(xiàn)斷路器與隔離開關(guān)間的閉鎖操作。

（4）無論當(dāng)?shù)夭僮骰蜻h方操作，都應(yīng)有防誤操作的閉鎖措施，即要收到反校驗信號，才執(zhí)行下一項；必須有對象校核、操作性質(zhì)校核和命令執(zhí)行三步，以保證操作的正確性。

（五）安全監(jiān)視功能

監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等量，要不斷進行越限監(jiān)視，如果發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出告警信號，同時記錄和顯示越限時間和越限值，另外，還要監(jiān)視保護裝置是否失電，自動控制裝置工作是否正常等。

（六）人機聯(lián)系功能

（1）CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。變電站采用微機監(jiān)控之后，無論是有人值班還是無人值班的變電站，最大的特點之一是操作人員或調(diào)度員只要面對CRT顯示器的屏幕，通過操作鼠標(biāo)和鍵盤，就可對全站的運行工況和運行參數(shù)一目了然，可對全站的斷路器和隔離開關(guān)等進行分、合操作，徹底改變了傳統(tǒng)依靠指針式儀

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表和依靠模擬屏或操作屏手段的操作方式。

變電站中的這種顯示是和變電站綜合自動化系統(tǒng)的具體功能緊密相連的。CRT的顯示內(nèi)容是變電站中前臺機監(jiān)視、控制和測量等具體功能的人性化體現(xiàn)。在這些可以顯示的內(nèi)容中，包括現(xiàn)場采集的各種數(shù)據(jù)和經(jīng)過后臺計算機計算得到的數(shù)據(jù)：U、I、P、Q、cos?、有功電能、無功電能以及主變壓器溫度T、系統(tǒng)頻率f等，都可以在計算機的屏幕上實時顯示。同時，在潮流等運行參數(shù)的顯示畫面上，應(yīng)顯示出日期和時間。對變電站主接線圖中的斷路器和隔離開關(guān)的位置要與實際狀態(tài)相適應(yīng)。進行對斷路器或隔離開關(guān)的操作時，在CRT的顯示上，對要操作的對象應(yīng)有明顯的標(biāo)記（如閃爍、顏色改變等措施）。各項操作都有漢字提示。

另外，變電站投入運行之后，隨著送電量的改變，保護整定值、越限值等都需要修改，甚至由于負荷的增加，都需要更換原有的設(shè)備，例如更換TA的變化。因此在人機聯(lián)系中，應(yīng)該有良好的人機界面，以供變電站的操作人員對變電站的設(shè)備進行參數(shù)設(shè)定。

特別需要強調(diào)的是，針對無人值班變電站必須設(shè)置有必要的人機聯(lián)系功能，在操作人員進行設(shè)備巡視和檢修時，可以通過液晶顯示器和七段顯示器或者CRT顯示器和便攜式機到站內(nèi)進行操作。

（七）后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計和打印功能

監(jiān)控系統(tǒng)除了完成上述的各項功能外，數(shù)據(jù)處理和記錄也是很重要的環(huán)節(jié)。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。此外，為滿足繼電保護專業(yè)和變-166-

電站管理的需要，必須進行一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其內(nèi)容包括：主變和輸電線路有功和無功功率每天的最大和最小值以及相應(yīng)的時間；母線電壓每天記錄的最高值和最低值以及相應(yīng)的時間；計算受配電電能平衡率；統(tǒng)計斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累積時間；控制操作和修改整定值記錄等。

對數(shù)據(jù)的記錄之后，就可以通過系統(tǒng)的打印機進行數(shù)據(jù)打印，以供變電站管理和歷史存檔。對于無人職守的系統(tǒng)變電站，可以不配備打印機，不設(shè)當(dāng)?shù)卮蛴」δ?，各變電站的運行報表集中在控制中心打印輸出。

二、微機保護子系統(tǒng)

為保證電力系統(tǒng)運行的安全可靠，微機保護通常獨立于監(jiān)控系統(tǒng)，專門負責(zé)系統(tǒng)運行過程中的故障檢測和處理，故要求微機保護具有安全、可靠、準確、快速等性能。低壓配電所的繼電保護比較簡單，有主變瓦斯/差動保護、電流速斷保護、低壓閉鎖過電壓過電流保護等。在低壓配電所中通常被設(shè)置為一個獨立的單元。微機保護在我國已經(jīng)投入運行10多年的歷史，并且越來越受到繼電保護人員和運行人員的普遍歡迎。對微機保護的原理和功能實現(xiàn)不作介紹。

三、無功／電壓控制功能

變電站綜合自動化系統(tǒng)能夠必須具有保證安全可靠供電和提高電能質(zhì)量的自動控制功能。電壓和頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此電壓、無功綜合控制也是變電站綜合自動化的一個重要組成部分。造成電壓下降的主要原因是系統(tǒng)中的無功功率不足和無功功率分布不合理。所以，在變電站內(nèi)，應(yīng)該接有有載調(diào)壓變壓器和控制無功分布的電容器。

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變電站內(nèi)的有載調(diào)壓變壓器和無功補償裝置雖然都能對系統(tǒng)的無功和電壓起到調(diào)節(jié)作用，但是，兩種調(diào)節(jié)方式的作用是不相同的。有載調(diào)壓變壓器可以載帶有負荷的情況下，切換分接頭位置，從而改變變壓器的變比，起到調(diào)節(jié)電壓和降低損耗的作用?？刂茻o功補償電容器的投切，可以改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率的分布，改變功率因數(shù)，減少網(wǎng)絡(luò)損耗和電壓損耗，改善用戶的電壓質(zhì)量。在系統(tǒng)的無功功率嚴重不足的情況下，單純的調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的抽頭，使電網(wǎng)的電壓水平較高，反而使得該地區(qū)的無功功率不足，導(dǎo)致惡性循環(huán)。因此，在系統(tǒng)無功缺乏的情況下，必須調(diào)節(jié)系統(tǒng)的無功功率。總之，在進行無功和電壓的控制時，必須將調(diào)分接頭和電容器的投切兩者結(jié)合起來，進行合理的調(diào)控。才能起到改變電壓水平，又降低網(wǎng)絡(luò)損耗的效果。

電力系統(tǒng)中，電壓和無功的調(diào)控對電網(wǎng)的輸電能力、安全穩(wěn)定運行水平和降低電能損耗有著極大影響。因此，要對電壓和無功功率進行綜合調(diào)控，保證實現(xiàn)電力部門和用戶在內(nèi)的總體運行技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)達到最佳。其具體的調(diào)控目標(biāo)是：

1、維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。

2、保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和適當(dāng)?shù)臒o功平衡。

3、保證在電壓合格的前提下使電能損耗最小。

四、低頻減載功能

電力系統(tǒng)的頻率是電能質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。在系統(tǒng)正常運行時必須維持電網(wǎng)的頻率在50Hz±（0.1～0.2）Hz的范圍內(nèi)。系統(tǒng)頻率不論是偏大還是偏小，-168-

對大量的用電設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備都是十分不利的。因此，在變電站內(nèi)部，裝設(shè)低頻減載系統(tǒng)。低頻減載系統(tǒng)的主要任務(wù)是，在系統(tǒng)發(fā)生故障，有功功率嚴重缺額時，需要切除部分負荷時，應(yīng)盡可能作到有次序、有計劃的切除負荷，并保證所切除的負荷數(shù)量必須合適，以盡量減少切除負荷后所造成的經(jīng)濟損失。

目前，較為常用的兩種方法是：

（1）采用專門的低頻減載裝置實現(xiàn)。這種低頻減載裝置的控制方式在前面的章節(jié)里面已經(jīng)做過介紹。采用不同的低頻減載輪來實現(xiàn)低頻減載功能。

（2）把低頻減載的負荷控制分散裝設(shè)在每回線路的保護裝置中。現(xiàn)在微機保護幾乎都是面向?qū)ο笤O(shè)置的，每回線路都有一套自己的保護設(shè)備。在線路保護裝置中，增加一個測量頻率的環(huán)節(jié)，就可以實現(xiàn)低頻減載的控制功能了。其對每回線路輪次的安排原則同上所述。只要將第n 輪動作的頻率和延時定值事前在某回路的保護裝置中安排好，則該回路便屬于第 n 輪切除的負荷。

五、備用電源自投控制

隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高及家用電器迅速走向千家萬戶，用戶對供電質(zhì)量和供電可靠性的要求日益提高。備用電源自投是保證配電系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要措施。因此，備用電源自投已經(jīng)成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能之一。

備用電源自投裝置的任務(wù)是，當(dāng)電力系統(tǒng)故障或者因為其他的原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備自動投入工作，使原來的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。

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一般來講，變電站的備用電源自投有兩種形式：明備用和暗備用。

第三節(jié)

變電站的基本結(jié)構(gòu)

一、變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本要求

為了達到變電站綜合自動化的總目標(biāo)，自動化系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下要求：（1）變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)能全面代替常規(guī)的二次設(shè)備。綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)集變電站的繼電保護、測量、監(jiān)視、運行控制和通信于一個分級分布式的系統(tǒng)中，此系統(tǒng)由微機保護子系統(tǒng)、測量子系統(tǒng)、各種控制子系統(tǒng)組成。這些系統(tǒng)能代替常規(guī)的機電保護、儀表、中央信號、模擬屏、控制屏和運行控制裝置。

（2）變電站微機保護的軟件和硬件設(shè)置既要和監(jiān)控系統(tǒng)相對獨立，又要相互協(xié)調(diào)。微機保護是綜合自動化系統(tǒng)中較為重要的環(huán)節(jié)，因此軟件和硬件的配置要相對獨立，即在系統(tǒng)運行中，繼電保護的動作、行為僅和保護裝置有關(guān)，不依賴監(jiān)控系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)，保證綜合自動化系統(tǒng)中，任何其他的環(huán)節(jié)故障只是影響局部功能的實現(xiàn)，不影響保護子系統(tǒng)的正常工作。但和監(jiān)控系統(tǒng)要保持緊密的通信聯(lián)系。

（3）微機保護裝置應(yīng)具有串行接口或現(xiàn)場總線接口，向計算機監(jiān)控系統(tǒng)或RTU提供保護動作信息或保護定值等信息。

（4）變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能和配置，應(yīng)該滿足無人值班變電站的要求。系統(tǒng)中無人值班變電站的實施和推廣是一個必然的趨勢，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的四遙裝置不能滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)調(diào)度、管理的要求。因此，變電-170-

站綜合自動化系統(tǒng)不管從硬件或軟件方面考慮，都必須具備和上級調(diào)度通信的能力，必須具有RTU的全部功能，以滿足和促進變電站無人值班的實施。

（5）要有可靠、先進的通信網(wǎng)絡(luò)和合理的通信協(xié)議。

（6）必須保證綜合自動化系統(tǒng)具有較高的可靠性和較強的抗干擾能力。在考慮總體結(jié)構(gòu)時，要主、次分明，對關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，要有一定的冗余。綜合自動化系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)要相對獨立，一旦系統(tǒng)中某個部分出現(xiàn)故障，應(yīng)盡量縮小故障影響的范圍并能盡量盡快修復(fù)故障。為此，各子系統(tǒng)應(yīng)具有獨立的故障診斷、自修復(fù)功能，任何一個部分發(fā)生了故障，應(yīng)通知監(jiān)控主機發(fā)出告警信號，并能迅速將自診斷信息發(fā)送到監(jiān)控中心。

（7）系統(tǒng)的可擴展性和適應(yīng)性要好。在對技術(shù)落后的老變電站進行技術(shù)改造時，變電站自動化設(shè)備應(yīng)能根據(jù)變電站不同的要求，組成不同規(guī)模和不同技術(shù)等級的系統(tǒng)。

（8）系統(tǒng)的標(biāo)準化程度和開放性要好。研究新的產(chǎn)品時，應(yīng)盡量符合國家或部頒標(biāo)準，使系統(tǒng)的開放性能好，也便于系統(tǒng)以后升級。

（9）必須充分利用好數(shù)字通信的優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享應(yīng)該是自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，只有實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，才能簡化自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的重復(fù)，降低造價。

（10）變電站綜合自動化系統(tǒng)是一項技術(shù)密集、涉及面廣、綜合性很強的基礎(chǔ)自動化工程。系統(tǒng)的研究和開發(fā)，必須統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)工作。各個方面要相互配合，避免各自為戰(zhàn)。避免不必要的重復(fù)和相互干擾。

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二、綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動化系統(tǒng)是和計算機技術(shù)、集成電路技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)密切相關(guān)的。隨著這些技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也在不斷的發(fā)生變化，功能和特性也在不斷的提高。從變電站綜合自動化的發(fā)展過程來看，它的體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了集中式、分布集中式、分散與集中相集合的方式和分散式等不同的發(fā)展類型和階段。其中分層分散式的結(jié)構(gòu)是今后的發(fā)展方向。它具有明顯的優(yōu)點。而且光電傳感器和先進的光纖通信技術(shù)的出現(xiàn)，為分散式的綜合自動化系統(tǒng)提供了有力的技術(shù)支持。

顯示器各保護裝置打印機鍵盤調(diào)度中心監(jiān)控主機通信控制器輸出接口模入接口開入接口輸出接口A/D模塊輸入接口主變壓器TVTA線路TVTA斷路器分合狀態(tài)保護出口模擬量輸入斷開繼路關(guān)電器狀保和態(tài)護隔輸出口繼電器信輸入離入息圖7-1 集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)框圖

1、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如圖7-1所示）

集中式的變電站綜合自動化系統(tǒng)是和當(dāng)時計算機技術(shù)發(fā)展水平密切相關(guān)的。出現(xiàn)在70年代中、后期。在集中結(jié)構(gòu)中，將自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集（包括模擬量和狀態(tài)量）、繼電保護和各種對變電站自動化設(shè)備的控制功能通過一定的接-172-

口交給系統(tǒng)的主監(jiān)控機來管理和完成，為了實現(xiàn)和調(diào)度中心的通信聯(lián)系，還要有相應(yīng)的通信控制器來負責(zé)主控計算機和調(diào)度中心的通信工作。在有人值班的變電站中，主控計算機為了實現(xiàn)人機對話和管理功能，還必須負責(zé)管理大量的外圍設(shè)備，以滿足人機對話和數(shù)據(jù)報表的打印功能。

這種集中式的變電站綜合自動化系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地面積小，可以減少投資、實用等特點。但是，隨著技術(shù)地不斷發(fā)展和新的變電站自動化結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，它的劣勢也就愈加明顯：

1）每臺計算機的功能較為集中，如果一臺計算機出現(xiàn)故障。影響面是很大的。必須采用雙機或者是并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2）集中式結(jié)構(gòu)，軟件復(fù)雜，修改的工作量大，而且系統(tǒng)的軟件調(diào)試工作麻煩。

3）組態(tài)不靈活，對不同結(jié)主接線和規(guī)模不同的變電站，其軟、硬件都必須另行設(shè)計，適應(yīng)性較差，不利于推廣。

4）集中式保護和長期以來采用的一對一的常規(guī)保護相比，不直觀，不符合運行和維護人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護不方便，程序設(shè)計麻煩，僅適合于保護算法簡單的場合。

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打印機（可選）人機接口當(dāng)?shù)卣{(diào)試或監(jiān)控主控機（或雙機）調(diào)度所/控制操縱中心光纜或電纜電能管理機485總線智能電能表智能電能表TV狀出TA態(tài)口信回TV狀出TA態(tài)口信回保護管理機現(xiàn)場總線或其他總線線路開關(guān)柜1保護與監(jiān)控單元線路開關(guān)柜n保護與監(jiān)控單元主變壓器保護屏監(jiān)控單元TV狀出TA態(tài)口信回高壓線路保護屏監(jiān)控單元TV狀出TA態(tài)口信回電壓無功控制屏備用電源自投裝置號路號路號路號路圖7-2 分散與集中相結(jié)合的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2、分層式分布變電站自動化系統(tǒng)

隨著自動化系統(tǒng)的發(fā)展，到了90年代，出現(xiàn)了不同的變電站綜合自動化模式，歸納起來，都屬于分層分布式的結(jié)構(gòu)。將實際的變電站的一次、二次設(shè)備分為三個不同的結(jié)構(gòu)層次。

設(shè)備層主要指變電站內(nèi)的變壓器、斷路器和隔離開關(guān)及其輔助觸點，電流、電壓互感器等一次設(shè)備。

單元層主要是按照斷路器間隔劃分的。單元層本身由各種不同的單元裝置組成，這些獨立的單元裝置通過局域網(wǎng)或者是總線和主監(jiān)控機進行通信。它具有測量、控制部件或繼電保護單元。測量和控制部件負責(zé)該單元的測量、監(jiān)視、斷路-174-

器的操作控制和連鎖及事件順序記錄等；保護部件負責(zé)該單元線路或變壓器、電容器的保護、故障記錄等。在這個層次中，還可能存在數(shù)據(jù)采集管理機和保護管理機，分別管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和繼電保護工作。所以說單元層本身是一個兩級系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

變電站層包括全站性的監(jiān)控主機、遠動通信機等。變電站層設(shè)現(xiàn)場總線或是局域網(wǎng)，供各主機之間和監(jiān)控主機之間的信息交換。

根據(jù)上面的變電站結(jié)構(gòu)層次的劃分，通常要采用按功能來分類的多CPU來實現(xiàn)。各種高壓和低壓線路的保護單元；電容器保護單元；主變壓器保護單元；備用電源自投單元；低頻減載控制單元；電壓、無功綜合補償單元；數(shù)據(jù)采集單元；電能計量單元等。每個功能單元基本上由單獨的一個CPU來完成，多采用單片機。

在系統(tǒng)的管理上面，數(shù)據(jù)采集管理機和保護管理機能完成系統(tǒng)賦予它們的任務(wù)，并且能協(xié)調(diào)監(jiān)控機的工作。這樣就可以大大的減輕監(jiān)控機的負擔(dān)。它們通過總線或是局域網(wǎng)和主控計算機進行通信。一旦各個管理機發(fā)生故障，就會向主控計算機發(fā)出告警信號。對于主控計算機，如果應(yīng)用在無人值班的場合，主要負責(zé)與調(diào)度中心的通信，使變電站自動化系統(tǒng)具有RTU的功能，完成“四遙”的任務(wù)；在有人值班的場合，除了仍然負責(zé)和調(diào)度中心通信外，還要負責(zé)人機聯(lián)系，使自動化系統(tǒng)通過監(jiān)控計算機完成當(dāng)?shù)仫@示、制表打印等任務(wù)。

這種按照功能設(shè)計的分層分布式自動化結(jié)構(gòu)，具有軟件相對簡單、調(diào)試相對方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高等特點。但是，這種結(jié)構(gòu)在安裝的時候，需要的控制電纜相對較多，增加了電纜的投資。

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3、分布分散式和集中式相結(jié)合的系統(tǒng)（如圖7-2所示）

利用先進的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)，就可以對變電站二次系統(tǒng)進行優(yōu)化，使變電站綜合自動化系統(tǒng)得到提高。一種發(fā)展趨勢就是按照每個電網(wǎng)的元件為對象，集測量、保護、控制為一體，設(shè)計在同一個機箱內(nèi)。例如，對于6～35Kv的配電線路，可以將這個一體化的保護、測量、控制單元分散安裝在各個開關(guān)柜中，然后由監(jiān)控主機通過光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)，對它們進行管理和交換信息，這就是分散式結(jié)構(gòu)。而且對于高壓線路的各種保護和變壓器保護，仍然可以通過集中組屏安裝在控制室內(nèi)。這種將低壓線路的保護和測控單元分散安裝在控制室內(nèi)，而高壓線路保護和主變壓器保護采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，稱為分布和集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，這是當(dāng)前綜合自動化系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。

分布分散式結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性在于：

（1）簡化了變電站內(nèi)二次部分的配置，大大減小了控制室的面積。配電線路的保護和測控系統(tǒng)都是安裝在各個開關(guān)柜當(dāng)中，因此，主控室內(nèi)就減少了常規(guī)控制屏、中央信號屏和站內(nèi)模擬屏。減少了主控室的占用面積，也有利于實現(xiàn)無人值班。

（2）減小了施工和設(shè)備安裝工程量。在開關(guān)柜中的保護和測控系統(tǒng)已經(jīng)由廠家事先調(diào)整完畢，分布分散式系統(tǒng)的電纜敷設(shè)工程量小，因此施工和設(shè)備安裝工程量就減小了。

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

（4）分層分散式結(jié)構(gòu)將大量的實際工作分擔(dān)到不同的單元去完成，因此可-176-

靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。并且，各模塊和主控計算機之間通過局域網(wǎng)或總線連接，抗干擾能力強，可靠性高。

（5）由于各個模塊基本上是面向?qū)ο笤O(shè)計的，因此軟件結(jié)構(gòu)相對集中式的簡單，并且調(diào)試方便，便于系統(tǒng)擴充。

第四節(jié) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信

變電站綜合自動化系統(tǒng)實質(zhì)上是由多臺微機組成的分級分布式的控制系統(tǒng)，包括微機監(jiān)控、微機保護、電能質(zhì)量自動控制等多個子系統(tǒng)。在各個子系統(tǒng)中往往又由多個智能模塊組成。例如：微機保護子系統(tǒng)中，有變壓器保護、電容器保護和各種線路保護等。因此在綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)部，必須通過內(nèi)部數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)部和各子系統(tǒng)間的信息交換和實現(xiàn)信息共享，以減少變電站二次設(shè)備的重復(fù)配置和簡化二次設(shè)備的互連，既減少了重復(fù)投資，又提高了整體的安全性，這是常規(guī)的變電站的二次設(shè)備所不能實現(xiàn)的問題。

另一個方面，變電站是電能傳輸、交換、分配的重要環(huán)節(jié)，它集中了變壓器、開關(guān)、無功補償?shù)劝嘿F設(shè)備。因此，對變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性、抗干擾能力、工作靈活和可擴展性要求很高，尤其是在無人值班變電站中，不僅要求綜合自動化系統(tǒng)中所采集的測量信息和各斷路器、隔離開關(guān)的狀態(tài)信息等能傳送給地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心（簡稱地調(diào)）或縣調(diào)或省調(diào)（為了敘述簡單，下文將各級調(diào)度中心或集控站統(tǒng)稱為控制中心）。綜合自動化系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的故障信息也要及時上報給控制中心。同時也要能接受和執(zhí)行控制中心下達的各操作和調(diào)控命令。

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因此，變電站綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，包括兩方面的內(nèi)容：一是綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部各子系統(tǒng)或各種功能模塊間的信息交換；另一個是變電站和控制中心間的通信。

一、綜合自動化系統(tǒng)與控制中心的通信

綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)具有與電力系統(tǒng)控制中心通信的功能，不另外設(shè)獨立的遠動裝置，而由綜合自動化系統(tǒng)的上位機（或稱集中管理機）或通信控制機執(zhí)行遠動功能。把變電站所需測量的模擬量、電能量、狀態(tài)信息和SOE等類信息傳送到控制中心，這些信息是變電站和控制中心共用的，不必專門為送控制中心專門單獨采集。

變電站不僅要向控制中心發(fā)送測量和監(jiān)視信息，而且要從上級調(diào)度接受數(shù)據(jù)和控制命令，例如接收調(diào)度下達的開關(guān)操作命令，在線修改保護定值、召喚實時運行參數(shù)。從全系統(tǒng)范圍內(nèi)考慮電能質(zhì)量、潮流和穩(wěn)定的控制等，這些功能如果實現(xiàn)，將給電力系統(tǒng)帶來很大效益，這也是變電站綜合自動化的優(yōu)越性和要求的目標(biāo)。

二、變電站內(nèi)的信息傳輸

在具有變電站層—單元層（間隔層）—現(xiàn)場層（設(shè)備層）的分層式自動化系統(tǒng)中，要傳輸?shù)男畔⒂腥缦聨追N。

（一）設(shè)備層和間隔層（單元層）間的信息交換

間隔層的設(shè)備有控制測量單元或繼電保護單元，或兩者都有。

設(shè)備層的高壓斷路器可能有智能傳感器和執(zhí)行器，可以自由地與單元層的裝-178-

置交換信息。間隔層的設(shè)備大多需要從設(shè)備層的電壓和電流互感器采集正常和事故情況下的電壓值和電流值，采集設(shè)備的狀態(tài)信息和故障診斷信息，這些信息包括：斷路器和隔離開關(guān)位置、主變壓器分頭位置，變壓器、互感器、避雷器的診斷信息和斷路器的操作信息。

（二）單元層內(nèi)部的信息交換

在一個單元層內(nèi)部相關(guān)的功能模塊間，即繼電器保護和控制、監(jiān)視、測量間的數(shù)據(jù)交換。這類信息有如測量數(shù)據(jù)、斷路器狀態(tài)、器件的運行狀態(tài)、同步采樣信息等。

（三）單元層間的通信

不同單元層間的數(shù)據(jù)交換有：主、后繼電保護工作狀態(tài)、互鎖，相關(guān)保護動作閉鎖電壓無功綜合控制裝置信息。

（四）單元層和變電站層的通信

單元層和變電站層的通信內(nèi)容很豐富，概括起來有以下三類：

（1）測量及狀態(tài)信息。正常和事故情況下的測量值和計算值，斷路器、隔離開關(guān)、主變壓器分接頭開關(guān)位置、各單元層運行狀態(tài)、保護動作信息等。

（2）操作信息。斷路器和隔離開關(guān)的分、合命令，主變壓器分接頭位置的調(diào)節(jié)，自動裝置的投入和退出等。

（3）參數(shù)信息。微機保護和自動裝置的整定值等。

（五）變電站層的內(nèi)部通信

變電站層的內(nèi)部通信，要根據(jù)各設(shè)備的任務(wù)和功能特點，傳輸所需的測量信

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息、狀態(tài)信息和操作命令等。

三、變電站綜合自動化系統(tǒng)通信的特點和要求

（一）、變電站通信網(wǎng)絡(luò)的要求

由于數(shù)據(jù)通信在綜合自動化系統(tǒng)的重要性，經(jīng)濟、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)境和綜合自動化系統(tǒng)的要求。使變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點和要求。

（1）快速和實時響應(yīng)的能力。變電站綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要求及時地傳輸現(xiàn)場的實時運行信息和控制信息。在電力工業(yè)標(biāo)準中對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸都有嚴格的實時性指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)必須很好地保證數(shù)據(jù)通信的實時性。

（2）很高的可靠性。電力系統(tǒng)是連續(xù)運行的，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)也必須連續(xù)運行，通信網(wǎng)絡(luò)的故障和非正常工作會影響整個變電站綜合自動化系統(tǒng)的運行，設(shè)計不合理的系統(tǒng)，嚴重時甚至?xí)斐稍O(shè)備和人身事故、造成很大的損失，因此變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)必須保證很高的可靠性。

（3）優(yōu)良的電磁兼容性能。變電站是一個具有強電磁干擾的環(huán)境，存在電源、雷擊、跳閘等強電磁干擾，通信環(huán)境惡劣，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須注意采取相應(yīng)地措施消除這些干擾的影響。

（4）分層式結(jié)構(gòu)。這是由整個系統(tǒng)的分層式結(jié)構(gòu)所決定的，也只有實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的分層，才能實現(xiàn)整個變電站綜合自動化系統(tǒng)的分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的各層次又各自具有特殊的應(yīng)用條件和性能要求，因此每一層都要有合適的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

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（二）、信息傳輸響應(yīng)速度的要求

不同類型和特性的信息要求傳送的時間差異很大，具體內(nèi)容如下：

（1）經(jīng)常傳送的監(jiān)視信息。①為監(jiān)視變電站運行狀態(tài)，需要傳輸母線電壓、電流、有功功率、無功功率、零序電壓、頻率等測量值，這類信息需要經(jīng)常傳送，響應(yīng)時間需滿足SCADA的要求，一般不宜大于1~2秒；②為計量用的信息，如有功電能量和無功電能量，這類信息傳送的時間可以較長，傳送的優(yōu)先級可以較低；③為刷新變電站層的數(shù)據(jù)庫，需定時采集斷路器的狀態(tài)信息，繼電保護裝置和自動裝置投入和退出的工作狀態(tài)信息，可以采用定時召喚方式，以刷新數(shù)據(jù)庫；④為監(jiān)視變電站的電氣設(shè)備和安全運行所需的信息，例如變壓器、避雷器等的狀態(tài)監(jiān)視信息，變電站保安、防火有關(guān)的運行信息。

（2）突發(fā)事件產(chǎn)生的信息。①系統(tǒng)發(fā)生事故的情況下，需要快速響應(yīng)的信息，例如：事故時斷路器的位置信號，這種信號要求傳輸時延小，優(yōu)先級高；②正常操作時的狀態(tài)變化信息（如斷路器狀態(tài)變化）要求立即傳送，傳輸響應(yīng)時間要小，自動裝置和繼電保護裝置的投入和退出信息，要及時傳送；③故障情況下，繼電保護動作的狀態(tài)信息和事件順序記錄，這些信息作為事故后分析事故之用，不需要立即傳送。待事故處理完畢后在送即可；④事故發(fā)生時的故障錄波，帶時標(biāo)的擾動記錄的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)量很大，傳輸時間長，也不必立即傳送；⑤控制命令、升降命令、繼電保護和自動設(shè)備的投入和退出命令。修改定值命令的傳輸不是固定的，傳輸?shù)臅r間間隔比較長；⑥隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在高壓電氣設(shè)備內(nèi)裝設(shè)的智能傳感器和智能執(zhí)行器，高速地和自動化系統(tǒng)單元層的設(shè)備交換數(shù)

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據(jù)，這些信息的傳輸速率取決于正常狀態(tài)時對模擬量的采樣速率，以及故障情況下快速傳輸?shù)臓顟B(tài)量。

（三）、各層次之間和每層內(nèi)部傳輸信息時間的要求

（1）設(shè)備層和間隔層，1~100ms。（2）間隔層內(nèi)各個模塊間，1~100ms。（3）間隔層的各個間隔單元間，1~100ms。（4）間隔層和變電站層之間，1~1000ms。（5）變電站層的各個設(shè)備之間，≥1000ms。（6）變電站和控制中心間，≥1000ms。

第五節(jié) 現(xiàn)場總線在變電站綜合自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、概述

變電站數(shù)據(jù)通信可以采取并行通信或串行通信方式。并行通信方式除了需要數(shù)據(jù)線外還需要控制線和狀態(tài)信號線，顯然并行通信方式下需要的傳輸線路較多，成本高，因此常用在傳輸距離較短（通常小于10m），傳輸速率較快的場合。早期的變電站綜合自動化系統(tǒng)，由于受到當(dāng)時通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等具體條件的限制，變電站內(nèi)部通信大多采用并行通信，在綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，多為集中組屏式。

串行通信方式是一位一位順序傳送。串行通信最大的優(yōu)點是可以節(jié)約傳輸線路，特別是當(dāng)位數(shù)較多的情況和遠距離傳輸時，這個優(yōu)點就更加明顯，不僅節(jié)約-182-

了投資，還簡化了接線。在變電站綜合自動化系統(tǒng)的內(nèi)部，各種自動裝置之間，或繼電保護裝置與監(jiān)控系統(tǒng)間，為了減小連接電纜，簡化配線，常采用串行通信。

目前，在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，微機保護、微機監(jiān)控和其他微機型的自控裝置間的通信，大多通過RS-422/RS-485通信接口連接，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與微機保護和自動裝置間的相互交換數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。這與變電站原來的二次系統(tǒng)相比，已有很大的優(yōu)越性，可節(jié)省大量連接電纜，接線簡單、可靠。

然而，在變電站綜合自動化系統(tǒng)中。采用RS-422/RS-485通信接口，雖然可以實現(xiàn)多個節(jié)點（設(shè)備）的互連，但連接的數(shù)目一般不超過32個，在變電站規(guī)模較大時，不能滿足綜合自動化的要求；其次，采用RS-422/RS-485通信接口，其通信方式為查詢方式，即由主計算機詢問，保護單元或自控裝置答，通信效率低，難以滿足較高的實時性要求；再者，使用RS-422/RS-485通信接口，整個通信網(wǎng)上只能有一個主節(jié)點對通信進行管理和控制，其余皆為從節(jié)點，受節(jié)點管理和控制，這樣主節(jié)點便成為系統(tǒng)的瓶頸，一旦主節(jié)點出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)的通信便無法進行；另外，對RS-422/RS-485通信接口的通信規(guī)約缺乏統(tǒng)一標(biāo)準，使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備很難互連，給用戶帶來不便。

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，也有采用計算機局域網(wǎng)的，比如Novell網(wǎng)，Ether網(wǎng)Token Ring網(wǎng)等。但這些局域網(wǎng)適用于一般做數(shù)據(jù)處理的計算機網(wǎng)絡(luò)，其傳輸容量大，但實時性不高。

以上的種種問題不僅在電力系統(tǒng)中，在其他的工業(yè)控制領(lǐng)域也存在?；谏鲜鲈?，國際上在80年代就提出了現(xiàn)場總線，并制定了相應(yīng)的標(biāo)準。

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并且出現(xiàn)了幾種較為著名的現(xiàn)場總線技術(shù)。

根據(jù)國際現(xiàn)場總線基金會的定義，所謂現(xiàn)場總線是一種全數(shù)字的雙響多站點通信系統(tǒng)。

現(xiàn)場總線是基于微機化的智能現(xiàn)場儀表，實現(xiàn)現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化的、智能、雙向、多變量、多點、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。它按國際標(biāo)準化組織ISO和開放系統(tǒng)互連OSI提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、通信速率快、造價低、維護成本低。

現(xiàn)場總線和一般的計算機局域網(wǎng)有些相似之處，但也有不少差別。局域網(wǎng)適合于一般數(shù)據(jù)處理的計算機網(wǎng)絡(luò)，而現(xiàn)場總線是作為現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)，要求方便地適應(yīng)多個輸入輸出類型數(shù)據(jù)（突發(fā)性數(shù)據(jù)和周期性數(shù)據(jù)）的傳輸，要求通信的周期性、實時性、可確定性，并適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。

現(xiàn)場總線除了具有局域網(wǎng)的優(yōu)點外，最主要的是它滿足了工業(yè)控制過程所要求的現(xiàn)場設(shè)備通信的要求，且提供了互換操作，使不同廠家和設(shè)備也可互連，并可統(tǒng)一組態(tài)，使所組成的系統(tǒng)的適應(yīng)性更廣泛?，F(xiàn)場總線的開放性，使用戶可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

二、現(xiàn)場總線技術(shù)在變電站綜合自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)越性。

隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和微型計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)上面臨著由原來面向功能往面向?qū)ο蟮姆较虬l(fā)展。以往的變電站綜合自動化系統(tǒng)是按照保護、監(jiān)控、故障記錄和其他的自動控制等功能分為若干個相對獨立的子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)有自己的輸入和輸出設(shè)備，造成設(shè)施重復(fù)，聯(lián)-184-

系復(fù)雜，這一方面是由于以前技術(shù)條件限制，另外一個方面也與各種功能發(fā)展過程中形成的管理體制和習(xí)慣有關(guān)?，F(xiàn)在微機技術(shù)，尤其是單片機技術(shù)的發(fā)展，使人們認識到變電站綜合自動化系統(tǒng)是按照其服務(wù)對象（一次設(shè)備）將保護、測量集成在一起，然后通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，可以使體積大大縮小，有很多優(yōu)越性。

變電站的自動化設(shè)備采用面向?qū)ο蟮奈C化產(chǎn)品后，應(yīng)用現(xiàn)場總線是必然的趨勢。

采用具有現(xiàn)場總線的自動化設(shè)備有以下幾個方面的優(yōu)越性。

（1）互操作性好。具有現(xiàn)場總線接口的設(shè)備不僅在硬件上標(biāo)準化，而且在接口軟件上也標(biāo)準化。用戶可優(yōu)選不同廠家的產(chǎn)品集成為一個比較理想的自動化系統(tǒng)。

（2）現(xiàn)場總線的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式網(wǎng)絡(luò)。以前，由于不同廠家生產(chǎn)的自動化設(shè)備通信協(xié)議不同，要實現(xiàn)不同設(shè)備間的互連比較困難。而現(xiàn)場總線為開放式的互連網(wǎng)絡(luò)，所有技術(shù)和標(biāo)準都是公開的，所有制造商必須遵守，使用戶可以自由地組成不同制造商的通信網(wǎng)絡(luò)，既可以與同層網(wǎng)絡(luò)相連，也可以與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，因此現(xiàn)場總線給綜合自動化系統(tǒng)帶來了更大的適應(yīng)性。

（3）成本降低。由于現(xiàn)場總線完全采用數(shù)字通信，其控制功能也可不下放到現(xiàn)場。由現(xiàn)場總線設(shè)備組成的自動化系統(tǒng)，減少了占地面積，簡化了控制系統(tǒng)內(nèi)部的連接，可節(jié)約大量的連接電纜，使成本大大降低。

（4）安裝、維護、使用方便。使用現(xiàn)場總線接口技術(shù)，無需用很多控制電纜連接各控制單元，只需將各個設(shè)備掛接在總線上，這樣就顯著減少了連接電纜，-185-

使安裝更方便，抗干擾能力更強。

（5）系統(tǒng)配置更靈活，可擴展性好。

正是因為現(xiàn)場總線有上述主要優(yōu)點，因此今后變電站綜合自動化設(shè)備采用現(xiàn)場總線是發(fā)展的方向。

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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)、通訊方式和能實現(xiàn)的基本功能及變電站自動化的發(fā)展前景進行分析。

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)是一個不可分割的整體，對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(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，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等更強健的功能。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)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，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運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(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)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。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的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。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）前置管理機任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h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，工作量大并且擴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：

（1）可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險”分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

（2）可擴展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(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。3.常見通訊方式

目前國內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷?，F(xiàn)場總線的應(yīng)用部分地緩解了便電站自動化系統(tǒng)對通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時依然顯得捉襟見肘，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)控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現(xiàn)上可以是雙控機+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)控機模式。

（3）雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機模式。

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

4.1微機保護：是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應(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，校對時鐘等命令，通信應(yīng)采用標(biāo)準規(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，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，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屏幕對斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(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)送往后臺機和遠方調(diào)度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標(biāo)準輸入檢測等方法實時檢查，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）斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù)。

（3）輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間。

（4）獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間。

（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繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。

4.7人機聯(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和遠方調(diào)度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。

4.8本功能在常規(guī)遠動“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對時，統(tǒng)一時鐘的功能和當(dāng)?shù)剡\行維護功能。

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現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和現(xiàn)場運行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行水平起到了很大的促進作用，它將能大大加強電網(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)定運行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進一步體現(xiàn)出來?！? 參考文獻

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)、通訊方式和能實現(xiàn)的基本功能及變電站自動化的發(fā)展前景進行分析 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)模不斷擴大，從整個鋁冶煉行業(yè)的安全生產(chǎn)特點來看，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提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向電解提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(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，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等更強健的功能。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)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，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運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(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)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。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的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。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）前置管理機任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h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，工作量大并且擴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：

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”分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

2.3.2可擴展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(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。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)實現(xiàn)連接。站控層設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障而停運時，不能影響間隔層的正常運行。

3.1.2 站控層由計算機網(wǎng)絡(luò)連接的系統(tǒng)主機及操作員站和各工作站等設(shè)備構(gòu)成，提供站內(nèi)運行的人機聯(lián)系界面，實現(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)層最后到達站控層，實現(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)層到達間隔，實現(xiàn)控制功能。隨著通訊技術(shù)的快速發(fā)展，測控和保護裝置對外通信接口基本都能實現(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)約沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準，整個通訊規(guī)約的解析主要由站控層來完成，這就增加了站控層設(shè)備的負荷，結(jié)果導(dǎo)致整個綜自系統(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，同時又減輕了站控層設(shè)備的負擔(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)的正常運行

3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(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)連接及容量擴充等要求。每一繼保小室可設(shè)一子網(wǎng)，合理的控制整個網(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)按熱備用方式運行。

3.2.3 具備合理網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和信息處理機制，能夠保證在正常運行狀態(tài)及事故狀態(tài)下均不會出現(xiàn)因為網(wǎng)絡(luò)負荷過重而導(dǎo)致系統(tǒng)死機或嚴重影響系統(tǒng)運行速度的情況。

3.3站控層設(shè)備及其功能

站控層設(shè)備包括主機、操作員工作站、遠動通訊裝置、故障及信息系統(tǒng)子站、微機五防系統(tǒng)、GPS對時系統(tǒng)以及其它智能接口。

3.3.1主機

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)的運行信息，供運行人員對變電站的運行情況進行監(jiān)視和控制，間隔層設(shè)備工作方式的選擇，實現(xiàn)各種工況下的操作閉鎖邏輯等。大都采用兩臺主機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)的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(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等。通過操作員站，運行值班人員能夠?qū)崿F(xiàn)全站設(shè)備的運行監(jiān)視和操作控制?？梢耘渲脙膳_操作員站，操作員站間應(yīng)能實現(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，采集、處理各種所需信息，并充分利用這些信息，為繼電保護運行、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)通道向多個調(diào)度中心進行數(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)裝置進行查詢和遠程維護，包括遠程配置、可視化數(shù)據(jù)庫維護、參數(shù)的上傳下載、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視等。故障及信息系統(tǒng)子站雙機配置，采用互為熱備用工作方式，雙機都能獨立執(zhí)行各項功能。當(dāng)一臺工作站故障時，系統(tǒng)實現(xiàn)雙機無縫自動切換，由另一臺工作站執(zhí)行全部功能，并保證切換時數(shù)據(jù)不丟失，并同時向各級調(diào)度和操作員站發(fā)送切換報警信息。

3.3.4遠動通訊裝置

滿足直采直送要求，收集全站測控裝置、保護裝置等設(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)。

遠動通信裝置雙機配置，采用互為熱備用工作方式，雙機都能獨立執(zhí)行各項功能。當(dāng)一臺通信裝置故障時，系統(tǒng)實現(xiàn)雙機無縫自動切換，由另一臺通信裝置執(zhí)行全部功能，并同時向各級調(diào)度和主機發(fā)送切換報警信息。也可采用雙主機工作方式。

3.2.5微機五防系統(tǒng)

微機五防系統(tǒng)主要包含五防主機、五防軟件、電腦鑰匙、充電通信控制器、編碼鎖具等，實現(xiàn)面向全站設(shè)備的綜合操作閉鎖功能。微機五防系統(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)后臺軟件的一個有機組成部分，獨立配置一臺微機五防工作站。

3.2.6 GPS對時系統(tǒng)

為故障錄波裝置、微機保護裝置、測控裝置和站控層設(shè)備等提供統(tǒng)一時間基準的系統(tǒng)。

4.結(jié)束語

隨著計算技術(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

1.胡建斌.《霍煤鴻駿鋁電公司二期鋁合金項目綜自系統(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)、通訊方式和能實現(xiàn)的基本功能及變電站自動化的發(fā)展前景進行分析

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)是一個不可分割的整體，對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(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，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等更強健的功能。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)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，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運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(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)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。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的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。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）前置管理機任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h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，工作量大并且擴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：

（1）可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險”分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

（2）可擴展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(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。

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。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)控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現(xiàn)上可以是雙控機+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)控機模式。3）雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機模式。4）單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機模式。

四、變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)的功能

１.微機保護：是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應(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，校對時鐘等命令。通信應(yīng)采用標(biāo)準規(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，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，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屏幕對斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(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)送往后臺機和遠方調(diào)度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標(biāo)準輸入檢測等方法實時檢查，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）斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù)；

３）輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；

４）獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；

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繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。

８.人機聯(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和遠方調(diào)度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。

9.本功能在常規(guī)遠動“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對時，統(tǒng)一時鐘的功能和當(dāng)?shù)剡\行維護功能。

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現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和現(xiàn)場運行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行水平起到了很大的促進作用，它將能大大加強電網(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)定運行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進一步體現(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，重要繼電保護與自動裝置的動作信號，以及一些運行狀態(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)、保護定值修改，特殊控制。

監(jiān)控：通過對系統(tǒng)或設(shè)備進行連續(xù)或定期的監(jiān)測來核實功能是否被正確執(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：由一個或多個繼電器或邏輯元件組合在一起，預(yù)定完成某項規(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動信息的總和。

狀態(tài)信息：雙態(tài)或多態(tài)運行設(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，重要繼電保護與自動裝置的動作信號，以及一些運行狀態(tài)信號等。

遙控信息：指通過遠程指令遙控發(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(或稱點對點之間)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(或稱點對點之間)通過多個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：全部單獨告警匯總成的告警。

成組告警：若干單獨告警匯總成的告警。

遙測：指運用通信技術(shù)傳輸所測變量之值。

遙信：指對狀態(tài)信息的遠程監(jiān)視。

遙控：指具有兩個確定狀態(tài)的運行設(shè)備進行的遠程操作。

遙調(diào)：指對具有不少于兩個設(shè)定值的運行設(shè)備進行的遠程操作。

遙視：指運用通信技術(shù)對遠方的運行設(shè)備狀態(tài)進行遠程監(jiān)視。

遙脈：指運用通信技術(shù)對遠方的運行設(shè)備的脈沖量(如電能量)進行遠程累計。

監(jiān)視：用比較的方法對系統(tǒng)或其某一部分的運行進行觀察。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，查看變電站運行實時數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、事件記錄等。

幀：指含有信息、控制和校驗區(qū)，并附有幀定界符的比特序列。

報文：以一幀或多幀組成的信息傳輸單元。

遠動：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。

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

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

遠動網(wǎng)絡(luò)：若干遠動站通過傳輸鏈路，彼此進行通信聯(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。

遠動控制中心：控制遠動網(wǎng)絡(luò)的所在地。

遠方控制端：指設(shè)置在與無人值班變電站相關(guān)的調(diào)度機構(gòu)或某中心變電站一個獨立的集中控制中心的遠方控制裝置。

遠方監(jiān)控終端：指設(shè)置在被監(jiān)控變電站內(nèi)的遠方監(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：對子站實現(xiàn)遠程監(jiān)控的站。

子站，被控站：受主站監(jiān)視和控制的站。

遠方終端(RTU)：指在微機遠動裝置構(gòu)成的遠動系統(tǒng)中，裝在變電站內(nèi)的遠方數(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)等功能的遠方終端，稱為DTU。

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

配電自動化系統(tǒng)遠方終端：用于配電網(wǎng)中的各種饋線遠方終端、配電變壓器遠方終端以及中壓監(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：對進站或出站的數(shù)據(jù)，完成緩沖處理和通信控制功能的處理機。

后臺機：對本站設(shè)備的數(shù)據(jù)進行采集及處理，完成監(jiān)視、控制、操作、統(tǒng)計、報表、管理、打印、維護等功能的處理機。

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：對遠動設(shè)備所傳送的信號進行調(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，它具有向計算機輸入和接收計算機輸出數(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)：在有限的時間間隔內(nèi)(通常是相等的時間間隔)測量一個物理量的過程。

實時數(shù)據(jù)：指在線運行時實時記錄和監(jiān)視的物理量。

歷史數(shù)據(jù)：指在線運行時按規(guī)定的間隔或時間點記錄的物理量。在變電站中歷史數(shù)據(jù)指按指定時間間隔或特殊要求保存下來的運行實時數(shù)據(jù)、各記錄和報表、曲線等。

變電站運行實時參數(shù)：指為監(jiān)測和控制變電站運行所需的各種實時數(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；保護定值，直流電源電壓；變電站設(shè)備運行狀態(tài)等

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

主變壓器分頭實際位置、主變壓器狀態(tài)，壓力、氣體繼電器是否報警；保護運行狀態(tài)；被監(jiān)控變電站系統(tǒng)狀態(tài)；監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)。

事件記錄：指記錄變電站運行過程中計算機監(jiān)測的各種越限、異常、報警、斷路器變位、設(shè)備狀態(tài)變化以及通過計算機系統(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)、變位時間。操作記錄，斷路器控制：操作時間、操作性質(zhì)、操作人、監(jiān)護人；保護定值修改：保護名稱、修改時間、操作人、監(jiān)護人；越限記錄，越限起止時間、越限值；設(shè)備運行記錄，設(shè)備名稱、設(shè)備狀態(tài)啟停時間等。

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，以比較高的時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)、變位時刻，變位時刻，動作保護名稱，故障參數(shù)、保護動作時刻等。

報警：變電站運行參數(shù)越限，斷路器變位或保護動作時，計算機將彈出窗口(登錄窗或報警窗口)顯示事件內(nèi)容并進行報警，報警類型分為：不報警、普通報警、預(yù)告報警、事故報警等。

不報警：正常拉合閘或人工禁止報警，遙信畫面閃爍，遙測數(shù)值變色。

普通報警：計算機發(fā)出一次音響，其它與“不報警”相同

預(yù)告報警：計算機發(fā)出N次音響，其它與“不報警”相同

事故報警：打印機啟動打印，計算機持續(xù)音響直至人工解除，其它與“預(yù)告報警”相同

打?。簩⒂嬎銠C中儲存的信息打印成文檔。打印可分為：報表打印、事件打印、人工打印等。

報表打?。喝請蟊?、月報表、年報表等，打印時間可設(shè)定。

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

人工打?。喝斯みx擇(召喚)報表、畫面、各種記錄打印、拷貝。

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

通道監(jiān)視及切換：通道監(jiān)視是指計算機系統(tǒng)通過通信控制器，統(tǒng)計與變電站測控裝置、保護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)錯誤和長時間無應(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)一個通道故障時，系統(tǒng)可自動轉(zhuǎn)到另一個通道上進行通信。

前景點(圖元)：前景點指的是可以在線運行時能發(fā)生變化的點，大部分的前景點都是和數(shù)據(jù)庫里具體的點時對應(yīng)的，即在線時隨實時數(shù)據(jù)的變化而變化。

背景點(圖元)：背景點是在線運行時不會發(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)點后的變化。在線運時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)字和時間上均是斷續(xù)的電信號。

脈沖量：反映累計變化的量，物理上對應(yīng)的是有功、無功等。

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

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

復(fù)選框和單選框：復(fù)選框是指在一組選擇里可以同時選擇幾個命令，而單選框只能選用一個。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：在線運行時，每一個圖都有設(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)生前后的運行情況進行記錄。

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

站控層：由主機或／和操作員、工程師站、遠動接口設(shè)備等構(gòu)成，面向全變電站進行運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，并存入計算機系統(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)進行系統(tǒng)化操作，用于支持系統(tǒng)完成監(jiān)測、保護控制和記錄等功能。

接口：指兩個不同系統(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)議接收一個網(wǎng)絡(luò)的信息，進行轉(zhuǎn)換后，按第二個協(xié)議向另一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，或相反。

遠方通信接口：經(jīng)遠方通信網(wǎng)絡(luò)鏈路與遠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)。它包括控制和差錯報文協(xié)議、提供與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、ISO參考模型第三層等價的功能。

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)時間與固定時基合拍。

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

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

地址：報文的部分，用以識別報文來源或報文目的地。

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，不降低性能運行的能力。

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)置固定運行、維護值班人員，運行監(jiān)測、主要控制操作由遠方控制端進行，設(shè)備采取定期巡視維護的變電站。

電氣二次設(shè)備室：電氣二次設(shè)備室是一個綜合性房間，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、測控、計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、自動裝置、變送器、電能計算及及錄儀表、輔助繼電器屏、就地控制層設(shè)備的獨立小間。

工廠驗收測試：包括用戶認可的、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)場驗收測試：現(xiàn)場驗收測試是對變電站自動化系統(tǒng)的每一個數(shù)據(jù)、每個控制點、功能正確性進行驗證?，F(xiàn)場測試驗收還包括對變電站自動化系統(tǒng)與其周圍運行環(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)場驗收為變電站自動化系統(tǒng)做運行準備。