變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)

1、二次系統(tǒng)的主要部分，即由微機(jī)監(jiān)控(遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù))和繼電保護(hù)所形成的發(fā)電廠與變電站自動(dòng)化技 術(shù)，其伴隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展而獲得了發(fā)展。

2、變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、檢測技術(shù)和控制技術(shù)等，將傳統(tǒng)的繼電保 護(hù)系統(tǒng)、測量系統(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)，優(yōu)化組合成一套智能化的綜 合系統(tǒng)。 變電站綜合自動(dòng)化是將變是站的一次設(shè)備(測量儀表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng) 裝置等)經(jīng)過功能的組合設(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) 對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)試通信等綜合 性的自動(dòng)化功能。

變電站綜合自動(dòng)化，所謂“綜合”包括主要兩個(gè)方面：1、橫向綜合，是指利用計(jì)算 機(jī)將不同廠家的設(shè)備連在一起，替代或升級(jí)老設(shè)備的功能。2、縱向綜合，是指在變電站層這一級(jí)，提供 信息、優(yōu)化、綜合處理分析信息和增加新的功能，增強(qiáng)變電站內(nèi)部、各控制中心間的協(xié)調(diào)能力。 注：變 電站綜合自動(dòng)化與一般自動(dòng)化的區(qū)別關(guān)鍵在于， 自動(dòng)化系統(tǒng)是否作為一個(gè)整體執(zhí)行保護(hù)、 檢測和控制功能。

3、變電站綜全自動(dòng)化是通過監(jiān)控系統(tǒng)的局域網(wǎng) 通信，將微機(jī)保護(hù)。微機(jī)自動(dòng)裝置。微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)采集的 模擬量、開關(guān)量、狀態(tài)量、脈沖量及一些非電量信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理及功能的重新組合，按照程序和要求， 對變電站實(shí)現(xiàn)綜合性的監(jiān)視和調(diào)度。 綜合自動(dòng)化的核心是自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，而綜合自動(dòng)化的紐帶是監(jiān)控 系統(tǒng)的局域通信網(wǎng)絡(luò)。

4、變電站綜合自動(dòng)化的幾個(gè)最顯著的特征：

1、功能綜合化 2、結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化。3、操作監(jiān) 視屏化 4、通信局域網(wǎng)絡(luò)化、光纜化 5、運(yùn)行管理智能化 6、測量顯示數(shù)字化

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形成：1、集中式結(jié)構(gòu)形成 2、分層分布式結(jié)構(gòu)。3、分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)組成; 所謂分層式結(jié) 構(gòu)，是將變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三層布置。

5、一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能模塊的典型硬件結(jié)構(gòu)主要包括模擬量輸入/輸出回路、 微型機(jī)系統(tǒng)、 開關(guān)量輸入/輸出回路、人機(jī)對話接口回路、通信回路和電源等。 微機(jī)系統(tǒng)一般由 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器、Watchdog 等組成。

6、根據(jù)模數(shù)變換的原理的不同， 自動(dòng)化裝置中模擬量輸入電路有兩種方式， 一是基于逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換方式(ADC)它是直接將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量的變換方式;二是利用電壓/頻率變換(VFC)原理進(jìn)行 模數(shù)變換方式，它是將模擬量電壓先轉(zhuǎn)換為頻率沖量，通過脈沖計(jì)數(shù)變換為數(shù)字量的一種變換形式。

7、半周期積分算法的依據(jù)是一個(gè)正弦量在任意半周期的絕對積分是一常數(shù) S， 并且積分值 S 和其相角 α 無關(guān)。

8、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能改變常規(guī)繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷，取代常規(guī)的測量系統(tǒng); 取代常規(guī)的告警、報(bào)警裝置;取代常規(guī)的電磁式和機(jī)械式防誤閉鎖設(shè)備; 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)量包括：狀態(tài)量、 模擬量、脈沖量、數(shù)字量和保護(hù)信號(hào); 監(jiān)控系統(tǒng)的電能計(jì)量常用辦法有電能脈沖量法和軟件計(jì)算法兩 種。

9、變電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有以下三方面的特點(diǎn)：1、采集與處理 2、監(jiān)視 3、控制; 三段式電流保護(hù) 的整定分別為電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電注保護(hù)。

10、注： (P114 變電站狀態(tài)的檢測和識(shí)別、簡單越限、雙參越限) 備用電源的配置一般有明備用和 暗備用兩種基本方式。系統(tǒng)正常時(shí)，備用電源不工作，稱為明備用;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。

11、采用儲(chǔ)存分布結(jié)構(gòu)時(shí)，前臺(tái)工控機(jī)完成實(shí)時(shí)信號(hào)采樣及故障錄波功能;后臺(tái)工控機(jī)完成錄波信息 數(shù)據(jù)分析。 故障錄波裝置是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能迅速直接地記錄下與故障有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)的一種 自動(dòng)記錄裝置。

12、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)歸納起來由以下幾部分構(gòu)成：

1、信源：即電網(wǎng)中的各種信息源。

2、信源編 碼器：它是把各種信息源轉(zhuǎn)換成易于數(shù)字傳輸?shù)钠骷?A/D 轉(zhuǎn)換等。3、信道編碼器：其作用是為了保 護(hù)所傳送的信息內(nèi)容，增加保護(hù)碼元。

4、調(diào)制器：信道編碼器輸出的信號(hào)都是二進(jìn)制的脈沖序列，即基帶數(shù)字信號(hào)。.為了增加傳輸距離，將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制傳送，這樣即可減弱干擾信號(hào)。

5、信道：它是信 號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)妮d體。

6、解調(diào)器;它是調(diào)制器的逆過程，以恢復(fù)基帶信號(hào)。

7、信道譯碼器：它是編碼器的 逆過程，除去保護(hù)碼元，獲得發(fā)送側(cè)的二進(jìn)制數(shù)字序列等。

8、信源譯碼器：它是將二進(jìn)制信號(hào)恢復(fù)到模 擬信號(hào)的過程。

9、信宿：它是信息的接收人員能觀察的設(shè)備。

13、在網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)站點(diǎn)相互連接的方法和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＞钟蚓W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有星型、總線 型和環(huán)形等幾種。 可靠性是變電站綜合自化系統(tǒng)的基本要求之一?？煽啃允侵妇C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)定的條件下、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 干擾信號(hào)按其出現(xiàn)的 方式分類成兩種：差模干擾和共模干擾。差模干擾對微型機(jī)裝置的正常運(yùn)行影響不大，而共模干擾則危害 較大。

14、抗干擾措施：

一、硬件方面

1，隔離和屏蔽：

(1)模擬量的隔離

(2)開關(guān)量輸入、輸出的隔離

(3) 其他隔離措施：1)強(qiáng)、弱信號(hào)電纜的隔離，強(qiáng)、弱信號(hào)不應(yīng)使用同一根電纜;信號(hào)電纜應(yīng)盡可能避開電 力電纜;盡量增大與電力電纜的距離，并盡量減少其平行長度。2)二次設(shè)備配線時(shí)，應(yīng)注意各個(gè)回路的 想互感應(yīng)。3)印刷電路板上的布線要注意避免互感。

2，微機(jī)采用逆變電源

3，合理布置各個(gè)插件

4，電 源的接地處理

5，采用多 CPU 結(jié)構(gòu)。

15、目前，在變電站綜合自動(dòng)化裝置中采用自動(dòng)檢測軟件程序來實(shí)現(xiàn)對各元件的自動(dòng)檢測。檢測方法 有即時(shí)檢測和周期檢測兩種。 自動(dòng)檢測技術(shù)中常用的檢測方法有：

1.微處理器 CPU 檢測 2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 的檢測 3.隨機(jī)存貯器 RAM 的檢測 4.只讀存儲(chǔ)器 ROM 的檢測 5.開關(guān)量輸出通道的檢測

16、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)：

1、通信層：通信層主要是用于實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場總線 Lonworks 網(wǎng)或以太網(wǎng)上 采集數(shù)據(jù)，并將其中的數(shù)據(jù)按相關(guān)的規(guī)定解釋后入實(shí)時(shí)庫。

2、數(shù)據(jù)庫層：數(shù)據(jù)庫層包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷 史數(shù)據(jù)庫

3、應(yīng)用層：用戶在使用中直接面對的都是位于應(yīng)用層聽軟件模塊。

17、為了便于運(yùn)行管理和裝置檢驗(yàn)，同一電業(yè)局、發(fā)電廠的微機(jī)繼電保護(hù)裝置型號(hào)不宜過多。