變電站綜合自動化系統(tǒng)培訓(xùn).doc

《變電站綜合自動化系統(tǒng)培訓(xùn).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《變電站綜合自動化系統(tǒng)培訓(xùn).doc（65頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 綜合自動化系統(tǒng)培訓(xùn)變電站綜合自動化系統(tǒng) 授課教師：李春鋒 2010年7月教學(xué)目標(biāo):1、了解保護的基本構(gòu)成2、了解變電站綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)造3、理解綜自系統(tǒng)的工作原理4、掌握綜自系統(tǒng)常見故障處理方法5、了解我廠采用不同綜自廠家的特點教學(xué)重點:1、綜自系統(tǒng)的通訊聯(lián)接關(guān)系2、保護原理的邏輯關(guān)系教學(xué)難點：各種裝置故障的分析和處理電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)繼電保護的概念和作用故障:包括各種短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1.1)）和斷線（單相和兩相），其中最常見同時也最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下的后果: (1)通過故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞

2、。 (2)短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命。 (3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。 (4)破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。 不正常運行狀態(tài):電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)。如：過負荷、頻率降低、過電壓、電力系統(tǒng)振蕩等。 事故：系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。 二、 電力系統(tǒng)繼電保護 電力系統(tǒng)繼電保護是繼電保護技術(shù)或繼電保護裝置的統(tǒng)稱。 繼電保護技術(shù)是一

3、個完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護原理及實現(xiàn)、繼電保護配置設(shè)計、繼電保護運行及維護等技術(shù)構(gòu)成。 繼電保護裝置是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。三、 繼電保護的基本任務(wù) (1)自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到 破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運行。 (2)反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件(例如有無經(jīng)常值班人員)，而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。3.1 繼電保護的基本原理 利用正常運行與區(qū)內(nèi)外短路故障電氣參數(shù)變化的特征構(gòu)成保護的判據(jù)，根據(jù)不同的判據(jù)就構(gòu)成不同原理

4、的繼電保護。例如: 電流增加（過電流保護）:故障點與電源直接連接的電氣設(shè)備上的電流會增大； 電壓降低（低電壓保護）:各變電站母線上的電壓也將在不同程度上有很大的降低， 短路點的電壓降低到零； 電流電壓間的相位角會發(fā)生變化（方向保護）:正常20左右，短路：6085； 電壓與電流的比值會發(fā)生變化； (距離保護或阻抗保護):系統(tǒng)正常運行是負荷阻抗，其值較大，系統(tǒng)短路時Z是保護安裝處到 短路點之間的阻抗，其值較?。?電流差動保護:正常運行時 I入=I出，短路時I入I出； 分量保護:出現(xiàn) I2 、I0分量。 另外非電氣量保護：瓦斯保護，過熱保護。3.2 繼電保護裝置的組成 一般由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行

5、部分組成。（1）測量部分 測量部分是測量從被保護對象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，從而判斷保護是否應(yīng)該起動。 （2）邏輯部分 邏輯部分是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。繼電保護中常用的邏輯回路有“或”、“與”、“否”、“延時起動”、“延時返回”以及“記憶”等回路。 （3）執(zhí)行部分 執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分輸出的信號，最后完成保護裝置所擔(dān)負的任務(wù)。如故障時，動作于跳閘；不正常運行時，發(fā)出信號；正常運行時，不動作等。動作于跳閘的繼電

6、保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四、 繼電保護的分類 （1）按被保護的對象分類： 輸電線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、電動機保護、母線保護等； （2）按保護原理分類： 電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護、方向保護、零序保護等； （3）按保護所反應(yīng)故障類型分類： 相間短路保護、接地故障保護、匝間短路保護、斷線保護、失步保護、失磁保護及過勵磁保護等； （4）按繼電保護裝置的實現(xiàn)技術(shù)分類： 機電型保護（如電磁型保護和感應(yīng)型保護）、整流型保護、晶體管型保護、集成電路型保護及微機型保護等； （5）按保護所起的作用分類： 主保護、后備保護、輔助保護等； 主保護滿

7、足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設(shè)備和線路故障的保護。 后備保護 主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護。又分為遠后備保護和近后備保護兩種。 遠后備保護：當(dāng)主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。 近后備保護：當(dāng)主保護拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備的保護；當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護。 輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能或當(dāng)主保護和后備保護退出運行而增設(shè)的簡單保護。第一節(jié)：電壓互感器1.1 電壓互感器原理 電壓互感器（TV）是隔離高電壓，供繼電保護、自動裝置和測量儀表獲取一次電壓信息的傳感器。是一種特殊型

8、式的變換器。 特點： 容量?。ㄍǔＶ挥袔资不驇装俜玻?一次電壓（即電網(wǎng)電壓）不受二次電壓的影響 正常運行時近似空載，二次電壓基本上等于二次感應(yīng)電動勢。 二次側(cè)嚴(yán)禁短路，一次、二次一般接有熔斷器保護 1.2 結(jié)構(gòu)形式： 分為電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、光電式互感器 （1）電磁式電壓互感器 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，暫態(tài)響應(yīng)特性較好。 缺點：因鐵芯的非線性特性，容易產(chǎn)生鐵磁諧振，引起測量不準(zhǔn)確和造成電壓互感器的損壞。 典型接線： （2）電容式電壓互感器（CVT） 優(yōu)點：沒有諧振問題，裝在線路上時可以兼作高頻通道的結(jié)合電容器。缺點：暫態(tài)響應(yīng)特性較電磁式差。 帶載波附件的電容式電壓互感器原理接線如

9、圖所示，電容分壓后的電壓經(jīng)T變換輸出。 （3）光電式互感器 特點：無飽和，高精度，線性度好，體積小，重量輕，可靠性、安全性高等。 光電互感器的采集器單元（包括電流電壓傳變和信號處理等）與電力設(shè)備的高電壓部分等電位，高低壓之間連接全部使用光纖，將一次電流電壓傳變?yōu)樾‰妷盒盘?，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過光纖傳輸給保護、測量和監(jiān)控等設(shè)備使用。1.3 誤差(1）變比誤差 定義：用電壓互感器測出的電壓nTVU2與實際電壓U1之差與實際電壓U1之比的百分值表示。 (2）角誤差 角誤差是指電壓互感器一次電壓向量與反向二次電壓向量之間的夾角。 (3）電壓互感器的準(zhǔn)確度級 a: 對于測量用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度級有

10、：0.1、0.2、0.5、1.0、3.0五個等級 b：繼電保護用電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度級有3P和6P兩個等級 第二節(jié)：電流互感器原理2.1 工作原理 電流互感器（TA）就是把大電流按比例降到可以用儀表直接測量的數(shù)值，以便用儀表直接測量，并作為各種繼電保護的信號源。且其一、二次繞組之間有足夠的絕緣，從而保證所有低壓設(shè)備與高電壓相隔離。 特點 : 二次測接的是儀表和繼電器的電流線圈，阻抗很小，接近于短路工作狀態(tài)； 二次側(cè)阻抗很小，N1N2也很小，故對一次側(cè)的電流幾乎無影響，一次側(cè)電流取決于電網(wǎng)負載； I1= N1N2I2，如測得I2，而N1，N2已知，就可得到I1。 電流互感器運行時，應(yīng)特別注意防

11、止二次繞組開路。 2.2 電流互感器極性 在繼電保護中按“減極性”原則標(biāo)示。即一次電流由“*”端流入電流互感器作為它的假定正方向，而二次電流由“*”端流出電流互感器作為它的假定正方向。如下圖所示： 2.3 電流互感器接線方式 兩相不完全星形接線用于35kV及以下電壓等級小電流接地系統(tǒng) ?？梢垣@得A、C相電流。 三相完全星形接線用于110kV及以上電壓等級大電流接地系統(tǒng)，可以獲得三相相電流。 三相完全星形接線的中線上可以獲得三相電流之和，即3倍的零序電流。 1.2.4 電流互感器的誤差 如上圖所示：TA的誤差主要來自于勵磁電流，一次電流中有一部分流入勵磁支路而不變換至二次側(cè)。影響TA誤差的主要因

12、素是二次負載及一次電流大小。 二次負載勵磁電流TA誤差一次電流TA鐵芯趨向飽和勵磁阻抗下降勵磁電流增大TA誤差增大 (1)10誤差曲線 繼電保護使用 TA在誤差為10情況下二次阻抗與一次電流倍數(shù)的關(guān)系曲線稱為10曲線。如下圖所示： 圖中mI1/I1N為一次電流倍數(shù)，ZLMax為允許的最大二次阻抗。 (2)電流互感器的準(zhǔn)確度級 a：測量用電流互感器的準(zhǔn)確度級為：0.1、0.2、0.5、1、3、5等六個標(biāo)準(zhǔn) b：保護用電流互感器的準(zhǔn)確度級有5P和10P兩個準(zhǔn)確度級第一章：保護的基本構(gòu)成一 繼電保護的任務(wù)電力系統(tǒng)是由發(fā)電機，變壓器，輸電線路和負荷組成的總體，其運行過程是同時進行的。運行過程中的狀態(tài)有

13、正常運行狀態(tài)、故障狀態(tài)和不正常運行狀態(tài)三種，通常處于正常運行狀態(tài)。電力系統(tǒng)可能發(fā)生的各種短路，斷線或同時出現(xiàn)短路和斷線，屬于故障狀態(tài)，介于正常工作和故障狀態(tài)之間的各種過負荷、發(fā)電機突然甩負荷引起的過電壓、低壓電網(wǎng)一點接地以及電力系統(tǒng)振蕩等屬于不正常運行狀態(tài)。故障和不正常運行狀態(tài)將對電力系統(tǒng)造成危害，最常見也是最危險的的故障是電力系統(tǒng)的各種短路。1. 短路可能產(chǎn)生以下后果：故障點通過的短路電流很大，將產(chǎn)生電弧燒毀設(shè)備；短路電流經(jīng)過非故障設(shè)備，產(chǎn)生熱效應(yīng)，電動力，損壞或縮短非故障設(shè)備壽命；短路點附近電壓下降，破壞用戶正常工作，影響用戶的電能質(zhì)量；短路時，電壓下降，破壞系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性，擴大事故甚

14、至造成系統(tǒng)解裂或瓦解；2. 不正常運行狀態(tài)的主要影響有：長時過負荷，電氣元件和絕緣材料溫升超過允許值，絕緣老化，產(chǎn)生故障系統(tǒng)功率缺額頻率下降影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行；發(fā)電機突然甩負荷使電壓上升，造成過電壓；低壓電網(wǎng)一點接地使非故障相對地電壓升高危及非故障相的安全。故障和不正常運行狀態(tài)將引起事故。事故是指系統(tǒng)正常各種遭到破壞，并產(chǎn)生停電或少送電的停電事故和造成傷亡的人生事故以及使設(shè)備損壞的設(shè)備事故。產(chǎn)生故障和不正常運行狀態(tài)的主要原因除客觀因素(地震、雷擊、倒桿、洪災(zāi)等不可預(yù)測與抗拒因素)造成外，一般都是由于設(shè)備制造缺陷，設(shè)計、安裝不合理，檢修、運行維護不當(dāng)，誤操作等主觀因素造成。故須提高電力系統(tǒng)的工作能

15、力，針對性加強管理，采取各相積極措施，才能防患于未然。在電力系統(tǒng)中，一旦發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，應(yīng)將故障元件及時切除，無故障部分繼續(xù)運行，減小危害影響程度，確保電力系統(tǒng)安全運行。通常要求在十分之幾或百分之幾的時間內(nèi)切除故障，實踐證明，只有借助一種自動裝置繼電保護裝置來完成此項任務(wù)。因此，繼電保護的任務(wù)是：故障時，自動、迅速、有選擇的將故障元件從系統(tǒng)中切除，無故障部分繼續(xù)運行；系統(tǒng)處于不正常工作狀態(tài)時，動作于信號、減負荷或跳閘。繼電保護裝置是系統(tǒng)維持正常運行的必備手段，是電力系統(tǒng)的電“醫(yī)生”。二 對繼電保護的基本要求（1）選擇性：選擇性是要求繼電保護裝置僅將故障元件從系統(tǒng)中切除，保證無故障部分

16、繼續(xù)運行，停電范圍最?。蠢^電保護應(yīng)指令最靠近故障的斷路器動作于跳閘）。選擇性是對繼電保護的基本要求。如圖1-1所示，每個斷路器的位置都是繼電保護安裝處。當(dāng) K1點短路時，保護裝置指令最靠近故障的斷路器4QF動作于跳閘，而1、3QF不應(yīng)動作，A、B、C母線繼續(xù)供電，停電范圍最小；同理，K 2點短路時，3QF處的保護裝置動作于3QF跳閘，A、B母線繼續(xù)供電；K 3點短路時，1、2QF處的保護裝置動作于1、2QF跳閘，A、B、C母線繼續(xù)供電，如此，便認為保護裝置具有選擇性。（2）速動性：速動性是要求繼電保護裝置快速切除故障，減小短路電流對設(shè)備的損壞，對用戶的影響，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)電壓

17、等級的不同，對繼電保護裝置速動性的要求也不同，繼電保護裝置應(yīng)滿足不同電壓等級系統(tǒng)對故障切除時間的要求。（3）靈敏性：靈敏性是指繼電保護裝置在保護范圍內(nèi)，對各種故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性與短路的位置、類型、系統(tǒng)的運行方式有關(guān)，通常以靈敏度（Ksen）衡量，如過量保護的動作電流為，保護范圍內(nèi)最小短路電流為，則靈敏系數(shù)，欠量保護的動作電壓為，保護范圍內(nèi)的最低短路電壓為，則靈敏系數(shù)。這些均涉及到繼電保護的最大、最小運行方式，所謂繼電保護的最大運行方式是指流過保護安裝處短路電流為最大的系統(tǒng)運行方式，即系統(tǒng)所有元件均投入的運行方式；繼電保護的最小運行方式是指流過保護安裝處短路電流為最小的系統(tǒng)運

18、行方式，即相鄰元件處于檢修或停用，本元件故障時的運行方式。系統(tǒng)中，通常發(fā)電廠按最大容量的一臺機組故障、一臺機組檢修考慮，變電站按最大容量的一臺變壓器檢修考慮，雙回線路按停用一條考慮，環(huán)網(wǎng)按閉環(huán)運行考慮。（4）可靠性：可靠性是指在保護范圍內(nèi)，該動作的保護裝置不拒動（又稱為可信賴性），不該動作的保護裝置不誤動（又稱為安全性）?？煽啃允沁x擇保護的根本條件。滿足以上四個基本要求的繼電保護，即具有了“四性”。繼電保護的“四性”之間存在矛盾，常常為保證選擇性降低速動性、靈敏性，為滿足靈敏性犧牲速動性，為了提高速動性而犧牲選擇性。第二章：變電站綜合自動化系統(tǒng)微機分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)在我國已有近十幾年的

19、歷史，隨著時間的證明，它越來越受到電力系統(tǒng)的認可和歡迎，具有極強的生命力，我們平煤集團也在不斷引進。變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對變電站的設(shè)備自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。第一節(jié)：變電站綜合自動化系統(tǒng)基本概念及現(xiàn)狀一、 變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本概念：變電站綜合自動化技術(shù)是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進步而發(fā)展起來的一門新型交叉學(xué)科。它利用先進的計算機技術(shù)、控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對變電站內(nèi)的繼電保

20、護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等二次設(shè)備的功能進行優(yōu)化重組，通過其內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)相互交換信息，共享數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對變電站內(nèi)電氣設(shè)備及線路等運行狀況的監(jiān)視、測量、控制及保護。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是以組成全站的各控制單元微機化為基礎(chǔ)，加上相互之間的通信聯(lián)絡(luò)，構(gòu)成的全站二次控制整體自動化系統(tǒng)。它改變了變電站傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)模式，實現(xiàn)了信息共享，可以簡化二次系統(tǒng)，減少電纜，節(jié)省占地面積，降低造價，是提高變電站安全穩(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)量電能的一項重要技術(shù)措施。二、傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)概況及變電站綜合自動化系統(tǒng) 傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)的設(shè)備是按功能分別組織和

21、設(shè)置的，主要包括繼電保護、自動裝置、測量儀表、控制系統(tǒng)和信號系統(tǒng)以及遠動裝置等，相應(yīng)的有中央信號屏、控制屏、保護屏、錄波屏等。這些二次設(shè)備不僅功能不同，實現(xiàn)的原理和技術(shù)也不同，它們之間互不兼容，彼此獨立且自成體系。因此，逐步形成了自動、遠動和保護等不同的專業(yè)和相應(yīng)的技術(shù)部門。這種傳統(tǒng)的變電站主要有以下缺點：(1)電能質(zhì)量難以控制。只有及時掌握系統(tǒng)的運行工況，才能采取迅速、有效的控制和調(diào)節(jié)措施，消除不利因素，保證電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟的運行。但常規(guī)變電站的遠動功能不夠完善，提供給調(diào)度中心的信息量少、精度差，而且變電站內(nèi)自動控制和調(diào)節(jié)手段不全，遠方集中控制、操作的手段較少，不能遠方修改保護及自動

22、裝置的定值和檢查其工作狀態(tài)可控性不高，難以滿足電網(wǎng)實時監(jiān)測和控制的要求，不利于電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)、安全、穩(wěn)定運行。(2)安全性、可靠性不高。傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)中的繼電保護、自動裝置和遠動裝置等大多為晶體管或小規(guī)模集成電路形式，結(jié)構(gòu)及接線復(fù)雜，二次設(shè)備主要依靠電纜，主要通過模擬信號來交換信息，信息量小，可靠性不高。而且這種二次系統(tǒng)是一個被動系統(tǒng)，沒有自檢和自診斷的能力，不能及時發(fā)現(xiàn)自身的故障，因此需定期進行測試和校驗，增加了工作量，若兩次校驗之間出現(xiàn)了故障而沒有發(fā)現(xiàn)，則系統(tǒng)不能安全可靠地工作，例如可能會造保護拒動或誤動等。(3)監(jiān)控以人為主。傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)中，主要由人來處理信息，人處于核心位置，

23、但人在處理大量信息時的準(zhǔn)確性和可靠性不高，尤其是傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)提供給人的關(guān)于事故發(fā)生情況的具體信息不全面，往往要靠人的經(jīng)驗來判斷，這不利于正確處理事故。(4)電纜用量多，調(diào)試和維護工作量大。傳統(tǒng)變電站的控制，保護、測量等都是由電纜連接的，功能受到限制，擴展困難，標(biāo)準(zhǔn)也很難統(tǒng)一。每個一次設(shè)備都與所有這些二次設(shè)備有關(guān)，因而每個一次設(shè)備的電流互感器的二次側(cè)，都需要分別引到這些屏卜，斷路器的跳、合閘回路也需要連到保護屏、控制屏、遠動屏及其他自動裝置屏上，因此變電站內(nèi)的電纜錯綜復(fù)雜。這既增加了投資，又要花費大量的人力去從事眾多裝置之間的連接設(shè)計、配線、安裝、調(diào)試、維護等工作。(5)二次設(shè)備冗余配置

24、多，占地面積大。傳統(tǒng)變電站的二次沒備冗余配置多，體積大，笨重，因此主控室、繼電保護室等占地面積大。三、變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀變電站綜合自動化系統(tǒng)利用先進的計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，對微機化的變電站的二次沒備進行功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，以實現(xiàn)對變電站內(nèi)電氣設(shè)備及線路的自動監(jiān)視、測量、控制、保護以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。它是由多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，在二次系統(tǒng)具體裝置和功能實現(xiàn)上，微機化的二次設(shè)備代替和簡化了非計算機設(shè)備，在信號傳遞上，數(shù)字化信號傳遞代替了電壓、電流等模擬信號傳遞，數(shù)字化的處理和邏輯運算代替了模擬運算和繼電器邏輯。綜合自動化系統(tǒng)

25、集測量、監(jiān)視、控制、保護于一體，采用信息共享代替硬件重復(fù)配置，可以全面替代常規(guī)的二次設(shè)備，具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)分層分布化、測量顯示數(shù)字化、操作顯示屏幕化、通信手段多元化、運行管理智能化等特征。與傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)相比，它數(shù)據(jù)采集更精確、信號傳遞更方便、處理方式更靈活、運行維護更可靠、擴展更容易。1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題 目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)問題（其中包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、自動化系統(tǒng)模式、管理標(biāo)準(zhǔn)等問題）是當(dāng)前迫切需要解決的問題。 1.1生產(chǎn)廠家的問題 目前在變電站綜合自動化系統(tǒng)選型當(dāng)中存在著如所選系統(tǒng)功能不夠全面，產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，系統(tǒng)性能指標(biāo)達不到要求等情況，主要有以下問題：

26、 由于變電站綜合自動化設(shè)備的生產(chǎn)廠家過分重視經(jīng)濟利益，用戶又過分追求技術(shù)含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實用性，因而一批技術(shù)含量雖較高，但產(chǎn)品并不過關(guān)，甚至結(jié)構(gòu)、可靠性很差的所謂高技術(shù)產(chǎn)品不斷被使用。廠家只要有人買就生產(chǎn)，改進的積極性不高，甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺乏起碼的質(zhì)量保證措施，有些外購部件更是缺乏管理，因而導(dǎo)致部分投產(chǎn)的變電站問題較多； 有些廠家就某產(chǎn)品只搞技術(shù)鑒定，沒搞產(chǎn)品鑒定；另外，生產(chǎn)廠家對變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能、作用、結(jié)構(gòu)及各項技術(shù)性能指標(biāo)宣傳和介紹不夠，導(dǎo)致電力企業(yè)內(nèi)部專業(yè)人員對系統(tǒng)認識不透徹，造成設(shè)計漏洞較多。 1.2 不同產(chǎn)品的接口問題 接口是綜合自動化系統(tǒng)中非常重要而又長

27、期以來未得到妥善解決的問題之一，包括RTU、保護、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設(shè)備之間的通信。這些不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。當(dāng)不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時，問題會很嚴(yán)重。 如果所有廠家的自動化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開放的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，則上述問題可得到圓滿解決，用戶可以根據(jù)各種產(chǎn)品的特點進行選擇，以滿足自身的使用要求。 1.3 抗干擾問題 關(guān)于變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾問題，亦即所謂的電磁兼容問題，是一個非常重要然而卻常常被忽視的方面。傳統(tǒng)上的變電站綜合自動化設(shè)備出廠時

28、抗干擾試驗手段相當(dāng)原始，僅僅做一些開關(guān)、電焊機、風(fēng)扇、手提電話等定性實驗，到現(xiàn)場后往往也只加上開合斷路器的試驗，一直沒有一個定量的指標(biāo)，這是一個極大的隱患。 變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾措施是保證綜合自動化系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，選擇時應(yīng)注意， 合格的自動化產(chǎn)品，除滿足一般檢驗項目外，主要還應(yīng)通過高低溫試驗、耐濕熱試驗、雷電沖擊電壓試驗、動模試驗，而且還要重點通過四項電磁兼容試驗，分別是：1 MHz脈沖干擾試驗、靜電放電干擾試驗、輻射電磁場干擾試驗、快速瞬變干擾試驗。 1.4 傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇問題 變電站和調(diào)度中心之間的傳輸規(guī)約。目前國內(nèi)各個地方情況不統(tǒng)一，變電站和調(diào)度中心之間的信息

29、傳輸采用各種形式的規(guī)約，如部頒CDT、SC-1801、DNP3.0等。 1995年IEC為了在兼容的設(shè)備之間達到互換的目的，頒布了IEC 60870-5-101傳輸規(guī)約，為了使我國盡快采用遠動傳輸?shù)膰H標(biāo)準(zhǔn)，1997年原電力部頒布了國際101規(guī)約的國內(nèi)版本DL/T 634-1997，并在1998年的桂林會議上進行了發(fā)布。該規(guī)約為調(diào)度端和站端之間的信息傳輸制定了標(biāo)準(zhǔn)，今后站端變電站綜合自動化設(shè)備與遠方調(diào)度傳輸協(xié)議應(yīng)采用101規(guī)約。 站內(nèi)局域網(wǎng)的通信規(guī)約。目前許多生產(chǎn)廠家各自為政，造成不同廠家設(shè)備通信連接的困難和以后維護的隱患。 1997年IEC頒布了IEC 60870-5-103規(guī)約，國家經(jīng)貿(mào)委

30、在1999年頒布了國際103規(guī)約的國內(nèi)版本DL/T 667-1999，并在2000年的南昌會議上進行了發(fā)布，103規(guī)約為繼電保護和間隔層（IED）設(shè)備與變電站層設(shè)備間 的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)，今后變電站綜合自動化系統(tǒng)站內(nèi)協(xié)議要求采用103規(guī)約。 電力系統(tǒng)的電能計量傳輸規(guī)約。對于電能計量采集傳輸系統(tǒng)，IEC在1996年頒布的IEC 60870-5-102標(biāo)準(zhǔn)，即我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 719-2000，是我們在實施變電站電能計量系統(tǒng)時需要遵守的。 上述的三個標(biāo)準(zhǔn)即常說的101、102、103協(xié)議，運用于三層參考模型（EPA）即物理層、鏈路層、應(yīng)用層結(jié)構(gòu)之上，是相當(dāng)一段時間里指導(dǎo)變電站綜合自動

31、化技術(shù)發(fā)展的三個重要標(biāo)準(zhǔn)。這些國際標(biāo)準(zhǔn)是按照非平衡式和平衡式傳輸遠動信息的需要制定的，完全能滿足電力系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，將得到廣泛應(yīng)用。 IECTC57即將制定無縫遠動通信體系結(jié)構(gòu)，具有應(yīng)用開放和網(wǎng)絡(luò)開放統(tǒng)一的傳輸協(xié)議 IEC 61850。該協(xié)議將是變電站(RTU或者變電站綜合自動化系統(tǒng))到控制中心的唯一通信協(xié)議，也是變電站綜合自動化系統(tǒng)，甚至控制中心的唯一的通信協(xié)議。目前各個公司使用的標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，系統(tǒng)互聯(lián)和互操作性差，因此，在變電站綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)和設(shè)備選型上應(yīng)考慮傳輸規(guī)約問題，即在變電站和控制中心之間應(yīng)使用101規(guī)約，在變電站內(nèi)部應(yīng)使用103規(guī)約，電能量計量計費系統(tǒng)應(yīng)使用102規(guī)約

32、。新的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850頒布之后，變電站綜合自動化系統(tǒng)從過程層到控制中心將使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。 1.5 開放性問題 變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備的互操作性(互換性)；系統(tǒng)應(yīng)能包容變電站自動化技術(shù)新的發(fā)展要求；還必須考慮和支持變電站運行功能的要求。而現(xiàn)有的變電站綜合自動化系統(tǒng)卻不能滿足這樣的要求，各廠家的設(shè)備之間接口困難，甚至不能連接，從而造成各廠家各自為政，重復(fù)開發(fā)，浪費了大量的財力物力。 另外，各種屏體及設(shè)備的組織方式不盡相同，給維護和管理帶來許多問題。 在我們現(xiàn)有的綜合自動化設(shè)備中，廠家數(shù)量較多,各廠不同系列的產(chǎn)品造成產(chǎn)品型號復(fù)雜，備品備件難以實現(xiàn)，設(shè)備運行率低的

33、問題。 2組織模式選擇的問題 變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復(fù)雜性、變電站在電力系統(tǒng)的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過程層總線的數(shù)據(jù)流率的不同而變化。如果一個變電站綜合自動化系統(tǒng)模式選擇合適的話，不僅可以節(jié)省投資、節(jié)約材料，而且由于系統(tǒng)功能全、質(zhì)量高、其可靠性高、可信度大，更便于運行操作。因此，把好變電站綜合自動化系統(tǒng)的選擇關(guān)，意義十分重大。 目前應(yīng)用較廣泛的變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式三種類型?，F(xiàn)將三種結(jié)構(gòu)形式的特點簡述如下。 集中式：集中式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)是指采用不同檔次的計算機，擴展其外圍接口電路，集中采集變電站

34、的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進行計算與處理，分別完成微機控制、微機保護和一些自動控制等功能。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可減少占地面積、造價低，適用于對35 kV或規(guī)模較小的變電站，但運行可靠性較差，組態(tài)不靈活。 分散與集中相結(jié)合：分散與集中相結(jié)合的變電站綜合自動化系統(tǒng)是將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關(guān)柜內(nèi)，而高壓線路和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)形式較常用，它有如下特點： 635 kV 饋線保護采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝，可節(jié)約控制電纜，通過現(xiàn)場總線與保護管理機交換信息。 高壓線路保護和變壓器保護采用集中組屏結(jié)構(gòu)，保護屏安裝在控制室或保護室中，同樣通過現(xiàn)場總線

35、與保護管理機通信，使這些重要的保護裝置處于比較好的工作環(huán)境，對可靠性較為有利。 其他自動裝置中，如備用電源自投控制裝置和電壓、無功綜合控制裝置采用集中組屏結(jié)構(gòu)，安裝于控制室或保護室中。 全分散式：全分散式的變電站綜合自動化系統(tǒng)是以一次主設(shè)備如開關(guān)、變壓器、母線等為安裝單位，將控制、I/O、閉鎖、保護等單元分散，就地安裝在一次主設(shè)備屏（柜）上。站控單元通過串行口與各一次設(shè)備相連，并與管理機和遠方調(diào)度中心通信。它有如下特點： 簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。 減少了施工和設(shè)備安裝工程量。由于安裝在開關(guān)柜的保護和測控單元在開關(guān)柜出廠前已由廠家安裝和調(diào)試完畢，再加上鋪設(shè)電纜的數(shù)量大

36、大減少，因此現(xiàn)場施工、安裝和調(diào)試的工期隨之縮短。 簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。 全分散式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便，且抗干擾能力強，可靠性高。 上述三種變電站綜合自動化系統(tǒng)的推出，雖有時間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)各種系統(tǒng)特點和變電站的實際情況，予以選配。如以RTU為基礎(chǔ)的變電站綜合自動化系統(tǒng)可用于已建變電站的自動化改造，而分散式變電站綜合自動化系統(tǒng)，更適用于新建變電站。 3、變電站綜合自動化采用自動控制和計算機技術(shù)實現(xiàn)變電站二次系統(tǒng)的部分或全部功能。為達到這一目的，滿足電網(wǎng)運行對變電站的要求，變電站綜合自動化系統(tǒng)體系由“數(shù)據(jù)采集

37、和控制”、“繼電保護”、“直流電源系統(tǒng)”三大塊構(gòu)成變電站自動化基礎(chǔ)?！巴ㄐ趴刂乒芾硎菢蛄海?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)?！白冸娬局饔嬎銠C系統(tǒng)”對整個綜合自動化系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)、管理和控制，并向運行人員提供變電站運行的各種數(shù)據(jù)、接線圖、表格等畫面，使運行人員可遠方控制斷路器分、合操作，還提供運行和維護人員對自動化系統(tǒng)進行監(jiān)控和干預(yù)的手段?！白冸娬局饔嬎銠C系統(tǒng)”代替了很多過去由運行人員完成的簡單、重復(fù)和繁瑣的工作，如收集、處理、記錄、統(tǒng)計變電站運行數(shù)據(jù)和變電站運行過程中所發(fā)生的保護動作、斷路器分、合閘等重要事件，還可按運行人員的操作命令或預(yù)先設(shè)定執(zhí)行各種復(fù)雜的工作

38、?！巴ㄐ趴刂乒芾磉B接系統(tǒng)各部分，負責(zé)數(shù)據(jù)和命令的傳遞，并對這一過程進行協(xié)調(diào)、管理和控制。 與變電站傳統(tǒng)電磁式二次系統(tǒng)相比，在體系結(jié)構(gòu)上，變電站綜合自動化系統(tǒng)增添了“變電站主計算機系統(tǒng)”和“通信控制管理”兩部分；在二次系統(tǒng)具體裝置和功能實現(xiàn)上，計算機化的二次設(shè)備代替和簡化了非計算機設(shè)備，數(shù)字化的處理和邏輯運算代替了模擬運算和繼電器邏輯；在信號傳遞上，數(shù)字化信號傳遞代替了電壓、電流模擬信號傳遞。數(shù)字化使變電站自動化系統(tǒng)與傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)采集更精確、傳遞更方便、處理更靈活、運行維護更可靠、擴展更容易。4、變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系較為典型的是：(1)在低壓無人值班變電站里，取消變電站主

39、計算機系統(tǒng)或者簡化變電站主計算機系統(tǒng)。(2)在實際的系統(tǒng)中，更為常見的是將部分變電站自動化設(shè)備，如微機保護、RTU與變電站二次系統(tǒng)中電磁式設(shè)備(如模擬式指針儀表、中央信號系統(tǒng))揉和在一起，組成一個系統(tǒng)運行。這樣，即提高了變電站二次系統(tǒng)的自動化水平，改進了常規(guī)系統(tǒng)的性能，又需投入更多的物力和財力。 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式：變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式主要有集中式、集中分布式和分散分布 （一） 集中式結(jié)構(gòu) 集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其IO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。集中式結(jié)構(gòu)也并非指只由一臺計算機完成保護

40、、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機保護、微機監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的，只是每臺微型計算機承擔(dān)的任務(wù)多些。例如監(jiān)控機要擔(dān)負數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、斷路器操作、人機聯(lián)系等多項任務(wù)；擔(dān)負微機保護的計算，可能一臺微機要負責(zé)多回低壓線路的保護等。 5、集中式系統(tǒng)的主要特點有： (1)能實時采集變電站各種模擬量、開關(guān)量，完成對變電站的數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控、制表、打印、事件順序記錄等功能。(2)完成對變電站主要設(shè)備和進、出線的保護任務(wù)。(3)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，可大大減少站地面積。(4)造價低，尤其是對35kV或規(guī)模較小的變電站更為有利。(5)實用性好。 6、集中式的主要缺點有： (

41、1)每臺計算機的功能較集中，若一臺計算機出故障，影響面大，因此，必須采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。(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。(4)集中式保護與長期以來采用一對一的常規(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，只適合于保護算法比較簡單的情況。分布式結(jié)構(gòu)：該系統(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

42、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，局部故障不影響其它模塊正常運行。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。7、分布分散(層)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化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站層(站級測控單元)和間隔層(間隔單元)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。該系統(tǒng)的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進行設(shè)計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能

43、化的測控單元完成。測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)代變電站自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢，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，比較好的實現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護和擴展，大量現(xiàn)場工作可一次性地在設(shè)備制造廠家完成。7.1分布分散式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有：(1)間隔級控制單元的自動化、標(biāo)準(zhǔn)化使系統(tǒng)適用率較高。(2)包含間隔級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)簡化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省

44、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。8、微機保護簡要介紹：采用微機來實現(xiàn)的保護稱為微機保護，具有如下優(yōu)點： （1）可靠性高； （2）靈活性強； （3）性能改善，功能易于擴充； （4）維護調(diào)試方便； （5）有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化 微機保護裝置從功能上可以分為六個部分，如圖所表示：各部分的功能如下： 8.1.模擬量輸入系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ）采集由被保護設(shè)備的電流電壓互感器輸入的模擬信號，將此信號經(jīng)過濾波，然后轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。8. 2.CPU主系統(tǒng)包括微處理器CPU，只讀存儲器（EPROM）、隨機存取存儲器（RAM）及定時器（TIMER）等 。CPU執(zhí)行存放在E

45、PROM中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM區(qū)的原始數(shù)據(jù)進行分析處理，并與存放于E2PROM中的定值比較，以完成各種保護功能 。 8.3.開關(guān)量輸入/輸出回路由并行口、光電耦合電路及有接點的中間繼電器等組成，以完成各種保護的出口跳閘、信號指示及外部接點輸入等工作。 8.4.人機接口部分包括打印、顯示、鍵盤、各種面板開關(guān)等，其主要功能用于人機對話，如調(diào)試、定值調(diào)整等。 8.5.通訊接口用于保護之間通訊及遠動。8. 6電源提供整個裝置的直流電源。8.1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與微機接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是將模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量的系統(tǒng)。 根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理不同，微機保護裝置中模擬量輸入回路方式，一是基于逐次逼近型

46、A/D轉(zhuǎn)換方式，二是利用電壓/頻率變換（VFC）原理進行A/D變換的方式 。為保證定時采樣，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與微機接口一般采用中斷方式。實時時鐘到達一方面向采樣保持器發(fā)出采樣保持信號，另一方面向CPU發(fā)出外部中斷請求信號。CPU收到中斷請求 后，轉(zhuǎn)入采樣中斷服務(wù)程序，并通過總線發(fā)出讓多路轉(zhuǎn)換開關(guān)MPX接通第一路采樣通道的信號，同時起動A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后向CPU發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，CPU查詢到轉(zhuǎn)換結(jié)束信號后通過數(shù)據(jù)總線讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并起動第二路的AD轉(zhuǎn)換，直到所有通道的AD轉(zhuǎn)換完成。 如下圖所示： 8.3.1開關(guān)量輸入、輸出系統(tǒng)原理所謂開關(guān)量，就是只有兩種狀態(tài)的量，包括不帶電位的接

47、點位置（接通或斷開）及只有高低兩種電位的邏輯電平。8.3.3.1開關(guān)量輸入回路 開關(guān)量輸入大多數(shù)是接點狀態(tài)的輸入，可以分成兩類：一是安裝在裝置面板上的接點,另一類是從裝置外部經(jīng)過端子排引入裝置的觸點。8.3.3.2開關(guān)量輸出回路 開關(guān)量輸出主要包括保護的跳閘出口以及本地和中央信號等。9、微機保護的軟件構(gòu)成微機保護的程序由主程序與中斷服務(wù)程序兩大部分組成。在中斷服務(wù)程序中有正常運行程序模塊和故障處理程序模塊。 正常運行程序中進行采樣值自動零漂調(diào)整、及運行狀態(tài)檢查，運行狀態(tài)檢查包括交流電壓斷線、檢查開關(guān)位置狀態(tài)、變化量制動電壓形成、重合閘充電、準(zhǔn)備手合判別等。不正常時發(fā)告警信號，信號分兩種，一種是

48、運行異常告警，這時不閉鎖裝置，提醒運行人員進行相應(yīng)處理；另一種為閉鎖告警信號，告警同時將裝置閉鎖，保護退出。 故障計算程序中進行各種保護的算法計算，跳閘邏輯判斷以及事件報告、故障報告及波形的整理等。 9.1主程序 主程序按固定的采樣周期接受采樣中斷進入采樣程序，在采樣程序中進行模擬量采集與濾波，開關(guān)量的采集、裝置硬件自檢、交流電流斷線和起動判據(jù)的計算，根據(jù)是否滿足起動條件而進入正常運行程序或故障計算程序。硬件自檢內(nèi)容包括RAM、E2PROM、跳閘出口三極管等。 9.2中斷服務(wù)程序 9.2.1故障處理程序根據(jù)被保護設(shè)備的不同，保護的故障處理程序有所不同。對于線路保護來說，一般包括縱聯(lián)保護、距離保

49、護、零序保護、電壓電流保護等處理程序。 9.2.2正常運行程序正常運行程序包括開關(guān)位置檢查、交流電壓電流斷線判斷、交流回路零點調(diào)整等。檢查開關(guān)位置狀態(tài)：三相無電流，同時斷路器處于跳閘位置動作，則認為設(shè)備不在運行。線路有電流但斷路器處于跳閘位置動作，或三相斷路器位置不一致，經(jīng)10秒延時報斷路器位置異常。交流電壓斷線：交流電壓斷線時發(fā)TV斷線異常信號。TV斷線信號動作的同時，將TV斷線時會誤動的保護（如帶方向的距離保護保護等）退出，自動投入TV斷線過流和TV斷線零序過流保護或?qū)Х较虮Ｗo經(jīng)過控制字的設(shè)置改為不經(jīng)方向元件控制。三相電壓正常后, 經(jīng)延時發(fā)TV斷線信號復(fù)歸。交流電流斷線：交流電流斷線發(fā)T

50、A斷線異常信號。保護判出交流電流斷線的同時，在裝置總起動元件中不進行零序過流元件起動判別，且要退出某些會誤動的保護，或?qū)⒛承┍Ｗo不經(jīng)過方向控制。 電壓、電流回路零點漂移調(diào)整：隨著溫度變化和環(huán)境條件的改變，電壓、電流的零點可能會發(fā)生漂移，裝置將自動跟蹤零點的漂移。10、提高微機保護的可靠措施可靠性包括兩方面含義，即不誤動和不拒動。影響保護的可靠性的因素：干擾和元件損壞。 干擾主要是由端子排從外界引入的浪涌電壓和裝置內(nèi)部繼電器切換等原因造成的 。對微機保護來說干擾的后果往往表現(xiàn)為由于數(shù)據(jù)或地址的傳送出錯而導(dǎo)致計算出錯或程序出格 。 為了防止由于干擾使保護的可靠性下降，微機保護通常在硬件及軟件方面采

51、取了如下防范措施10.1硬件方面 10.1.1隔離和屏蔽 為防止外部浪涌影響微機工作，必須保證端子排任一點同微機部分無電的聯(lián)系。 模擬量輸入回路所涌入的共模干擾信號可以由電壓形成回路中的 變換器進行隔離，通常在線圈間加屏蔽層以更好地防止干擾信號的侵入。 差模信號利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的前置低通濾波器能很好地吸收差模浪涌。 對于不能用變換器隔離的直流電壓，可以用光電隔離。 開關(guān)量輸入不能直接接在接口芯片引腳上，應(yīng)經(jīng)過光電隔離。 開關(guān)量輸出包括跳閘出口、中央信號等接點輸出。繼電器接點通過端子排引出，線圈則由弱電邏輯驅(qū)動。驅(qū)動繼電器線圈的弱電電源和微機所用電源之間不應(yīng)有電的聯(lián)系，也要進行光電隔離，以防止

52、線圈回路切換產(chǎn)生的干擾影響微機工作。 第二節(jié)：變電站綜合自動化系統(tǒng)主要功能變電站綜合自動化系統(tǒng)的管理計算機通過通信電纜與安裝在現(xiàn)場的所有微機保護與監(jiān)控單元進行信息交換。管理計算機可以向下發(fā)送遙控操作命令與有關(guān)參數(shù)修改，隨時接受微機保護與監(jiān)控單元傳上來的遙測、遙信與事故信息。管理計算機就可通過對信息的處理，進行存盤保存，通過記錄打印與畫面顯示，還可以對系統(tǒng)的運行情況進行分析，通過遙信可以隨時發(fā)現(xiàn)與處理事故，減少事故停電時間，通過遙控可以合理調(diào)配負荷，實現(xiàn)優(yōu)化運行，從而為實現(xiàn)現(xiàn)代化管理提供了必須的條件。 變電站綜合自動化系統(tǒng) 系統(tǒng)特點 分層分布式設(shè)計 實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)層的信息共享 間隔層配置靈活方便 繼

53、電保護功能完全獨立 采用先進的局域網(wǎng)通訊方式 模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計變電站綜合自動化系統(tǒng) 系統(tǒng)優(yōu)點 減少二次電纜，節(jié)省投資 取消光字牌屏和中央控制屏，簡化控制屏，減少屏柜，節(jié)省占地空間 大大減少硬件重復(fù)設(shè)置（一處采集，全網(wǎng)共享） 減少設(shè)計、安裝、調(diào)試和維護工作量 系統(tǒng)實時性、可靠性高，靈活性、可擴展性好 性能/價格比高 提高自動化水平和管理水平變電站綜合自動化系統(tǒng)系統(tǒng)功能 模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、分布式設(shè)計 SCADA功能 全中文漢化圖形功能 遠程數(shù)據(jù)交換功能 保護設(shè)備管理功能 “五防”功能 小電流接地選線功能 故障錄波和事故追憶功能 電壓和無功調(diào)節(jié)功能v 強大的通訊功能（IEC870-5-103規(guī)約、C

54、AN、RS485、RS232等）v 電能監(jiān)測功能v 完整的自適應(yīng)操作箱功能v 故障錄波功能v 全漢化樹狀菜單v 堅固的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計v 高抗干擾、耐高（低）溫性能測量功能 模擬量：U、I、P、Q、COS、f、電度 遙信量：32路開入（有、無源） 直流量：直流電壓、主變溫度 其他：諧波量、故障錄波控制功能 遠方/就地分閘、合閘 遠方閉鎖 執(zhí)行前返校 遠方定值修改 遠方定值區(qū)切換 遠方保護投/退 自保持及防跳功能 跳合閘電流自動適應(yīng) 控制回路斷線告警 綜自系列保護、測量、控制一體化裝置 保護功能線路保護測控裝置： 三段式相間電壓閉鎖方向電流保護 三段式零序過流保護 獨立的加速保護 過負荷保護 低頻減

55、載 三相一次重合閘 小電流接地告警變壓器主保護裝置： 二次諧波原理制動的比率差動保護 差動速斷保護 CT斷線檢測和閉鎖功能 過負荷保護 過電流啟動通風(fēng) 過電流閉鎖有載調(diào)壓 本體保護變壓器后備保護測控裝置： 兩段式相間過流保護 每段兩時限、出口方式可選 方向元件閉鎖 低電壓元件閉鎖 負序電壓元件閉鎖 兩段式零序過流保護 每段兩時限、出口方式可選 間隙零序電流保護 零序過壓保護 零序電流閉鎖電容器保護測控裝置: 兩段相間電流保護 過電壓保護 失壓保護 不平衡電壓保護 不平衡電流保護 瓦斯保護(電容器中性點帶電容器補償）備用電源自投裝置： 進線備自投 分段備自投 兩段式分段電流保護 充電保護廠用變壓

56、器保護測控裝置： 相間電流保護 速斷保護 定時限過流保護 反時限過流保護 過負荷保護 高壓側(cè)零序過流保護 低壓側(cè)零序過流保護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?)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。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) ）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

57、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。 ）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。 .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。 .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

58、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(zhǔn)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:）斷路器動作次數(shù)； ）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)； ）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

59、值及其時間； ）獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間； ）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。第三節(jié)：微機保護裝置簡介1、微機保護的優(yōu)點（1）可靠性高：一種微機保護單元可以完成多種保護與監(jiān)測功能。代替了多種保護繼電器和測量儀表，簡化了開關(guān)柜與控制屏的接線，從而減少了相關(guān)設(shè)備的故障環(huán)節(jié)，提高了可靠性。微機保護單元采用高集成度的芯片，軟件有自動檢測與自動糾錯功能，也有提高了保護的可靠性。（2）精度高，速度快，功能多。測量部分數(shù)字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各種事件以m s來計時，軟件功能的提高可以通過各種復(fù)雜的算法完成多種保護功能。（3）靈活性大，通過軟件可以很方便的改變保護與控制特性，利用邏輯判斷實現(xiàn)各