變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)教案

1、第七章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第一節(jié) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述1) 因此，變電站綜合自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(dòng)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(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，調(diào)度中心對(duì)電力系統(tǒng)要下發(fā)各種遠(yuǎn)方控制命令，這些命令只有通過變電站的自動(dòng)化裝置才能最終完成。也可以說沒有一個(gè)完整、先進(jìn)、可靠的基礎(chǔ)自動(dòng)化就不可能實(shí)現(xiàn)一個(gè)高水平的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。3) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)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)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)。4) 微機(jī)保護(hù)

2、代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變了常規(guī)繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。5) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)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(yùn)行，取代了常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表、常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏。6) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能自動(dòng)化、結(jié)構(gòu)微機(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化等特征。7) 它的應(yīng)用為變電所無人值班提供了強(qiáng)有力的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控支持。8) 其主要功能為：對(duì)變電所所管轄的配電網(wǎng)實(shí)行監(jiān)視和自動(dòng)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。在系統(tǒng)頻率下降時(shí)，切除負(fù)荷，或在電壓變動(dòng)時(shí)自

3、動(dòng)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。通過對(duì)負(fù)荷的直接控制來調(diào)節(jié)負(fù)荷曲線和保持電能的供需平衡。9) 傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和變電站綜合自動(dòng)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(hù)和自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)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

4、力市場(chǎng)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(hù)室占地面積大，增大了征地投資。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化就會(huì)減少占地面積，對(duì)國家目前和長遠(yuǎn)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(shí)提供運(yùn)行參數(shù)的要求，于是就不能適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)控制的要求。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠和上級(jí)的調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)信息共享，可以將現(xiàn)場(chǎng)的“四遙”信息及時(shí)準(zhǔn)確地傳遞到調(diào)度中心。因此，可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理水平。第二節(jié) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是多專業(yè)性的綜合技術(shù)，它以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了電站傳統(tǒng)的繼電保護(hù)、

5、控制方式、測(cè)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(huì)議WG34.03工作組在研究變電站時(shí)，分析了變電站自動(dòng)化需完成的功能大概有63種，歸納起來可以分為以下幾個(gè)功能組：控制、監(jiān)視功能；自動(dòng)控制功能；測(cè)量表計(jì)功能；繼電保護(hù)功能；與繼電保護(hù)有關(guān)功能；接口功能；系統(tǒng)功能。結(jié)合這五個(gè)不同的功能組，我們將系統(tǒng)自動(dòng)化的基本功能體現(xiàn)在下面的五個(gè)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(gè)部分。上位機(jī)的監(jiān)視和控制功能以及下位機(jī)的監(jiān)視和控制功能。下位機(jī)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(jī)主要包含有人機(jī)界面和人機(jī)對(duì)話的功能，通信聯(lián)絡(luò)功能。（一）

6、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(cè)狀態(tài)。繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、運(yùn)行告警信號(hào)等這些信號(hào)都以開關(guān)量的形式，通過光電隔離電路輸入到計(jì)算機(jī)。對(duì)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(duì)斷路器變位的采樣分辨率能在

7、5ms之內(nèi)。對(duì)于給定開關(guān)狀態(tài)和分接頭位置等開關(guān)信號(hào)，可以用定期查詢的方式讀取。（3）電能計(jì)量。電能計(jì)量即指對(duì)電能量（包括有功電能和無功電能）的采集。對(duì)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(jìn)行不同的計(jì)算，得出有功電能和無功電能。這種方法不需要進(jìn)行硬件的投資，但是作為實(shí)際的電能計(jì)費(fèi)的方式，還不為大家所接受。另外的方法就是采用微機(jī)型電能計(jì)量儀表。這種儀表采用單片機(jī)和集成電路構(gòu)成，通過采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行有功電能和無功電能的計(jì)算。因?yàn)檫@種裝置是專門為電能計(jì)算設(shè)計(jì)的，因此，可以保證計(jì)量的準(zhǔn)確度。這種微機(jī)型的電能計(jì)量儀表是今后電能計(jì)量的發(fā)展方向。（二）事件順序記

8、錄（SOE）事件順序記錄SOE（Sequence of Events）包括斷路器合閘記錄、保護(hù)動(dòng)作順序記錄。微機(jī)保護(hù)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(shí)間的時(shí)間順序記錄，確保當(dāng)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)方幾種控制主站通信中斷時(shí)，不會(huì)丟失事件的信息，并記錄事件發(fā)生的時(shí)間（應(yīng)該精確到毫秒級(jí)）。（三）故障記錄、故障錄波和測(cè)距（1）故障錄波與測(cè)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(diǎn)，以縮短修復(fù)時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，減小損失。設(shè)置故障錄波和各種測(cè)距是解決此問題的最好途徑。變電站的故障錄波和測(cè)距可采用兩種方法實(shí)現(xiàn)，一是由微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和測(cè)距，在

9、將記錄和測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控機(jī)存儲(chǔ)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(jī)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(jiǎn)單故障記錄功能。故障記錄功能是記錄繼電保護(hù)動(dòng)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(duì)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(duì)分析和掌握情況、判斷保護(hù)動(dòng)作是否正確很有益

10、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(duì)斷路器和隔離開關(guān)（如果允許電動(dòng)操作的話）進(jìn)行分、合操作，對(duì)變壓器分接頭開關(guān)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，對(duì)電容器進(jìn)行投切控制，同時(shí)要能接受遙控操作命令，進(jìn)行遠(yuǎn)方操作；為防止計(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)，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(shí)，應(yīng)閉鎖自動(dòng)重合閘裝置。（2）當(dāng)?shù)剡M(jìn)行操作和遠(yuǎn)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(shí)時(shí)信息，自動(dòng)實(shí)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(yuǎn)方操作，都應(yīng)有防誤操作的閉鎖措施，

11、即要收到反校驗(yàn)信號(hào)，才執(zhí)行下一項(xiàng)；必須有對(duì)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(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)行越限監(jiān)視，如果發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外，還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自動(dòng)控制裝置工作是否正常等。（六）人機(jī)聯(lián)系功能（1）CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。變電站采用微機(jī)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(diǎn)之一是操作人員或調(diào)度員只要面對(duì)CRT顯示器的屏幕，通過操作鼠標(biāo)和鍵盤，就可對(duì)全站的運(yùn)行工況和運(yùn)行參數(shù)一目了然，可對(duì)全站的斷路器和隔離開關(guān)等進(jìn)行分、合操作，

12、徹底改變了傳統(tǒng)依靠指針式儀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(dòng)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(tái)機(jī)監(jiān)視、控制和測(cè)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(chǎng)采集的各種數(shù)據(jù)和經(jīng)過后臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)：U、I、P、Q、有功電能、無功電能以及主變壓器溫度T、系統(tǒng)頻率等，都可以在計(jì)算機(jī)的屏幕上實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)，在潮流等運(yùn)行參數(shù)的顯示畫面上，應(yīng)顯示出日期和時(shí)間。對(duì)變電站主接線圖中的斷路器和隔離開關(guān)的位置要與實(shí)際狀態(tài)相適應(yīng)。進(jìn)行對(duì)斷路器或隔離開關(guān)的操作時(shí)，在CRT的顯示上，對(duì)要操作的對(duì)象應(yīng)有明顯的標(biāo)記（如閃爍、顏色改變等措施）。

13、各項(xiàng)操作都有漢字提示。另外，變電站投入運(yùn)行之后，隨著送電量的改變，保護(hù)整定值、越限值等都需要修改，甚至由于負(fù)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(jī)聯(lián)系中，應(yīng)該有良好的人機(jī)界面，以供變電站的操作人員對(duì)變電站的設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。特別需要強(qiáng)調(diào)的是，針對(duì)無人值班變電站必須設(shè)置有必要的人機(jī)聯(lián)系功能，在操作人員進(jìn)行設(shè)備巡視和檢修時(shí)，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(jī)到站內(nèi)進(jìn)行操作。（七）后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和打印功能監(jiān)控系統(tǒng)除了完成上述的各項(xiàng)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(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。此外，為滿足繼電保護(hù)專業(yè)和變電站管理的需要，必

14、須進(jìn)行一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(shí)間；母線電壓每天記錄的最高值和最低值以及相應(yīng)的時(shí)間；計(jì)算受配電電能平衡率；統(tǒng)計(jì)斷路器動(dòng)作次數(shù)；斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累積時(shí)間；控制操作和修改整定值記錄等。對(duì)數(shù)據(jù)的記錄之后，就可以通過系統(tǒng)的打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)打印，以供變電站管理和歷史存檔。對(duì)于無人職守的系統(tǒng)變電站，可以不配備打印機(jī)，不設(shè)當(dāng)?shù)卮蛴」δ?，各變電站的運(yùn)行報(bào)表集中在控制中心打印輸出。二、微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，微機(jī)保護(hù)通常獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)，專門負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的故障檢測(cè)和處理，故要求微機(jī)保護(hù)具有安全、可靠、準(zhǔn)確、快速等性能。

15、低壓配電所的繼電保護(hù)比較簡(jiǎn)單，有主變瓦斯/差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低壓閉鎖過電壓過電流保護(hù)等。在低壓配電所中通常被設(shè)置為一個(gè)獨(dú)立的單元。微機(jī)保護(hù)在我國已經(jīng)投入運(yùn)行10多年的歷史，并且越來越受到繼電保護(hù)人員和運(yùn)行人員的普遍歡迎。對(duì)微機(jī)保護(hù)的原理和功能實(shí)現(xiàn)不作介紹。三、無功電壓控制功能變電站綜合自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化的一個(gè)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。變電站內(nèi)的有載調(diào)

16、壓變壓器和無功補(bǔ)償裝置雖然都能對(duì)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(fù)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(bǔ)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(yán)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?？傊谶M(jìn)行無功和電壓的控制時(shí)，必須將調(diào)分接頭和電容器的投切兩者結(jié)合起來，進(jìn)行合理的調(diào)控。才能起

17、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(duì)電網(wǎng)的輸電能力、安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和降低電能損耗有著極大影響。因此，要對(duì)電壓和無功功率進(jìn)行綜合調(diào)控，保證實(shí)現(xiàn)電力部門和用戶在內(nèi)的總體運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)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(yùn)行時(shí)必須維持電網(wǎng)的頻率在50Hz±（0.10.2）Hz的范圍內(nèi)。系統(tǒng)頻率不論是偏大還是偏小，對(duì)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)

18、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(yán)重缺額時(shí)，需要切除部分負(fù)荷時(shí)，應(yīng)盡可能作到有次序、有計(jì)劃的切除負(fù)荷，并保證所切除的負(fù)荷數(shù)量必須合適，以盡量減少切除負(fù)荷后所造成的經(jīng)濟(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)低頻減載功能。（2）把低頻減載的負(fù)荷控制分散裝設(shè)在每回線路的保護(hù)裝置中?，F(xiàn)在微機(jī)保護(hù)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(hù)設(shè)備。在線路保護(hù)裝置中，增加一個(gè)測(cè)量頻率的環(huán)節(jié)，就可以實(shí)現(xiàn)低頻減載的控制功能了。其對(duì)每回線路輪次的安排原則同上所述。只

19、要將第n 輪動(dòng)作的頻率和延時(shí)定值事前在某回路的保護(hù)裝置中安排好，則該回路便屬于第 n 輪切除的負(fù)荷。五、備用電源自投控制隨著國民經(jīng)濟(jì)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(duì)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(dòng)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?yàn)槠渌脑蚴构ぷ麟娫幢粩嚅_后，能迅速將備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)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(dòng)控制裝置。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

20、本結(jié)構(gòu)一、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求為了達(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)該滿足以下要求：（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。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)集變電站的繼電保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)視、運(yùn)行控制和通信于一個(gè)分級(jí)分布式的系統(tǒng)中，此系統(tǒng)由微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)、測(cè)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(jī)電保護(hù)、儀表、中央信號(hào)、模擬屏、控制屏和運(yùn)行控制裝置。（2）變電站微機(jī)保護(hù)的軟件和硬件設(shè)置既要和監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，又要相互協(xié)調(diào)。微機(jī)保護(hù)是綜合自動(dòng)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(duì)獨(dú)立，即在系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)的動(dòng)作、行為僅和保護(hù)裝置有關(guān)，不依賴監(jiān)控系統(tǒng)的其他環(huán)

21、節(jié)，保證綜合自動(dòng)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(shí)現(xiàn)，不影響保護(hù)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(jī)保護(hù)裝置應(yīng)具有串行接口或現(xiàn)場(chǎng)總線接口，向計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或RTU提供保護(hù)動(dòng)作信息或保護(hù)定值等信息。（4）變電站綜合自動(dòng)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(shí)施和推廣是一個(gè)必然的趨勢(shì)，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，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不管從硬件或軟件方面考慮，都必須具備和上級(jí)調(diào)度通信的能力，必須具有RTU的全部功能，以滿足和促進(jìn)變電站無人值班的實(shí)施。（5）要有可靠、先進(jìn)的通

22、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)具有較高的可靠性和較強(qiáng)的抗干擾能力。在考慮總體結(jié)構(gòu)時(shí)，要主、次分明，對(duì)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，要有一定的冗余。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)要相對(duì)獨(dú)立，一旦系統(tǒng)中某個(gè)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(dú)立的故障診斷、自修復(fù)功能，任何一個(gè)部分發(fā)生了故障，應(yīng)通知監(jiān)控主機(jī)發(fā)出告警信號(hào)，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(kuò)展性和適應(yīng)性要好。在對(duì)技術(shù)落后的老變電站進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，變電站自動(dòng)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(jí)的系統(tǒng)。（8）系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和開放性要好。研究新的產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)

23、盡量符合國家或部頒標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)的開放性能好，也便于系統(tǒng)以后升級(jí)。（9）必須充分利用好數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享應(yīng)該是自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，只有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，才能簡(jiǎn)化自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的重復(fù)，降低造價(jià)。（10）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)技術(shù)密集、涉及面廣、綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)自動(dòng)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(gè)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。二、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是和計(jì)算機(jī)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(dòng)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

24、。從變電站綜合自動(dòng)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(diǎn)。而且光電傳感器和先進(jìn)的光纖通信技術(shù)的出現(xiàn)，為分散式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供了有力的技術(shù)支持。圖7-1 集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)是和當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)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(dòng)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(hù)和各種對(duì)變電站自動(dòng)化設(shè)備的控制功能通過一定的接口交給系統(tǒng)的主監(jiān)控機(jī)來管理和完成，為了實(shí)現(xiàn)和調(diào)

25、度中心的通信聯(lián)系，還要有相應(yīng)的通信控制器來負(fù)責(zé)主控計(jì)算機(jī)和調(diào)度中心的通信工作。在有人值班的變電站中，主控計(jì)算機(jī)為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話和管理功能，還必須負(fù)責(zé)管理大量的外圍設(shè)備，以滿足人機(jī)對(duì)話和數(shù)據(jù)報(bào)表的打印功能。這種集中式的變電站綜合自動(dòng)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(shí)用等特點(diǎn)。但是，隨著技術(shù)地不斷發(fā)展和新的變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，它的劣勢(shì)也就愈加明顯：1）每臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能較為集中，如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障。影響面是很大的。必須采用雙機(jī)或者是并聯(lián)運(yùn)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(duì)不同結(jié)主接線和規(guī)模不

26、同的變電站，其軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，適應(yīng)性較差，不利于推廣。4）集中式保護(hù)和長期以來采用的一對(duì)一的常規(guī)保護(hù)相比，不直觀，不符合運(yùn)行和維護(hù)人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護(hù)不方便，程序設(shè)計(jì)麻煩，僅適合于保護(hù)算法簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。圖7-2 分散與集中相結(jié)合的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2、分層式分布變電站自動(dòng)化系統(tǒng)隨著自動(dòng)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(dòng)化模式，歸納起來，都屬于分層分布式的結(jié)構(gòu)。將實(shí)際的變電站的一次、二次設(shè)備分為三個(gè)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(diǎn)，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

27、元裝置組成，這些獨(dú)立的單元裝置通過局域網(wǎng)或者是總線和主監(jiān)控機(jī)進(jìn)行通信。它具有測(cè)量、控制部件或繼電保護(hù)單元。測(cè)量和控制部件負(fù)責(zé)該單元的測(cè)量、監(jiān)視、斷路器的操作控制和連鎖及事件順序記錄等；保護(hù)部件負(fù)責(zé)該單元線路或變壓器、電容器的保護(hù)、故障記錄等。在這個(gè)層次中，還可能存在數(shù)據(jù)采集管理機(jī)和保護(hù)管理機(jī)，分別管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和繼電保護(hù)工作。所以說單元層本身是一個(gè)兩級(jí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。變電站層包括全站性的監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)通信機(jī)等。變電站層設(shè)現(xiàn)場(chǎng)總線或是局域網(wǎng)，供各主機(jī)之間和監(jiān)控主機(jī)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(shí)現(xiàn)。各種高壓和低壓線路的保護(hù)單元；電容器保護(hù)單元；

28、主變壓器保護(hù)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(bǔ)償單元；數(shù)據(jù)采集單元；電能計(jì)量單元等。每個(gè)功能單元基本上由單獨(dú)的一個(gè)CPU來完成，多采用單片機(jī)。在系統(tǒng)的管理上面，數(shù)據(jù)采集管理機(jī)和保護(hù)管理機(jī)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(jī)的工作。這樣就可以大大的減輕監(jiān)控機(jī)的負(fù)擔(dān)。它們通過總線或是局域網(wǎng)和主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。一旦各個(gè)管理機(jī)發(fā)生故障，就會(huì)向主控計(jì)算機(jī)發(fā)出告警信號(hào)。對(duì)于主控計(jì)算機(jī)，如果應(yīng)用在無人值班的場(chǎng)合，主要負(fù)責(zé)與調(diào)度中心的通信，使變電站自動(dòng)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(chǎng)合，除了仍然負(fù)責(zé)和調(diào)度中心通信外，還要負(fù)責(zé)人機(jī)聯(lián)系，使自動(dòng)化系統(tǒng)通過監(jiān)

29、控計(jì)算機(jī)完成當(dāng)?shù)仫@示、制表打印等任務(wù)。這種按照功能設(shè)計(jì)的分層分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)，具有軟件相對(duì)簡(jiǎn)單、調(diào)試相對(duì)方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高等特點(diǎn)。但是，這種結(jié)構(gòu)在安裝的時(shí)候，需要的控制電纜相對(duì)較多，增加了電纜的投資。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(jìn)的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，就可以對(duì)變電站二次系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)得到提高。一種發(fā)展趨勢(shì)就是按照每個(gè)電網(wǎng)的元件為對(duì)象，集測(cè)量、保護(hù)、控制為一體，設(shè)計(jì)在同一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。例如，對(duì)于635Kv的配電線路，可以將這個(gè)一體化的保護(hù)、測(cè)量、控制單元分散安裝在各個(gè)開關(guān)柜中，然后由監(jiān)控主機(jī)通過光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)，對(duì)它們進(jìn)行管理和

30、交換信息，這就是分散式結(jié)構(gòu)。而且對(duì)于高壓線路的各種保護(hù)和變壓器保護(hù)，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(hù)和測(cè)控單元分散安裝在控制室內(nèi)，而高壓線路保護(hù)和主變壓器保護(hù)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(dòng)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(jiǎn)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(hù)和測(cè)控系統(tǒng)都是安裝在各個(gè)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(hào)屏和站內(nèi)模擬屏。減少了主控室的占用面積，也有利于實(shí)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(hù)和測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)由廠家事先調(diào)整完畢，分布分

31、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(jiǎn)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(shí)際工作分擔(dān)到不同的單元去完成，因此可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。并且，各模塊和主控計(jì)算機(jī)之間通過局域網(wǎng)或總線連接，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。（5）由于各個(gè)模塊基本上是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，因此軟件結(jié)構(gòu)相對(duì)集中式的簡(jiǎn)單，并且調(diào)試方便，便于系統(tǒng)擴(kuò)充。第四節(jié) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是由多臺(tái)微機(jī)組成的分級(jí)分布式的控制系統(tǒng)，包括微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電能質(zhì)量自動(dòng)控制等多個(gè)子系統(tǒng)。在各個(gè)子系統(tǒng)中往往又由多個(gè)智能模塊組成。例如：微機(jī)保護(hù)子

32、系統(tǒng)中，有變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)和各種線路保護(hù)等。因此在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，必須通過內(nèi)部數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)部和各子系統(tǒng)間的信息交換和實(shí)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)的問題。另一個(gè)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(bǔ)償?shù)劝嘿F設(shè)備。因此，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性、抗干擾能力、工作靈活和可擴(kuò)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(dòng)化系統(tǒng)中所采集的測(cè)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(jiǎn)稱地調(diào)）或縣調(diào)

33、或省調(diào)（為了敘述簡(jiǎn)單，下文將各級(jí)調(diào)度中心或集控站統(tǒng)稱為控制中心）。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的故障信息也要及時(shí)上報(bào)給控制中心。同時(shí)也要能接受和執(zhí)行控制中心下達(dá)的各操作和調(diào)控命令。因此，變電站綜合自動(dòng)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(dòng)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(gè)是變電站和控制中心間的通信。一、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與控制中心的通信綜合自動(dòng)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(dú)立的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，而由綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的上位機(jī)（或稱集中管理機(jī)）或通信控制機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)動(dòng)功能。把變電站所需測(cè)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

34、共用的，不必專門為送控制中心專門單獨(dú)采集。變電站不僅要向控制中心發(fā)送測(cè)量和監(jiān)視信息，而且要從上級(jí)調(diào)度接受數(shù)據(jù)和控制命令，例如接收調(diào)度下達(dá)的開關(guān)操作命令，在線修改保護(hù)定值、召喚實(shí)時(shí)運(yùn)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(shí)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(dòng)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(chǎng)層（設(shè)備層）的分層式自動(dòng)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(cè)量單元或繼電保護(hù)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

35、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(gè)單元層內(nèi)部相關(guān)的功能模塊間，即繼電器保護(hù)和控制、監(jiān)視、測(cè)量間的數(shù)據(jù)交換。這類信息有如測(cè)量數(shù)據(jù)、斷路器狀態(tài)、器件的運(yùn)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(hù)工作狀態(tài)、互鎖，相關(guān)保護(hù)動(dòng)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

36、三類：（1）測(cè)量及狀態(tài)信息。正常和事故情況下的測(cè)量值和計(jì)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(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)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(dòng)裝置的投入和退出等。（3）參數(shù)信息。微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)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(diǎn)，傳輸所需的測(cè)量信息、狀態(tài)信息和操作命令等。三、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信的特點(diǎn)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(dòng)化系統(tǒng)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

37、自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點(diǎn)和要求。（1）快速和實(shí)時(shí)響應(yīng)的能力。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要求及時(shí)地傳輸現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和控制信息。在電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸都有嚴(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。（2）很高的可靠性。電力系統(tǒng)是連續(xù)運(yùn)行的，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)也必須連續(xù)運(yùn)行，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，設(shè)計(jì)不合理的系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)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(dòng)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(gè)具有強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境，存在電源、雷擊、跳閘等強(qiáng)電磁干擾，通信環(huán)境惡劣

38、，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(gè)系統(tǒng)的分層式結(jié)構(gòu)所決定的，也只有實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的分層，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站綜合自動(dòng)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)。（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(shí)間差異很大，具體內(nèi)容如下：（1）經(jīng)常傳送的監(jiān)視信息。為監(jiān)視變電站運(yùn)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(cè)量值，這類信息需要經(jīng)常傳送，響應(yīng)時(shí)間需滿足SCADA的要求，一般不宜大于12秒；為計(jì)量用的信息，如有功電能量和無功電能量，這類信息傳送的

39、時(shí)間可以較長，傳送的優(yōu)先級(jí)可以較低；為刷新變電站層的數(shù)據(jù)庫，需定時(shí)采集斷路器的狀態(tài)信息，繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置投入和退出的工作狀態(tài)信息，可以采用定時(shí)召喚方式，以刷新數(shù)據(jù)庫；為監(jiān)視變電站的電氣設(shè)備和安全運(yùn)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(yùn)行信息。（2）突發(fā)事件產(chǎn)生的信息。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(shí)斷路器的位置信號(hào)，這種信號(hào)要求傳輸時(shí)延小，優(yōu)先級(jí)高；正常操作時(shí)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(shí)間要小，自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)裝置的投入和退出信息，要及時(shí)傳送；故障情況下，繼電保護(hù)動(dòng)作的狀態(tài)信息和事件順序記錄，這些信

40、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；事故發(fā)生時(shí)的故障錄波，帶時(shí)標(biāo)的擾動(dòng)記錄的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)量很大，傳輸時(shí)間長，也不必立即傳送；控制命令、升降命令、繼電保護(hù)和自動(dòng)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(shí)間間隔比較長；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(dòng)化系統(tǒng)單元層的設(shè)備交換數(shù)據(jù)，這些信息的傳輸速率取決于正常狀態(tài)時(shí)對(duì)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(shí)間的要求（1）設(shè)備層和間隔層，1100ms。（2）間隔層內(nèi)各個(gè)模塊間，1100ms。（3）間隔層的各個(gè)間

41、隔單元間，1100ms。（4）間隔層和變電站層之間，11000ms。（5）變電站層的各個(gè)設(shè)備之間，1000ms。（6）變電站和控制中心間，1000ms。第五節(jié) 現(xiàn)場(chǎng)總線在變電站綜合自動(dòng)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(hào)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(chǎng)合。早期的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由于受到當(dāng)時(shí)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(dòng)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

42、通信最大的優(yōu)點(diǎn)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(yuǎn)距離傳輸時(shí)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就更加明顯，不僅節(jié)約了投資，還簡(jiǎn)化了接線。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)部，各種自動(dòng)裝置之間，或繼電保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)間，為了減小連接電纜，簡(jiǎn)化配線，常采用串行通信。目前，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和其他微機(jī)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(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)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(jiǎn)單、可靠。然而，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中。采用RS-422/RS-485通信接口，雖然可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)（設(shè)備）的互連，但連接的數(shù)目一般不超過32個(gè)，在變電站規(guī)模較大時(shí)，不能滿足綜合自動(dòng)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(jì)算機(jī)詢問，保護(hù)單元或自控裝置答，通信效率低，難以滿足較高的實(shí)時(shí)性要求；再者，使用RS-422/RS-485通信接口，整個(gè)通信網(wǎng)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)對(duì)通信進(jìn)行管理和控制，其余皆為從節(jié)點(diǎn)，受節(jié)點(diǎn)管理和控制，這樣主節(jié)點(diǎn)便成為系統(tǒng)的瓶頸，一旦主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)的通信便無法進(jìn)行；另外，對(duì)RS-422/RS-485通信接口的通信規(guī)約缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備很難互連，給用戶帶來不