變電站監(jiān)控系統(tǒng)(四方)

1、 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù) （變電站監(jiān)控系統(tǒng)）劉慧海 內(nèi)容綱要1、綜合自動(dòng)化的有關(guān)基本概念，基本結(jié)構(gòu)及功能介紹2、國(guó)內(nèi)典型500kV綜合自動(dòng)化變電站特點(diǎn)分析3、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)通信4、變電站監(jiān)控系統(tǒng)裝置介紹5、變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的試驗(yàn)、維護(hù)及注意事項(xiàng)1、綜合自動(dòng)化的有關(guān)基本概念，基本結(jié)構(gòu)及功能介紹基本概念 變電站自動(dòng)化 （計(jì)算機(jī)技術(shù)變電站系統(tǒng)或設(shè)備） | （通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變電站系統(tǒng)或設(shè)備）| （其它各種新技術(shù)變電站系統(tǒng)或設(shè)備） 變電站自動(dòng)化 變電站自動(dòng)化是基于微機(jī)的變電站二次系統(tǒng)或設(shè)備變電站綜合自動(dòng)化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電站的二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置

2、、遠(yuǎn)動(dòng)等）利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)，通過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和調(diào)整的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)：功能綜合化；設(shè)備、操作、監(jiān)視微機(jī)化；結(jié)構(gòu)分層分布化；通信網(wǎng)絡(luò)化光纖化；運(yùn)行管理智能化控制 測(cè) 量信 號(hào)保 護(hù)自動(dòng)裝置遠(yuǎn) 動(dòng)常規(guī)站把 手光字牌指示儀表獨(dú) 立 遠(yuǎn)切 裝置RTU綜自站計(jì)算機(jī)+測(cè)控單元具備通信能力安穩(wěn)裝置 測(cè)控單元+ 遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)定值,采樣值修改定值投退壓板四遙遙測(cè)，又稱遠(yuǎn)程測(cè)量，是指運(yùn)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)傳送被測(cè)參量的測(cè)量值遙信，又稱遠(yuǎn)程信號(hào)，是對(duì)狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程監(jiān)視遙控，又稱遠(yuǎn)程切換，是指對(duì)具有兩個(gè)確定狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備所進(jìn)行的遠(yuǎn)程操作遙調(diào)，又稱遠(yuǎn)程整定，是指對(duì)具有

3、不少于兩個(gè)設(shè)定值的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作事件順序記錄SOE按照時(shí)間順序記錄事故、故障和異常的發(fā)生情況對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)主站而言，事件順序記錄特指保護(hù)跳閘及其相關(guān)信息由于對(duì)時(shí)的原因，事件順序記錄在站內(nèi)應(yīng)用較好，但站間的應(yīng)用效果很差事故追憶記錄斷路器事故跳閘前后一段時(shí)間內(nèi)模擬量的有效值變化過(guò)程有的系統(tǒng)可以每周波記錄一次有效值；有的系統(tǒng)等間隔記錄一次有效值由于CT飽和特性的限制，事故追憶僅僅具有參考價(jià)值故障錄波記錄斷路器事故跳閘前后一段時(shí)間內(nèi)電壓、電流、頻率等模擬量的故障波形（動(dòng)態(tài)）RTU在發(fā)電廠、變電所內(nèi)按遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約完成遠(yuǎn)動(dòng)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)備稱為遠(yuǎn)動(dòng)終端（Remote Terminal

4、 Unit，即 RTU）VQC電壓無(wú)功控制實(shí)現(xiàn)變電站或局部電網(wǎng)的補(bǔ)償設(shè)備自動(dòng)投切或調(diào)整，以及變壓器分接頭的自動(dòng)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)按站級(jí)與間隔級(jí)兩個(gè)控制層構(gòu)成。 站級(jí)控制層布置在變電所主控制樓內(nèi)計(jì)算機(jī)室及主控制室。 在主控制室配置兩臺(tái)主計(jì)算機(jī)兼做操作員工作站及一臺(tái)微機(jī)五防PC機(jī)，兩臺(tái)主機(jī)平行運(yùn)行，互為熱備用，運(yùn)行人員通過(guò)操作員工作站對(duì)變電所全部一次設(shè)備及二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、記錄并處理各種信息，并對(duì)變電所的主要電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制。運(yùn)行人員可通過(guò)微機(jī)五防PC機(jī)進(jìn)行防誤模擬操作。 綜自系統(tǒng)基本配置、結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)室配置1臺(tái)工程師工作站、2臺(tái)數(shù)據(jù)處理和通信裝置及公共系統(tǒng)接口機(jī)1臺(tái)。 工程師工作站用于整個(gè)監(jiān)

5、控系統(tǒng)的維護(hù)和管理等。 南陽(yáng)站本期配置：兩臺(tái)64位系統(tǒng)服務(wù)器，兩臺(tái)64位操作員站，一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)工作站，一臺(tái)64位五防工作站，一臺(tái)64位工程師站，一臺(tái)64位仿真培訓(xùn)工作站。站級(jí)控制層的各設(shè)備之間通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，以太網(wǎng)采用冗余結(jié)構(gòu)。 間隔級(jí)控制層由按電氣單元組屏的測(cè)控部件組成，具有交流采樣、測(cè)量、防誤閉鎖、同期檢測(cè)、就地?cái)嗦菲骶o急操作和主接線狀態(tài)及測(cè)量數(shù)字顯示等功能，并按照電氣單元配置分別布置在1000KV保護(hù)小室、所用變小室內(nèi)。 南陽(yáng)站本期測(cè)控裝置配置為：1000KV保護(hù)小室分1000KV斷路器測(cè)控裝置、1000KV線路測(cè)控裝置、1000KV線路電抗器測(cè)控裝置、1000KV公用測(cè)控裝置。所用變小

6、室包含35KV和0.4KV測(cè)控裝置。 綜自系統(tǒng)基本功能通過(guò)I/O數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程的模擬量、數(shù)字量、脈沖量及溫度量等輸入量 數(shù)據(jù)處理功能 畫面顯示 記錄和打印功能 管理功能 時(shí)鐘同步 與保護(hù)設(shè)備的數(shù)字接口 監(jiān)控系統(tǒng)的自診斷和自恢復(fù) 報(bào)警處理 操作功能 控制功能 同期檢測(cè)及操作 防誤操作 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)接口 維護(hù)功能 2、國(guó)內(nèi)典型500kV綜合自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)分析變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)：(在技術(shù)、設(shè)備沒有大的發(fā)展情況下，各廠家趨于統(tǒng)一)面向間隔的分層分布式結(jié)構(gòu)（兩層設(shè)備）后臺(tái)硬件異構(gòu)平臺(tái)（64位機(jī)和32位機(jī)）混合操作系統(tǒng)平臺(tái)（WINDOWS和UNIX)站控層五防與間隔五防互補(bǔ)的五防

7、體系抗干擾性能優(yōu)越的可配置的測(cè)控裝置面向間隔的數(shù)據(jù)庫(kù) 三種方案的共同要求測(cè)控單元出以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)不經(jīng)轉(zhuǎn)換直接送到遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主機(jī)。操作員站和服務(wù)器可以分開布置，也可以合并運(yùn)行。分開布置時(shí)，服務(wù)器放置在計(jì)算機(jī)室內(nèi)。間隔層和變電站層分別組成以太網(wǎng)，各間隔層以太網(wǎng)與變電站層以太網(wǎng)通過(guò)光纖連接服務(wù)器B操作員工作站A操作員工作站B服務(wù)器A五防工作站遠(yuǎn)動(dòng)工作站B遠(yuǎn)動(dòng)工作站A雙moden雙通道CISCOSYSTEMS保護(hù)信息子站路由器A網(wǎng)B網(wǎng)調(diào)度模擬通道調(diào)度數(shù)字通道錄波網(wǎng)主控室計(jì)算機(jī)室以一個(gè)小間為例500KV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖一A網(wǎng)B網(wǎng)工程師工作站光纖盒光纖盒光纖盒光纖盒保護(hù)集中錄波器測(cè)控模塊間

8、隔層1號(hào)打印機(jī)2號(hào)打印機(jī)3號(hào)打印機(jī)GPS時(shí)鐘同步分屏4號(hào)打印機(jī)GPS時(shí)鐘同步主屏光纖盒光纖盒同步衛(wèi)星時(shí)鐘保護(hù)保護(hù)管理機(jī)光纖盒光纖盒錄波網(wǎng)RS232/485/LON等交換機(jī)公用設(shè)備接口：電度、UPS,火災(zāi)報(bào)警、消防等。以太網(wǎng)通訊接口裝置方案一優(yōu)點(diǎn)保護(hù)子站與監(jiān)控系統(tǒng)共網(wǎng)，錄波單獨(dú)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)信息共享，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，造價(jià)最低。2.監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)保護(hù)軟壓板、定值等操作比較容易支持，中間環(huán)節(jié)少。3.保護(hù)子站和監(jiān)控系統(tǒng)適宜一個(gè)廠家完成，信息接口簡(jiǎn)單，方便工程實(shí)施和售后服務(wù)。缺點(diǎn)保護(hù)子站和監(jiān)控系統(tǒng)不分開，不適用于由不同廠家來(lái)完成監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)子站的情況。2.保護(hù)信息和監(jiān)控信息共網(wǎng)，需協(xié)調(diào)好實(shí)時(shí)信息和非實(shí)時(shí)信息的

9、關(guān)系，以免影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。 方案二優(yōu)點(diǎn)1、保護(hù)和錄波單獨(dú)組網(wǎng)，監(jiān)控單獨(dú)組雙網(wǎng)，實(shí)時(shí)網(wǎng)段和非實(shí)時(shí)網(wǎng)段分離。2、無(wú)論是從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，還是從軟件功能上，保護(hù)子站和監(jiān)控系統(tǒng)分離徹底。3、監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)軟壓板、定值等操作比較容易支持，中間環(huán)節(jié)少。4、適用于監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)子站分期實(shí)施的情況。缺點(diǎn)1、對(duì)保護(hù)/保護(hù)管理機(jī)的要求高，需要其具備足夠的以太網(wǎng)通訊接口（兩個(gè)監(jiān)控接口，一個(gè)保護(hù)接口）。2、對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)子站分期實(shí)施的情況，如果前期規(guī)劃不周全，可能需要分別配置保護(hù)管理機(jī)，造價(jià)高，并且?guī)?lái)管理上的難度。方案三優(yōu)點(diǎn)1、保護(hù)和錄波單獨(dú)組網(wǎng)，監(jiān)控單獨(dú)組網(wǎng)，實(shí)時(shí)網(wǎng)段和非實(shí)時(shí)網(wǎng)段分離。2、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控從保護(hù)子站獲取其

10、過(guò)濾和加工后的保護(hù)數(shù)據(jù)如保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、故障簡(jiǎn)報(bào)等，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控處理信息比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)1、監(jiān)控網(wǎng)與保護(hù)網(wǎng)必須連接，且需通過(guò)防火墻，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2、對(duì)保護(hù)軟壓板等操作需從保護(hù)子站進(jìn)行，或者需要當(dāng)?shù)乇O(jiān)控軟件與保護(hù)子站軟件配合進(jìn)行，機(jī)制比較復(fù)雜。3、監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)數(shù)據(jù)來(lái)源于保護(hù)子站，在保護(hù)子站失效的情況下，監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法監(jiān)視保護(hù)信息。為增強(qiáng)可靠性，在此方案中建議增加保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的硬節(jié)點(diǎn)到測(cè)控模塊。220kV及以上高集成化典型結(jié)構(gòu)3、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)通信一、變電站內(nèi)的信息傳輸內(nèi)容 間隔層設(shè)備大多需要從現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的電壓和電流互感器采集正常情況和事故情況下的電壓值和電流值，采集設(shè)備的狀態(tài)信

11、息和故障診斷信息，這些信息主要是：斷路器、隔離開關(guān)位置、變壓器的分接頭位置，變壓器、互感器、避雷器的診斷信息以及斷路器操作信息。 1、現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備與間隔層間的信息傳輸3、間隔層與變電站層的信息 （1）測(cè)量及狀態(tài)信息 （2）操作信息 （3）參數(shù)信息，微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)裝置的整定值等。 2、間隔層的信息交換 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。 二、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與控制中心的通信內(nèi)容 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)前置機(jī)或通信控制機(jī)具有執(zhí)行遠(yuǎn)動(dòng)功能，會(huì)把變電站內(nèi)所相關(guān)信息傳送控制中心，同時(shí)能接收上級(jí)調(diào)度數(shù)據(jù)和控制命令。變電站向控制中心傳送的信息通常稱為“上行信息”；而由控制中心向變電站發(fā)

12、送的信息，常稱為“下行信息”。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)（Local Area Networks ，簡(jiǎn)寫LAN），簡(jiǎn)稱局域網(wǎng)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)急劇發(fā)展的新領(lǐng)域。它是把多臺(tái)小型、微型計(jì)算機(jī)以及外圍設(shè)備用通信線路互連起來(lái)，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信的系統(tǒng)。 構(gòu)成局域網(wǎng)的四大因素是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)、傳輸控制和通信方式 1、局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) （A）星型星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，任何一個(gè)非中心節(jié)點(diǎn)故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響不大。但中心節(jié)點(diǎn)故障時(shí)會(huì)使全系統(tǒng)癱瘓。為了保證系統(tǒng)工作可靠，中心節(jié)點(diǎn)可設(shè)置備份。在電力系統(tǒng)中，采用循環(huán)式規(guī)約的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，其調(diào)度端同各廠、站端的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是星型結(jié)構(gòu)。（B）總線

13、型 采用總線方式時(shí)增加或減少用戶比較方便。某一節(jié)點(diǎn)故障時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)其他部分工作。但如總線故障，就會(huì)導(dǎo)致全系統(tǒng)失效。 （C）環(huán)型 由于環(huán)型網(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)在環(huán)中串接，因而任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)環(huán)的通信中斷。 局域網(wǎng)可采用雙絞線、同軸電纜或光纖等作為傳輸信道，也可采用無(wú)線信道。 2、局域網(wǎng)的傳輸信道3、常用的局域網(wǎng)以太網(wǎng) 以太網(wǎng)是采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它是一種局部通信網(wǎng)，通常在線路半徑1-10km中等規(guī)模的范圍內(nèi)使用，為單一組織或單位的非公用網(wǎng)，網(wǎng)中的傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖等。它的特點(diǎn)是：信道帶寬較寬；傳輸速率可達(dá) 10-100mbit/s，誤碼率很低；具有高度的擴(kuò)充靈活性和互聯(lián)

14、性；建設(shè)成本低，見效快。 常規(guī)光纖以太網(wǎng)技術(shù)雙光纖自愈環(huán)網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線等作為總線，把多個(gè)測(cè)量控制設(shè)備連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線有：基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF，F(xiàn)oundati

15、on Fieldbus），是現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)在1994年9月開發(fā)出的國(guó)際上統(tǒng)一的總線協(xié)議；Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線，是美國(guó)echelon公司推出并由它與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo)、于1990年正式公布而形成的。CAN總線（control area network）是控制局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱，最早由德國(guó)BOSCH公司推出的。 并行數(shù)據(jù)通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。可以以字節(jié)為單位（8位數(shù)據(jù)總線）并行傳送，也可以以字為單位（16位數(shù)據(jù)總線）通過(guò)專用或通用的并行接口電路傳送，各位數(shù)據(jù)同時(shí)傳送，同時(shí)接收。 1、并行數(shù)據(jù)通信 綜自系統(tǒng)串、并行通信簡(jiǎn)介 常用在短距離傳輸中（通常小于10m），要求傳輸速度高的場(chǎng)合 。

16、2、串行數(shù)據(jù)通信 串行通信是數(shù)據(jù)一位一位順序地傳送，串行通信數(shù)據(jù)的各個(gè)不同位，可以分時(shí)使用同一傳輸線，故串行通信最大的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約傳輸線，特別是當(dāng)位數(shù)很多和遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)更為突出，這不僅可以降低傳輸線的投資，而且簡(jiǎn)化了接線。但串行通信的缺點(diǎn)是傳輸速度慢，且通信軟件相對(duì)復(fù)雜些。 在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，特別是微機(jī)保護(hù)、自動(dòng)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)相互通信電路中各種自動(dòng)裝置間或繼電保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)間，為了減少連接電纜，簡(jiǎn)化配線，降低成本，主要是使用串行通信。RS-232是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA，Electronic Industries Association）制定的物理接口標(biāo)準(zhǔn)，也是目前

17、數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最廣泛的一種標(biāo)準(zhǔn)。 一、物理接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232特點(diǎn)是：傳送每種信號(hào)只用一根信號(hào)線，而它們的地線是使用一根公用的信號(hào)地線。這種電路是傳送數(shù)據(jù)的最簡(jiǎn)單方法，因此得到廣泛應(yīng)用。但是RS-232也存在一些不足，表現(xiàn)在以下幾方面： 1）數(shù)據(jù)傳輸速率局限于20KBPS。2）理論傳輸距離局限于15M（如果合理的選用電纜和驅(qū)動(dòng)電路，這個(gè)距離可能增加）。3）每個(gè)信號(hào)只有一根信號(hào)線，接收和發(fā)送僅有一根公用地線，易受噪聲干擾。4）接口使用不平衡的發(fā)送器和接收器，可能在各信號(hào)成分間產(chǎn)生干擾。 二、物理接口標(biāo)準(zhǔn)RS-485 RS-485適用于多個(gè)點(diǎn)之間共用一對(duì)線路進(jìn)行總線式聯(lián)網(wǎng)， RS-485的使

18、用，可節(jié)約昂貴的信號(hào)線，同時(shí)可高速遠(yuǎn)距離傳送。它的傳輸速率達(dá)到93.75kbps，傳送距離可達(dá)1.2km。因此，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，各個(gè)測(cè)量單元、自動(dòng)裝置和保護(hù)單元中，常配有RS-485總線接口，以便聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。 綜合自動(dòng)化變電站系統(tǒng)的規(guī)約轉(zhuǎn)換在綜合自動(dòng)化的通信系統(tǒng)中，為了確保通信雙方能有效、可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在發(fā)送和接收之間要有一定的約定。這種通信約定就是通信協(xié)議，也就是通信規(guī)約。 什么是通信規(guī)約？ 規(guī)約轉(zhuǎn)換就是由各監(jiān)控廠家將需接入監(jiān)控系統(tǒng)的二次設(shè)備所用的不同類型規(guī)約轉(zhuǎn)換成各監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)約。南瑞科技規(guī)約監(jiān)控規(guī)約： IEC 60870-5-103 規(guī)約國(guó)電南自監(jiān)控規(guī)約： IEC

19、60870-5-103規(guī)約四方公司監(jiān)控規(guī)約： 四方內(nèi)部規(guī)約正是因?yàn)閭鬏斠?guī)約沒有標(biāo)準(zhǔn)化，才需規(guī)約轉(zhuǎn)換！4、監(jiān)控系統(tǒng)裝置介紹新一代數(shù)字測(cè)控裝置CSI-200E采用按間隔設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)，硬件采用全分布式多CPU的32位微處理器硬件平臺(tái)，充分分散數(shù)據(jù)處理負(fù)荷，最大程度的提高系統(tǒng)的整體性能；CPU模塊之間通過(guò)內(nèi)部高速工業(yè)總線傳遞數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠。 裝置內(nèi)部及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后臺(tái)主機(jī)管理主模塊MASTER人機(jī)對(duì)話MMI鍵盤顯示PC機(jī)AIn交流測(cè)量插件DTn直流測(cè)溫插件DIn開入插件DOn開出插件POWER電源插件AI1交流測(cè)量插件DT1直流測(cè)溫插件DI1開入插件DO1開出插件裝置內(nèi)部串口光/電以太

20、網(wǎng)內(nèi)部總線CAN交流測(cè)量插件最多采集12路模擬量（8U4I/6U6I/4U3I/8U）；測(cè)量精度高：電壓電流0.2級(jí)，功率0.5級(jí)；零漂刻度整定無(wú)需調(diào)節(jié)電位器；檢同期、手合同期；直流測(cè)溫插件可采集5路直流或5路溫度；直流、溫度經(jīng)過(guò)變送器接入端子；直流種類：0-5v、4-20mA、24V、110V、220V（訂貨時(shí)說(shuō)明）；溫度：3線熱電阻直接接入；測(cè)量精度：直流0.2級(jí)，溫度1開入插件24 路開入，分為4組，各組路數(shù)分別為8、4、8、4。每組一個(gè)公共端；各組功能可配置（單、雙位置，開關(guān)檔位，電度脈沖等），參數(shù)可整定（SOE，長(zhǎng)短延時(shí)，雙遙變位時(shí)差，電鈴電笛告警等）；SOE分辨率：1ms；每路防抖

21、時(shí)間可整定：1ms-25s；輸入電壓： DC220V/110V/24V 擴(kuò)展開入插件24路開入，分組情況與基本配置開入板相同；積木式搭接，與基本配置開入板靠硬插針連接，僅作路數(shù)擴(kuò)展；48路開入不夠則需另插一塊基本配置開入板。開出插件10付雙線圈雙位置繼電器輸出；用PLC邏輯實(shí)現(xiàn)斷路器、刀閘控制；開出接點(diǎn)容量：5A；開出自檢，閉鎖故障接點(diǎn)并告警；可提供端子出口的絕對(duì)時(shí)間供事故分析；人機(jī)對(duì)話面板正常輪循主接線圖、測(cè)量值及壓板狀態(tài)，有主動(dòng)上送信息立即顯示；四方按鍵進(jìn)行常規(guī)操作；應(yīng)急按鍵供高級(jí)用戶就地分合開關(guān)、刀閘；運(yùn)行、告警、解鎖、遠(yuǎn)方、就地指示燈；信號(hào)復(fù)歸按鈕按下，復(fù)歸告警報(bào)文及指示燈；RS232

22、口接面板PC。 在CSI200E中各個(gè)插件可以靈活配置，每個(gè)裝置中各類插件提供的最大配置為： AI板3塊（8U4I/6U6I/4U3I/8U）、帶擴(kuò)展板的DI板2塊（96路）、直流測(cè)溫板2塊（10路）、開出板4塊（56）、Master板1塊（支持雙以太網(wǎng)）、電源插件1塊，另外每個(gè)裝置還配置1塊MMI插件。插件配置遠(yuǎn)動(dòng)及規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備嵌入式遠(yuǎn)動(dòng)及規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置CSM-310E采用嵌入式硬件平臺(tái)和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS）完成變電站與遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心之間的通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。CSM-310E同時(shí)也可作為規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，承擔(dān)將外廠家IED接入CSC-2000系統(tǒng)的責(zé)任。遠(yuǎn)動(dòng)及規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備特點(diǎn)按需配置，

23、靈活方便可以實(shí)現(xiàn)多路遠(yuǎn)動(dòng)、協(xié)議轉(zhuǎn)換。這些功能全部可以按照工程需要配置，投退方便。CSM310E的遠(yuǎn)動(dòng)功能支持多通道、多規(guī)約。接口豐富，擴(kuò)展容易具有多個(gè)串口（4/8個(gè)、異步/同步、RS-232/RS-485）、多個(gè)LonWorks網(wǎng)卡、多塊以太網(wǎng)卡，支持CSC2000、 DL/T634-2002（IEC 60870-5-104） 、DL/T667-1999（IEC 60870-5-103）等現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議，還可以根據(jù)需要靈活增加。冗余設(shè)置，安全可靠硬件可以按照雙冗余配置，如雙LON網(wǎng)卡、雙串口卡、雙以太網(wǎng)卡，遠(yuǎn)動(dòng)通道可以按照雙信道冗余配備，兩臺(tái)CSM310E可以互為熱備用，大大提高了其可靠性。5、

24、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的試驗(yàn)、維護(hù)、注意事項(xiàng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)及注意事項(xiàng)監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)是衡量一套監(jiān)控系統(tǒng)性能高低的重要依據(jù)，也是滿足變電站實(shí)際運(yùn)行的一些基本要求.（1）模擬量測(cè)量誤差 0.2% （2）電網(wǎng)頻率測(cè)量誤差 0.01Hz（3）事件順序記錄分辨率（SOE） 1ms（4）模擬量越死區(qū)傳送時(shí)間 （至站控層顯示器） 2s（5）開關(guān)量變位傳送時(shí)間（至站控層顯示器） 1s（6）遙測(cè)信息響應(yīng)時(shí)間（從I/O輸入端至遠(yuǎn)動(dòng)工作站出口） 2s（7）遙信變化響應(yīng)時(shí)間（從I/O輸入端至遠(yuǎn)動(dòng)工作站出口） 1s（8）控制命令從生成到輸出的時(shí)間 1s（9）動(dòng)態(tài)畫面響應(yīng)時(shí)間 2s監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo) （

25、11）雙機(jī)系統(tǒng)可用率 99.99 （12）控制操作正確率=100 （13）系統(tǒng)平均無(wú)故障間隔時(shí)間（MTBF） 30000h （其中I/O單元模件MTBF 50000h） （14）間隔級(jí)測(cè)控單元平均無(wú)故障間隔時(shí)間 40000h （15）各工作站的CPU平均負(fù)荷率： 正常時(shí)（任意30min內(nèi)） 20 電力系統(tǒng)故障（10s內(nèi)） 40 （16）網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率 正常時(shí)（任意30min內(nèi)） 20 電力系統(tǒng)故障（10s內(nèi)） 40 （17）模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率 14位 （18）整個(gè)系統(tǒng)對(duì)時(shí)精度 1msCSI-200E數(shù)字式綜合測(cè)量控制裝置與CSM320E網(wǎng)絡(luò)信息管理與控制裝置型式試驗(yàn)基本性能試驗(yàn) 交流遙測(cè)影響量測(cè)試，主

26、要包括：頻率變化影響、三相不平衡影響、諧波分量影響、超量限影響、過(guò)負(fù)荷影響、功率因數(shù)影響 雪崩處理能力測(cè)試：考驗(yàn)設(shè)備同時(shí)采多個(gè)信號(hào)時(shí)，會(huì)不會(huì)丟失信號(hào)。試驗(yàn)過(guò)程中，16個(gè)開關(guān)同時(shí)動(dòng)作，檢查SOE處理是否正確，狀態(tài)是否正確 遙測(cè)、遙信響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)：從I/O輸入端至遠(yuǎn)動(dòng)工作站出口的時(shí)間 電磁兼容試驗(yàn)變電站內(nèi)高壓電器設(shè)備的操作、低壓交、直流回路內(nèi)電氣設(shè)備的操作、雷電引起的浪涌電壓、電氣設(shè)備周圍靜電場(chǎng)、電磁波輻射和輸電線路或設(shè)備短路故障所產(chǎn)生的瞬變過(guò)程等都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。這些電磁干擾進(jìn)入變電所內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或其他電子設(shè)備，就可能引起自動(dòng)化系統(tǒng)工作不正常，甚至損壞某些部件或元器件。電磁兼容的意義是：電

27、氣或電子設(shè)備或系統(tǒng)能夠在規(guī)定的電磁環(huán)境下不因電磁干擾而降低工作性能，它們本身所發(fā)射的電磁能量不影響其他設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作，從而達(dá)到互不干擾，在共同的電磁環(huán)境下一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。電磁兼容的內(nèi)容包括抗干擾(設(shè)備和系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力)和電磁發(fā)射控制(設(shè)備和系統(tǒng)發(fā)射的電磁能量的控制)兩個(gè)方面。電磁干擾的三要素是：干擾源、傳播途徑和電磁敏感設(shè)備。針對(duì)措施：抑制干擾源產(chǎn)生的電磁干擾(濾波、屏蔽和接地)；切斷干擾的傳播途徑；提高敏感設(shè)備抗電磁干擾的能力即降低對(duì)干擾的敏感度。(一)電磁干擾源分析變電站設(shè)備的交流電源及直流電源受低頻振動(dòng)擾 動(dòng)傳導(dǎo)瞬變和高頻干擾磁場(chǎng)的干擾。對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)

28、說(shuō)，外部干擾源主要有：交、直流回路開關(guān)操作、擾動(dòng)性負(fù)荷(非線性負(fù)荷、波動(dòng)性負(fù)荷)、短路故障、大氣過(guò)電壓(雷電)、靜電、無(wú)線電干擾和核電磁脈沖(二)電磁干擾的耦合途徑電磁干擾侵入電子設(shè)備的途徑，可分為輻射和傳導(dǎo)兩大類：第一類為輻射干擾，干擾信號(hào)通過(guò)電磁波輻射傳播；第二類為傳導(dǎo)干擾，干擾信號(hào)通過(guò)干擾源與被干擾設(shè)備之間的阻抗進(jìn)行傳播。兩者會(huì)相互轉(zhuǎn)換，輻射干擾經(jīng)過(guò)導(dǎo)線可轉(zhuǎn)換成傳導(dǎo)干擾；傳導(dǎo)干擾又可通過(guò)導(dǎo)線形成輻射干擾。(三)電磁干擾可能造成的后果(1)電源回路干擾的后果。計(jì)算機(jī)電源受干擾，往往造成計(jì)算機(jī)工作不穩(wěn)定，甚至死機(jī)。(2)模擬量輸入通道干擾的后果。電磁干擾的可能后果是從TA或TV的二次引線引入

29、浪涌電壓，造成采樣數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，輕則影響采樣精度和計(jì)量的準(zhǔn)確性，重則可能引起微機(jī)保護(hù)誤動(dòng)，甚至還可能損壞元器件。(3)開關(guān)量輸入、輸出通道干擾的后果。開關(guān)、刀閘位置指示錯(cuò)，嚴(yán)重情況會(huì)誤分開關(guān)、刀閘(4)CPU和數(shù)字電路受干擾的后果。EPROM受干擾而程序或定值遭破壞，將導(dǎo)致相應(yīng)的自動(dòng)裝置無(wú)法工作。變電站抗電磁干擾的措施1、抑制干擾源的影響(一)屏蔽措施(2)二次設(shè)備內(nèi)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)量和微機(jī)保護(hù)或自控裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設(shè)屏蔽層，這樣可起電場(chǎng)屏蔽作用，防止高頻干擾信號(hào)通過(guò)分布電容進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。(1)一次設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮(屏

30、蔽層)的控制電纜，電纜的屏蔽層接地，對(duì)電場(chǎng)耦合和磁耦合都有顯著的削弱作用。(4)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)柜和機(jī)箱采用鐵質(zhì)材料，本身也是一種屏蔽。(二)減少?gòu)?qiáng)電回路的感應(yīng)耦合(1)控制電纜盡可能離開高壓母線和暫態(tài)電流的入地點(diǎn)，并盡可能減少平行長(zhǎng)度。(2)電流互感器回路的A、B、C相線和中性線應(yīng)在同一根電纜內(nèi)，避免出現(xiàn)環(huán)路。(3)電流和電壓互感器的二次交流回路電纜，從高壓設(shè)備引出至監(jiān)控和保護(hù)安裝處時(shí)，應(yīng)盡量靠近接地體，減少進(jìn)入這些回路的高頻瞬變漏磁通。(3)機(jī)箱或機(jī)柜的輸入端子上對(duì)地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。由于干擾都是通過(guò)端子串人的，當(dāng)高頻干擾到達(dá)端子時(shí)，通過(guò)電容對(duì)地短路，避免了高

31、頻干擾進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部。2. 接地接地是變電站一、二次設(shè)備電磁兼容的重要措施之一，也是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)抑制干擾的主要方法。在變電站設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，如果能把接地和屏蔽很好地結(jié)合起來(lái)，可以解決大部分干擾問(wèn)題。3.隔離措施(一)模擬量的隔離監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置以及其他自動(dòng)裝置所采集的模擬量，都來(lái)自一次系統(tǒng)的電壓互感器和電流互感器，均處于強(qiáng)電回路中，不能直接輸入至自動(dòng)化系統(tǒng)，必須經(jīng)過(guò)設(shè)置在自動(dòng)化系統(tǒng)各種交流輸入回路中的隔離變壓器(常稱小電壓互感器TV和小電流互感器TA)隔離，這些隔離變壓器一、二次之間必須有屏蔽層，而且屏蔽層必須接安全地，才能起到比較好的屏蔽效果。(二)開關(guān)量輸入、輸出的隔離變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入，主要是斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)和主變壓器分頭位置等。要通過(guò)光電耦合器隔離。(三)其他隔離措施 二次回路布線時(shí)，應(yīng)考慮隔離，減少互感耦合，避免干擾由互感耦合侵入。（組屏安裝、印制板）4. 濾波濾波是抑制自動(dòng)化系統(tǒng)模擬量輸入通道傳導(dǎo)干擾的主要手段之一。主要是在自動(dòng)化系統(tǒng)電子線路設(shè)計(jì)時(shí)，考慮各種濾波電子電路。監(jiān)控系統(tǒng)裝置電磁兼容性要求裝置在雷擊過(guò)電壓、一次回路操作、開關(guān)站故障、二次回路操作干擾及其