南瑞NS2000變電站綜合自動化系統(tǒng)研究

1、1緒論1.1研究背景變電站綜合自動化系統(tǒng)主要是借助于微機技術(shù)，把變電站在掌控、檢測、處理信號傳遞、繼電保護、故障錄波以及遠動等諸項功能整合于一體的數(shù)項機分享系統(tǒng)。變電站綜合自動化系統(tǒng)承擔(dān)的功能有：繼電保護、運作掌控、故障性錄波測距、事件記錄、數(shù)據(jù)搜集、參量監(jiān)測、信息遠傳、事故報警、智能化電壓無功控制與低周減載以及系統(tǒng)智能化檢測等。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要在于強化變電站的安全可靠性，使其處于橫穩(wěn)的運作狀態(tài)，減少運作的維護開支、加強經(jīng)濟實效、提供用戶高質(zhì)量的電能服務(wù)項目及其綜合性的方案。在計算機與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能化技術(shù)以及通信技術(shù)等高新科技日益發(fā)達的背景下，一則綜合自動化系統(tǒng)對傳統(tǒng)型的變電站二次

2、系統(tǒng)加以代替或更新已變成整個發(fā)展的趨向；二則保護系統(tǒng)亦需要配置諸如故障錄波、運行監(jiān)控、自檢測、事件記錄與控制管理等多項更為完善的功能，因而發(fā)展與改進變電站綜合自動化系統(tǒng)也是整個電力行業(yè)發(fā)展的必然走向。當下變電站綜合自動化技術(shù)基本上被廣泛地運用在變電站系統(tǒng)內(nèi)，通過現(xiàn)實的運作流程及其結(jié)果證實它具有構(gòu)造簡易、技術(shù)領(lǐng)先、功能完善、安全可靠等優(yōu)點。在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號搜集、通信技術(shù)、信號處置與新型分析計算技術(shù)等發(fā)展之際，特別是一次電氣設(shè)備的構(gòu)造、被控程度運用性能的加強，這更加有利于國內(nèi)的變電站綜合自動化的進一步提升，其發(fā)展前景看好。1.2研究意義在國民經(jīng)濟日益發(fā)展的背景下，電力工業(yè)在裝機容量與社會生活

3、用電負荷方面都呈現(xiàn)出明顯遞增的態(tài)勢，同時也在拓寬電網(wǎng)的系統(tǒng)，輸電的電壓亦在提高。相應(yīng)地，在用電的質(zhì)量及其可靠性方面所提出的要求也在日益強化。變電站的安全、經(jīng)濟性運作已經(jīng)變?yōu)殡娏w系中的一個核心組成。因而，對于綜合自動化方面所提出的要求也愈來愈高。相應(yīng)地，在技術(shù)領(lǐng)域，因為微機保護技術(shù)的廣泛性運用，多種多樣的硬件設(shè)備所需成本也在減少，測控設(shè)備類型呈現(xiàn)出極大的豐富性，再因為現(xiàn)場總線技術(shù)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢，進而滿足它能夠在并不理想化的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，尤其是變電站自動化程度。這促使變電站綜合自動化技術(shù)能夠深入地發(fā)展與提高。從組成上而言，變電站主要由一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)2個部分。其中，一次系統(tǒng)所承擔(dān)的是有

4、關(guān)傳遞、配置電能以及改變電壓的任務(wù)，而二次系統(tǒng)則主要是對一次設(shè)備與流經(jīng)的電能進行檢測、監(jiān)控與故障警示、維護與開關(guān)閉鎖等任務(wù)。把變電站的二次設(shè)備(主要是信號系統(tǒng)、自動設(shè)備、測量儀表、繼電保護以及遠動設(shè)備等)通過功能上的組合與優(yōu)化設(shè)置后，借助于領(lǐng)先的現(xiàn)代電子技術(shù)、信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)等，完成變電站核心設(shè)備以及輸、配電路線的智能化監(jiān)控、檢測與微機保護等任務(wù)，同時對通信等綜合自動化功能加以調(diào)度，取代一次性檢測與監(jiān)視儀表與常規(guī)型的遠動屏、控制屏與中央信號系統(tǒng)等設(shè)備。變電站綜合自動化系統(tǒng)能夠搜集到比較完善的數(shù)據(jù)與信息，借助于計算機的計算與邏輯判斷等功能，便捷地監(jiān)控變電站中多種多樣的設(shè)備運作與

5、操作情況。就目前的實現(xiàn)功能與技術(shù)水平角度而言，變電站綜合自動化系統(tǒng)本身凸顯出結(jié)構(gòu)微機化、運行管理智能化、功能綜合化與操作監(jiān)視屏幕化等數(shù)項特征。國家電網(wǎng)公司針對性地提出了自主性創(chuàng)新的提議（2009年），其宗旨是“三個統(tǒng)一”，即統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準與統(tǒng)一建設(shè)。打造的電網(wǎng)骨架是特高壓電網(wǎng)，確保各級電網(wǎng)能夠和諧發(fā)展，發(fā)展的目標在于關(guān)鍵起互動式、信息化與智能化的電網(wǎng)體系。智能化的變電站在整個強健型智能電網(wǎng)中占據(jù)著核心的地位，也起著節(jié)點的支撐作用，是整個電網(wǎng)建設(shè)中不可或缺的一個組成。因而須加快執(zhí)行此項戰(zhàn)略部署與打造強健型智能化電網(wǎng)的腳步，從而強化智能化變電站的構(gòu)建效率與實效。廣東省約50個代管式縣級供電局歸

6、屬于廣東電網(wǎng)公司旗下后（2008年），廣東電網(wǎng)公司開始就原先供電局在管理上所存在的諸多問題展開了整治，包括基礎(chǔ)差、電網(wǎng)的骨架不牢、電氣設(shè)備陳舊、供電的穩(wěn)固性薄弱等，撥冗一部分資金針對性地改造電網(wǎng)，實現(xiàn)升級的目的。其后，在縣級供電局日漸地完成變電站無人值班與調(diào)度智能化的任務(wù)之后，從而能夠滿足現(xiàn)代電力體系的管理方式之所需。南瑞NS2000變電站綜合自動化系統(tǒng)工程在110KV城南變電站中的運用過程中，由于采用的是微機綜合自動化的相關(guān)技術(shù)，從而不單單能夠完成此變電站的電力體系運作監(jiān)控和維護，同時通過通信的渠道完成不同級別變電所運作的狀態(tài)與相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)控與調(diào)度，從而得到無人值班的目的，強化變電站的高效運

7、作技術(shù)與管理水平，確保電網(wǎng)及其設(shè)備處于安全、橫穩(wěn)而又可靠的運行狀態(tài)中，減少運行的維護費用，強化相關(guān)電網(wǎng)工程的供電質(zhì)量?？梢姡芯看苏n題意義重大。1.3研究目的通過本論文的研究，設(shè)計出具有如下功能的變電站綜合自動化系統(tǒng)：能夠搜集比較完備的數(shù)據(jù)及其信息，借助于計算機網(wǎng)絡(luò)的計算與判斷能力，監(jiān)控變電站中不同設(shè)備具體的運行與操作情況。變電站綜合自動化有機地融入了網(wǎng)絡(luò)化遙測、遙信技術(shù)、視頻技術(shù)、光電子技術(shù)、現(xiàn)代微機保護技術(shù)、遙控以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等多種技術(shù)元素，通過計算機網(wǎng)絡(luò)通用硬件平臺與具有層次化的構(gòu)造軟件平臺，將變電站綜合自動化系統(tǒng)打造為根據(jù)分層分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并使其具有自動化、實用化與簡易化等特點，進

8、而完成較廣領(lǐng)域、深層次化的公司信息集成目標，同時也能夠充分地挖掘并使用各層次的數(shù)據(jù)資源。變電站由此得以產(chǎn)生小型化與自動化的基礎(chǔ)，同時能夠拓寬監(jiān)控的領(lǐng)域，確保變電站的可靠性、經(jīng)濟性、安全性與優(yōu)質(zhì)性等，同時提供了有關(guān)數(shù)據(jù)的搜集與監(jiān)控的支持功能，在此基礎(chǔ)上能夠完成高程度的無人值班變電站管理目標。通過本論文的研究，建設(shè)起功能完備、技術(shù)領(lǐng)先、安全可靠經(jīng)濟的變電站綜合自動化系統(tǒng)，構(gòu)建起高水平程度的電網(wǎng)調(diào)度智能化系統(tǒng)。1.4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.4.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)有關(guān)變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究起于上個世紀80年代。1987年清華大學(xué)電機工程系的相關(guān)人員在山東威海成功地投入望島變電站的運作，此系統(tǒng)包括3臺微

9、機與相應(yīng)的外圍接口電路部分，一年之后通過了相關(guān)技術(shù)的鑒定，即它是我國的首創(chuàng)，從而彌補了我國在該領(lǐng)域的空白，同時也與全球20世紀80年代的領(lǐng)先水平相吻合。在上個世紀的90年代，研究變電站綜合自動化的機構(gòu)與生產(chǎn)商家迅速發(fā)展起來，具有代表性的諸如清華大學(xué)的紫光公司、南京的南瑞公司以及上海的申瑞等，尤其是最近幾年中，變電站綜合自動化技術(shù)更是發(fā)展迅猛，出現(xiàn)了大規(guī)模的集成電路與通信技術(shù)，在它的研究范圍中被廣泛地加以推廣使用，不斷地完善自身的功能與性能，變?yōu)槲磥碜冸娬炯捌浼夹g(shù)改進的核心技術(shù)。在變電站綜合自動化體系環(huán)境下，一般將自動重合閘、故障測距、繼電保護與故障錄波等多項功能整合起來的設(shè)備稱之為保護單元，將

10、檢測與控制功能等整合起來的設(shè)備稱之為控制或是I0單元，二者統(tǒng)一稱之為間隔級單元。不同種類的間隔級單元和變電站的中央(主控)單元整合后，通過間隔級單元所整理到的狀態(tài)量與測量值，經(jīng)由軟件的方式完成不同保護閉鎖的功能，取消或是在很大程度上精簡傳統(tǒng)設(shè)計中為完成閉鎖功能相應(yīng)的二次回路，從而實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)建任務(wù)。變電站綜合自動化系統(tǒng)所包括的內(nèi)容主要是變電站在搜集電氣量與電氣裝置(諸如斷路器)的情況加以監(jiān)制與及時地調(diào)整。變電站綜合自動化技術(shù)可以完成有關(guān)變電站的正常性運作的監(jiān)控與操作，確保變電站處于安全、正常的運作狀態(tài)中。若出現(xiàn)事故時，繼電保護與故障錄波主要負責(zé)搜集、監(jiān)控瞬態(tài)的電氣量任務(wù)，同時快

11、速地排除故障，做好事故之后的修復(fù)工作。在通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電子技術(shù)迅捷發(fā)展的背景下，變電站綜合自動化技術(shù)同樣保持著前進的態(tài)勢，有關(guān)變電站綜合自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了對應(yīng)的改變，無論是運作的安全可靠性、系統(tǒng)性能與實現(xiàn)功能等方面都在日益地完善。變電站自動化正由原先的集中化掌控、功能零散化狀態(tài)進入到分散(層)網(wǎng)絡(luò)體系的新階段。其中，分散式的變電站綜合自動化日益地代替了傳統(tǒng)的集中式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。以往的保護、遠動與站級監(jiān)控體系以及故障錄波等設(shè)施與系統(tǒng)主要是基于功能的零散化進行分析的。發(fā)展走向為從單個功能板塊管理進入到數(shù)個電氣化或是間隔式的單元，完成地理方位的高度化分散式的趨勢，確

12、保自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后削減對電網(wǎng)所產(chǎn)生的影響，加強智能化設(shè)備的適應(yīng)性與獨立性等特點。集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)指的是集中性地搜集有關(guān)變電站的數(shù)字量、模擬量與開關(guān)量等多種信息，從而展開集中性的計算和處理工作，依次實現(xiàn)智能化控制、微機監(jiān)控及其保護等多項功能技術(shù)。此技術(shù)已經(jīng)廣泛地運用于電力智能化體系內(nèi)。至于傳輸媒介的運用方面，由于光纖通信本身具備頻帶寬、抵抗電磁干擾性能優(yōu)、耗能少與數(shù)據(jù)傳遞速率快等優(yōu)勢，廣泛地運用在變電站中。從發(fā)展趨勢來看，采用光纖局域網(wǎng)是大勢所趨。它能夠在很大程度上強化計算機網(wǎng)絡(luò)的抵抗電磁與射頻介入的性能，同時也與大容量的數(shù)據(jù)傳遞需求相吻合。廠站綜合自動化系統(tǒng)的代表產(chǎn)品，國內(nèi)的有北

13、京四方的csc系列、南京中德的Nsc系列及國電南瑞的BsJ系列(監(jiān)控系統(tǒng))等，這些產(chǎn)品均為分散式結(jié)構(gòu)，并不斷適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的需要。目前由于國內(nèi)微機監(jiān)控技術(shù)發(fā)展較快，使用較為成熟，因此對于國內(nèi)設(shè)計的變電站，一般均采用國內(nèi)的微機監(jiān)控系統(tǒng)，而其間隔層保護測控單元則廣泛采用西門子公司的PROTEcT 4系列產(chǎn)品(有的也采用ABB、Schneider產(chǎn)品)。南京中德保護控制系統(tǒng)有限公司開發(fā)的Nsc系列的廠站綜合自動化系統(tǒng)，正是采用以上的典型配置方式，性能可靠，運行經(jīng)驗豐富，性價比較高，尤其是南京中德公司的產(chǎn)品在石化公司已有較好的使用業(yè)績，因此在大乙烯110KV變電站也采用該公司的變電站綜合自動化系統(tǒng)一N

14、SC2000綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱NSC2000系統(tǒng))。1.4.2國外研究現(xiàn)狀國外有關(guān)變電站綜合自動化的起始于上個世紀的70年代。早在1981年5月，英國舉行了第六屆全球供電會議，意大利、西德、法國、英國與澳大利亞等國在20世紀70年代末，逐漸廢棄了新裝變電站的遠動裝置，只有英國南威爾的電網(wǎng)仍舊在應(yīng)用外(此區(qū)域逐步地規(guī)劃應(yīng)用微機遠動的裝置)，此外，該全球供電會議上還指出，監(jiān)控系統(tǒng)功能程序出拓展的走向。供電網(wǎng)的監(jiān)控功能的發(fā)展目標主要綜合自動化，除卻三遙之外，還包括如下的幾點：（1）尋覓且處置有關(guān)單相接地過程中所出現(xiàn)的事故；（2）當做保護拒動或是斷路器拒動的方式加以補充式的保護類型；（3

15、）推行荷載式的管理；（4）以組別式數(shù)據(jù)進行記錄；（5）涵蓋荷載曲線、故障、運作數(shù)據(jù)以及事件秩序等多維記錄等；（6）智能化的重臺閘與繼電保護。日本研究微處理器運用在電力領(lǐng)域的時間要比歐美等發(fā)達國家晚，然而發(fā)展后勁十足。日本通過關(guān)西電工企業(yè)與三菱電氣有限公司共同的作用，于1975年逐漸地將數(shù)字控制系統(tǒng)（即SDCS1)運用在配電變站中，并在4年后研制出樣機。1979年年末，在那須其竹里變安置電站，同時展開現(xiàn)場的調(diào)試工作。1980年則逐漸地進行商業(yè)化的生產(chǎn)營銷。在20世紀80年代，分析變電站綜合自動化系統(tǒng)的國家地區(qū)與大企業(yè)愈來愈多。具有代表性的企業(yè)有：ABB企業(yè)、美國GE企業(yè)、法國阿爾斯通企業(yè)、德國西

16、門子公司、AEG企業(yè)以及西屋企業(yè)等，均有相應(yīng)的變電站綜臺自動化產(chǎn)品。其中，西門子早在1985年便于德國的漢諾威運作首套變電站自動化系統(tǒng)LSA678，迄今為止，約有近百套相同種類的系統(tǒng)，并廣泛地運用在德國本地與歐洲等多個國家中各類用電級別的變電站中運作，并獲得了不菲的成績。1995年，該企業(yè)也到中國投資運營，迄今也建成幾十余座110kV的城市變電站，并也已經(jīng)成功得運作變電站綜合自動化系統(tǒng)。綜上所述，國外研究變電站綜合自動化起始于上個世紀的70年代末，80年代則已經(jīng)比較成熟地投入運作之中，同時就技術(shù)規(guī)范與準則的確定領(lǐng)域，也替中國80年代引入并研究變電站綜合自動技術(shù)提供了珍貴的借鑒價值與經(jīng)驗。1.5

17、論文內(nèi)容與構(gòu)架本論文的內(nèi)容主要包括以下的5個方面： （1）闡述變電站綜合自動化的定義及內(nèi)涵，對變電站綜合自動化在國內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用情況進行簡單介紹。 （2）提出變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能要求，對各組成部分的功能進行分析研究。對變電站綜合自化系統(tǒng)常用組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和各自特點進行分析研究。 （3）研究微機保護測控一體化裝置采用的微機保護算法和軟硬件構(gòu)成及功能實現(xiàn)。 （4）以110kV城南變電站綜合自動化改造及應(yīng)用為研究對象，采用南瑞NS2000的系列產(chǎn)品，對該站的綜合自動化系統(tǒng)進行分析研究。 （5）分析研究變電站綜合自動化系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在的共性問題，并提出改進意見。本論文的構(gòu)架如下：第一章，緒論。本

18、章主要對論文的研究背景、研究意義、研究目的、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等加以介紹，最后簡介本論文的內(nèi)容及其構(gòu)架。第二章，變電站綜合自動化的基礎(chǔ)理論。首先，本章對變電站綜合自動化的定義加以界定；其次，本章分析變電站綜合自動化的幾個主要的特征；再次，本章分析變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)；接著，本章闡述變電站綜合自動化的若干關(guān)鍵功能；最后，本章探討變電站綜合自動化的保護設(shè)置。 第三章，NS2000綜合自動化系統(tǒng)在110 kV變電站中的實現(xiàn)與應(yīng)用。首先，本章對NS2000綜合自動化系統(tǒng)加以概述；其次，本章分析保護測控裝置情況；再次，本章分析的是微機監(jiān)控信息的搜集與處置；然后，本章從多個方面分析系統(tǒng)的硬件設(shè)計；接著，本章

19、對系統(tǒng)的軟件展開設(shè)計；最后，本章分析系統(tǒng)的應(yīng)用。 第四章，NS2000綜合自動化系統(tǒng)在110 kV變電站中的優(yōu)化。本章依次進行如下的優(yōu)化設(shè)計及其分析：調(diào)度機的改進、強化后臺機運作的平穩(wěn)性、完善監(jiān)控界面、加強報警功能、改進統(tǒng)計與報表體系、優(yōu)化SOE功能等。第五章，結(jié)論。即對全文內(nèi)容做一個簡單的總結(jié)。1.6論文的創(chuàng)新點從當前的發(fā)展走向來看，變電站綜合自動化技術(shù)日益朝向標準化、高集成化與數(shù)字化等。在集成電路與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達的背景下，不同類型的大型規(guī)模集成電路則會深入運用在繼電保護與測控設(shè)備上，上述新型技術(shù)的運用會確保保護與測控裝置所對應(yīng)的電路板變得更為小型化與集成化。而高集成化則能夠讓設(shè)備、通信

20、數(shù)據(jù)的儲存與處理性能更為成熟完善，減少成本開支，降低故障率，從而推動完成電力系統(tǒng)運作的統(tǒng)一化管理?？梢?，變電站自動化系統(tǒng)會逐漸地過渡至產(chǎn)品的標準化趨勢，即體現(xiàn)在：產(chǎn)品的主要功能設(shè)計及其要求、產(chǎn)品的對外接口與通訊協(xié)議都在逐步地標準化，變電站中各個廠家的裝置能夠達到相連的目的，插上就可以使用，遞增了用戶挑選變電站中不同裝置及其更新裝置的自由度，而與標準化設(shè)置需求并不吻合的商家則會被日益地淘汰，從而確保變電站智能化專業(yè)日益趨于良性化的發(fā)展趨勢。上述也正是本論文的創(chuàng)新點，即設(shè)計并研究變電站的綜合自動化技術(shù)及其運用情況，挖掘出現(xiàn)現(xiàn)實運用時所暴露出的共同癥結(jié)，從而提出針對性的改進方案，從而針對性地就綜合自

21、動化系統(tǒng)的深入發(fā)展提出創(chuàng)意性的意見與建議。2變電站綜合自動化的基礎(chǔ)理論2.1變電站綜合自動化的定義變電站綜合自動化融合了數(shù)項的專業(yè)性綜合技術(shù)，借助于領(lǐng)先的現(xiàn)代電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)等，完成變電站二次設(shè)備（涵蓋監(jiān)控、信號、智能化設(shè)備繼電保護、檢測、故障錄波與遠動設(shè)備等）相關(guān)功能的重組、優(yōu)化與設(shè)計，從而有效地監(jiān)控、檢測、調(diào)整整座變電站所有裝置的具體運作狀況，構(gòu)建起綜合化的自動化體系結(jié)構(gòu)。變電站綜合自動化本身具備運作管理自動化、檢測顯示數(shù)字化、功能綜合化與結(jié)構(gòu)分層化以及設(shè)備監(jiān)控與操作微機化等多元特點。它的問世成為了變電站自動化、小型化與拓寬監(jiān)控領(lǐng)域的保證，同時也確保變電站處

22、于安全、經(jīng)濟、橫穩(wěn)、可靠與優(yōu)質(zhì)等狀態(tài)。它的廣泛應(yīng)用代替了以往運作時不同類型的人工作業(yè)模式，進而強化了變電站的運作與管理情況。它讓變電站減少了運作與維護的費用，強化經(jīng)濟實效性，替用戶能夠使用高質(zhì)量的電能。此外，變電站綜合自動化讓電網(wǎng)調(diào)度智能化，即從原先必須經(jīng)過廠站的自動化設(shè)備與系統(tǒng)過渡至調(diào)度智能化系統(tǒng)，同時提供更為準確的數(shù)據(jù)內(nèi)容，調(diào)度控制中心基于此更為全面地獲取電力系統(tǒng)的同步運行情況與廠站裝置的運作情況，進而提出具有實質(zhì)性的決策方案。相類似地，要完成調(diào)度控制中心的遠程掌控操作，必須經(jīng)過變電站智能化設(shè)備才可以完成才能相關(guān)的操作指令目標。因而，穩(wěn)定的、完整的與技術(shù)領(lǐng)先的變電站綜合自動化，是確保實現(xiàn)電

23、網(wǎng)調(diào)度處于高水平與智能化的前提。總而言之，變電站綜合自動化的流程能夠歸結(jié)成如下：第一時期：基于功能設(shè)置的集中式RTU以及常規(guī)性的保護裝置（上個世紀的80年代）；第二時期：基于功能設(shè)置分布式的測控設(shè)備以及微機保護設(shè)備（上個世紀的90 年代）；第三時期：基于間隔化、對象設(shè)置的分層布局式的結(jié)構(gòu)方式（上個世紀的90 年代末），此為目前使用最為廣泛的范式。當下，變電站綜合自動化技術(shù)過渡至數(shù)字化的新階段。2.2變電站綜合自動化的特征2.2.1 功能的綜合化 變電站綜合自動化系統(tǒng)本身凸顯出技術(shù)密集性以及數(shù)類專業(yè)技能相交疊與配合的體系。其前提條件是計算機硬件與軟件技術(shù)以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)等。它有機地綜合了全部變電

24、站中除卻一次設(shè)備和交流與直流電源之外的所有二次性設(shè)備。微機監(jiān)控分體系綜合了原先的操作屏、儀表屏、模擬屏，而遠動裝置、中央信號系統(tǒng)、變送器柜等功能微機保護分體系取代了電磁式或是晶體管式的保護設(shè)備，同時還能夠基于用戶所需，微機保護分體系與監(jiān)控分體系相結(jié)合，融合了小電流接地、故障錄波以及故障測距等屬于分系統(tǒng)的多種功能。2.2.2 分級化的分布式以及微機化的體現(xiàn)構(gòu)造 綜合自動化體現(xiàn)在不同分系統(tǒng)與各功能板塊的構(gòu)成主要是多種相異的配備單片機或是微型計算機，采用的構(gòu)造為分布式，在網(wǎng)絡(luò)與總線的作用下，把控制、微機保護與數(shù)據(jù)搜集等不同的分體現(xiàn)加以聯(lián)接，組建為分級化的分布式體系。綜合自動化系統(tǒng)主要包括至少十幾個微

25、處理器，從而確保它們能夠同時并行運作,完成各項功能。2.2.3 檢測呈現(xiàn)數(shù)字化 長期迄今，變電站在檢測方面所采用的儀器主要是指針式儀表，但存在著精確度低以及讀數(shù)不夠便利等缺點。借助于微機監(jiān)控體系后，基本上改變了以往的檢測方式，常規(guī)指針式儀表基本上均被顯示器所呈現(xiàn)的數(shù)字顯示所取代，從而變得更為直觀與明晰。至于以往的人工抄表記基本上被報表與打印機取代。從而削減了值班員的勞動量，并加強了檢測的精度與科學(xué)性。2.2.4 操作與監(jiān)控的屏幕化 在新型的變電站綜合自動化系統(tǒng)下，有人或無人值班情況下，操作人員并不屬于變電站，即位于主控站或是調(diào)度室中。彩色屏幕顯示器則能夠全面地監(jiān)控并操作變電站的相關(guān)設(shè)備及其輸電

26、線路。一般規(guī)格不小的模擬屏被屏幕的同步主接線畫面所代替之后，以往斷路器所安置或是控制屏處的跳閘與合閘等操作被相應(yīng)取代，同時采用的是屏幕鼠標或是鍵盤等方式進行操作而不再使用傳統(tǒng)的光字牌報警信號方式，通過新型的屏幕畫面閃爍與文字來傳遞提示或是語言的報警模式，也就是采用計算機顯示器工具監(jiān)控整個變電站的同步運作狀況與實時操控不同的開關(guān)設(shè)備。2.2.5 運作管理的智能化這也是變電站綜合自動化系統(tǒng)的一個最為突出的特征。智能化指的是不單單可以完成諸項智能化的功能，包括電壓與無功智能化協(xié)調(diào)，非徹底性接地體系單相接地智能化選線，智能化地對事故進行判斷與記錄，記錄事件秩序，制作表格并進行打印，智能化報警等，同時，

27、還指的是可以進行智能化的故障分析及其恢復(fù)操控，同時還可以完成智能化系統(tǒng)自身所存在的故障分析，包括自判斷、自封閉與自恢復(fù)等項目功能。它非常有利于加強變電站的運行管理與確保其處于安全的運作狀態(tài)中，也是以往二次體系難以完成的。一般二次設(shè)備主要采用的是對一次設(shè)備進行監(jiān)視，自身所存在的故障必須借助于維護人員展開檢測的工作，因其自身并不存在著自判斷的功能?？梢姡冸娬揪C合自動化能夠全方位地加強變電站的技術(shù)水準與運作管理水平，確保它可以更好地適合現(xiàn)代化的大規(guī)模電力體系運作的所需。2.3變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu) 變電站綜合自動化主要有以下的4類結(jié)構(gòu)：2.3.1集中式結(jié)構(gòu) 集中式變電站綜合自動化結(jié)構(gòu)主要是基于功能

28、需求配備對應(yīng)的繼電保護設(shè)備與遠動設(shè)備，同時將其安置于變電站綜合自動化系統(tǒng)的中央控制室中。電氣化設(shè)備、變壓器與各種進出線等在具體運作適主要通過的是cT、PT以及開關(guān)輔助觸點等，通過電纜設(shè)備傳遞至變電站綜合自動化系統(tǒng)的中央控制室所對應(yīng)的保護設(shè)備與遠動設(shè)備中，通過最初的處置后傳遞到UIO通信控制器展開數(shù)據(jù)格式的變更(規(guī)約改換)，同時把將變電站全部的信號與操控信息進行檢測、保護等處置，和當?shù)氐暮笈_機與遠方調(diào)度中心展開信息的交換。它的特征在于對變電站內(nèi)全部的信息展開統(tǒng)一化的集中性處理，構(gòu)建起完整的系統(tǒng)，使其和傳統(tǒng)的變電站運作方式相吻合。此類模式事實上是當下微機保護和微機遠動體系的集成。其不足在于組屏數(shù)量

29、繁多，占地的面積不少，同時需敷設(shè)的電纜數(shù)量多，無論是投資還是工程量都不少，因此，它的運用日益減少。2.3.2分布式結(jié)構(gòu) 在單片機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尤其是總線技術(shù)日益完善的背景下，運用在變電站綜合自動化的分布式結(jié)構(gòu)也應(yīng)運而生。此結(jié)構(gòu)基于回路展開設(shè)計，每個開關(guān)柜或是其他一次性的設(shè)備就地安置微機保護單元以及單回路的數(shù)采監(jiān)控單元，因此，開關(guān)與其他一次性的設(shè)備和單回路的數(shù)采監(jiān)控單元以及微機保護單元均處于相同的柜中，從而省卻不必要的電纜聯(lián)接數(shù)量，也加強了抵抗外界影響的功能。微機保護單元、單回路的數(shù)采監(jiān)控單元和I0通信控制器內(nèi)部通過網(wǎng)絡(luò)電纜或是光纜加以聯(lián)系，只是當做傳遞數(shù)據(jù)信息的媒介。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點除卻省卻電纜

30、與加強的抵抗外界干擾的功能之外，不必額外地設(shè)計繼電保護與遠動裝置屏等設(shè)備，從而在很大程度上減少了一次性的設(shè)備，同時也省卻了一部分的占地面積。因此，此結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)從其誕生迄今，凸顯出可觀的發(fā)展生命力。國外SIEMENS企業(yè)所生產(chǎn)的LSA678(繼電保護7S7u系列以及監(jiān)控單元6MB系列)，ABB企業(yè)所生產(chǎn)的SCSl00、以及SCS200(包括SPAC系列與RE系列)，GE企業(yè)的DFP100以及SEG企業(yè)所生產(chǎn)的CSN均為此類變電站綜合自動化結(jié)構(gòu)的設(shè)備，我國也有很多的商家制造相同類型的裝置和系統(tǒng)。2.3.3分布集中式結(jié)構(gòu) 此結(jié)構(gòu)主要是把整座變電站中的一次性設(shè)備與二次性設(shè)備主要包括3層

31、：（1）設(shè)備層。此層主要指的是變電站中的斷路器、輔助接點、電流電壓互感器、變壓器以及隔離開關(guān)等一次性的設(shè)備。變電站綜合自動化系統(tǒng)大多數(shù)處在l層與2層處。（2）單元層。大多數(shù)基于斷路器進行間隔式的區(qū)別，主要有檢測、控制器件或是繼電保護器件等。此層的構(gòu)成主要包括各類相異的單元設(shè)備，它們一般處于獨立的狀態(tài)，這種類型的單元設(shè)備主要是通過局域網(wǎng)或是串行總線和變電站層加以連接；同時也許設(shè)置數(shù)采管理機或是保護管理機，依次管理的是檢測、監(jiān)視并維護單元，再集中性地通過數(shù)采管理機、保護管理機等設(shè)備，從而和變電站層進行通信。此層本質(zhì)為兩級化的系統(tǒng)構(gòu)造。（3）變電站層。此層涵蓋了全站監(jiān)控主機以及遠動式通信機設(shè)備。此層

32、設(shè)置現(xiàn)場總線或是局域網(wǎng)，從而實現(xiàn)不同主機內(nèi)部、監(jiān)控主機以及單元層等不同內(nèi)部的信息交換。2.3.4集中式和分布式相結(jié)合的結(jié)構(gòu)在通信技術(shù)與單片機技術(shù)不斷發(fā)展、成熟的背景下，尤其是現(xiàn)場總線與局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到推廣使用后，整體的發(fā)展為基于每個電網(wǎng)組件(包括電容器、出線與變壓器等)展開控制、檢測與維護等多種功能融為一體的工作流程，并將其設(shè)置于相同的機箱內(nèi)。有關(guān)高壓線路保護設(shè)備與變壓器保護設(shè)備則能應(yīng)用集中性的組屏安置于主控室中。此類構(gòu)造模式主要處在集中式結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)間，有著多元化的形式。當下，國內(nèi)一般使用頻率較高的正是此類結(jié)構(gòu)。因為它集中了集中式結(jié)構(gòu)與分散式結(jié)構(gòu)的所有優(yōu)點，從而有助于設(shè)置系統(tǒng)、安置、維護

33、與管理，大體而言，該結(jié)構(gòu)主要具有如下的特征：(1)即使性的安裝，省卻控制電纜的數(shù)量，經(jīng)由現(xiàn)場總線和保護交換機等工具展開信息的交換過程。(2)無論是高壓線路保護還是變壓器保護，使用的是都是集中組屏式的構(gòu)造，從而確保屏安置于控制室或是保護室中，相類似地，經(jīng)由現(xiàn)場總線和保護管理機進行通信，從而確保關(guān)鍵的保護設(shè)備處在良好的工作狀態(tài)中，有益于可靠性。(3)其余智能化的設(shè)備中，無功綜合控制設(shè)備、備用電源自投設(shè)備等主要也是使用了集中組屏式的構(gòu)造，安置于控制室或是保護室內(nèi)。(4)計算電能。借助于電能管理機搜集不同脈沖電表所顯示的脈沖量，從而計算出相應(yīng)的電能量，再傳遞至監(jiān)控主機，然后傳送至控制中心處；或是使用智

34、能型電能計量表（附有串行通信接口），經(jīng)由串行總線，從電能管理機處把搜集獲得的不同電能量傳遞至監(jiān)控機處，接著傳遞至控制中心處。由于中低壓變電站的一次性設(shè)備并不分散化，因而該類型的結(jié)構(gòu)形式更適合中低壓規(guī)格的變電站。從整體的發(fā)展趨勢來看，分散式也是大勢所趨。2.4變電站綜合自動化的功能2.4.1監(jiān)控測試 變電站綜合自動化系統(tǒng)經(jīng)由搜集、處置、顯示與打印有關(guān)變電站中的數(shù)據(jù)，從而讓相關(guān)的運作人員獲取變電站的具體運行情況，同時采用了針對性的對策。具體又包括如下的3個類型：（1）模擬量 變電站綜合自動化系統(tǒng)須對各類的模擬量加以監(jiān)控測試，主要涵蓋了主變一次性、二次性以及各類線路中的電流等，不同段的母線與關(guān)鍵線路

35、所對應(yīng)的電壓；母線零序電壓、變壓器分接頭方位、不同線路的零序電流以及主變溫度與室溫等。（2）開關(guān)量變電站綜合自動化系統(tǒng)中須對各類開關(guān)量進行監(jiān)視測試，諸如微機的運作運行情況、電保護動作信息以及開關(guān)機構(gòu)運行情況等，涵蓋刀閘、繼變壓器運作情況、開關(guān)量輸進的模式、多種開關(guān)類型、變壓器分接頭、交直流電源運作情況、有接點輸進以及微機串行口輸進等。至于開關(guān)等比較關(guān)鍵的監(jiān)控測試對象主要應(yīng)用的是狀態(tài)相互不同的雙接點輸進，目的在于強化它的可靠性。（3）脈沖量變電站綜合自動化系統(tǒng)須對各類脈沖量進行監(jiān)控測試，涵蓋主變一次性與二次性的有功電度量與無功電度量、電容器的無功電度量、線路以及所用電的有功電度量等采樣模式。2.

36、4.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)視控制變電站綜合自動化系統(tǒng)可以提供便捷可信賴的入機對話，運作工作者借助于鍵盤與顯示器等來對變壓器分接頭、開關(guān)與刀閘等進行操作。此系統(tǒng)還能夠基于電網(wǎng)的運作時間情況智能化地控制變壓器分接頭與開關(guān)。全部操控的可靠性能夠體現(xiàn)在軟硬件的設(shè)計中，且均與雙重化的原則相吻合。操作模式：人工操作的開關(guān)主要包括3類方式：保護柜操作、鍵盤操作與把手操作等。一般借助于鍵盤加以操作。在非正常的狀況下，能夠經(jīng)由模擬屏進行保護柜操作或是把手操作。其中，保護柜操作能夠經(jīng)由保護機鍵盤或是柜上的按鈕加以完成。在執(zhí)行遙控時，若調(diào)度端所發(fā)出的遙控開關(guān)或是遙調(diào)變壓器分接頭的命令后，此系統(tǒng)即可以穩(wěn)定地進行執(zhí)

37、行任務(wù)。變電站綜合自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵監(jiān)測內(nèi)容包括以下的幾點：對跳閘進行統(tǒng)計：即對開關(guān)的跳閘次數(shù)進行統(tǒng)計。主要有人工跳閘次數(shù)與事故跳次數(shù)2類。接地選相：至于中性點無法接地的系統(tǒng)，若電網(wǎng)產(chǎn)生單相接地事故時，借助于零序電壓及其電流的遞增量與降低相電即能夠推斷接地線路與相別情況，也能夠基于功率方向法等其余的方法加以判斷。為了確保可靠性，須數(shù)次進行采樣之后再加以界定。界定之后，用戶的主機報警，同時顯示并加以打印。運作工作者基于相關(guān)的提示，采用人工檢測排除法跳開開關(guān)智能化重合，檢驗主機推斷的結(jié)果。無功電壓智能化控制：基于電網(wǎng)無功、電壓演算與推斷，從而確定投切電容器，還是調(diào)節(jié)變壓器分接頭位雹，從而滿足無功與電

38、壓的所需。在電網(wǎng)、變壓器與電容器產(chǎn)生故障時不允許誤動。在檢修電容器之際，不可以進行控制。2.4.3變電站綜合自動化系統(tǒng)的遠傳 變電站處于正常運作或是出現(xiàn)故障以及出現(xiàn)報警等情況時，遠傳機會同步地向上級調(diào)度傳遞至相關(guān)的信息，從而讓調(diào)度工作者及時地獲取此站的運作狀況。遠傳規(guī)約主要包括3類：特殊性規(guī)約、CDT規(guī)約以及Polling規(guī)約等。2.5變電站綜合自動化的保護設(shè)置2.5.1變電站綜合自動化系統(tǒng)的保護微機保護不單單具有良好的可靠性與靈敏性，同時使用起來也比較地便捷。它的核心特征有以下的幾點：通過鍵盤與八段顯示器(LED)來顯示出采樣值(開關(guān)情況、電流與電壓等)以及整定值，同時能夠?qū)φㄖ导右孕薷模?/p>

39、擁有事故的追憶性能?？梢杂涗浵率鹿拾l(fā)生前后路線電流與母線電壓等數(shù)值情況；擁有同步自檢性能，可以實時地檢測保護柜（含有主機）的多種組件。變電站的保護主要有以下的幾種，可根據(jù)實際情況加以選用：保護路線：保護的具體對象有定時限過電流、零序電壓與電流、反時限過流、電流速斷保護、距離、低周減載、方向性電流、方向、高頻以及雙回線方向橫差等。保護變壓器：對象有帶二次諧波制動的比例差動、過流(包括低壓啟動、復(fù)合電壓啟動)、零序、低壓側(cè)備電源自投、差電流速斷、本體(重瓦斯、輕瓦斯、有載重瓦斯、有載輕瓦斯等)、過負荷以及高壓側(cè)備用電源自投等。保護電容器：對象有過流、相間過電壓、零序過電壓、電流速斷、反時限過流以及

40、相間低電壓等。保護母線：對象有電流比相式母線與完全電流差動母線等。3NS2000綜合自動化系統(tǒng)在110 kV變電站中的實現(xiàn)與應(yīng)用3.1NS2000綜合自動化系統(tǒng)概述變電站綜合自動化系統(tǒng)一般可分變電層、間隔層、設(shè)備層3級。變電層主要有監(jiān)控主機以及遠動通信機等；間隔層基于斷路器間隔進行歸類，包括檢測、控制組件以及繼電保護等成分；設(shè)備層主要有變電站中的斷路器、變壓器、隔離開關(guān)與相關(guān)的輔助觸點等，同時也包括CT等一次性設(shè)備。NS2000綜合自動化系統(tǒng)在110kV城南變電站所涉及到的以太網(wǎng)、服務(wù)器與通信控制器等核心組件與設(shè)備，都采用的是主備冗余的設(shè)備，從而在很大程度上強化整個系統(tǒng)的穩(wěn)固性。它所采用的是多

41、主機分散式的結(jié)構(gòu)，依從的是開放系統(tǒng)的準則，采用的的分層分布式結(jié)構(gòu)，具有較好的人機界面和開放性，涵蓋多類的通信接口，可以實現(xiàn)資源的最大化共同分享，確保供電系統(tǒng)處于安全的運作狀態(tài)中。NS2000系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于縱向角度劃分主要有如下的3個部分：站控層、通訊單元和間隔層。 （1）站控層主要是為電氣設(shè)備監(jiān)控、檢測、控制與管理的軸心，使用的是雙太網(wǎng)進行構(gòu)建，網(wǎng)絡(luò)傳送協(xié)議使用的TCP/IP，整個設(shè)備在設(shè)置時相對比較集中化，支持分層式分布結(jié)構(gòu)，通過一些擁有確定功能的服務(wù)器或工作站加以組建，被視作系統(tǒng)的監(jiān)控中心。此110kV城南變電站包括SCADA服務(wù)器，并以此當做主機實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)的高壓變電站的主要途

42、徑，同時實現(xiàn)包括搜集數(shù)據(jù)、處理、屏顯與監(jiān)控等功能，且把各類信息經(jīng)由歸類、存儲、管理等方式之后，盡量地滿足相關(guān)的權(quán)限與邏輯要求，同時針對有關(guān)的設(shè)備加以監(jiān)控。若某個SCADA的服務(wù)器出現(xiàn)事故后，系統(tǒng)會智能化地加以切換，且時間不超過30s。所有單一性的硬件設(shè)施出現(xiàn)事故以及切換過程中均不會導(dǎo)致同步數(shù)據(jù)與SCADA性能的故障，主備機亦能夠采用手工的方式加以切換。 （2）通信單元在全部系統(tǒng)中處于核心的地位，實現(xiàn)站控層與間隔層內(nèi)部間的信息交換，并接入用戶當下各類智能化的設(shè)備，從而完成轉(zhuǎn)換式接入通信規(guī)約，該變電站的通信單元經(jīng)由RS485現(xiàn)場總線型或是CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，分散化于不同開關(guān)柜的保護測控設(shè)備通信中，通過

43、南瑞NSC301通信管理機與BX5024S網(wǎng)絡(luò)交換機等不同的通信網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成，完成電能量信息、模擬信息以及數(shù)字信息等方面的搜集，同時把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)傳遞至后臺。 （3）間隔層基于電氣進行間隔配置，主要由如下的設(shè)備所構(gòu)成：保護監(jiān)測、保護設(shè)備與測控設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點的設(shè)備處于獨立的狀態(tài)，此110kV站進線主保護的110 kV的南瑞微機綜保，110 kV主變壓器測控設(shè)備是南瑞系列的測試控制設(shè)備，110 kV規(guī)格的測控設(shè)備是南瑞NSR600RF系列的測試控制設(shè)備，各類保護測試控制設(shè)備分散地安置于開關(guān)柜內(nèi)。間隔層通過RS485或是CAN總線和通信管理機加以通信，而站控層則經(jīng)由通信管理層媒介管理并通信間隔層的

44、相關(guān)裝置，接收且下發(fā)各類監(jiān)測命令，且經(jīng)由高速以太網(wǎng)和通信單元的信管理機加以連接，擁有良好的抵抗干擾的性能，基本上能夠滿足監(jiān)視控制系統(tǒng)的相關(guān)功能所需?？蓞⒁娤聢D3-1所示：五防工作站值長調(diào)度機工程師站2工程師站1操作員站2操作員站1網(wǎng)絡(luò)交換機-A網(wǎng) 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機-B網(wǎng) 以太網(wǎng)總控1柜遠動柜總控2柜 PC485通信接口鍋爐DCS汽機DCS 雙CAN網(wǎng) 485總線通信管理機保護測控保護測控保護測控監(jiān)控柜I/O監(jiān)控柜I/O監(jiān)控柜I/O CAN總線保護測控保護測控圖3-1 NS2000變電站綜合自動化系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 NS2000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)搜集與處理功能方面，該變電站綜合自功化系統(tǒng)的監(jiān)控

45、系統(tǒng)能夠同步、精確并有效地實現(xiàn)監(jiān)控整座變電站，從而使其處于安全的狀態(tài)中。110 kV變電站的站控層把監(jiān)控運作時所涉及到的各類同步數(shù)據(jù)基于種類劃分為以下4類：遙測量，包括電壓與電流、主變溫度、有功與無功功率以及功率的因數(shù)等。遙信量，包括故障總信號、斷路器以及刀開關(guān)方位等各類一次性的設(shè)施情況。電能量。包括脈沖電能量與數(shù)字電能量。保護數(shù)據(jù)。包括保護測量值、保護自診斷信息、保護定值與保護事件等。站控層的監(jiān)控裝置在收到現(xiàn)場監(jiān)控單元所搜集的設(shè)施運作情況、運作參量與檢測值，儲存至同步數(shù)據(jù)庫中，當做報警、控制與制表等的根據(jù)。(1)搜集模擬量?；诮涣鞑蓸拥哪Ｊ綔y試三相電壓與三相電流，演算出有功無功功率以及功率

46、因數(shù)等指標。(2)檢測開關(guān)量。關(guān)鍵是事件秩序記錄(SOE)以及普通開關(guān)量(DI)。其中，監(jiān)控系統(tǒng)所應(yīng)用的是中斷模式響應(yīng)的相關(guān)信號數(shù)據(jù)，基于它產(chǎn)生變位的先后秩序基于毫秒級單位的時間分辨率展開秩序的記錄，并記下相關(guān)的遙信量(包括故障信號與斷路器分合閘等)。在系統(tǒng)接收上述量時，會馬上中斷目前所實施的程序，并迅捷地轉(zhuǎn)移至事件處理程序并記錄下相關(guān)的事件SOE。而DI則一般應(yīng)用的是定時的掃查模式記錄下遙信量(如設(shè)備狀態(tài)、故障信號和隔離開關(guān)位等)，若出現(xiàn)變位現(xiàn)象，須馬上傳遞至上位機，通過系統(tǒng)附加時間戳。 (3)搜集電能量。此變電站使用的是通信模式，完成電能(涵蓋有功與無功電能)方面的搜集，并可以完成分時式累

47、加以及平衡電能等功能。 在變電站的數(shù)據(jù)庫管理方面，NS2000系統(tǒng)運作的是Microsoft SQL Serve數(shù)據(jù)庫，由于SQL Serve數(shù)據(jù)庫的功能完善而又強大，且提供了有關(guān)SCADA系統(tǒng)所規(guī)范的主要數(shù)據(jù)表。通常用戶僅僅基于同步數(shù)據(jù)庫展開數(shù)據(jù)的交換，而同步數(shù)據(jù)庫在需要時則能夠儲存內(nèi)存的數(shù)據(jù)，即將其儲存至SQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)。監(jiān)控分體系構(gòu)建同步數(shù)據(jù)庫，儲存并持續(xù)性地更新源自于IO單元與通信接口的所有同步數(shù)據(jù)，通過多樣化的圖表、報表與走勢曲線圖等表示變電站全部的狀態(tài)信息，并構(gòu)建起相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)庫，儲存且定期地更新所需儲存的歷史數(shù)據(jù)以及運作報表數(shù)據(jù)。采用SQL技術(shù)確保整個體系可以快捷、高效而又安全地

48、處理好容量不小的數(shù)據(jù)，從而確保變電站綜合自動化系統(tǒng)處于穩(wěn)定的狀態(tài)，強化了數(shù)據(jù)儲存的時效性。 NS2000變電站綜合自動化系統(tǒng)在顯示功能方面，主要顯示的是變電站的電氣主接線，涵蓋母線與線路帶電狀況、不同斷路器情況與刀開關(guān)狀態(tài)等，電壓級別不同，顯示的顏色自然也并不相同，現(xiàn)實檢測值顯示于相應(yīng)的方位。在變電站產(chǎn)生故障之際，同步事件窗口智能化地打開，列表也會顯示出產(chǎn)生事故的時間、報警值、信號的名稱與變量名與等，同時顯示出對變電站進行瀏覽的各種歷史數(shù)據(jù)及其報表等。 NS2000變電站綜合自動化系統(tǒng)還具有事故的追憶性能，即開啟預(yù)定性事件，而觸發(fā)事件則一般為設(shè)備的狀態(tài)出現(xiàn)了變化，該觸發(fā)事件及其發(fā)條件均能夠加以

49、界定，且可以和有關(guān)的數(shù)據(jù)能夠被儲存至歷史庫內(nèi)。記下事件產(chǎn)生前后不同時間段的相關(guān)數(shù)據(jù)，而追憶內(nèi)容則能夠進行自定義，同時能夠調(diào)整故障前后的追憶時間段?；谙到y(tǒng)中事故整體信號的出現(xiàn)情況，及時地記下此點前后時間所搜集的模擬量與遙信量數(shù)值，同時在追憶時間的間隔中出現(xiàn)一系列的運作事件，包括保護事件、命令操作記錄、越限告警、裝置自檢以及SOE信息等。3.2保護測控裝置 NS2000變電站綜合自動化系統(tǒng)在110kV 城南變電站中的保護測控裝置組成主要如下：母線為雙母線、2個進線間隔、2個出線間隔等以上均為110kv規(guī)格；1個母聯(lián)間隔、2個電壓互感器間隔等。其中，110kV進線與母聯(lián)間隔所采用的保護設(shè)備是PSL

50、629 保護裝置。規(guī)格為110kV的母線測控與相應(yīng)的保護配置見下：首先，通過3臺PSR662規(guī)格的測控裝置實現(xiàn)測控110kV規(guī)格的進線與母線的目的，同時使用1 臺PSR662型的測控裝置實現(xiàn)測控110kV 母聯(lián)的目的；其次，通過1臺PSP691型的備用電源進行自投式的測控裝置。3.3微機監(jiān)控信息的搜集與處置3.3.1 110kV變電站的遠動相關(guān)信息與配置 110kV變電站在監(jiān)控系統(tǒng)方面需搜集不少的信息，主要應(yīng)用在當?shù)氐谋O(jiān)控，同時基于所需傳遞有關(guān)的信息至上級的監(jiān)控系統(tǒng)或是調(diào)度中心處，這類信息即稱之為遠動信息，涵蓋遙信、遙控、遙測、遙調(diào)、計數(shù)脈沖、系統(tǒng)時鐘、時間秩序記錄與數(shù)字值等。NS2000變電

51、站綜合自動化系統(tǒng)在城南110kV變電站中的電壓等級各不相同，由于在整個電網(wǎng)中所發(fā)揮的效果相異，因而所需搜集的遠動信息亦存在著差異性。監(jiān)控系統(tǒng)所搜集的信息主要有：搜集模擬量(即遙測)與搜集狀態(tài)量(即遙信)等。基于搜集的遙測與遙信信息、操作者控制指令與計算研究的結(jié)果等，發(fā)出遙調(diào)與遙控的指令，并實施輸出內(nèi)容，也就是通常所說的“四遙”。3.3.2變電站遠動信息內(nèi)容 根據(jù)110KV變電站的相關(guān)要求，llOKV變電站的遠動信息配置主要有以下的幾個方面： （1)遙測量。包括110KV線路包括有功功率與無功功率以及有功電能與電流。110無功補償設(shè)備無功功率以及主變油溫等非電參量。主變高壓側(cè)主要包括有功功率與無

52、功功率。110KV母聯(lián)斷路器有功功率、無功功率和電流，各母線電壓，饋出線有功功率和電流等。 （2)遙信量。包括通信設(shè)備工況信號、隔離開關(guān)方位信號、母聯(lián)保護動作信號、中性點接地隔離開關(guān)方位信號、110KV線路關(guān)鍵保護動作信號、變電站事故總信號，斷路器方位信號、110kv線路斷路器重合閘動作信號、110KV母線保護動作信號以及主變保護動作信號等。 （3)遙控量。包括隔離開關(guān)的投切以及斷路器分與合控制等。3.3.3遠動信息的技術(shù)要求 （1)遙測量。模擬量在遙測綜合方面的誤差為不超過1.5，而遙測的合格率必須不低于98，遙測的精度為0.2級，AD的轉(zhuǎn)換精度不超過0.2，模擬量的輸入值在420mA或是&

53、#177;5V。 （2)遙信量。其正確率不可低于98，輸入的方式是不存在著源接點。 （3)遙控量。其誤動作率不得超過0.01，輸出方式是源接點(接點的容量為Dc220V，25A) （4)通信。傳遞模式為CDT或是POLLING，而通信規(guī)約則是：部頒問答式規(guī)約、IEc60870-5-101104規(guī)約DNP3.O規(guī)約以及部頒循環(huán)式規(guī)約等。3.3.4遠動信息的配置宗旨第一，遠動信息搜集須考慮到信息的完整度與同步性等要求；第二，信息的搜集須滿足調(diào)度管理和監(jiān)控所需；第三，遠動信息的搜集須嚴格地遵從相關(guān)的規(guī)定內(nèi)容，盡可能地削減上傳的信息量，規(guī)避因為太多地占據(jù)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫等資源。3.3.5變電站綜合自動化系

54、統(tǒng)對電量的模擬性遙測 首先對遙測信息的配置與搜集模式的界定?；谝陨戏治觯?10KV變電站綜合自動化系統(tǒng)在微機監(jiān)控方面所應(yīng)用的是間隔層單元NSC681，主要是對現(xiàn)場裝置模擬量進行監(jiān)控與測量，其中，測控的保護單元7SJ62主要負責(zé)的是被保護設(shè)施的模擬量進行檢測，同時將通訊與后臺連接?；诔踉O(shè)的條件，監(jiān)控系統(tǒng)所需的模擬量關(guān)鍵有：交流電壓（標記為U）、交流電流（標記為I）、有功功率（標記為P）以及無功功率（標記為Q）等。本論文中所涉及到的遙測僅僅檢測的是線路以及母線電壓與電流，然后基于電壓與電流來得出對應(yīng)的功率數(shù)值等。在最初設(shè)計要求的前提下，基于變電站所呈現(xiàn)的狀況及商家的配置情況，變電站現(xiàn)實中的遙測

55、量配置主要有：（1)110kV進線的三相電流與零序電流、母聯(lián)三相電流與零序電流。（2)110KV電壓母線的相電壓與開口的三角式電壓。（3)變壓器高壓與低壓的側(cè)電壓與電流。（4)并聯(lián)式補償設(shè)備的電壓與電流。（5)出線與饋出線電流(其電壓已通過母線加以檢測)。（6)變壓器的油溫等。其次，直流母線電壓主要通過直流電源設(shè)備展開智能化的檢測，同時經(jīng)由通信傳遞至到監(jiān)控體系中。模擬量和溫度量的搜集和處理的原則為：這二者實際為一類同步改變的量，是基于一定掃查周期展開搜集的?；诒粰z測的現(xiàn)實改變速度而應(yīng)用相應(yīng)的掃查周期。至于改變速度并不明顯的量，諸如溫度量等，則能夠應(yīng)用有一定規(guī)模的掃查周期。至于須展開故障追憶、

56、改變速度偏大的量，所應(yīng)用的掃查周期須偏小?；陔娏w系有關(guān)變電所微機監(jiān)測體系所設(shè)置的相關(guān)規(guī)定，就監(jiān)控體系內(nèi)對電氣量所應(yīng)用的掃查周期須在3s之內(nèi)；非電氣量須在10s之內(nèi)。具體運作時，能夠設(shè)置并對掃查周期加以改變。為了強化精確度，使用至少十二位的AD加以改變，同時須通過有效性檢測、隔離與數(shù)字濾波等方式儲存至數(shù)據(jù)庫內(nèi)。另外，搜集模擬量還應(yīng)設(shè)置檢測量在限值修改、投入與退出控制等方面的情況。搜集模擬量的準確度一般不超過0.5，且整定值的改變范圍保持在O一5之間。3.4系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.4.1SCADA系統(tǒng)硬件（1）PM212K測控設(shè)備PM212K數(shù)字測控設(shè)備擁有測控性能的輔助式設(shè)備，能夠檢測交流電壓與電

57、流以及直流電壓等，擁有2路O-5V直流、12路的遙信開關(guān)量輸進以及5個遙控輸出等裝置，同時還附有斷路器相關(guān)的回路。PM212所擁有的功能如下：搜集有功與無功功率，功率因數(shù)，三相電壓與電流，頻率，搜集脈沖電能，分、合斷路器，搜集設(shè)備的數(shù)字信號，搜集隔離刀閘、斷路器與儲能等方位信號以及其余控制的功能。PM212K應(yīng)用的是128X64點LCD漢字的大規(guī)格顯示器，6個按鍵，良好的界面，便捷的操作；應(yīng)用的是CANBUS或是MODBUS 2Ob的總線式進行通信。PM212K應(yīng)用的是32點同步交流進行采樣，軟件智能化進行補償；面板上安置了警示、合位、運作與跳位等多種指示燈。在進行研發(fā)時，須注意到用戶的使用信現(xiàn)象，PM212K在設(shè)計硬件時添置了一些功能板塊，設(shè)置了定值越限控制警示輸出、統(tǒng)計復(fù)費率、內(nèi)部時鐘以及事件記錄儀等多項功能。配置了現(xiàn)場所特意應(yīng)用的配套軟件，用戶能夠經(jīng)由可編程性的控制體系，智能化地界定PM212K的運作方式。在演算電流與功率時，主要應(yīng)用的是比較領(lǐng)先的小波變換算法，從而能夠就小電流規(guī)模的接地體系線路產(chǎn)生接地事故時針對性地提出預(yù)