變電站綜合自動化系統(tǒng)

變電站綜合自動化建設的發(fā)展歷程:

全國第一套微機保護裝置----1984華北電力大學

全國第一套分布式綜合自動化系統(tǒng)----1994大慶

全國第一套就地安裝保護裝置----1995 CSL200A

全國第一套220kV綜合自動化變電站----1996珠海南屏

全國第一套全下放式220kV綜合自動化變電站----1999丹東

全國第一套全國產(chǎn)500kV綜合自動化變電站----1999南昌

全國第一套將專家系統(tǒng)應用到變電站綜合自動化系統(tǒng)中--2000

國內(nèi)第一家引進現(xiàn)場總線LonWorks (由華北電力大學教授,工程院院士楊奇遜老師創(chuàng)辦) **注:(摘自老師課堂課件)**

自動:在一個限定任務內(nèi)自行動作(無需操作人員)。

自動化:采用自動裝置改進設備以減少人的干預。

控制:在系統(tǒng)中，為某一特定目的而執(zhí)行的操作。在變電站中控制包括:斷路器、隔離開關(guān)的操作、變壓器分接頭的調(diào)節(jié)、保護定值修改、特殊控制。

監(jiān)控:通過對系統(tǒng)或設備進行連續(xù)或定期的監(jiān)測來核實功能是否被正確執(zhí)行，并使它們的工作狀況適應于變化的運行要求。

自動控制:無需人去直接或間接操作執(zhí)行裝置的控制方式。

自動控制裝置:由一個或多個繼電器或邏輯元件組合在一起，預定完成某項規(guī)定自動化功能的設備。

自動切換裝置:在變電站中按照規(guī)定的程序預定起動操作斷路器和或隔離開關(guān)的自動控制裝置。

信息:人們根據(jù)表示數(shù)據(jù)所用的約定而賦于數(shù)據(jù)的意義。

信息容量:調(diào)度中心、主站或子站可處理的各種遠動信息的總和。

狀態(tài)信息:雙態(tài)或多態(tài)運行設備所處狀態(tài)的信息。

監(jiān)視信息:將子站設備的狀態(tài)或狀變傳送到主站的信息。

事件信息:有關(guān)運行設備狀態(tài)變化的監(jiān)視信息。

遙信信息:指發(fā)電廠、變電站中主要的斷路器和隔離開關(guān)的位置狀態(tài)信號，重要繼電保護與自動裝置的動作信號，以及一些運行狀態(tài)信號等。

遙控信息:指通過遠程指令遙控發(fā)電廠或變電站中的各級電壓回路的斷路器、投切補償裝置、調(diào)節(jié)主變壓器分頭、自動裝置的投入和退出、發(fā)電機的開停等。

通信:在信息源和受信者之間交換信息。

串行通信:兩臺設備之間(或稱點對點之間)通過單一通道串行傳輸信息的一種方式

并行通信:兩臺設備之間(或稱點對點之間)通過多個通道并行傳輸信息的一種方式

光纖通信:在光導纖維中傳送信息的一種有線通信方式。

告警:當發(fā)生某些不正常狀態(tài)，需提醒人們注意而使用的信息。

總告警:全部單獨告警匯總成的告警。

成組告警:若干單獨告警匯總成的告警。

遙測:指運用通信技術(shù)傳輸所測變量之值。

遙信:指對狀態(tài)信息的遠程監(jiān)視。

遙控:指具有兩個確定狀態(tài)的運行設備進行的遠程操作。

遙調(diào):指對具有不少于兩個設定值的運行設備進行的遠程操作。

遙視:指運用通信技術(shù)對遠方的運行設備狀態(tài)進行遠程監(jiān)視。

遙脈:指運用通信技術(shù)對遠方的運行設備的脈沖量(如電能量)進行遠程累計。

監(jiān)視:用比較的方法對系統(tǒng)或其某一部分的運行進行觀察。在綜合自動統(tǒng)中通過彩色顯示器(大屏幕)上調(diào)看主接線圖、系統(tǒng)圖、棒圖、表格等，查看變電站運行實時數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)、事件記錄等。

幀:指含有信息、控制和校驗區(qū)，并附有幀定界符的比特序列。

報文:以一幀或多幀組成的信息傳輸單元。

遠動:應用通信技術(shù)，完成遙測、遙信、遙控和遙調(diào)等功能的總稱。

遠動系統(tǒng):對廣闊地區(qū)的生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。

遠程命令:應用通信技術(shù)，完成改變運行設備狀態(tài)的命令。

遠動網(wǎng)絡:若干遠動站通過傳輸鏈路，彼此進行通信聯(lián)系的整體。

通道:在數(shù)據(jù)傳輸中，傳輸信號的單一通路或其一段頻帶。

遠動控制中心:控制遠動網(wǎng)絡的所在地。

遠方控制端:指設置在與無人值班變電站相關(guān)的調(diào)度機構(gòu)或某中心變電站一個獨立的集中控制中心的遠方控制裝置。

遠方監(jiān)控終端:指設置在被監(jiān)控變電站內(nèi)的遠方監(jiān)控裝置，包括信息采集、處理、發(fā)送，命令接受、輸出和執(zhí)行的設備。

主站:控制站:對子站實現(xiàn)遠程監(jiān)控的站。

子站:被控站:受主站監(jiān)視和控制的站。

遠方終端(RTU):指在微機遠動裝置構(gòu)成的遠動系統(tǒng)中，裝在變電站內(nèi)的遠方數(shù)終端裝置。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中指:由主站監(jiān)控的子站，按規(guī)約完成遠動數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能的設備。

饋線遠方終端:安裝在配電網(wǎng)饋線回路的柱上和開關(guān)柜等處，并具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測(或利用故障指示器檢測故障)等功能的遠方終端，稱為 FTU;安裝在配電網(wǎng)饋線回路的開閉所和配電所等處，具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測(或利用故障指示器檢測故障)等功能的遠方終端，稱為DTU。

配電變壓器遠方終端;用于配電變壓器的各種運行參數(shù)的監(jiān)視、測量的遠方終端，稱為TTU。

配電自動化系統(tǒng)遠方終端:用于配電網(wǎng)中的各種饋線遠方終端、配電變壓器遠方終端以及中壓監(jiān)控單元(配電自動化及管理系統(tǒng)子站)等設備的統(tǒng)稱。

前置機:對進站或出站的數(shù)據(jù)，完成緩沖處理和通信控制功能的處理機。

后臺機:對本站設備的數(shù)據(jù)進行采集及處理，完成監(jiān)視、控制、操作、統(tǒng)計、報表、管理、打印、維護等功能的處理機。

調(diào)制:為了使信號便于傳輸、減少干擾和易于放大，使一種波形(載波)參數(shù)按另一種信號波形(調(diào)制波)變化的過程。

解調(diào):從調(diào)制的載波信號中復原原調(diào)制信號的過程。

調(diào)制解調(diào)器:對遠動設備所傳送的信號進行調(diào)制和解調(diào)的設備。

數(shù)據(jù)終端設備:數(shù)據(jù)站的一種功能單元，它具有向計算機輸入和接收計算機輸出數(shù)據(jù)的能力;與數(shù)據(jù)通信線路連接的通信控制能力。

采樣(電氣傳動的):在有限的時間間隔內(nèi)(通常是相等的時間間隔)測量一個物理量的過程。

實時數(shù)據(jù):指在線運行時實時記錄和監(jiān)視的物理量。

歷史數(shù)據(jù):指在線運行時按規(guī)定的間隔或時間點記錄的物理量。在變電站中歷史數(shù)據(jù)指按指定時間間隔或特殊要求保存下來的運行實時數(shù)據(jù)、各記錄和報表、曲線等。

變電站運行實時參數(shù):指為監(jiān)測和控制變電站運行所需的各種實時數(shù)據(jù)。主要有:母線電壓、系統(tǒng)周波;饋線電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量;主變壓器電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量、溫度;保護定值，直流電源電壓;變電站設備運行狀態(tài)等

變電站設備運行狀態(tài):指各饋線斷路器、隔離開關(guān)的實際運行狀態(tài)(合閘、分閘);

主變壓器分頭實際位置、主變壓器狀態(tài)，壓力、氣體繼電器是否報警;保護運行狀態(tài);被監(jiān)控變電站系統(tǒng)狀態(tài);監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)。

事件記錄:指記錄變電站運行過程中計算機監(jiān)測的各種越限、異常、報警、斷路器變位、設備狀態(tài)變化以及通過計算機系統(tǒng)執(zhí)行的各種控制操作事件。事件記錄主要包含事件名稱、相關(guān)設備名稱、事件發(fā)生時間及內(nèi)容等。事件記錄類型有:事件順序記錄:斷路器信號變位記錄;變位斷路器編號、變位狀態(tài)、變位時間。操作記錄，斷路器控制:操作時間、操作性質(zhì)、操作人、監(jiān)護人;保護定值修改:保護名稱、修改時間、操作人、監(jiān)護人;越限記錄，越限起止時間、越限值;設備運行記錄，設備名稱、設備狀態(tài)啟停時間等。

事件順序記錄:事件順序記錄又稱SOE，特指在電網(wǎng)發(fā)生事故時，以比較高的時間精度記錄的下列一些數(shù)據(jù):發(fā)生位置變化的各斷路器的編號(包括變電站名)、變位時刻，變位時刻，動作保護名稱，故障參數(shù)、保護動作時刻等。

報警:變電站運行參數(shù)越限，斷路器變位或保護動作時，計算機將彈出窗口(登錄窗或報警窗口)顯示事件內(nèi)容并進行報警，報警類型分為:不報警、普通報警、預告報警、事故報警等。

不報警:正常拉合閘或人工禁止報警，遙信畫面閃爍，遙測數(shù)值變色。

普通報警:計算機發(fā)出一次音響，其它與"不報警"相同

預告報警:計算機發(fā)出N次音響，其它與"不報警"相同

事故報警:打印機啟動打印，計算機持續(xù)音響直至人工解除，其它與"預告報警"相同

打印:將計算機中儲存的信息打印成文檔。打印可分為:報表打印、事件打印、人工打印等。

報表打印:日報表、月報表、年報表等，打印時間可設定。

事件打印:遙信變位、保護投退/復歸、遙測越限/復歸、設備啟停。

人工打印:人工選擇(召喚)報表、畫面、各種記錄打印、拷貝。

雙機切換:含義是在雙機(主副機)配置的情況下，當主機(值班機)發(fā)生故障時,副機也可在人工干預下轉(zhuǎn)為主機，主機轉(zhuǎn)為副機。多機配置情況與雙機類似，當主機發(fā)生故障時，任一副機可在人工干預下轉(zhuǎn)為主機。

通道監(jiān)視及切換:通道監(jiān)視是指計算機系統(tǒng)通過通信控制器，統(tǒng)計與變電站測控裝置、保護或其他變電站自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)通信過程中接收數(shù)據(jù)錯誤和長時間無應答的情況。根據(jù)通道監(jiān)視情況，系統(tǒng)可以告警或采取相應控制措施。如果通道配置有冗余，即某廠站有雙通道的情況下，當一個通道故障時，系統(tǒng)可自動轉(zhuǎn)到另一個通道上進行通信。

前景點(圖元):前景點指的是可以在線運行時能發(fā)生變化的點，大部分的前景點都是和數(shù)據(jù)庫里具體的點時對應的，即在線時隨實時數(shù)據(jù)的變化而變化。

背景點(圖元):背景點是在線運行時不會發(fā)生變化，只是代表一些特定的物理意義。

數(shù)值量:能反映數(shù)據(jù)斷續(xù)變化的量，如斷路器、隔離開關(guān)分/合，保護動作等。

模擬量:能反映數(shù)據(jù)連續(xù)變化的量，通常可以反映到的小數(shù)點后的變化。在線運時可反映的物理量有電壓、電流、溫度、功率、頻率等。

模擬信號:以連續(xù)變量形式出現(xiàn)的信號。

數(shù)字信號:在數(shù)字和時間上均是斷續(xù)的電信號。

脈沖量:反映累計變化的量，物理上對應的是有功電能、無功電能等。

操作點:操作點是系統(tǒng)里一個特殊功能的圖元，它可以調(diào)畫面、作遙控、按鈕功能等。

人工置數(shù):改變前景點現(xiàn)有的數(shù)值但并不下發(fā)這個命令，做一個模擬操作用。

復選框和單選框:復選框是指在一組選擇里可以同時選擇幾個命令，而單選框只能選用一個。單選框通常是小圓圈，復選框通常是小正方形。

配置文件:配置文件用來規(guī)定一些程序在啟動時讀入設定，給用戶提供了一種修改程序設置的手段。

導航圖:在線運行時，每一個圖都有設置導航圖的功能，若當前圖太大，就可以通過縮小了的導航圖來尋找位置。

事故追憶:對事件發(fā)生前后的運行情況進行記錄。

間隔層:由智能I/O單元、控制單元、控制網(wǎng)絡和保護等構(gòu)成，面向單元設備的就地控制層。

站控層:由主機和操作員、工程師站、遠動接口設備等構(gòu)成，面向全變電站進行運行管理的中心控制層。

數(shù)據(jù)采集:將現(xiàn)場的各種電氣量及狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存入計算機系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA):對廣域生產(chǎn)過程進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)處理:對相關(guān)設備的各種數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)化操作，用于支持系統(tǒng)完成監(jiān)測、保護控制和記錄等功能。

接口:指兩個不同系統(tǒng)或?qū)嶓w間的界面或連接設備。由功能特征、通用的物理互聯(lián)特征、信號特征和其他特征等定義。

規(guī)約:在通信網(wǎng)絡中，為了通信雙方能正確有效可靠的進行數(shù)據(jù)傳輸，在通信的發(fā)送和接收過程中有一系列的規(guī)定，以約束雙方正確，協(xié)調(diào)的工作。

通信規(guī)約:啟動和維持通信所必要的嚴格約定，即必須有一套信息傳輸信息格式和信息內(nèi)容等約定。

鏈路:站與站之間的數(shù)據(jù)傳輸設施。

鏈路層:鏈路是開放系統(tǒng)互連參考模型的一個層次，借助鏈路規(guī)約執(zhí)行并控制規(guī)定的傳輸服務功能。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器:.連接兩個通信網(wǎng)絡的智能電子裝置。它能夠按一種協(xié)議接收一個網(wǎng)絡的信息，進行轉(zhuǎn)換后，按第二個協(xié)議向另一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)，或相反。

遠方通信接口:經(jīng)遠方通信網(wǎng)絡鏈路與遠方控制中心相連的接口。

以太網(wǎng):IEC TC57推薦使用的變電站通信網(wǎng)絡，局域網(wǎng)的一種

IP:互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，TCP/IP標準協(xié)議。IP定義了數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包作為非連接數(shù)據(jù)包遞交的基礎。它包括控制和差錯報文協(xié)議、提供與網(wǎng)絡服務、ISO參考模型第三層等價的功能。

LAN局域網(wǎng):一般限于一棟建筑物內(nèi)或小型工業(yè)系統(tǒng)的一種通信網(wǎng)絡。這里特指變電站區(qū)域內(nèi)通信網(wǎng)。

同步傳輸:一種數(shù)據(jù)傳輸方式，代表每比特的信號出現(xiàn)時間與固定時基合拍。

異步傳輸:一種數(shù)據(jù)傳輸方式，每個字符或字符組可在任意時刻開始傳輸。

廣播命令:向遠動網(wǎng)絡的部分或全部子站同時發(fā)出的命令。

地址:報文的部分，用以識別報文來源或報文目的地。

波特:數(shù)字信號的傳輸速率單位，等于每秒傳輸?shù)臓顟B(tài)或信號碼元數(shù)。

電磁騷擾:使器件、設備或系統(tǒng)性能降低的任何電磁現(xiàn)象。

電磁干擾(EMI):由電磁騷擾所引起的設備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的降低。

抗擾性:器件、設備或系統(tǒng)在電磁騷擾存在時，不降低性能運行的能力。

電磁兼容(EMC):設備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中正常工作，并要求不對該環(huán)境中其他設備造成不可承受的電磁騷擾的能力。

無人值班變電站:站內(nèi)不設置固定運行、維護值班人員，運行監(jiān)測、主要控制操作由遠方控制端進行，設備采取定期巡視維護的變電站。

電氣二次設備室:電氣二次設備室是一個綜合性房間，用于布置不宜設置在配電裝置和主變壓器現(xiàn)場的電氣二次設備。如遠動終端及相應設備、通信設備、交直流電源、不停電電源、繼電保護、測控、計量和其他自動裝置等。與控制室相比，主要差別是不適宜作為長期有人值班的監(jiān)控場所。

繼電小室:位于配電裝置內(nèi)或附近，安裝繼電保護、自動裝置、變送器、電能計算及及錄儀表、輔助繼電器屏、就地控制層設備的獨立小間。

工廠驗收測試:包括用戶認可的、使用特定應用的參數(shù)，特別制造的變電站自動化系統(tǒng)或變電站自動化系統(tǒng)部件的功能測試。

現(xiàn)場驗收測試:現(xiàn)場驗收測試是對變電站自動化系統(tǒng)的每一個數(shù)據(jù)、每個控制點、功能正確性進行驗證?，F(xiàn)場測試驗收還包括對變電站自動化系統(tǒng)與其周圍運行環(huán)境條件測試，使用最終參數(shù)對全部安裝的設備的測試?，F(xiàn)場驗收為變電站自動化系統(tǒng)做運行準備。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是指:通過執(zhí)行規(guī)定功能來實現(xiàn)某一給定目標的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合。

"變電站自動化系統(tǒng)"，國際電工委員會解釋為在變電站內(nèi)提供包括通信基礎設施在內(nèi)的自動化系統(tǒng)。在國內(nèi)，我們所說的變電站自動化系統(tǒng)，包含傳統(tǒng)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置等設備，是集保護、測量、控制、遠傳等功能為一體，通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡技術(shù)來實現(xiàn)信息共享的一套微機化的二次設備及系統(tǒng)。

依據(jù)大電網(wǎng)會議WG34.03工作組的分析 ，變電站自動化系統(tǒng)較為嚴格的定義為:變電站自動化系統(tǒng)是采用了變電站自動化技術(shù)的變電站控制和保護系統(tǒng)，它包括7個功能組:遠動功能,自動控制功能，測量表計功能,繼電保護功能，與繼電保護相關(guān)功能，接口功能和系統(tǒng)功能。

隨著技術(shù)的進步，變電站自動化技術(shù)和變電站自動化系統(tǒng)的內(nèi)涵還在不斷的豐富之中，在不久的將來,類似調(diào)度自動化系統(tǒng)中的信息節(jié)點，平等支持調(diào)度系統(tǒng)、計費系統(tǒng)、專家終端、用戶中心數(shù)據(jù)訪問請求等功能要求也會被加入到變電站自動化技術(shù)和系統(tǒng)的定義中，變電站自動化定義只是在特定歷史階段，為了適應技術(shù)交流和設計、制造的需要而形成的一種理解。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、

控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設備間相互交換信息、數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化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。

功能的綜合是其區(qū)別于常規(guī)變電站的最大特點,它以計算機技術(shù)為基礎, 以數(shù)據(jù)通訊為手段,以信息共享為目標.

1)功能實現(xiàn)綜合化。變電站綜合自動化技術(shù)是在微機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、自動化技術(shù)基礎上發(fā)展起來。它綜合了變電站內(nèi)除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備，

2)系統(tǒng)構(gòu)成模塊化。保護、控制、測量裝置的數(shù)字化(采用微機實現(xiàn)，并具有數(shù)字化通信能力)利于把各功能模塊通過通信網(wǎng)絡連接起來，便于接口功能模塊的擴充及信息的共享。另外，模塊化的構(gòu)成，方便變電站實現(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)模塊的組態(tài)，以適應工程的集中式、分部分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏等方式。

3)結(jié)構(gòu)分布、分層、分散化。綜合自動化系統(tǒng)是一個分布式系統(tǒng)，其中微機保護、數(shù)據(jù)采集和控制以及其他智能設備等子系統(tǒng)都是按分布式結(jié)構(gòu)設計的，每個子系統(tǒng)可能有多個CPU分別完成不同的功能，由龐大的CPU群構(gòu)成了一個完整的、高度協(xié)調(diào)的有機綜合系統(tǒng)。

4)操作監(jiān)視屏幕化。變電站實現(xiàn)綜合自動化后，不論是有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)，就是在主控站內(nèi)，就是在主控站或調(diào)度室內(nèi)，面對彩色屏幕顯示器，對變電站的設備和輸電線路進行全方位的監(jiān)視和操作。

5)通信局域網(wǎng)絡化、光纜化。計算機局域網(wǎng)絡技術(shù)和光纖通信技術(shù)在綜合自動化系統(tǒng)中得到普遍應用。

6)運行管理智能化。智能化不僅表現(xiàn)在常規(guī)自動化功能上，還表現(xiàn)在能夠在線自診斷，并將診斷結(jié)果送往遠方主控端

7)測量顯示數(shù)字化。采用微機監(jiān)控系統(tǒng)，常規(guī)指針式儀表被CRT顯示器代替。人工抄寫記錄由打印機代替。

綜合自動化實現(xiàn)的兩個原則:

一是中低壓變電站采用自動化系統(tǒng)，以便更好地實施無人值班，達到減人增效的目的;

二是對高壓變電站(220kV及以上)的建設和設計來說，是要求用先進的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上分散、自成系統(tǒng)，重復投資，甚至影響運行可靠性。

從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu): 1)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡上實現(xiàn)分布式處理。這里所談的'分布'是按變電站資源物理上的分布(未強調(diào)地理分布)，強調(diào)的是從計算機的角度來研究分布問題的。這是一種較為理想的結(jié)構(gòu)，要做到完全分布式結(jié)構(gòu)，在可擴展性、通用性及開放性方面都具有較強的優(yōu)勢，然而在實際的工程應用及技術(shù)實現(xiàn)上就會遇到許多目前難以解決的一系列問題，如在分散安裝布置時，惡劣運行環(huán)境、抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上存在的問題等等，就目前技術(shù)而言還不夠十分成熟，一味地追求完全分布式結(jié)構(gòu)，忽略工程實用性是不必要的。

2)集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的硬件裝置、數(shù)據(jù)處理均集中配置，采用由前置機和后臺機構(gòu)成的集控式結(jié)構(gòu)，由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足:前置管理機任務繁重、引線多，是一個信息'瓶頸'，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，即在前置機故障情況下，將失去當?shù)丶斑h方的所有信息及功能，另外仍不能從工程設計角度上節(jié)約開支，仍需鋪設電纜，并且擴展一些自動化需求的功能較難。在此值得一提的是這種結(jié)構(gòu)形成的原由，變電站二次產(chǎn)品早期開發(fā)過程是按保護、測量、控制和通信部分分類、獨立開發(fā)，沒有從整個系統(tǒng)設計的指導思想下進行，隨著技術(shù)的進步及電力系統(tǒng)自動化的要求，在進行變電站自動化工程的設計時，大多采用的是按功能'拼湊'的方式開展，從而導致系統(tǒng)的性能指標下降以及出現(xiàn)許多無法解決的工程問題。

3)分層分布式結(jié)構(gòu)

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級(站級)和就地單元控制級(段級)的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

站級系統(tǒng)大致包括站控系統(tǒng)(SCS)、站監(jiān)視系統(tǒng)(SMS)、站工程師工作臺(EWS)及同調(diào)度中心的通信系統(tǒng)(RTU):

站控系統(tǒng)(SCS):應具有快速的信息響應能力及相應的信息處理分析功能，完成站內(nèi)的運行管理及控制(包括就地及遠方控制管理兩種方式)，例如事件記錄、開關(guān)控制及SCADA的數(shù)據(jù)收集功能。

站監(jiān)視系統(tǒng)(SMS):應對站內(nèi)所有運行設備進行監(jiān)測，為站控系統(tǒng)提供運行狀態(tài)及異常信息，即提供全面的運行信息功能，如擾動記錄、站內(nèi)設備運行狀態(tài)、二次設備投入/退出狀態(tài)及設備的額定參數(shù)等。

站工程師工作臺(EWS):可對站內(nèi)設備進行狀態(tài)檢查、參數(shù)整定、調(diào)試檢驗等功能，也可以用便攜機進行就地及遠端的維護工作。

上面是按大致功能基本分塊，硬件可根據(jù)功能及信息特征在一臺站控計算機中實現(xiàn)，也可以兩臺雙備用，也可以按功能分別布置，但應能夠共享數(shù)據(jù)信息，具有多任務時實處理功能。

段級在橫向按站內(nèi)一次設備(變壓器或線路等)面向?qū)ο蟮姆植际脚渲?，在功能分配上，本著盡量下放的原則，即凡是可以在本間隔就地完成的功能決不依賴通訊網(wǎng)，特殊功能例外，如分散式錄波及小電流接地選線等功能的實現(xiàn)。

1.系統(tǒng)構(gòu)成:由間隔層綜合自動化系統(tǒng)(包含監(jiān)控單元和通訊總線)及變電站層監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成;

2.系統(tǒng)特點:分層分布式結(jié)構(gòu)，集測量、保護、控制、監(jiān)測故障錄波及其分析、運行日志、事件存儲、保護投退、通訊及參數(shù)設置等多功能于一體;

3.適用范圍:10KV電壓等級的輸配電線路保護，主設備保護和測量控制系統(tǒng);

4.保護單元:線路、主設備保護裝置，調(diào)壓電容裝置，小電流接地選線、微機五防和其他自動化裝置;

5.監(jiān)控軟件規(guī)約:建立在IEC61968、IEC61970組件構(gòu)架標準(SCADA/EMS)要求之上的平臺級監(jiān)控軟件系統(tǒng);

間隔層自動化系統(tǒng)主要由各種保護單元構(gòu)成如線路保護裝置、主設備保護、調(diào)壓電容裝置、小電流接地選線、 微機五防裝置和自動化裝置組成。在橫向方面，間隔層的設備或監(jiān)控單元均可直接下放到開關(guān)柜就地安裝，大大減少了二次接線，各間隔設備相對獨立，只僅僅處于同一現(xiàn)場通訊總線上。在安裝方式

上，可采用分散、集 中組屏等安裝方式。間隔層完成電量和非電量的采集計算，實現(xiàn)對設備、線路等的保護或控制，并為變電站層 監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠的通訊接口。

變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)是將變電站的二次設備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等)經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

變電站層自動化系統(tǒng)同樣采用分布式結(jié)構(gòu)，包括監(jiān)控后臺軟件、當?shù)乇O(jiān)控PC機、遠動通信接口和用于專業(yè)管理的工程師站PC機以及專用設備和網(wǎng)絡設備等。有許多提供變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)方案的生產(chǎn)商如三旺通信、瑞科電氣、三意時代等，同時提供多種系統(tǒng)中的產(chǎn)品以及相關(guān)搭建問題。變電站層自動化系統(tǒng)通過組態(tài)完成全站檢測功能，全面提供線路、 主設備等的電量、非電量等運行數(shù)據(jù)，完成對變壓器、斷路器等設備的控制等，并具有保護信息記錄與分析、 運行報表、故障錄波等功能。

1、微機保護:是對站內(nèi)所有的電氣設備進行保護,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。

2、數(shù)據(jù)采集:包括狀態(tài)數(shù)據(jù)(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備告警信號等),模擬數(shù)據(jù)(各段母線電壓、線路電壓、電流、功率值、頻率、相位等電量和變壓器油溫,變電站室溫等非電量),和脈沖數(shù)據(jù)(脈沖電度表的輸出脈沖等)。

3、事件記錄和故障錄波測距:事件記錄應包含保護動作序列記錄,開關(guān)跳合記錄。

4、控制和操作閉鎖:操作人員可通過后臺屏幕對斷路器,隔離開關(guān),變壓器分接頭,電容器組投切進行遠方操作。操作閉鎖包括:電腦五防及閉鎖系統(tǒng),斷路器、刀閘的操作閉鎖等。

5、同期檢測和同期合閘

6、電壓和無功的就地控制:一般采用調(diào)整變壓器分接頭,投切電容器組,電抗器組等方式實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理和記錄:歷史數(shù)據(jù)的形成、存儲。

7、人機聯(lián)系。

8、系統(tǒng)的自診斷功能:系統(tǒng)內(nèi)各插件應具有自診斷功能,自診斷信息也象被采集的數(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。

9、與遠方控制中心的通信:遠動"四遙"及遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等。系統(tǒng)應具有通信通道的備用及切換功能,保證通信的可靠性,同時應具備同多個調(diào)度中心不同方式的通信接口,且各通信口MODME應相互獨立。保護和故障錄波信息可采用獨立的通信與調(diào)度中心連接,通信規(guī)約應適應調(diào)度中心的要求,符合國標及工CE標準。

10、防火、保安系統(tǒng)。