《变电站综合自动化》教学大纲

《变电站综合自动化》教学大纲一、课程的性质、地位与任务《变电站综合自动化》是本专业面向应用的一门专业核心课。

本课程以“变电站综合自动化系统”为载体，学生通过该门课的学习，使学生较全面地了解变电站综合自动化系统的用途、结构、原理和性能，初步掌握变电站综合自动化系统基本知识和技能，具备变电站综合自动化系统的安装调试、运行及事故处理的能力。

二、教学基本要求了解变电站站综合自动化的含义，变电站实现综合自动化系统的结构形式、通信技术、微机保护子系统，了解提高综合自动化系统可靠性的措施掌握变电站实现综合自动化的基本功能。

掌握变电站综合自动化信息的测量采集种类和方式方法；变电站综合自动化电压无功控制、输电线路自动重合闸子系统；变电站综合自动化系统的运行、维护及调试；熟悉变电站综合自动化的监控系统相关知识。

四、教学内容与学时安排第一章概述……4学时本章教学目的和要求：学习变电站综合自动化的基本概念和发展历程，理解变电站实现综合自动化的优越性已经综合自动化系统的基本功能和特点。

重点和难点:变电站综合自动化系统的基本功能和特点；对变电站综合自动化的理解。

第一节变电站综合自动化的基本概念及发展过程一、分立元件的自动装置阶段二、微机型智能自动装置阶段三、变电站综合自动化装置阶段第二节实现变电站综合自动化的优越性一、提高供电质量二、提高变电站的安全、可靠运行水平三、提高电力系统的运行管理水平四、促进无人值班变电站管理模式的实行第三节变电站综合自动化系统的基本功能一、继电保护功能二、测量、监视、控制功能三、自动控制智能装置的功能四、人机联系功能第四节变电站综合自动化系统的特点一、功能综合化二、分层、分布化结构三、操作监视屏幕化四、运行管理智能化五、通信手段多元化六、测量显示数字化第二章变电站综合自动化系统的设计原则及结构形式……4学时本章教学目的和要求：理解变电站综合自动化的基本设计原则及其在发展过程中的几种主要结构形式。

重点和难点：变电站综合自动化的设计原则；变电站综合自动化系统结构形式的理解运用。

第一节变电站综合自动化系统的基本设计原则一、微机保护软、硬件设置要统一协调二、满足无人值班要求三、数据共享第二节变电站综合自动化系统的结构形式一、集中式结构形式二、分层分布式系统集中组屏结构形式三、分散与集中相结合和分布分散式结构形式第三节变电站综合自动化技术的发展方向一、从集中控制、功能分散型向全分散网络型发展二、开发标准型的软、硬件平台三、从计算机控制向综合智能控制发展第三章模拟量输入/输出系统……6学时本章教学目的和要求：熟悉模拟量输出/输出系统，理解变电站综合自动化系统中模拟量输入/输出系统的结构及原理。

重点和难点:模拟量输入/输出系统的结构形式和采样过程；采样原理和采样保持电路的应用。

第一节模拟量输入/输出通道的组成一、变电站综合自动化系统的微机系统结构二、模拟量输入通道组成三、模拟量输出通道组成第二节采样及采样保持电路一、采样及采样方式二、采样保持器三、采样频率的选择第三节多路转换开关一、多路转换开关的作用二、多路转换开关的类型和特点三、几种常用的多路转换开关芯片第四节数模（D/A）转换器一、D/A转换器的工作原理二、D/A转换器的性能指标三、D/A转换器芯片第五节模数（A/D）转换器一、A/D转换器的一般原理二、A/D转换器的性能指标三、A/D转换器芯片AD574第六节 VFC式子数字采集系统第四章数字量的模拟量输入/输出系统……6学时本章教学目的和要求：学会数字量的输入/输出信息的组成、cpu对其的控制方式，并介绍输入/输出接口常用芯片、开关量的隔离和检测识别、开关量的输入/输出及电路脉冲计算输入电路等。

重点和难点：常用输入/输出接口常用芯片的认识；对常用输入/输出接口常用芯片结构原理的理解。

第一节输入/输出(I/O）接口一、I/O接口的作用二、输入/输出信息的传送方式三、输入/输出信息的组成第二节CPU对输入/输出数据的控制方式一、同步传递方式二、异步传送方式三、中断传送方式四、DMA传送方式第三节输入/输出接口常用芯片一、三态缓冲器和锁存器二、地址译码器第四节开关量的隔离和检测识别一、开关量的隔离二、抗干扰三、开关量的采集方式四、开关动作的检测五、开关变位的识别第五节开关量输入/输出电路一、开关量输入电路二、开关量输出电路第五章保护和监控常用的算法……6学时本章教学目的和要求：理解变电站自动化系统中常用的算法、保护及监控对算法的不同要求，以及对算法的评价和选择，并介绍数字滤波特点及原理等基本知识。

重点和难点：理解保护和监控常用算法概述；常用滤波器的结构算法原理。

第一节保护和监控常用算法概述一、算法的基本概念二、算法的发展三、微机保护和微机监控对算法的要求第二节数字滤波一、数字滤波的概念二、数字滤波的作用和优点三、数字滤波器的基本知识第三节变电站综合自动化系统中常用的算法一、输入量为正弦量的算法二、傅氏算法三、微分方程算法第四节算法的评价和选择一、算法的评价二、算法的选择第六章变电站综合自动化微机保护子系统……10学时本章教学目的和要求：了解微机保护的优越性、变电站综合自动化微机保护子系统的功能及要求输电线路的微机保护、电力变压器微机保护、电力电容器微机保护的实现原理，以及微机继电保护技术的新发展。

重点和难点：微机保护的基本原理；微机保护的基本原理。

第一节微机保护的优越性一、微机保护的发展二、微机保护的优越性三、开关量的采集方式第二节变电站综合自动化微机保护子系统的功能及软件结构一、微机保护子系统完成的主要功能二、微机保护子系统完成的附加功能三、微机保护的软件基本结构第三节输电线路的微机保护一、输电线路的微机保护配置二、输电线路的相间短路的电流保护三、中性点直接接地系统的零序电流保护四、线路距离保护五、超高压线路数字保护第四节变压器的微机保护一、电力变压器微机保护的配置二、变压器微机差动保护三、变压器主保护的原理四、变压器后备保护五、变压器过负荷保护第五节电力电容器微机保护一、电力电容器的故障原因及保护装置的配置二、电容器组的保护第六节微机继电保护技术的新发展第七章变电站综合自动化监控子系统……6学时本章教学目的和要求：了解监控子系统的基本功能及组成、谐波分析与监控的重要意义、人机对话系统的内容及保护与监控集成系统。

重点和难点：谐波分析与监控；谐波污染。

第一节监控子系统的功能及要求一、监控子系统的功能二、对监控子系统的基本要求第二节监控子系统的基本组成一、监控子系统的结构二、软件组成部分第三节谐波分析与监视一、谐波源分析二、谐波的危害三、谐波检测与抑制第四节人机对话系统一、键盘响应电路二、屏幕显示电路三、液晶显示电路四、打印机的接口电路五、多机通信和巡检开关第八章变电站综合自动化电压无功控制子系统……8学时本章教学目的和要求：认识和理解变电站综合自动化中电压、无功控制装置、备用电源自动投入装置和故障滤波装置的结构原理及应用。

重点和难点：故障滤波概念；故障滤波的设备结构原理。

第一节电压、无功自动控制装置一、电压、无功控制的重要性及控制目标二、变电站电压、无功综合控制的原理三、电力系统的电压、无功综合控制方式四、微机电压、无功综合控制装置原理第二节备用电源自动投入装置一、安装APD的条件及APD的分类二、备用电源的配置三、对备用电源自动投入装置的基本要求四、微机型备用电源自动投入装置第三节故障录波一、故障录波装置的发展二、故障录波的作用三、故障录波的实现方式四、微机故障录波装置的构成及功能五、微机故障录波装置的特点第九章变电站综合自动化系统的其他子系统……8学时本章教学目的和要求：理解变电站综合自动化系统中自动按频率减负荷、小电流接地系统接地检测、自动重合闸等的作用、基本原理及装置的结构特点。

重点和难点：电力系统频率偏移的危害及对策；小电流接地选线及自动跟踪补偿消弧线圈装置。

第一节自动按频率减负荷一、电力系统频率偏移的危害及对策二、电力系统的频率特性三、对低频自动减负荷装置的基本要求四、低频减负荷的实现方法五、微机低频减负荷装置介绍第二节小电流接地选线及自动跟踪补偿消弧线圈装置一、小电流接地系统接地选线原理二、自动跟踪消弧线圈补偿装置第三节输电线路的自动重合闸一、自动重合闸的基本要求及选择原则二、单侧电源线路的三相一次自动重合闸三、双侧电源线路的自动重合闸四、自动重合闸与继电保护的配合五、输电线路的综合自动重合闸第十章变电站综合自动化的数据通信系统……6学时本章教学目的和要求：了解变电站综合自动化系统数据通信的基本概念，数字信号的调制与调解、同步、差错控制，变电站综合自动化系统的通信内容，变电站信息传输的规约，综合自动化系统的通信网络。

重点和难点：数字信号的调制与调解；通信网络的理解。

第一节综合自动化系统数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念及内容二、并行数据通信和串行数据通信三、数据通信的工作方式四、远距离数据通信第二节数字信号的调制与解调一、数字调制的基本概念二、调制的方法三、数字调解的基本原理第三节数据通信的同步一、数据通信同步的原理二、异步数据传输与同步数据传输三、故障录波的实现方式四、微机故障录波装置的构成及功能五、微机故障录波装置的特点第四节差错控制一、差错控制的作用二、常用检错方法三、差错控制方式四、微机故障录波装置的构成及功能五、微机故障录波装置的特点五、实训内容与学时分配16学时实训一电流互感器TA的工作原理（2学时）1.目的要求：学会电流互感器的使用2.掌握要点：电流互感器测量电流的接线方式3.实训内容：1）认识电流互感器的外部结构；2）电流互感器在电网中的接线方式；3）电流互感器测量电流的相关注意事项；实训二电压互感器TV的工作原理（2学时）1.目的要求：学会电压互感器的使用2.掌握要点：电压互感器测量电压的接线方式3.实训内容：1）认识电压互感器的外部结构；2）电压互感器在电网中的并联接线方式；3）电压互感器测量电压的相关注意事项；实训三参观供电局的变电站综合自动化系统（2学时）1.目的要求：了解变电站综合自动化系统的构成2.掌握要点：变电站监控室的操作台，操作台的组成3.实训内容：1）参观供电局的变电站综合自动化系统，了解变电站的工作环境； 2）了解变电站监控系统的功能；实训四电流继电器特性实验（2学时）1.目的要求：掌握电流继电器的工作原理2.掌握要点：电流继电器的结构，电流继电器的电流特性3.实训内容：1）电流继电器的接线方式；2）电流继电器的动作电流值；3）电流继电器的电流特性曲线；实训五电压继电器特性实验（2学时）1.目的要求：掌握电压继电器的工作原理2.掌握要点：电压继电器的结构，电压继电器的电压特性3.实训内容：1）电压继电器的接线方式；2）电压继电器的动作电压值；3）电压继电器的电压特性曲线实训六功率方向继电器特性实验（2学时）1.目的要求：掌握功率方向继电器的工作原理2.掌握要点：功率方向继电器的结构，功率方向继电器的功率特性3.实训内容： 1）功率方向继电器的接线方式；2）功率方向继电器的动作功率值及其方向；3）功率方向继电器的功率特性曲线；实训七变压器的构成及其工作原理（2学时）1.目的要求：掌握变压器的工作原理2.掌握要点：变压器的构成，变压器的零序和瓦斯保护3.实训内容：1）变压器的构成部分；2）变压器的工作原理；3）变压器的零序和瓦斯保护方式；实训八电力电容器的构成及其工作原理（2学时）1.目的要求：掌握电力电容器的工作原理2.掌握要点：电力电容器的构成，电容器的零序和瓦斯保护3.实训内容：1）电力电容器的构成部分；2）电力电容器的工作原理；3）电力电容器的过电流保护和开口三角电压保护；。