变电所的微机保护和综合自动化系统
铁路牵引变电所综合自动化系统的应用
铁路牵引变电所综合自动化系统的应用摘要：随着交通网络日益完善，电气化铁路建设规模日益扩大，其具有环境污染小、承载能力强、高速等特点，是铁路发展的重要方向。
牵引变电所综合自动化系统，作为电气化铁路的关键部分，确保其可靠性与稳定性，是铁路牵引变电所的重要研究课题。
为此，通过综合自动化系统，对牵引变电所内的设备进行监控、调试，可促进设备正常运行，有利于保障铁路可靠运营。
本文主要分析综合自动化系统在铁路牵引变电所中的运用。
关键词：铁路牵引变电所；综合自动化系统；应用引言：近年来，随着科技水平不断发展，信息化、自动化技术被运用于各行业、各领域，铁路供电系统也正在逐渐创新、发展。
针对铁路供电系统中的综合自动化系统，有利于提升铁路运行质量，保障铁路供电效率，并集成了多种一次设备和二次设备。
通过综合自动化系统，可实现铁路牵引变电所供电设备监控智能化，促进应急处置的快速化。
为了满足智能电网的发展，在铁路牵引变电所运行中，运用综合自动化系统，已是电力系统运行中的重点研究课题。
笔者根据自身多年的电力系统运维管理经验，主要分析综合自动化系统在铁路牵引变电所中的运用。
一．自动化系统的发展首先，分立原件的自动化装置。
20世纪七十年代以前，诸如晶体管和其他离散元件构成的模拟电路等设备被开发并应用于电力系统，例如自动重合闸、备用电源自投等，使电力系统的整体性能得到了极大的改善。
但各个设备都是独立的，缺乏自我诊断的功能，整体的操作水平仍然十分有限。
其次，智能自动装置。
上世纪70年代，微机保护、远动装置逐步被集成电路、微机取代。
该设备具有较强的运算能力，具有较高的智能化程度和自诊断能力，使测量精度、监控可靠性及电力系统的自动化程度得到了进一步的改善。
但是，目前还存在着许多设备独立操作、资源无法共享等问题，需要进一步完善。
第三，综合自动化系统。
70年代中期和晚期，欧、意、美等发达国家相继研制出一套完整的自动控制系统。
然而，日本在1975年完成了首个数字控制系统SDCS-1,1980年开始商业化。
变配电所综自系统
班级日期1、综合自动化系统屏：主体设备。
对变配电所的主要设备进行自动监测、护。
2、交直流屏:提供交直流电源。
3、网上隔离开关控制屏：对接触网上隔离开关进行远方控制。
4、环境监控屏：实时监测变配电所工作环境：温度、人员非法出入、电缆沟、明火、空调工作状况等。
5、故障标定装置及电缆头绝缘在线监测。
二、变电所综合自动化的基本概念1．变电所综合自动化：应用自动控制技术、计算机信息处理、通信与网络技术等，完成对变电所主要设备和输配电线路的监视、控制、测量、继电保护、远动控制以及调度通信等二次系统功能。
2．变电所综合自动化系统：利用多台微型计算机、接口电路、通信网络等组成的自动化系统，通过收集所需的各种数据和信息，借助计算机的高速计算力和逻辑判班级日期班级日期班级日期TA-21型牵引变电所安全监控及综合自动化系统结构图牵引主变压器是牵引变电所最重要的一次设备，为保证其正常运行，对每一台主变设置一套保护测控单元，按主变主保护、主变后备保护、主变测控三套独立装置设计，每套装置作为一个节点与LonWorks 现场总线交换信息。
完成一台牵引主班级日期班级日期班级日期班级日期图2-41 微机保护装置硬件原理示意图⒈数据采集单元班级日期班级日期⑵开放性。
硬件平台对于未来硬件的升级应具有开放性。
⑶通用性。
不同类型的保护装置应尽可能具有相同的硬件平台。
⑷灵活性和可扩展性。
硬件平台应该适用于不同保护装置的不同需求，对于现场的不同保护应用和对资源的不同需求，可增减相应的模块，完全不必对硬件及软件重新设计。
⑸模块化与智能化状态检测。
装置的硬件数量总体上减少，相互通用，功能模块技术成熟，经历更多的检验与现场考验，因而可靠性更高。
（三）提高微机保护可靠性的措施可靠性是对继电保护装置的基本要求之一，它包括两个方面：不误动和不拒动。
班级日期班级日期班级日期班级日期班级日期班级日期图2-43 SCADA系统结构示意图）调度端调度所的远动装置部分称调度端，一般设于各分局(或总公司)总部。
变电站综合自动化系统概述
变电站综合自动化系统的典型硬件结构
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明1
• 微处理器（中央处理器）CPU是指挥中枢，计算机 程序的运行依赖于CPU来实现；
• ②电气型防误系统：是建立在二次操作回路上的 防误功能，一般通过断路器和隔离开关的辅助触 点连锁来实现，主要包括电气回路闭锁、电磁回 路闭锁、电气报警和高压带电显示装置等。
• ③微机五防：采用计算机技术，用于高压开关设 备防止电气误操作的装置，由主机、电脑钥匙、 编码锁具等功能元件组成。主要用于断路器、隔 离开关、接地刀闸、遮拦网门等。
特点： ①工作稳定，线性好，电路简单； ②抗干扰能力强，不受脉冲和随机高频噪音干扰； ③与CPU接口简单，工作不需要CPU控制； ④可以方便地实现多CPU共享一套VFC变换。
模拟量输出电路的组成
• 作用是把微机系统输出的数字量转换成模 拟量输出，核心元件是模/数转换器，锁存 器是用来保持数字量的稳定的。
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明2
• 定时器/计数器有两个用途一是用来触发采样信号， 引起中断采样；二是在V/F变换式A/D中，定时器/ 计数器是把频率信号转换为数字信号的关键部件。
• Watchdog主要作用是当自动化装置受到干扰导致 微机系统运行程序出轨、程序无法正常运行时，能 自动复位微机系统，使微机系统重新开始执行程序， 进行入正常运行轨道。
综合自动化监控系统的基本要求
• 实时 • 可靠 • 可维护 • 信息处理和输出技术先进 • 人机交流方便 • 通信可靠 • 信息处理和控制算法先进
微机保护在变电所综合自动化系统中运用论文
微机保护在变电所综合自动化系统中的运用摘要：针对微机保护在变电所综合自动化系统中的运用中的一些实际问题。
从微机保护定值后台远方整定、保护功能软压板的远方投切、保护动作信号、异常信号记录、传送及复归、微机保护装置的独立性、微机保护装置的检修维护等几个方面进行分析。
希望广大电力工作者，能对微机保护在变电所综自化系统中的运用，多一些了解和认识。
关键词：变电所自动化微机保护中图分类号: n945.15引言为满足城市建设日新月异的发展要求，保证用户安全可靠供电，除了提高运行人员的素质，采用继电保护和自动装置以外，采用电网及变电所综合自动化系统也是非常重要的手段。
变电所自动化是指变电所的继电保护、远动、监控系统等利用计算机及网络技术进行综合并优化设计的自动化系统。
本文将从微机保护定值后台远方整定、保护功能软压板的远方投切、保护动作信号、异常信号记录、传送及复归、微机保护装置的独立性、微机保护装置的检修维护等几个方面和广大电力工作者共同探讨分析。
具体分析2.1微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向（现已基本实现，尚需发展），它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。
微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。
微机的硬件是通用的，而保护的性能和功能是由软件决定。
2.2微机保护定值后台远方整定微机保护定值远方整定是变电所综合自动化系统中微机保护的重要特征，是实现无人值班的基础。
在后台或监控中心对保护定值进行整定，监察计算机离线对下定值单进行检查。
既改善了继电保护工作环境，又降低了操作差错率。
微机保护在进行远方整定的操作过程中，保护装置在未收到修改定值的确认命令前，应按原定值不间断地运行。
收到确认命令后，将新定值写入定值区后按新定值运行。
在定值整定过程中应使保护装置不退出，从而提高供电的可靠性及安全性。
变电站综合自动化概述
变电站综合自动化，也就是我们常说的综自系统，是二次系统的一个组成部份。
也是保证变电站安全。
经济运行的一种重要技术手段。
随着智能站的推广，综自系统和保护的界限越来越含糊，其的重要性越来越高。
近几期就和大家一起来学习一些综自方面的相关知识。
本期介绍一些总体的概念。
1 ．综自的概念变电站综合自动化就是将变电站的二次设备(包括测量仪表、保护装置、信号系统、自动装置和远东装置等)的功能综合于一体，实现对变电站主要设备的监视、测量、控制、保护以及与调度通信等自动化功能。
综自系统包括微机监控、微机保护、微机自动装置、微机五防等子系统。
它通过微机化保护、测控单元采集变电站的各种信息(如母线电压、路线电流、断路器位置、各种遥信等)。
并对采集到的信息进行分析处理，并借助通信手段，相互交换和上传相关信息。
综自所谓的综合，既包括横向综合，即讲不同间隔、不同厂家的设备相互连接在一起；也包括纵向综合，即通过纵向通信，将变电站与控制中心、调度之间密切集合。
2 ．综自的布局综自系统按照设备的布局来划分，可以分为集中式、局部份散式、分散式三种。
( 1 )集中式通过集中组屏的方式采集变电站的摹拟量、开关量和数字量等信息，并同时完成保护、控制、通信等功能。
这种布局形式早期应用的比较多，因为早期综自设备技术不成熟，对运行现场的条件要求比较高，所以只能在环境比较良好的主控室中安装。
集中式布局的主要缺点是，所有与综自系统相连的设备都需要拉电缆连接进入主控室，电缆的安装敷设工作量很大，周期长，成本高，也增加了 CT 的二次负载。
随着综自设备技术的成熟，已经用的很少。
( 2 )局部份散式将高压等级的保护、测控装置集中安装在主控室，而将低压等级的保护综自设备就近集中安装于高压室内或者专用继保小室内。
这种布局形式是一种综合考虑经济性和运行环境的方案，现在较多的用在超高压变电站中。
比如一个 500kV 站，分为主控室、500kV 继保小室、 220kV 继保小室，各二次设备电缆就近连接到相应的继保小室中，各个继保小室的保护测控设备间再通过光纤进行通信联系。
浅谈变电所的微机保护和综合自动化系统
明， 不应该 依赖 于消毒剂余量 的维持来 阻止饮 用水中的细菌在不锈钢试
片、 水泥试片及玻 璃试 片上的附着。因为即使在消毒剂余 留质量浓度明 显很 高时 ， 像过氧化氢 在 ｌ ．ｍ ／ ～ ９ ｇ ， ２ ｇ １． ｍ ／ 氯胺在 ０ ｇ ～ ｇ ， ５ Ｌ ０ Ｌ ．ｍ ／ １ ／ ８ Ｌ ｍ Ｌ 游离氯在 Ｏ ｓ 一 ． ｍ Ｌ ， ， ｍ ／ ０ ｇ 时 仍能在试片上检测到 细菌 的存在 。当没 ２ Ｌ ５
其 维持足 够余 量质量浓度 的能力 ，饮用水 中可还原性化合物 的性 质、 质 量 浓 度 ，饮 用水 给水 系统管 道所使 用 的质量 和 材料 以及 最主 要 的因
素——水温 。 所有这些因素的管理对 于控制生物膜并确保水质达到饮 用 水微生物标 准是非 常重要 的。 生物膜上除了检测到异养型微生物 的存在 ， 还检测 到大量的病原性 以及 产毒素 的微生物学物质 。 与这些病原体有关 的健康危险包括 病毒性 和细菌性 的肠 胃病 到传染性 甲肝和鞭毛虫病。
位信号等模拟量信号 （ 各个模拟量信号需有 ４ Ａ ２ Ａ或 ０ － 一０ ｍ ｍ ５ Ｖ Ｖ输
出 ） 。
１１ ．． 遥 信 ２
利用 开关量 采集输入模块采集各 出线回路开关分合闸状态 、 开关故 障报警信号 、 压报 警信号 、 失 过压报警信号以及框架式开关的位置 ， 并对 变压器的风机状 态、 温 、 温信 号等开关量实施监控 ， 高 超高 一个单独模块
变电站微机保护综合自动化系统研究
叠 ｉ 瑟黧 摘要：为 优化企业变电 站的供电 方式，
结合 某企业 变 电站 系统 的运 行模 式 ，对 目前 企业 变 电站微 机 保护 综合 自动化 系统给 予 分析 、总 结 并指 出发展 趋 势。
誊臻 键词 ： 变电站 少人值守 微机保护 关
安 全 可 靠 经济运 行 Ａｂ ｔ ｃ ＝ Ｆｒ ｐｍｚ ｇｔ ｕｐｙ ｆ ｌ ｔ Ｓｒ ｔ ｏ ｔ ｉｎ ｅ ｐｌｏ ｅ ｒ ａ ｏｉ ｉ ｈｓ ｅｃｉ ｃ
Ｓ ｂ ｔｔｏ ” Ｓ ｅ ｃ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｍ ｐ ｔ ｒ ｒ ｔｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｕ ｓａ ｉｎ ｋ ｔ ｈ ｎ ｈ ｏ ｕｅ —ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔｌ ｆ ｅａ ｏ ｔｏ ａ ｄｐ ｉ ｔ ｕ ｅｔ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ｙｅｏ ｌｙ ｃ ｎ ｒｌ ｎ ｏｎ ｔｈ ｅ ｄ ｓ ｒ ｏ ｔ ｒ
ｐ ｗｅ ｄ ｕ ｆｃｏ ｙ ｉ ｔ ｄ ｃ ｅｓ ｌ ｎ ａｕ ｅ ｏ ｒ ｎ ｍｅ ｉｍ ｔ ｒ，ｎ ｒ ｕ ｅｔ ｔ ｅａ ｄｆ ｔｒ ｓ ｉ ａ ｏ ｈ ｙ ｅ ｏ “ ｗ ｅ ｔｉ ｕ ｓａｉ ｎ ” ａ ｄ “ ｌ ｌｃ ｒｃ ｆ Ｎｅ Ｅｌｃｒｃ Ｓ ｂ ｔｔ ｏ ｎ ｏ ｄ Ｅ ｅ ｔｉ
一 一
动装置相配合 ，迅速切断故障 电流，保证系统的
Ｅ． 没有 自诊断系统 ，需靠运行人 员定期的巡
【 《 ５ 电力系统自 】 动化 水利电力出 版社，８年 ７
ｏ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｌｃｒ ｗ ｒ ｕ ｓａｉｎ ． ｆ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｅｅ ｔ ｃｐ ｅ ｂ ｔｔ ｓ ｏ ｉｏ ｓ ｏ
Ｋ ｓｗ ｒｓ １ ２ｄｅｕ ｍ ｎ ｎ ｎ ｎｄｔ ｅ ｏபைடு நூலகம் ： ｎ ｑｉ ｅｔ ｏｏｅ ｕｙ ｓ ｆ ｐ ， ｏ ，
变电所综合自动化的概念、特点及基本功能
变电站综合自动化系统的特点
功能综合化
变电变站电综站合综变自合电动自站化动实系化现统的综是另合个一自技个动术最化密大后集特，、点不多是论 种专运业行技管术理是相智有互能人交化值错。班、。相还互是配无合人的值系班统，。操它作是人
要求，它的工作不受监控系统和其他子系统的影响。 (2) 具有故障记录功能。 (3) 具有与统—时钟对时功能，以便准确记录发生故障
和保护动作的时间。 (4) 存储多种保护整定值 (5) 当地显示与多处观察和授权修改保护整定值。 (6) 设置保护管理机或通信控制机，负责对各保护单元
特征
A. 功能综合化 B. 结构微机化 C. 操作监视屏幕化 D. 运行管理智能化
优点
A. 以全微机化的新型二次设备替代常规设备，尽量 做到硬件资源、信息资源共享。
B. 用不同的模块软件实现常规设备的各种功能， C. 用计算机局域网代替大量信号电缆的连接， D. 用主动模式代替常规的被动模式， E. 简化了变电站二次部分的硬件配置，减轻了安装
测量显示数字化 操作监视屏幕化 运行管理智能化
判微别机与监事的控故监子记视系录与统，操综事作合件。了顺常原序规来记庞的录大仪，的表制模屏表拟、打屏操印被， 不 式 控 的 几仪 统 仪 明 印 且作 号 的 监 和1同 结 制 系器 厅 表 了 报 提屏 系 保 控 小个自 和 系 功 安 系 视综配 构 等 统长， ， 全 。 表 高微 还、 统 护 子 电微动 故 统 能 全 统 一合置 ， 各 。期其 彻 被 而 所 了机 可模 等 装 系 流处报 障 本 。 可 所 次通自 —的 子C以确 底 原 代 测保 根拟 功 置 统 接理R警 恢 身 这 靠 无 设C常 的 标 字 和 过过动 个单 系T来度 改 来 替 量护 据屏 能 。 结 地R器显等 复 的 对 性 法 备规 跳 操 牌 文 计T网化 综片 统，低 变 的 。 精子 用和 ； 合 等屏同示； 操 故 于 是 实 、在 、 作 报 字 算络系 合机 联变、 了 人 这 度系 户变 ， 子幕时器） 作 障 提 非 现 而断 合 或 警 提 机、统 自或 接电读 原 工 不 和统 的送 综 系上并上吏 智 自 高 常 的 本路 闸 键 信 示 上总内 动微 起站数 来 抄 仅 管需器 合 统代的行的重 能 诊 变 必 。 身器 操 盘 号 或 的线各 化型 来采不 的 表 减 理要屏 了 的替实工数要 化 断 电 要 常 的安 作 操 ， 语C将计子 系，用轻方 测 记 的，、故 功了时R作字的；、站的规故装，作被言T微算系统构指了便 量 录 科微远障能电主显，显是，而自的的障处被所报C机机统可成针值。手则学动机录。磁接R示实示能也且闭运二必或代警CT保组利以一式班采段完性装保波式线屏器R现所实是能锁行次须控替所T护成各有个仪员用，全。置护、或画屏幕，各代现常实和管设靠制；取、。功分1表的微常由、子故晶面幕画可种几替故规现自理备维屏常代数采能级作劳机规打中系障体取上面以功个，障的自恢水只护上规，据用模分为动监指印央统测管代的闪监能甚直分二动复平能人进的即采分块布测。控针机信和距式；鼠烁视。至观析次化等和监员行光通集布由式量而系式打、、
变电站综合自动化系统介绍
1
1、基本概念
遥信：指对状态信息的远程监视。 遥测：指运用通信技术传输所测变量之值。 遥控：指具有两个确定状态的运行设备进行的远程操作。
遥调：指对具有不少于两个设定值的运行设备进行的远程操作。 遥脉：指运用通信技术对远方的运行设备的脉冲量(如电能量)进行远程累计。 遥视：指运用通信技术对远方的运行设备状态进行远程监视。
21
4、主要功能
调节控制指对电压、无功的控制目标值等进行设定后，系统自动按要求的方式对 电压－无功进行联合调节。 其中包括自动投切无功补偿设备和调节主变压器分接头位置。 电压－无功自动控制要充分考虑运行方式的需要和各种闭锁条件。
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4、主要功能
报警处理：报警处理分两种方式，一种是事故报警，另一种是预告报警。 前者包括保护动作信号和非操作引起的断路器跳闸信号。 后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限／复限、计算机站控系统的 各个部件、间隔层单元的状态异常、趋势报警等。
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2、结构模式
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2、结构模式
分层分布式：分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即 变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层，即变电站层、通信层 和间隔层。 这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间，形式较多。目前国内应用较多 的分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点,由于采用了集 中式组屏,非常有利于系统的设计、安装与维护管理。 主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔 所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完 成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或 特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地 减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好 的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备 制造厂家完成。
变电所综合自动化的概念、特点及基本功能
备用电源自投控制功能：
备用电源自投装置是因为电力系统故障或其他原因使工作电 源被断开后，能迅速将备用电源、备用设备或其他工作正常的电 源投入工作，使失去工作电源的用户能迅速恢复供电的一种自动 控制装置。
变电所综合自动化系统的通信功能：
变电所综合自动化系统的通信网络的任务体现在两个 方面，一方面，各个单一功能的子系统间具有很强的通信 功能；另一方面，先进的自动化系统应能替代远程终端的 全部功能，与调度中心具有很强的通信功能
变电所综合自动化的特点及优越性
优越性：
1）变电所综合自动化系统利用计算机技术和通信技术，改变 了传统二次模式，实现了信息共享，简化了系统，减少了连接电 缆，减少了占地面积，降低了造价，改变了变电所的面貌。 2）提高了变电所的自动化水平，减轻了值班员和技术人员的 工作量。 3）先进的通信功能为各级调度提供了更多变电所的信息。 4）为无人值班管理模式提供了更好的条件。 5）全面提高了变电所运行的可靠性和经济性。
微机保护子系统的功能：
微机保护是综合自动化系统的关键环节，可以说综合自动化 系统是从微机保护的研究开始的。微机保护既可以用于综合自动 化系统中，也可以单独代替传统保护用于传统变电所技术。
电压、无功综合控制子系统的功能：
电压水平和功率因数是两个重要的电气参数，电压、无功综 合控制也是变电所综合自动化系统的一个重要组成部分。源自变电所综合自动化的特点及优越性
特点：
1）结构特点：分散和分层。 2）功能特点：保护、测量、控制逐步形成一体化设备。 3）通信特点：构建一个标准化得三层网络系统，既设备层、 变电所层、调度层。 4）采样特点：数据采样逐步由直流采样过度到直流、交流采 样方式。 5）监视特点：操作监视屏幕化。 6）管理特点：变电所综合自动化技术集继电保护功能、自动 控制功能、测量表计功能、接口功能及系统管理功能为一体，完 成对变电所的自动化管理。
变电所综合自动化系统的结构形成、配置和发展方向
R703
组屏
R704
组屏
R705
组屏
变电站二次回路
iES-L70
当地监控系统
微机保护
智能电度表 小电流接地
装置 电压无功自 动控制装置 其它智能装置
1、设备层（0层） 主要指变电所中的变压器、断路器、
隔离开关和电流、电压互感器等一次设备。 2、间隔层（1层）
主要由各种继电保护、自动控制装置
和其他智能设备组成，可以通过现场总线、 以太网等站级网络与站控层设备进行数据 通信。一般按断路器间隔来划分。
牵引变电所
SEL
远动管理机
SEL
SEL
监控机 视屏通信单元 视屏监控单元
SEL
SEL
网络交换机
通信管理机
变
电
所
110kV
1#主变
2#主变
并补
馈线
交直流
主
控
进线
保护
保护
保护
保护
保护
室
保护
测控
测控
测控
测控
测控
测控
3、分层分布式系统集中组屏结构特点
• （1）分层（级）分布式的配置系统采用按功能划 分的分布式多CPU系统。
调度端
高压电气设备及高压开关柜
牵引变电所
监控机
监控机
变
电
所
主
控
通信网络
室
高 压 室
视 屏 盘
当 地 监 控 盘
1# 主 变 盘
110
馈 线 盘
并 补 盘
2# 主 变 盘
计 量 盘
交 流 盘
直 流 盘
2、结构特点及优越性
• （1）6～35kV的中低压线路保护监控采用分散式结构， 就地安装在开关柜中，通过现场总线与主控室监控机交换 信息，可以节约控制电缆。
变电站综合自动化系统微机保护
变电站综合自动化系统微机保护探讨摘要:随着科学技术的提高，变电站综合自动化技术将是电力系统的发展方向，而微机继电保护是其重要的组成部分。
为此，本文对变电站综合自动化微机继电保护进行了相关探讨，重点阐述了变电站综合自动化微机保护功能的实现，确保了电网安全与稳定。
关键词: 变电站；电力系统；综合自动化；传统监控系统；cpu 主系统；微机保护近年来，随着科学力量和电网现代化的规模不断扩大，变电站综合自动化技术将是电力系统的发展方向，对于配电网变电站、无人值班变电站而言微机继电保护是其重要的组成部分，目前许多变电站正在进行微机化改造，即进行综合自动化改造，所以对配电网变电站微机继电保护的研究是分重要的。
1变电站综合自动化系统的结构与类型变电站综合自动化系统的结构是由“数据采集和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。
“通信控制管理”是桥梁，联系变电站内部各部分之间、变电站与调度控制中心之间使其相互交换数据。
“变电站主计算机系统”对整个综合自动化系统进行协调、管理和控制，并向运行人员提供变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面，使运行人员可远方控制断路器分、合操作，还提供运行和维护人员对自动化系统进行监控和干预的手段。
变电站综合自动化系统的组成在结构形式上主要可分为集中式、分布集中式、集中和分散结合式、分散式四种。
1.1集中式变电站综合自动化系统集中式变电站综合自动化系统是按功能要求配置相应的继电保护装置及远动装置并安装在变电站的中央控制室内。
变压器、各进出线及其他电气设备的运行状态通过ct、pt、开关辅助触点由电缆传送到变电站的中央控制室的保护装置和远动装置内，经初步处理后送到i/o通信控制器进行数据格式的变换，并将变电站所有保护、测量、信号和控制信息统一处理，与当地的后台机和远方调度中心进行信息交换。
此种方式实际上是现有微机保护与微机远动的系统集成，但其组屏多，占地面积大，而且需敷设大量电缆，投资和工程量大，应用会越来越少。
变电站综合自动化系统
单元保护装置或测控装置通信中断
出现该类故障，其原因多在于保护装置与综自系 统的通信出现问题，有可能是因为保护装置通信 接口模块故障、通信接线松动。针对该类情况可 以先查找保护装置至综自保护管理机之间的接线 是否牢固、完好，保护管理机通信指示灯是否正 常，保护装置面板显示是否正常，是否出现通信 模块故障或是装置故障的告警，而后相应的进行 紧固接线、重启装置、更换相关装置模块等处理。
(2)两台监控后台正常运行时以主／备机方式互为热 备用，“当地监控尸作为主机运行时，应在切换柜 中将操2”自动升为主机，同时应在切换柜中将操作 开关置在“当地监控2”。 (3)某测控单元通信网络发生故障时，监控后台不能 对其进行操作，此时如有调度的操作命令，值班人 员应到保护小间进行就地手动操作。同时立即汇报 调度通知专业人员进行检查处理。 (4)微机监控系统中发生设备故障不能恢复时应将该 设备从监控网络中退出作开关置在“当地监控尸， 这样遥控操作定义在“当地监控l”上，“当地监控 2”(备用机)上就不能进行遥控操作。当“当地监控1” 发生故障时，“当地监控，并汇报调度部门。 (5)通信中断的处理原则。
保护装置（非综自厂家的保护装置）通信中断
综自系统与其他厂家的保护装置因为使用的通信 规约不同，所以综自系统采集保护信号需要经过 保护管理机进行规约转换，一台保护管理机可以 容纳多台保护装置的信号传输，一旦小室内的保 护管理机出现死机或是故障，往往导致所接的所 有保护装置信号无法正常传输，遥信信号无法更 新，可能会错失重要信号报文。出现该类问题， 可以通过观察保护管理机的通信指示灯是否正常 来判断，并且检查其与路由器之间的接线是否正 常，而后相应的进行重启装置、紧固接线、更好 装置等处理。
PDS-700保护装置：
微机保护系统功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重 要的功能，它包括变电站的主设备和输电线路的全套保护：高压 输电线路保护、变压器的主保护、后备保护以及非电量保护、低 压配电保护、电机及所用变保护等。 除保护功能外，还应具有以下附加功能： (1)具有事件记录功能； (2)具有与系统对时功能； (3)具有存储多种保护定值功能； (4)具备当地人机对话接口功能； (5)具备通讯功能； (6)具备故障自诊断功能；
电力微机保护与综合自动化系统的基本功能
１ 电力 微机 保护 和综 合 自动 化 系统 分 以通 过 鼠标器 控 制各 种 高 、 低压 开关 （ 带有 电 动操 作机 构或 者 带 有 交流 接触 器）的合 闸和 分闸 ； 时也 可 实现 电气 闭锁 功能 ， 同 以防止 具 １ ． １遥测 和遥信 以及遥控 功能 １１１遥 测 ．． 有闭 锁 回路 的开关误 操作 。 外 ， 有统计 和 另 还 １ 过 电流 量输 人采 集模 块 采 集各 出线 打印 功能 以及 历 史记 录 、通 讯 功能 、 自检 功 ） 通 回路 的各 相 电流 ， 个模 块可 采集 １ 单 ６回路 电 能 。 ２ 变 电所 内的 电磁干 扰 流 。每一个 回路 可 以由 电流量输 人 模块 采 集 该 回路的 电流 ， 根据 测量 的实 际 电 、 并 功率 ２Ｉ电磁 干扰 的来 源 ． 目 ，电力 系统 的电磁 干扰 源有 外部 干 前 因数 等来计 算该 回路 的实际 用电 量。 ２ 过模 拟量 输 入模 块采 集 变压 器 的 温 扰 和 内部 干扰 两 个方面 。外 部干 扰包 括高 压 ） 通
参 考 文 献
『１ １陈远 春 ， 电力 系统 自动 化控 制技 术 标 准规
范与操 作 管理． 『］ 级 电 网调 度 自动 化功 能规 范 Ｄ ， ６ ５ ２ 县 Ｌ ｒ３ —
１ ９７ ９ ．
ｆ１４ ， 电 自动 化 系匀 ｆ ． ３文 健 Ｌ Ｍ１
中国新 技术新产品
一３ — １ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１１ ．． ３遥 控
开关操 作 、 电 、 路故 障 、 雷 短 电晕放 电、 电压 高 大 电流 的 电缆 和 设 备 向周 围辐 射 电磁波 、 高 频 载 波 、 讲 机 等辐 射 干扰 源 ， 对 及附 近 电 台 、 通 信 等产 生的 电磁 干扰 、 静电放 电等 。 内部 干 扰是 由 自动化 系 统的结 构 、元件 布置 和生 产 工艺 等决 定的 。 主要 有杂 散 电感 、 电容引起 的 抗共模干扰的能力，可明显地提高系统的安 不 同信 号 感应 ， 长线 传输 造成 的波反 射 、 寄生 全性 和可 靠 性 。 振 荡 和尖 峰信 号引起 的干 扰等 。 ２ ． 机 电源 的抗 干扰 ．３微 ２
变电所微机保护综合自动化的应用分析
要： 根据鸡西矿业集 团有 限责任公司 电力 运行实 际情 况 ， 保护 系统 、 号 回路 、 制 系统 、 对 信 控 监视 系统
进行 了改造 。
关 键 词 ： 电所 ； 合 自动 化 ； 造 变 综 改 中 图分 类 号 ： Ｍ ３ Ｔ ６ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ ２９ （０ ０ ０ — ０ ７ ０ １０ — ７ ８ ２ １ ）４ ０ ６ ． ２
总 第 １６期 ２
ｄ ｉ１． ９９ ｊｉ ｎ １０ ２ ９ ．０ ０ ０ ．２ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．０ ５— ７ ８ ２ １ ．４ ０ ９ ｓ
变 电所 微 机 保 护 综 合 自 动 化 的 应 用 分 析
葛文艺
（ 西矿 业集 团公 司 焦化厂 ， 鸡 黑龙江 鸡 西 摘 １ ８０ ） ５ １０
目 前在国内已经成熟 的变电所综合 自动化系统 是 利用 先进 的计 算机 技术 、 代 电子技 术 、 现 通信 技术
和 信息处 理 技术 等 实现 对 变 电所 二 次设 备 （ 括 继 包 电保护 、 控制 、 量 、 号 、 障 录 波 、 测 信 故 自动装 置及 远 动装 置 等 ） 的功能 按照 间 隔 进行 设 计 （ 变 间 隔 、 主 线 路 间隔 、 电容 器 间隔 ） 由每个 间隔 的装 置来 完 成 保 ，
鸡 西矿 业集 团有 限 责任 公 司原 有 管理 的 ６ Ｖ ６ｋ
别 ， 于用 微机 控 制 的 多功 能继 电器 替 代 了传 统 的 在 电磁式 继 电器 。综 合 自动 化采用 的微机 保护 装置 除 了能够 完成 原 有 电磁 继 电器 所 有 保 护 功 能 以外 ， 还
变 电所 均为 电磁 继 电器保 护 ， 由于使用 年 限较 长 ， 设
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变电所的微机保护和综合自动化系统
作者：杨志杨明汉
来源：《科技资讯》2016年第06期
摘要：变电所的微机保护可充分发挥和利用计算机的数值运算、逻辑判断和存储记忆等对信息进行处理，其最大的特点就是快速敏捷，并可实现管理自动化，最终达到无人值守的目的。
对系统运行自动化水平的提高有着意义重大，同时故障发现与排除的准确性也大大提高。
关键词：变电所自动化计算机保护系统
中图分类号：TM766 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（c）-0000-00
1 变电所的微机保护
国内早期变电所的保护系统主要是机电式继电保护系统，它有以下几个长期存在的缺陷：（1）没有自诊断和自检功能（2）动作速度慢（3）装置的灵敏度差，有可能发生误动作（4）保护装置的功能灵活性差。
而微机保护则可以充分利用计算机处理信息的能力，通过搭配相关的软件应用，不仅有继电保护系统的一贯特点外，还具备灵敏和快速的优点。
这种系统的逻辑分析和综合判断能力很强，可以进行自动识别。
高可靠性，不容易被干扰；系统的保护动作特性和功能可以方便地通过改变软件程序来进行调整，调试方便，因此适应的灵活性较大。
同时，微机保护的通讯功能非常完善，构建综合自动化系统也较为便利，最终达到无人值守，对系统运行自动化水平的提高有着重大的意义。
2 微机系统保护的组成
典型的微机保护系统主要由微机系统、数据采集的系统、开关量的I/O系统三个部分组成。
1、微机系统：即微型计算机。
由运算器、存储器、控制器、I/O设备组成。
2、数据采集的系统：该系统一般包含交流转换和电压形成、采样保持器、模拟低通滤波器、模数（A/D）转换电路、多路转换开关等组成部分。
它的作用是把模拟信号的输入量转换成所需要的数字量。
（1）交流互换和电压形成：微机保护是从供电系统中的电流互感器和电压互感器上获取信息，但是互感器二次侧的数值（一般是5A和100W）是不能直接输入微机系统的。
因此需要用中间变换器对从供电系统中的电流互感器和电压互感器上获得的信号进行转换，从而获取
适用于A/D变换的电压输入信号。
中间变换器还可以起到隔离的作用，保护的可靠性提高了。
在微机保护系统中一般有两种方式来采集模拟量，一种是直流采样检测，另一种是交流采样检测。
（2）模拟低通滤波器：对于微机系统保护而言，选择采样频率是系统硬件设计的一个核心问题。
由于微机保护是一个实时系统，如果采样频率过高，数据采集系统会不断地向CPU 传输数据，CPU要在两个相邻采样间隔的时间周期内，把每一组采样值所必须的各种运算和操作处理完毕。
这样CPU就可能因为跟不上实时节拍而停止工作；假如采样频率过低，供电系统发生故障的初始那一瞬间，电流、电压中都含有较高的谐波成分，这样又会造成频率混叠而让数据失真。
因此，设置一个模拟低通滤波器在采样环节之前，就可以将电流、电压信号中的高频分量过滤掉，从而降低采样频率，微机对系统硬件的要求也随之降低。
（3）采样保持器：该装置的作用就是采样后将采样数值保持一段时间不变。
在微机保护中，该装置的功能是在数模转换的过程中，保持信号采样的数值不发生变化。
（4）多路开关：在微机保护和微机监测中，被保护和被监测的电路往往是几十路，这些被监测量常使用公共的模数转换电路。
而模数转换电路不能同时转换各路被测量，而是一路接一路地转换，这就产生了各路被测量分时占有A/D转换电路的问题。
完成被测回路与A/D转换电路之间轮流切换的装置称为多路开关，多路开关的路数依实际需要而定，如采用16路、32路、64路、128路等。
（5）模数（A/D）转换电路：由多路转换开关送入转换电路输入端的量是连续变化的电流、电压、功率等，这种连续变化的量称为模拟量，而数学计算机不能直接处理模拟量，因此，被监测的模拟量必须先转换为相应的数字量，才能送入计算机。
模数转换电路的作用就是把输入端传来的模拟量转换成数字量。
模数转换电路有现成的产品，可以直接使用，一般常用的芯片型号有AD574、ADC1210等等。
3、开关量的I/O系统：该系统由多个光电隔离器、并行接口适配器、有接点的中间继电器等部件组成，以完成各种保护的出口跳闸、外部接点的输入、人机对话及信号报警等功能。
该系统开关量输入通道的设置是为了实时地了解断路器及其它辅助继电器的状态信号，以确保保护动作的准确性。
而开关量的输出通道则是为了完成断路器跳闸及信号报警等功能而设计的。
（1）开关量输入回路：对微机保护装置的开关量输入可以分成两类，即安装在装置面板上的接点和从装置外部引入的接点。
（2）开关量输出回路：开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及中央信号和本地信号等，一般控制有接点继电器的方法都采用并行接口的输出口。
为提高抗干扰能力，通常也经过一级光电隔离。
3 变电所的综合系统自动化特点
变电所的综合系统自动化具有以下明显的特点：
（1）综合化的功能：在计算机硬件技术、软件模块化技术的基础上，变电所的综合自动化技术是建立发展起来，变电所内除交直流电源以外的其它全部二次设备都被它综合了。
（2）微机化的结构：变电所的综合自动化系统内的主要插件全是微机化的分布式结构，网络总线连接将微机保护、数据采集、控制环节的CPU群构成一个整体，实现各自功能，一个系统往往有几十个CPU同时并行运行。
（3）屏幕化的操作监视：综合系统自动化使用彩色大屏幕显示器，值班人员可以对变电所进行全方位监视和操作。
数据显示会代替变电所的值班人员在面对指针仪表的读数会，相关的故障复位操作可以在屏幕上进行操作。
（4）智能化的运行管理：变电所综合自动化系统的智能化运行管理，不仅表现在功能自动化上，还表现在系统本身所具备的在线专家功能和自诊断功能。
原有的一次设备只能被二次系统检测，系统本身的故障只能运行维护人员去检查。
而综合系统自动化即能监测供电系统的一次设备，也能实现在线自检。
4 变电所综合自动化系统的基本功能和结构
4.1 综合自动化系统的基本功能如下：
（1）数据的采集：其主要功能之一是对供电系统运行参数的实时在线采集，运行的参数可分为状态量、模拟量和脉冲量。
（2）数据的记录与处理：需要处理的数据主要是指用户和电力部门之间产生调度所要求的数据。
内容包括变电所运行参数的统计、计算、分析；变电所内各种事件信息的登陆、存档、顺序记忆；变电所内运行参数和设备的越限报警及记录。
（3）控制与闭锁的操作：主要内容包括出口具有跳、合闭锁功能；操作出口具有并发操作的闭锁；根据实时信息，实现隔离开关、断路器操作闭锁；适应一次侧设备现场维修操作；CRT 屏幕闭锁功能的操作。
（4）微机保护：微机保护主要包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护、备用电源的自动投入装置和自动重合装置等。
（5）与远方操作控制中心通信。
（6）人机交互。
4.2 变电所综合自动化系统的结构
变电所综合自动化系统的结构模式可以分为集中式、分布集中式和分布散式三种类型。
其中分布式结构是按变电所内的回路设计的，每个单元模块对应于一条回路或按变电所内的一次设备对应分布设置。
而分布散式结构的特点是减少了所内的二次设备及信号电缆，避免了电缆传送信息时的电磁干扰，节省了资源，简化了维护。
5 结语
工厂企业供电系统使电力系统的重要组成部分，在实际应用中，可以采用综合自动化系统的方案；逐步向综合自动化系统发展，最终实现无人值班的变电所的运行方式。
随着科学技术的不断进步，未来会有更多的高新技术融入到生产应用中来。
参考文献
[1] 刘介才《工厂供电（第3版）》机械工业出版社 1998
[2] 余建明、同向前、苏文成《供电技术（第3版）》机械工业出版社 1998
[3] 孙成保、李广泽《配电网实用技术》中国水利电力出版社 1998。