变电站综合自动化系统的的体系结构和配置
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统硬件结构
二、集中组屏式 调度主站 总控单元 监控主机 显示、打印
RS-485/RS232
高 压 微 机 保 护
中 压 微 机 保 护
遥 测 单 元
遥 信 单 元
遥 控 单 元
电 能 单 元
交 直 流 单 元
V Q C 单 元时 钟 单 元12源自变电站综合自动化系统硬件结构
三、分层分布式 变 电 站 层 调度主站 监控主机 显示、打印
18
站控层设备
站控层网络设备 打印机
变电站综合自动化系统配置
I/O测控单元 测控单元应按电气单元配置， 母线设备和站用电设备的测 控单元独立配置。测控单元 应模块化、标准化、容易维 护、更换，允许带电插拔。
间隔层设备组柜原则：电压 等级较高（500/220KV）的 测控每个电气单元组一面柜、 较低测控每2个电气单元组一 面柜、每台主变三侧测控组 一面柜、35kV、10kV测控保 护单元就地布置于开关柜上、 公用设备测控单独组柜；亦 可在按照以上原则的基础上， 根据继电器室结构灵活组柜 。
9
变电站综合自动化系统硬件结构
一、传统改造式 （一）：保留RTU CRT
PC机
微机保护
RTU
模 开 脉 控 拟 关 冲 制 量 量 量 量
调度主站系统
10
变电站综合自动化系统硬件结构
（一）：取消RTU形式
调度主站
微机保护
总控单元
当地监控
RS485总线
测控单元（1）
测控单元（2）
测控单元（n）
11
20
变电站综合自动化系统配置
二、软件系统 系统软件 系统软件应为国际通用的、成熟的实 时多任务操作系统并具有完整的自诊 断程序。操作系统应具有系统生成功 能，使其能适应硬件和实时数据库的 变化。 （W/U） 网络软件 支持软件 数据库软件 应用软件包括过程监控软件、网络 通信软件等各种工具软件。应用软 件必须满足系统功能要求，成熟、 可靠，具有良好的实时响应速度和 可扩充性。各应用软件应采用模块 式连接方式，当某一应用软件工作 不正常或退出运行，不能影响系统 的其他功能。
变电站综合自动化系统结构报告
变电站综合自动化系统结构报告变电站是电力网络中线路的连接点，承担着电压和功率的变换、电能的收集和分配等功能。
它的运行直接影响到整个电力系统的安全、可靠和经济运行。
然而，变电站的运行很大程度上取决于其二次设备的性能。
现有变电站有三种类型:一种是常规变电站；一种是部分由微机管理并具有一定自动化水平的变电站，另一种是完全计算机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站来说，其致命弱点是不具备自诊断、故障记录分析、能力和资源共享的能力，无法检测二次系统本身的故障，也无法全面记录和分析运行参数和故障信息。
全计算机化的综合自动化变电站用计算机化的二次设备取代了传统的分立设备。
它集继电保护、控制、监视和远动功能于一体，实现了设备和信息资源的共享，使变电站的设计简单紧凑，实现了变电站更安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单，减少了二次设备的占地面积，使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
1.1变电站综合自动化简介1.1.1变电站综合自动化的基本概念变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动化装置和远动装置)的功能进行组合和优化，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现整个变电站的主设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护的综合自动化功能，与调度进行通信。
变电站综合自动化系统，即由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，取代了常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统和遥控屏，用微机保护取代了常规的继电保护屏，改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以收集比较完整的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。
变电站综合自动化系统具有功能集成、结构计算机化、运行监控屏幕化和运行管理智能化的特点。
变电站综合自动化系统的组成和主要功能
变电站综合自动化系统的组成和主要功能；系统概述；本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统，其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备，该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上，根据国内外新的发展趋势，以提高电网的安全经济运行为宗旨，以方便现场安装调试、无人值守为目的，向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。
其设备从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复备置等弊病，及减少投资，又有利于变电站运行管理和维护。
YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图；该系统在我国首次集微机保护和远动为一体，并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上，系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。
其可把各个单元分散安装在一次设备上，或集中组屏按装。
相比两者具有明显的优点；可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减少控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。
消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。
系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。
如线路单元，就是面向开关柜设计的，它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器单元也像线路单元一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设计，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。
第一是主保护单元，它主要完成变压器差动保护等。
第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。
第三是变压器的测控单元，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。
备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
变电站综合自动化系统是指用于实现变电站自动化控制和监视的一种集成化系统。
该系统通过集成各种自动化设备和软件，实现对变电站的综合监控、保护、控制和通信等功能。
变电站综合自动化系统的结构主要包括以下几个方面：
1. 数据采集系统：负责采集各种传感器和仪器的输入数据，如电流、电压、温度等。
通常采用PLC、RTU等设备来实现数
据采集。
2. 控制系统：负责对变电站设备的控制操作，包括开关的控制、断路器的操作、遥控等。
通常采用主站与站控器相结合的方式，使用远动装置来实现远距离的控制功能。
3. 保护系统：负责对变电设备和电力系统进行保护，包括对电流、电压、频率等参数进行监测和保护。
通常采用继电器保护装置、差动保护装置等设备来实现。
4. 监控系统：负责对变电站设备及电力系统的状态进行监测和显示，包括对各种仪器设备的状态、运行参数等进行实时监控，并通过人机界面显示给操作人员。
通常采用SCADA系统来实现。
5. 通信系统：负责变电站内各个设备之间的通信以及变电站与上级调度中心之间的通信。
通常采用通信协议如IEC 61850等
来实现设备之间的互联互通。
综合自动化系统通常还包括数据存储、数据处理分析、故障诊断、报警管理等功能，以及人机界面、报表输出、事件记录等辅助功能。
总而言之，变电站综合自动化系统主要由数据采集系统、控制系统、保护系统、监控系统和通信系统等组成，通过集成和协调各个子系统，实现对变电站设备和电力系统的快速、准确的运行控制和监视。
变电站综合自动化习题
第一章 变电站综合自动化一．填空题1．目前我国已广泛使用基于的电力系统继电保护与安全自动装置，使变电站实现具备了物质基础。
2．基于计算机技术的电力系统继电保护与安全自动装置，具有完备的、功能，并具有利用传输数据的功能。
3．变电站采用综合自动化系统可自动地综合实现、、、等多种功能。
4．变电站综合自动化系统以代替了传统的监控、信号系统和远动屏，以监控主界面的代替了常规仪表，用保护代替了模拟式保护。
5．变电站综合自动化系统是、和等高科技在变电站领域的综合应用。
6．国外变电站综合自动化系统研究始于，我国研制开始于。
7．我国第一套变电站综合自动化系统由研制，1988年通过技术鉴定，达到国际20世纪先进水平。
二．判断题1．基于晶体管、集成电路等电子技术的电力系统测量、保护和自动装置通过功能组合和优化设计，可构成综合自动化系统。
（）2．计算机技术和现代通信技术是实现变电站综合自动化的支撑技术。
（）3．变电站综合自动化系统为变电站的小型化、智能化、扩大控制范围及变电站安全可靠、优质经济运行提供了现代化手段和基础保证。
（）4．变电站综合自动化系统综合了变电站全部二次设备。
（）三．名词解释1．变电站综合自动化系统2．监控主机3．远动主机4．智能设备四．问答题1．变电站综合自动化系统有哪些特点？2．变电站综合自动化系统有何优点？3．为什么变电站综合自动化系统具有较高的可靠性？4. 变电站综合自动化系统可综合实现那些功能？第二章 变电站综合自动化系统的结构与配置一．填空题1．变电站综合自动化系统的结构已由早期的发展成目前的。
3．分层分布中的集中组屏结构是按为对象，把单元层设备集中组屏安装在室中。
4．分层分布中的分散安装结构是按间隔为对象，把、、一体化装置安装在柜中。
5．我国10~35KV线路的单元层设备采用结构，安装；110KV级以上线路、主变压器的单元层设备采用形式，安装于中；大、中型变电站中的单元层设备采用的形式。
变电站综合自动化系统的结构形式和配置
• （1）分层（级）分布式的配置系统采用按功 的分布式多CPU系统
• （2）继电保护相对独立 • （3）具有与系统控制中心通信功能 • （4）模块化结构，可靠性高 • （5）室内工作环境好，管理维护方便
能划分
第5页/共21页
分层分布式系统集中组屏结构的综合自动化系统框图(一)
第6页/共21页
分层分布式系统集中组屏结构的综合自动化系统框图(二)
第11页/共21页
全分散式结构形式
• 将每个电网元件（包括变压器，高、低压线路，电容器等）的保护、控制、测量功能设计安装在同一个微 机装置中，并且分散安装在各个开关柜中，然后通过通信网络和监控主机进行信息交换。这种结构形式中， 主控室内只有监控用的微机和直流操作电源及网络信号集中转换的柜子，主控室结构简单，设备环境好， 检修更方便。
护控制模式 • 分层是指变电所综合自动化系统按逻辑上划分为三层，即站级管理层、通信层、间
隔层
第17页/共21页
综合自动化技术发展方向
• 系统结构的转变 • 智能电子装置的发展 • 光感互感器的应用 • 监控系统的发展 • 人工智能技术的发展应用
第18页/共21页
通信方式的发展
•以太网通信结构
•
是一种总线型拓扑结构，增减用户方便，某一节点故障不影响其他部分工作。
第9页/共21页
调度端
牵引变电所
监控机 监控机
变
电
所
主
控
通信网络
室
高压电气设备及高压开关柜
高 压 室
视 屏 盘当 地 监 控 盘1主 变 盘 # 1馈 线 盘 10并 补 盘2主 变 盘 # 计 量 盘交 流 盘直 流 盘
第10页/共21页
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
变电站综合自动化系统原理及配置授课要点
变电站综合自动化系统原理及配置授课提纲变电站综合自动化系统原理及配置授课目录一、变电站综合自动化系统的概述1．什么是变电站综合自动化？2．什么是变电站综合自动化系统？3．变电站实现综合自动化的意义4．变电站综合自动化的主要内容和功能5．实现变电站综合自动化所采集的信息二、变电站综合自动化系统的结构及组成1．变电站综合自动化系统的结构2．变电站综合自动化系统的组成三、变电站综合自动化的“四遥”1．遥测信息的采集2．遥信信息的采集3．遥控及其输出电路4．遥调及其输出电路四、变电站综合自动化系统的配置1．变电站综合自动化系统的硬件配置2．变电站综合自动化系统的软件配置变电站综合自动化系统原理及配置授课提纲一、变电站综合自动化系统的概述（一）什么是变电站综合自动化？变电站综合自动化是将变电站的二次设备 (包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
（二）什么是变电站综合自动化系统？变电站综合自动化系统是由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，它替代常规的测量和监视仪表，替代常规的控制屏、中央信号系统和远动屏，它用微机保护替代常规的继电保护。
变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机可方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。
变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特点。
（三）变电站实现综合自动化的意义1．变电安全运行的需要（1）具备故障诊断能力（2）快速切除故障的能力（3）及时告警的能力2．提高供电质量的需要（1）快速的压送负荷有利于提高电能质量（2）有载调压和无功补偿有利于提高电压的合格率3．信息共享的需要（1）高速数据通信支持分散式测控（2）设备综合性强信息可共享4．运行管理的需要（1）监视、测量、记录、抄表高度的自动化（2）方便友好的运行操控界面5．节约土地、人力和物力的需要（四）变电站综合自动化的主要内容和基本要求1．变电站综合自动化的主要内容（1）对220kV及以下中、低压变电站，采用自动化系统，利用现代计算机和通信技术，对变电站的二次设备进行全面的技术改造，取消常规的保护、监视、测量、控制屏，实现综合自动化，以全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，并逐步实行无人值班或减人增效。
变电站综合自动化系统结构设计(报告)
变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词：变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。
随着这些高科技的不断发展，综合自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性等也不断提高。
从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。
1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统，指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关俩个和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。
多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的，只是每台微计算机承担的任务多些。
例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务：担负微机保护的计算机，可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。
随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后，才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。
图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模，配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统，它们安装在变电站中央控制室内。
主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。
继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点，通过电缆送给监控主机。
这种系统的主要功能即特点是：1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
2）完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3）集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。
4）造价低，尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。
变电站综合自动化第一章
第一章变电站综合自动化系统概论第一节变电站综合自动化的概念及特点第二节变电站综合自动化的内容、主要功能第三节变电站综自系统的结构形式和配置第五节变电站综合自动化技术的发展方向第一节变电站综合自动化的概念及特点⏹一、常规变电站状况⏹电力系统的环节：发、输、配、用⏹变电站的基本作用：变换电压等级、汇集电流、分配电流、控制电能流向、调整电压⏹常规变电站的二次系统构成：⏹继电保护————保护屏⏹就地监控————控制屏⏹远动装置————中央信号屏⏹录波装置————录波屏⏹常规变电站的二次系统的缺点：⏹(1)安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。
⏹(2)二次系统的硬件设备类别杂，彼此相关性小，设备之间互不兼容。
⏹(3)设备使用大量电线电缆，安装调试工作量大。
⏹(4)维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。
⏹⏹二、变电站综合自动化的基本概念⏹变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
⏹变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
⏹变电站综合自动化，“综合”二字含义：⏹两方面——横向综合和纵向综合。
⏹横向综合——指利用计算机将不同厂家的设备连在一起，替代或升级老设备的功能。
⏹纵向综合——通过通信等新功能，增强变电站内部、各控制中心之间的协调能力。
如：借助人工智能技术，在控制中心就可以实现对整个变电站的控制和保护系统进行在线诊断和事件分析。
⏹变电站综合自动化与一般自动化最大区别：自动化系统能否作为一个整体执行保护、检测和控制功能。
NS2000变电站综合自动化系统
NSC202双机通信控制器主单元
NSC202双机通信控制器主单元由2块PWR44A电源模件、
2块CPU104A模件、8块SIO4A模件构成。实际上是将两 个单机装在一个机箱中，且将它们的16个RS422/RS485接 口的输出线并接在一起。其功能与资源分配同NSC201单机 通信控制器主单元。
装置组成
PW
CPU YC模块 (AC+PT/CT) YX模块 YK模块 人机界面
装置分类
装置分类
1.NSD262（M2）:半个4U机箱，8路遥测， 四十路遥信，五路遥控。A型测量元件电 压、电流、功率，含有同期功能和全站 闭锁功能； B型测量两路母线PT，含全 站闭锁功能。
敬请各位领导、专家给予指导!
NS2000
变电站综合自动化系统
国电南瑞科技股份有限公司
目
一
二
三 四 五
录
变电站自动化系 统简介 通讯控制器及参 数组态软件 NSD260测控装置 NS2000后台软件 维护
变电站综合自动化系统的作用
采集全站的遥测、遥信、遥脉数据，管理站 内各种智能设备，并将不同规范的数据统一 整合，转发到当地和远方SCADA系统。通过 后台计算机记录显示。接受SCADA发出的遥 控命令，实现远方控制功能。
P gDp
-
7
0
NARI
NSC200通讯控制器模件
序号
1 2 3
模件标识
PWR44A SIO4A CPU104A
模件名称
电源模件 光隔模件 CPU模件
构成模板
NSC200PWR1 NSC200-422 NSC200-SCE NSC200-RST SCM/SDX233-4 NSC200-MDM
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。
22
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。
9
2、结构模式
10
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。
变电站综合自动化系统的结构形式及选择
变电站综合自动化系统的结构形式及选择随着电力系统的不断发展和智能化的加强，变电站综合自动化系统（SAS）的应用越来越广泛。
SAS是指集数据采集、监控、控制、保护、通信和故障诊断等功能于一体的自动化系统。
本文将详细介绍变电站综合自动化系统的结构形式及其选择。
一、变电站综合自动化系统的结构形式变电站综合自动化系统包括三个层次：上位机层、网关层和设备层。
1. 上位机层：该层负责SAS系统的整体监控和管理，包括数据采集、通讯管理、故障诊断和数据存储等功能。
上位机层通常由一个或多个工作站组成，可对系统进行实时监控和控制，提供各种数据报表、图形化界面和报警功能等。
2. 网关层：该层是SAS系统的通信枢纽，负责将设备层与上位机层进行连接，并将数据进行传输和转换。
网关层还可进行自适应性控制、安全保护和实时监视等功能。
同时，网关层也可作为一个安全隔离点，防止外部攻击，保证系统的稳定性和安全性。
3. 设备层：该层是SAS系统的核心，包括各种控制、保护、测量和监控设备。
设备层的功能主要包括：电源控制、继电保护、仪表测量、数据采集、设备控制等。
设备层的数据可经过网关层进行汇总和处理，最终由上位机层进行监测和控制。
二、选择变电站综合自动化系统应考虑的因素1. 技术方案与功能要求：技术方案的选择与预算密切相关，需要充分考虑功能要求和系统稳定性等因素。
同时，也需要考虑系统升级和维护的便利性。
2. 通信传输和安全保护：系统的通信传输是SAS系统正常运行的前提。
网络性能、带宽、数据传输安全和抗干扰等因素都会影响到系统的运行效率和准确性。
3. 控制保护功能：设备层是SAS系统的主要组成部分，如果控制保护功能不完善，易造成设备故障和人员伤害。
因此，需要在技术方案和功能要求的基础上进行定制化设计和验证测试，确保系统能够达到预期的控制保护效果。
4. 成本和效益：SAS系统的成本不仅包括硬件、软件、人工及测试等方面，还包括系统维护、升级和运行等费用。
变电站综合自动化系统的组成和主要功能
变电站综合自动化系统的组成和主要功能随着电力工业自动化技术的不断发展，变电站综合自动化系统成为电力行业中的重要组成部分。
该系统通过自动化控制设备，实现对变电站电力设备的自动化操控、信息采集和处理，以提高设备运行的可靠性、安全性和经济性，从而满足电力市场的要求，为电网的稳定运行做出了贡献。
1. 电源系统电源系统提供了系统所需的电源电压和电流，可以是交流电源和直流电源。
在交流电源下，主要是由变压器、开关装置和控制装置组成，用于满足控制系统的电源需求。
在直流电源下，主要是由开关电源和应急电池组成，用于保证控制系统在断电情况下的正常运行。
2. 信息采集系统信息采集系统主要负责获取变电站各项设备的工作状态、参数数据和通信数据等信息，以及接收外部管控系统的指令，对变电站设备进行控制操作。
采集的信息包括电量、电压、电流、功率等信号，通常由微机、传感器和检测仪等设备组成。
3. 控制系统控制系统是变电站综合自动化系统的核心部分，负责根据所采集到的数据进行信息加工和处理，并通过控制指令实现对变电站设备进行控制和调节。
控制系统通常由计算机、PLC、数控装置等主要设备组成，结合软件编程实现设备的自动控制。
通信系统主要负责接收来自外部管控系统的命令，并向外部管控系统发送相关的数据信息。
通信系统的主要设备包括终端设备、通信接口和通信网络。
终端设备主要用于实现各类数据通信和处理，通信接口负责与外部管控系统进行数据交换，通信网络则负责信息传输。
变电站综合自动化系统可以通过电源自动控制，实现对电源电压和电流的自动调节和控制。
在电压或电流异常时，它可以通过控制设备，自动进行调整和控制，保障设备的安全稳定运行。
2. 设备监测和故障诊断综合自动化系统可以实现对变电站各个设备的实时监测和检测，可以精确判断设备的运行状况，并及时诊断出故障原因。
它可以监控电压、电流、温度等信号，对设备进行科学的维修和保养。
3. 能耗管理综合自动化系统可以进行能源管理和控制，实现对变电站的耗电量进行监控和处理，从而实现对能源的合理利用和节约。
变电站综合自动化第二章
Page 26
（一）、电压形成电路
模拟量输入电压变换原理图
作用：将电压降低到AD转换芯片所需电压，并 实现一次设备与微机的隔离。
Page 27
对模拟量进行采样，就是将一个连续的时间信号f(t) 变成离散的时间信号f'(t)。
采样周期与采样频率： 采样时间间隔由采样控制脉冲 f(t) 来控制，相邻两 个采样时刻的时间间隔称为采样周期，用Ts表示。 采样频率fs=1/Ts
Page 39
（5） 输出逻辑电平：多数为TTL电平，即0～ ＋5V （6）工作温度范围： 民用品为：0～ ＋70℃
工业级为：－20 ～ ＋85℃
军用品为：－55～ ＋125℃ （7）电源灵敏度：指AD转换芯片的供电电源的电压发 生变化 时产生的转换误差，一般用电源变化1%时模拟 量变化的百分数来表示。
Page 40
作业二（全做）
逐次逼近式模拟量输入电路主要包括哪些组成部分？ 什么是“频率混叠”现象？画图说明
香农定理中的采样频率公式是什么？
画出采样保持电路LF398的原理图，说明其工作原理 画出多路转换开关AD7506的内部结构图，说明其引脚作 用 如果输入电压为380V，画出其用BCD码逐次逼近的过程 图
例：被采样信号是工频50Hz，若工频每个周期 采样12次，则采样频率fs=50*12=600Hz.
Page 28
(2) 采样定理。 采样是否成功，主要表现在采样信号能否真实的反映出原 始连续时间信号中所包含的重要信息，采样定理就是回答 这个问题。 采样频率过低，会引起频率混叠现象
Page 29
一、微处理器的基本工作原理
Page 4
Page 5
二、基于单片机的测控单元
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变电站综合自动化系统的的体系结构和配置
变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。
为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站综合自动化系统体系由"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。
"变电站主计算机系统"代替了很多过去由运行人员完成的简单、重复和繁琐的工作，如收集、处理、记录、统计变电站运行数据和变电站运行过程中所发生的保护动作、断路器分、合闸等重要事件，还可按运行人员的操作命令或预先设定执行各种复杂的工作。
"通信控制管理''连接系统各部分，负责数据和命令的传递，并对这一过程进行协调、管理和控制。
与变电站传统电磁式二次系统相比，在体系结构上，变电站综合自动化系统增添了"变电站主计算机系统"和"通信控制管理"两部分；在二次系统具体装置和功能实现上，计算机化的二次设备代替和简化了非计算机设备，数字化的处理和逻辑运算代替了模拟运算和继电器逻辑；在信号传递上，数字化信号传递代替了电压、电流模拟信号传递。
数字化使变电站自动化系统与传统变电站二次系统相比，数据采集更精确、传递更方便、处理更灵活、运行维护更可靠、扩展更容易。
变电站综合自动化系统结构体系较为典型的是：
（1）在低压无人值班变电站里，取消变电站主计算机系统或者简化变电站主计算机系统。
（2）在实际的系统中，更为常见的是将部分变电站自动化设备，如微机保护、RTU 与变电站二次系统中电磁式设备（如模拟式指针仪表、中央信号系统）揉和在一起，组成一个系统运行。
这样，即提高了变电站二次系统的自动化水平，改进了常规系统的性能，又需投入更多的物力和财力。
变电站综合自动化的结构模式
变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分散分布
（一）集中式结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。
集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。
多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。
例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。
集中式系统的主要特点有：
（1）能实时采集变电站各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
（2）完成对变电站主要设备和进、出线的保护任务。
（3）结构紧凑、体积小，可大大减少站地面积。
（4）造价低，尤其是对35kV或规模较小的变电站更为有利。
（5）实用性好。
集中式的主要缺点有：
（1）每台计算机的功能较集中，若一台计算机出故障，影响面大，因此，必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。
（2）软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。
（3）组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大。
（4）集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。
分布式结构
该系统结构的特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。
分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。
各功能模块（通常是多个CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。
分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它模块正常运行。
该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。
分布分散（层）式结构
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。
该系统的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。
分布分散式结构的主要优点有：
（1）间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。
（2）包含间隔级功能的单元直接定位在变电站的间隔上。
（3）逻辑连接到组态指示均可由软件控制。
（4）简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。
（5）简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆。
（6）分布分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。