变电站综合自动化

变电站综合自动化国网上海市浦东供电公司---夏威想要什么？想要什么？现有什么？怎么得到？停电了！课程学习内容一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障概述一次系统二次系统电力系统一、二次系统电能生产、传输、变换、分配和消费对一次设备及其流经电能的测量、监视和故障告警、控制、保护以及开关闭锁等。概述掌握变电站设备运行状态对有关电气量连续测量保障变压器、输电线路等一次设备安全运行实现过流、过压等故障的安全保护向调度提供电力系统运行状态采集并传送电网运行信息向用户提供合格电能进行有关控制调节变电站自动化系统的作用概述概述80年代初期远方终端单元（RTU），实现两遥（遥信遥测）90年代末变电站无人值守改造，实现四遥2000年以来综合自动化数字化变电站智能变电站变电站自动化系统发展历程概述1传统变电站二次系统2传统变电站二次系统特点3综合自动化系统4综合自动化系统特点概述按功能组屏，保护屏、控制屏、录波屏、中央信号屏一次设备信号通过电缆连接到二次设备二次设备通过操作回路对一次设备进行控制二次设备之间信号交换传统变电站二次系统概述安全、稳定性不够设备组成：电磁或晶体管等保护、自动装置及测量设备。结构复杂：连接电缆多，难以维护，故障点多无自检功能：设备故障无法及时发现，造成保护拒动、误动传统变电站二次系统的缺点概述无法满足快速计算、实时控制的要求传输信息不足缺少远方调控手段传统变电站二次系统的缺点概述占地面积大常规设备体积大电缆多传统变电站二次系统的缺点概述维护工作量大结构复杂维护检修都比较困难传统变电站二次系统的缺点概述难以保证供电质量缺少调压手段缺少遏制谐波污染的手段传统变电站二次系统的缺点概述随着计算机技术的发展，变电站二次系统得到很大的发展。人们充分利用计算机技术实现了装置的微机化，从技术管理的综合自动化来考虑全微机化的变电站二次系统的优化设计，合理共享软件和硬件资源。概述将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计利用先进的计算机技术、通信技术、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、控制、保护并与上级调度通信变电站综合自动化概述变电站自动化系统

上行通道调度端自动化系统

下行通道遥测遥信遥控遥调概述变电站自动化系统基本配置概述功能综合化分级分布式、微机化的系统结构测量显示数字化操作监视屏幕化运行管理智能化变电站综合自动化的特点概述1、提高变电站的安全、可靠运行水平2、提高供电质量，提高电压合格率3、简化了变电站二次部分的硬件配置4、提高了电力系统的运行、管理水平5、缩小变电站占地面积，较少总投资6、减少维护工作量，减少值班员劳动量变电站综合自动化的优势概述综合自动化系统发展的技术基础综合自动化系统未来的发展方向一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障基本功能1综合自动化系统中继电保护功能2综合自动化系统中监视控制功能3综合自动化系统中自动控制功能4综合自动化系统中远动及数据通信功能基本功能变电站综自系统继电保护监视控制自动控制装置远动及数据通信基本功能继电保护主要包括输电线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸等。继电保护在电力系统运行中，其基本功能是起到实时隔离故障设备的作用。继电保护的基本功能基本功能1、通信功能。接受监控系统查询。向监控系统传送事件报告向监控系统发送自检报告修改时钟及与监控系统对时修改保护定值接受监控系统投退保护命令接受监控系统查询定值实时向监控系统发送保护主要状态继电保护功能基本功能2、具有与系统统一对时功能。3、存储各种保护整定值功能继电保护功能基本功能4、设置保护管理机或通信管理机，负责对保护单元的管理。承上启下的作用提高保护系统的可靠性5、故障自诊断、自闭锁和自恢复功能。继电保护功能基本功能继电保护单元按被保护的电力设备单元(间隔)分别独立设置保护装置设有通信接口，但继电保护功能完不全依赖于通信网。设备专用的装置放在相应间隔屏上由于继电保护在电力系统中具有非常重要作用，实现综合自动化不能降低继电保护的可靠性。基本功能变电站自动化取代常规的测量系统，如变送器、录波器、指针式仪表等；改变了常规的操作机构，如操作盘、模拟盘、手动同期及手控无功补偿装置；取代常规的告警、报警·装置，如中央信号系统、光字牌等；取代常规的电磁式和机械式防误闭锁设备等。监视控制的功能基本功能1、实时数据采集与处理。模拟量采集状态量的采集脉冲量的采集装置信息采集软件计算方法监视控制的功能基本功能2、运行监视功能。状态量变位的监视模拟量的监视事故音响或语音报警监视控制的功能基本功能3、故障测距与录波功能。自动采集、存储电力系统故障信息对电气量进行录波和分析，记录故障和异常运行的变化过程监视控制的功能基本功能4、事件顺序记录和事故追忆。分析事故、评价继电保护和自动装置以及断路器的动作情况了解系统或某一回路在事故前后所处的工作状态监视控制的功能基本功能5、控制与安全操作闭锁。就地和远方控制自动和手动控制通过软硬件实现"五防"功能监视控制的功能基本功能6、谐波的分析和监视。波形畸变、电压闪变和三相不平衡7、其他功能。数据处理与记录人机联系打印监视控制的功能基本功能自动控制装置是保证变电站甚至系统的安全、可靠供电的重要装置。电压/无功自动控制装置(VQC)低频减载装置备用电源自投装置小电流接地系统选线装置等。自动控制装置的功能基本功能无功和电压自动控制。变电站无功和电压自动控制是利用有载调压变压器和无功补偿电容器及电抗器进行局部的电压及无功补偿的自动调节，使负荷侧母线电压在规定范围内，并使主变高压侧的无功分布在一个合理范围。自动控制装置的功能基本功能自动低频减载。按电力系统运行规程规定：电力系统的允许频率偏差为±0.1Hz；系统频率不能长时间运行在49.5～49Hz以下；事故情况下，不能较长时间停留在47Hz以下；系统频率瞬时值不能低于45Hz。

在系统发生故障，有功功率严重缺额，频率下降时，需要有计划、按次序切除负荷，并保证切除负荷量合适，这是低频减载的任务。自动控制装置的功能基本功能备用电源自投控制（BZT）。当工作电源因故障不能供电时，自动装置应能迅速将备用电源自动投入使用或将用户切换到备用电源上。典型的备用自投有单母线进线备投、分段断路器备投、变压器备投、进线及桥路备投、旁跳断路器备投。自动控制装置的功能基本功能备自投的两种工作方式：明备用：正常由1#变压器供电，1#变压器或1#开关故障断开后，BZT自动投入2#开关，由2#变压器供电。

暗备用：正常1#变压器、2#变压器都供电，1#变压器故障时，BZT自动投入3#开关或5#开关保持供电。采用微机实现BZT，可以实现灵活的自动投入控制方式，比如三种备用电源投入方式可以用一台微机设备实现。同时装置可以自诊断，并可以具有通信功能与其他自动化系统相联系。自动控制装置的功能基本功能小电流接地选线。小电流接地系统中发生单相接地是系统中并不会产生大的故障电流，所以为故障的定位和隔离造成很大困难。所以需要专门的设备用于选出接地线路（或母线）及接地相，并予以报警。自动控制装置的功能基本功能现场级通信与上级调度的通信远动与数据通信功能基本功能遥信

遥信信息一般分为：开入量，一般事件，保护动作事件。开入量是指通过无源接点或有源接点接入遥信采集板的遥信状态信息。一般事件信息是指微机保护装置的自检信息，控制字和压板投退状态，以及保护未启动情况下产生的事件。信息表示一般采用“带时标的报文”格式，用4字节的绝对时标来标注动作时间。保护动作事件指微机保护装置在保护启动到保护复归期间所有的保护动作事件，信息表示一般采用“具有相对时间的带时标的报文”格式，除了标注动作时间外，还有相对于保护启动的延迟时间、故障序号等内容。基本功能遥信（一）硬遥信

单位置信号双位置信号（二）软遥信主要指装置事件信息，间隔层继电保护装置、测控装置、自动装置内部产生的事件信息主要有两类1、装置在内部自检过程中产生的告警信号，2、装置对已采集到的外部信息进行二次逻辑判断后产生的事件信息。基本功能680D0D682844288201440196010195010E9816680D0D682844288201440196010195010E9816680D0D682844288201440196010195010E9816101104调度合位接点分位接点电缆电缆遥信实例基本功能遥测变电站的模拟量主要三种类型：1、工频变化的交流电气量，如交流电流、电压；2、变化缓慢的直流电气量，如直流系统的电流、电压；3、变化缓慢的非电气量，如温度。针对不同的特点，模拟量采样方式可分为直流采样和交流采样方式。基本功能遥控

遥控就是控制中心发出命令去控制远方发电厂或变电站的断路器，进行合闸或分闸操作。遥控命令还可以控制厂站其它设备，进行二位式操作。基本功能遥信正确是正常遥控的前提

遥信状态

控分

控合“01”

可控

不可控“10”

不可控

可控“00”or”11”

不可控

不可控基本功能

主站站控层间隔层一次设备8002/8003sys远动机测控装置电气回路1远动模式2KVM模式KVM远方服务器本地后台测控装置3后台模式本地后台测控装置电气回路电气回路4测控模式测控装置电气回路5就地模式电气回路非常规操作模式常规模式常规模式遥信正确是正常遥控的前提L2201_DLI母II母L2201_1GL2201_2GL2201_1DL2201_2DL2201_3DL2201_3GSEQL2201_1D_F=1满足L2201_2D_F=1满足L2201_3D_F=1满足L2201_DL_F=1满足测控装置远方正在进行L2201_3G合操作稍候…….

CONTROL合上L2201_3G,请确认!确认取消

CONTROL操作员口令:监护员口令:设备编号:

取消AC220&L2201-1D_F--L2201-2D_F--L2201-3D_F--L2201-DL_F---1xxxxxxxxxxxx确认6809096853012E0106010160867116遥控选择6809096808012E0147010160846516遥控反校6809096853012E0106010160867116遥控执行合线圈分线圈远方就地3G压板合对象继电器分对象继电器逻辑闭锁继电器3D分2D分DL分1D分L2201_2D_F=0条件满足退出操作!!-0遥控实例L2201_DLL2201_1GL2201_2GL2201_1DL2201_2DL2201_3DL2201_3GL2202_DLL2202_1GL2202_2GL2202_1DL2202_2DL2202_3DL2202_3G远方远方远方DataBaseYK.L2201间隔

addr=16L2201_DL1L2201_1G2L2201_2G3L2201_3G4.L2202间隔

addr=17L2202_DL1L2202_1G2L2202_2G3L2202_3G4

……………..L2201间隔#161716远方L2201遥控分执行误分操作!!!!!!!报文发错间隔!!就地L2202间隔#17就地遥控安措实例1L2201_DLL2201_1GL2201_2GL2201_1DL2201_2DL2201_3DL2201_3GL2202_DLL2202_1GL2202_2GL2202_1DL2202_2DL2202_3DL2202_3G远方远方远方2201间隔(#16)远方遥控分执行就地就地“分”报文丢弃,分接点不动作物理断点物理断点物理断点遥控分失败,避免了误操作!!!1.装置切就地2.开关KK切就地3.出口硬压板取下2202间隔(#17)就地V=0遥控安措实例2基本功能1综合自动化系统中继电保护功能？2综合自动化系统中监视控制功能？3综合自动化系统中自动控制功能？4综合自动化系统中远动及数据通信功能？基本功能变电站综合自动化系统与电力系统发输变配用各个环节的联系变电站综合自动化系统与智能电网的联系一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障1综合自动化系统设计原则2综合自动化系统设计总体要求设计原则设计原则提高变电站安全生产水平和运行的可靠性，使系统维护简单、方便，降低劳动强度，实现减人增效减少二次设备间的连接，节约控制电缆减少变电站设备的配置，实现资源共享，避免设备重复设置减少变电站占地面积和建筑面积，降低工程造价节约建设成本、运行成本，提高营运效率变电站自动化系统的设计除执行本规定外，还应执行国家、行业的有关标准、规范和规程、规定变电站综合自动化系统在设计时，应遵循以下六个原则：设计原则1、变电站自动化系统作为电网调度自动化的一个子系统，应服从电网调度自动化的总体设计。其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则2、分散式系统的功能配置宜采用下放的原则。凡可以在间隔层就地完成的功能如保护、备用电源自投、电压控制等，无须通过网络和上位机去完成。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则3、应能全面替代常规二次设备。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则4、微机保护的软硬件与监控系统既相对独立，又相互协调。要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计，确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则5、微机保护应有通信功能。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则6、应能满足无人值班的要求，设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则7、有可靠的通信网络和通信协议。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则8、有良好的抗干扰能力。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则9、设备运行可靠性高。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则10、系统可扩展性好。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则11、系统的标准化和开放性能要好。应从技术上保证站内自动化系统的硬件接口满足国际标准。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则12、变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术，减轻TA、TV的负载，提高测量精度。同时，可取消光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，由计算机承担信号监视功能，使任一信息做到一次采集、多次使用。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则13、建议采用局域网通信方式，尤其是平等网络，如总线型网。从抗电磁干扰角度考虑，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，这对分散式变电站自动化系统尤为适用。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：设计原则通过以上设计，使得断路器、隔离开关、接地开关、变压器、电容器、电抗器、交直流站用电及其辅助设备、保护信号和各种装置状态信号都归入自动化系统的监视范围。对所有的断路器、电动隔离开关、电动接地开关、主变有载调压开关等实现远方控制。远方控制中心通过数据处理及通信装置，对继电保护的状态信息、动作报告、保护装置的复归和投退、定值的设定和修改、故障录波的信息等实现监视和控制。变电站综合自动化系统在设计中的总体要求：1综合自动化系统设计原则2综合自动化系统设计总体要求设计原则设计原则请从电力生产角度对综合自动化系统设计原则展开分析请考虑综合自动化系统设计流程一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障1集中式综合自动化系统结构2分层分布式综合自动化系统结构3智能变电站自动化系统结构综自系统结构综自系统结构根据变电站自动化系统设计思想和安装的物理位置不同，其硬件结构形式可以分为多种类型。从目前国内外的发展来看，从结构形式可以划分为集中式、分布式、分散（分层）分布式；从安装物理位置划分为集中组屏、分层组屏和分散在一次间隔设备上安装等形式。综自系统结构集中式结构的变电站自动化主要出现在早期，指采用不同档次的计算机及其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，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功能。这里的集中也并非指由一台计算机完成所有任务，只是每台计算机承当的任务多一些，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；担任微机保护的一台计算机可能要负责几回低压线路的保护等。集中式变电站自动化系统：综自系统结构这种结构形式是按变电站的规模配置相应容量、功能的微机保护装置和监控主机及数据采集系统，它们安装在主控室内。主变压器、各种进出线路及站内所有电气设备的运行状态过电流互感器、电压互感器经电缆送到主控室的保护装置或监控计算机上，并与调度中心的计算机通信。集中式变电站自动化系统：综自系统结构每台计算机的功能集中，如果一台计算机出故障，影响面大，因此必须采用双机热备用模式集中式结构、软件复杂，修改困难、调试麻烦。组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件必须另行设计，工作量大。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，只适合保护算法比较简单的情况。集中式变电站自动化系统主要缺陷：综自系统结构随着微机技术和通信技术的发展，特别是20世纪80年代后期单片机的性能价格比越来越高，使研制者有条件将微机保护和数据采集单元按一次回路进行设计。所谓分布式结构，是在结构上采用主从CPU协同工作方式，各功能模块（通常是各个从CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。分布式系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了集中式结构中独立CPU计算处理能力的瓶颈问题，方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块的运行。分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统：综自系统结构保护单元继电保护自动重合闸故障录波故障测距分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统：综自系统结构测量控制控制或I/O单元分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统：综自系统结构间隔级单元保护单元测控单元分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统：各种类型的间隔级单元各自拥有独立的单片机，实现数据采集和控制功能。取消了或简化传统设计中复杂的二次回路。综自系统结构变电站自动化系统可以划分为站控层、间隔层两级。分层分布式结构集中组屏的变电站自动化系统：综自系统结构（1）星型耦合连接的系统综自系统结构（2）现场总线式连接的系统。综自系统结构变电站自动化系统架构（3）工业以太网连接的系统。综自系统结构综自系统结构它面向高压设备间隔（如一条出线、一台变压器、一组电容器等）的方法设计的，间隔层中集测量、控制、保护于一体，设计在同一个机箱中。各间隔单元的设备单元相互独立，仅通过光纤或电缆网络由站控机对它们进行管理和交换信息。能在间隔层完成的功能一般不依赖于通信网络，如保护功能本身不依赖于通信网络。分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统：综自系统结构10-35kV馈线保护采用分散式结构,就地安装,节约控制电缆,过现场总线或以太网与保护管理机通信。高压线路保护和变压器保护采用集中组屏，保护屏安装在控制室或保护室中，同样通过现场总线或以太网与保护管理机通信。使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，有利于提高可靠性其他自动装置，备用电源自投和电压、无功自动控制装置采用集中组屏安装于控制室或保护室内。电能量计量系统单独组网，这主要是考虑专业分工。分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统的特点：综自系统结构目前变电站自动化系统的功能和结构都在不停地发展，全分层、分散式的结构一定是今后的发展方向。主要原因是：1.分层、分散式的系统优点突出；2.随着新设备、新技术的进展如光电传感器和光纤通信技术的发展，使得原来只能集中组屏的高压线路保护和主变压器保护装置可以考虑安装在高压场附近，并利用日益发展的光纤技术和网络技术，将这些分散在个开关柜上的保护和测控模块联系起来，构成一个全分散的自动化系统。分散分布式与集中相结合的变电站自动化系统：综自系统结构智能变电站监控系统：综自系统结构一体化监控系统：消防环境一体化电源测控测控测控保护测控一体测控保护测控一体主机兼人机工作站远动工作站调度自动化主站I区保护保护保护故录故录保护保护信息管理子站保护信息管理主站II区电力企业数据网III区生产系统管理主站辅助系统监控视频监控主站PMUPMUPMU集中器WAMS主站电力调度数据网综自系统结构一体化监控系统：智能变电站自动化由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。

智能变电站一体化监控系统不包含计量、辅助应用、输变电在线监测等设备，但与其共同构建智能变电站自动化体系。一体化监控系统监控主机操作员工作站工程师工作站数据服务器综合应用服务器I区数据通信网关机图形网关机II区数据通信网关机III/IV区数据通信网关机综自系统结构主要设备：监控主机操作员站工程师工作站Ⅰ区数据通信网关机图形网关机Ⅱ区数据通信网关机Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机综合应用服务器数据服务器综自系统结构一体化监控系统：综自系统结构1集中式综合自动化系统结构？2分层分布式综合自动化系统结构？3智能变电站自动化系统结构？综自系统结构综自系统结构请分析综合自动化系统结构演变的原因探讨综合自动化系统未来的发展方向一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障信息采集与控制技术1开关量输入工作原理？2开关量输出工作原理？3模拟量输入工作原理？4信息采集与控制的基本硬件结构？信息采集与控制技术变电站自动化系统的各个单元如微机保护、监控系统、自动装置的硬件结构从宏观方面来看都是大同小异，基本上由微机或单片机及其外部接口电路组成。外部接口电路包括：模拟量输入输出电路、开关量输入输出电路、通信电路等。

信息采集与控制技术其中ROM存储程序和数据，RAM存储程序运行过程中产生的临时数据。CPU执行程序，完成采集和控制的功能。目前变电站自动化系统已普遍采用32位CPU。方框内是一个功能模块，既可以在一个装置中包括所有模块，也可以在一个装置中只实现一个模块。如果需要与其他设备通信，可以痛过MODEM或网络适配器进行。信息采集与控制的基本硬件结构信息采集与控制技术一次设备的电压、电流信号是随时间连续变化的模拟信号，而计算机是一种数字电路设备，只能接受数字脉冲，识别数字量，所以需要先把模拟量转换成计算机能接受的数字量。这就需要模拟量输入电路来实现。同时，为了实现对电气设备的调节（如：调节发电机的有功出力或励磁电流等），还需要输出模拟信号去驱动执行机构，这就需要利用模拟量输出电路。模拟量方面信息采集与控制技术开关量输入/输出电路有并行接口、光电耦合电路及有触点的中间继电器组成，主要用于接受开关量信号的输入以及发跳合闸信号、本地和后台机的告警信号、压板投送信号以及闭锁信号等。开关量方面信息采集与控制技术在变电站中存在大量的以0/1变化的信号量，如断路器、隔离刀闸等的开合状态。把这种开关量输入计算机的电路由隔离电路、去抖电路、信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码器等组成。而开关量的输出电路与输入电路大致相似。开关量输入基本硬件结构信息采集与控制技术断路器和隔离刀闸的状态一般取自它们的辅助触点。这些触点通常距离测量装置较远，连线较长。为避免连线上引入干扰，一般信号输入时需采取隔离措施。隔离方主要有两种：继电器隔离和光电隔离。开关量输入隔离电路信息采集与控制技术断路器断开，辅助触点闭合，使得J2动作，低电平0进入数据采集电路;断路器闭合，辅助触点断开，使得J2释放，高电平1进入数据采集电路。开关量输入隔离电路—继电器隔离信息采集与控制技术断路器断开，辅助触点闭合，二极管接通，光敏三极管集电极低电平0进入远动装置。断路器闭合，辅助触点断开，二极管不通，光敏三极管集电极高电平1进入远动装置。光电耦合器件体积小，响应速度快，不受电磁干扰影响，是理想的隔离方法。开关量输入隔离电路—光电隔离信息采集与控制技术因为触点闭合时并不是一步到位，而是有一个抖动的过程，而且长线和空间也会产生干扰信号，这个过程如不处理，会导致采集错误。开关量输入滤波去抖电路信息采集与控制技术通常计算机总线连接着多个向总线输入数据的数据源设备和从总线获取数据的数据负荷设备。但是，任一时刻只能进行与一个源或负荷之间的数据传送，当一个设备与总线发生数据交换时，要求其他设备在电路上与总线隔离，这就是总线隔离问题。此外，由于微处理器功率有限，故每个I/O引脚的驱动能力亦有限。因此，为了驱动负荷需要采用缓冲/驱动器。驱动控制信息采集与控制技术微机系统中一般有三组总线：数据总线、地址总线和控制总线。为防止信息干扰，要求挂接在总线上的寄存器或存储器等，它们的输出端不仅能呈现0、1两个信息状态，而且还应呈现出第三钟状态——高阻抗态，处于这种状态时它们的输出好象被开关断开，与总线隔离。此时，总线可被其他设备占用。驱动控制信息采集与控制技术当控制端E=1时，输出等于输入。此时总线由该器件驱动，总线上的数据有输入数据决定；当E=0时，输出端呈现高阻抗状态，该器件对总线不起作用。当寄存器的输出端与一三态门相连，再有三态门与总线相接，就构成了三态门缓冲器。数据缓冲器主要用到数据输入接口电路中，用于和数据总线的配合。驱动控制信息采集与控制技术同步传输方式CPU不查询外设的状态，定时与外设交换数据。即认为外设数据随时准备好，CPU要读取其数据时，不需要实现查询其工作状态，总线数据发给外设时也是如此。这种方式只适合于CPU与比较简单而且数据状态变化慢或变化速度固定的外设交换信息。输入输出控制方式信息采集与控制技术查询方式同步方式程序设计简单，硬件接口也简单，但是必须保证执行输入指令时外设数据准备好；而输出指令时，外设是空闲的。这对于外设来说是很难保证的。查询方式的特点是CPU在输入/输出数据前，先测试外设是否已准备好。只有检测到外设准备好后才发出输入/输出指令。查询方式的优点是程序和硬件接口都比较简单，但CPU的负载较大。输入输出控制方式信息采集与控制技术中断方式中断是过硬件改变CPU的运行方向。由外设根据自己的状态向CPU及时发出中断申请，CPU根据中断的优先级决定中断目前的任务，与外设进行数据交换。这种方式，可以有效降低CPU负载，同时提高处理速度。但相比于前两种方式，硬件结构明显复杂。输入输出控制方式信息采集与控制技术直接存储器存取方式虽然中断方式可以在一定程度上实现CPU和外设的并行工作，但是在外设与内存数据交换是还需要通过CPU中转。这对于高速外设（如磁盘）在进行大批量的数据交换时,还是会严重影响CPU的效率。为此，引入DMA(DirectMemoryAccess)控制器协调外设与内存间的数据交换，中间CPU不参与任何任务，这就是直接存储器存取方式。输入输出控制方式信息采集与控制技术地址译码和输出隔离的原理同输入相同。输出通道的主要特点在于由于微机输出的数据只能在总线上存在很短时间，必须利用锁存器保持信号电平，常用的锁存器74LS273,74LS373,74LS573等。CPU收到输出指令后，向输出端口送出状态字，地址线上的地址信号选相应的锁存器，状态字被锁存器保持并通过隔离电路和输出继电器输出。开关量输出信息采集与控制技术电力系统中的电流、电压、温度等都是连续变化的模拟量。模拟量的输入电路是数据采集系统很重要的电路，变电站保护、自动装置动作速度和测量进度等性能都与该电路紧密相关。模拟量输入电路的主要作用是隔离、规范输入电压及完成模数转换，以便与微机接口，完成数据采集任务。模拟量输入信息采集与控制技术根据模数变换原理的不同，数据采集系统中模拟量输入电路有两种方式：一是基于逐次逼近型A/D(ADC)转换方式，该方式直接将模拟量转换成数字量；二是采用电压/频率变换(VFC)原理进行模/数变换方式，它是将模拟量电压先转换为频率脉冲量，过脉冲计数变换为数字量的一种变换方式。模拟量输入信息采集与控制技术逐次逼近型A/D转换方式由电压形成电路、低通滤波电路、采样保持、多路转换开关及A/D变换芯片五部分组成。基于逐次逼近型

A/D转换的模拟量输入电路信息采集与控制技术电压-频率变换技术(VFC)的原理是将输入的电压模拟量U线性地变换为脉冲式的频率f，是产生的脉冲频率正比于输入电压的大小，然后在固定的时间内用计数器对脉冲数目进行计数，供CPU读入。电压/频率变换的模拟量输入电路信息采集与控制技术VFC型A/D变换方式的接口电路比基于逐次逼近型的A/D变换方式简单得多，CPU几乎不需要对VFC芯片进行控制。其优点是明显的：

工作稳定，线性度高、电路简单；

抗干扰能力强，VFC是脉冲式数字电路，因此它不受随机高频噪声干扰，可以方便地在VFC输出和计数器之间接入光隔离元件；

可以方便地实现多CPU共享一套VFC电路。电压/频率变换的模拟量输入电路信息采集与控制技术1开关量输入工作原理？2开关量输出工作原理？3模拟量输入工作原理？4信息采集与控制的基本硬件结构？信息采集与控制技术开关量采集质量如何衡量模拟量采集质量如何衡量一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障综自系统二次回路1典型二次回路组成？2典型间隔遥信范围？3自动装置与微机保护的区别？二次回路（secondarycircuit）：测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、操作电源回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路等全部低压回路。由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路综自系统二次回路综自系统二次回路变电站自动化系统的发展从无到有，从传统型到数字化，以及现在大力推行的智能化。二次系统在其中的作用一直没有削弱，而且不论变电站的代际，典型二次回路都是被大量投用的。从功能上讲，我们可以将变电站自动化系统中的微机型二次设备分为微机保护、微机测控、操作箱（目前一般与微机保护整合为一台装置内，以往多为独立装置）、自动装置、远动设备等。按照这种分类方法，可以将二次回路的分析更加详细，易于理解。二次回路重要性综自系统二次回路采集电流量、电压量及相关状态量数据，按照不同的算法实现对电力设备的保护功能，根据计算结果做出判断并发出针对断路器的相应操作指令。微机保护综自系统二次回路主要功能是测量及控制，可以采集电流量、电压量及状态量并能发出针对断路器及其它电动机构的操作指令，取代的是常规变电站中的测量仪表（电流表、电压表、功率表）、就地及远传信号系统和控制回路。微机测控综自系统二次回路用于执行各种针对断路器的操作指令，这类指令分为合闸、分闸、闭锁三种，可能来自多个方面，例如本间隔微机保护、微机测控、强电手操装置、外部微机保护、自动装置、本间隔断路器机构等。操作箱综自系统二次回路自动装置与微机保护的区别在于，自动装置虽然也采集电流、电压，但是只进行简单的数值比较或“有、无”判断，然后按照相对简单的固定逻辑动作发出针对断路器的相应操作指令。这个工作过程相对于微机保护而言是非常简单的。自动装置综自系统二次回路微机保护是根据所需功能配置的，也就是说，不同的电力设备配置的微机保护是不同的，但各种微机保护的工作方式是类似的。一般可概括为“开入”与“开出”两个过程。事实上，整个变电站自动化系统的所有设备几乎都是以这两种模式工作，只是开入与开出的信息类别不同而已。微机测控与微机保护的配置原则完全不同，它是对应于断路器配置的，所以，几乎所有的微机测控的功能都是一样的，区别仅在于其容量的大小而已。如上所述，微机测控的工作方式也可以概括为“开入”与“开出”两个过程。微机保护与测控的工作方式综自系统二次回路微机保护需要采集电流和电压两种模拟量进行运算，以判断其保护对象是否发生故障。变电站配电装置中的大电流和高电压必须分别经电流互感器和电压互感器变换成小电流、低电压，才能供微机型保护装置使用。微机测控开入的模拟量除了电流、电压外，有时还包括温度量（主变压器测温）、直流量（直流电压测量）等。微机测控开入模拟量的目的主要是获得其数值，同时也进行简单的计算以获得功率等电气量数值。开入—模拟量开入综自系统二次回路数字量也称为开关量，它是由各种设备的辅助接点通过“开/闭”转换提供，只有两种状态。微机测控对数字量的采集主要包括断路器机构信号、隔离开关及接地开关状态信号等。这类开关量的触发装置（即辅助开关）一般在距离主控室较远的地方，为了减少电信号在传输过程中的损失，通常采用电压为直流220V的强电回路进行传输。同时，为了避免强电系统对弱点系统形成干扰，在进入微机运算单元前，需要使用光耦单元对强电信号进行隔离、转变成弱电信号。开入—数字量开入综自系统二次回路对微机保护而言，开出是指微机保护根据自身采集的信息，加以运算后对被保护设备目前状况作出的判断以及针对此状况作出的反应，主要包括操作指令、信号输出等反馈行为。反馈行为是指微机保护的动作永远都是被动的，即受设备故障状态激发而自动执行的。对微机测控而言，开出指的是对断路器及各种电动机构（隔离开关、接地开关）发出的操作指令。与微机保护不同的是，微机测控不会产生信号，而且其操作指令也是手动行为的，即人工发出的。开出综自系统二次回路一般来讲，微机保护只针对断路器发出操作指令，对线路保护而言，这类指令只有两种：“跳闸”或者“重合闸”；对主变保护、母差保护而言，这类指令只有一种：“跳闸”。在某些情况下，微机保护会对一些电动设备发出指令，如“主变温度高启动风机”会对主变风冷控制箱内的风机控制回路发出启动命令；对其它微机保护或自动装置发出指令，如“母线差动保护动作闭锁线路重合闸”、“母差动作闭锁备自投”等。微机保护发出的操作指令属于“自动”范畴。开出—操作指令综自系统二次回路微机测控发出的操作指令可以针对断路器和各类电动机构，这类指令也只有两种，对应断路器的“跳闸”、“合闸”或者对应电动机构的“分”、“合”。微机测控测控发出的操作指令属于“手动”范畴，也就是说，微机测控的操作指令必然是人为作业的结果。开出—操作指令综自系统二次回路微机保护输出的信号只有两种：“保护动作”、“重合闸动作”。线路保护同时具备这两种信号，主变压器保护只输出保护动作一种信号。至于“装置断电”等信号属于装置自身故障，严格意义上不属于“保护”范畴。微机测控不产生信号。严格意义上讲，它会将自己采集的开关量信号进行模式转换后通过网络传输给监控系统，起到单纯的转接作用。这里所说的“不产生信号”，是相对于微机保护的信号产生原理而言的。开出—信号输出综自系统二次回路操作箱内安装的是针对断路器的操作回路，用于执行微机保护、微机测控对断路器发出的操作指令。操作箱的配置原则与微机测控是一致的，即对应于断路器，一台断路器有且只有一台操作箱。一般来讲，在同一电压等级中，所有类型的微机保护配备的操作箱都是一样的。在110kV及以下电压等级的二次设备中，由于操作回路相对简单，目前已不再设置独立的操作箱，而是将操作回路与微机保护整合在一台装置中。但是需要明确的是，尽管在一台装置中且有一定的电气联系，操作回路与保护回路在功能上仍是完全独立的。操作箱的工作方式综自系统二次回路变电站内最常见的自动装置就是备自投装置和低周减载装置。自动装置的功能主要是为了维护整个变电站的运行，而不是象微机保护一样针对某一个间隔。例如备自投主要是为了防止全站失压而在失去工作电源后自动接入备用电源，低周减载是为了防止因负荷大于电厂出力造成频率下降导致电网崩溃，按照事先设定的顺序自动切除某些负荷。自动装置的工作方式综自系统二次回路对一个含断路器的设备间隔，其二次系统需要三个独立部分来完成：微机保护、微机测控、操作箱。这个系统的工作方式有三种。微机保护、测控与操作箱的联系综自系统二次回路方式一在后台机上使用监控软件对断路器进行操作时，操作指令通过网络触发微机测控里的控制回路，控制回路发出的对应指令通过控制电缆到达微机保护里的操作箱，操作箱对这些指令进行处理后通过控制电缆发送到断路器机构的控制回路，最终完成操作。动作流程为：微机测控——操作箱——断路器。微机保护、测控与操作箱的联系综自系统二次回路方式二在测控屏上使用操作把手对断路器进行操作时，操作把手的控制接点与微机测控里的控制回路是并联的关系，操作把手发出的对应指令通过控制电缆到达微机保护里的操作箱，操作箱对这些指令进行处理后通过控制电缆发送到断路器机构的控制回路，最终完成操作。使用操作把手操作也称为强电手操，它的作用是防止监控系统发生故障时（如后台机“死机”等）无法操作断路器。所谓“强电”，是指操作的启动回路在直流220V电压下完成，而使用后台机操作时，启动回路在微机测控的弱电回路中。动作流程为：操作把手——操作箱——断路器。微机保护、测控与操作箱的联系综自系统二次回路方式三微机保护在保护对象发生故障时，根据相应电气量计算的结果做出判断并发出相应的操作指令。操作指令通过装置内部接线到达操作箱，操作箱对这些指令进行处理后通过控制电缆发送到断路器机构的控制回路，最终完成操作。动作流程为：微机保护——操作箱——断路器。微机保护、测控与操作箱的联系综自系统二次回路220kV变电站主设备典型测控回路图220kV线路保护测控相关回路示意图综自系统二次回路220kV变电站主设备典型测控回路图220kV主变保护测控相关回路示意图综自系统二次回路220kV变电站主设备典型测控回路图公共测控相关回路示意图综自系统二次回路220kV变电站主设备典型测控回路图五防相关回路示意图综自系统二次回路220kV变电站主设备遥信图主变二次回路遥信电气量保护遥信非电量保护遥信主变高压侧开关控制回路断线主变RCS柜差动保护跳闸主变冷控电源消失主变高压侧开关合闸压力报警主变RCS柜高后备跳闸主变本体重瓦斯动作主变高压侧开关合闸位置主变RCS柜中后备跳闸主变有载重瓦斯动作主变高压侧开关分闸位置主变RCS柜低后备跳闸主变绕组过温主变高压侧切换继电器同时动作主变RCS柜公共绕组后备跳闸主变压力释放动作主变高压侧合位主变RCS柜保护装置闭锁主变本体轻瓦斯动作主变高压侧合位主变RCS柜保护装置告警主变有载轻瓦斯动作主变高压侧合位主变RCS柜保护装置TA断线主变本体油位异常主变高压侧1GD合位主变RCS柜保护装置TV断线主变有载油位异常主变高压侧2GD合位主变RCS柜保护装置过负荷主变油温过高主变高压侧3GD合位主变RCS柜低压侧零序过压主变中压侧开关分闸位置主变RCS柜非全相跳闸主变保护主要遥信综自系统二次回路220kV变电站主设备遥信图母差保护主要遥信母差保护动作

母差PT断线告警

母差失灵保护动作

母差开入异常

母联充电保护动作

母差开入变位

母联过流保护动作

母线互联

母差保护元件异常

母差保护直流电源消失

母差闭锁元件异常

母差保护操作电源消失

母差CT断线告警

母差保护出口退出

综自系统二次回路220kV变电站主设备遥信图220kV线路保护主要遥信开关三相不一致开关B相分闸位置RCS901保护装置闭锁开关控制回路断线1、2开关C相分闸位置RCS901保护装置异常保护装置直流电源消失1切换继电器同时动作RCS901保护装置保护动作保护装置直流电源消失2P/T失压RCS901保护装置重合闸动作压力降低禁止跳闸正母刀闸位置LFX-912收发信机动作压力降低禁止重合闸负母刀闸位置LFX-912收发信机异常压力降低禁止合闸线路刀闸位置压力异常禁止操作开关母线侧接地刀闸1GD位置保护出口跳闸开关线路侧接地刀闸2GD位置开关A相分闸位置线路接地刀闸3GD位置综自系统二次回路1典型二次回路组成？2典型间隔遥信范围？3自动装置与微机保护的区别？综自系统二次回路什么是二次回路请举例典型间隔的遥测、遥控一、变电站综合自动化系统概述二、变电站综合自动化系统功能三、变电站综合自动化系统设计原则四、变电站综合自动化系统结构五、信息采集与控制技术六、综自系统二次回路七、调控数据规范化八、综自系统常见故障调控数据规范化1调控数据交互概念？2调控数据分类？事故异常变位越限告知调控数据规范化调控数据规范化调控数据规范化调控数据规范化调控数据规范化《变电站调控数据交互规范（试行）》，是根据公司《关于全面推进大运行体系建设的工作意见》(国家电网调〔2012〕263号)的要求，按照“调控一体化”建设模式，梳理调控业务需求、优化数据处理流程、明晰监控数据接入方式，已经成为当务之急，遵照“告警直传，远程浏览，数据优化，认证安全”技术原则提出的。背景调控数据规范化2012年发布的《变电站调控数据交互规范（试行）》提出通过优化调控实时数据、直传设备告警信息、远程浏览变电站全景、强化调控指令安全认证，实现对变电站设备的远方监控。为满足大运行体系的要求，调控中心可通过接收优化后的实时数据和设备告警信息以及使用远程浏览等工具，实现对变电站设备的远程监控。为满足大检修体系的要求，运维站可通过接收设备告警信息和使用远程浏览等工具，实现对变电站设备的远程运维。变电站调控数据交互规范调控数据规范化实时数据是调控一体化和调度一体化功能应用的主要数据来源，要求及时、准确和可靠。调控实时数据可分为电网运行数据、电网故障信号、设备监控数据三大类，由厂站端远动通信工作站完成直采直送，以DL/T634.5101、DL/T634.5104通信规约实现数据传输，直接关联调度主站系统电网结构设备模型、实时数据库和图形画面等。优化调控实时数据调控数据规范化电网运行数据以满足电网调度指挥与电网运行分析需求为主，在原调度远动数据基础上补充变电运行监视数据电网故障信号电力调度值班员判断电网故障及分析处理