第三章_變電站綜合自動(dòng)化

1、第三章第三章 變電站綜合自動(dòng)化變電站綜合自動(dòng)化23.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)一、一、 當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的要求當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的要求 i) 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性提出更高要求。全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性提出更高要求。 國(guó)家電力公司陸延昌在國(guó)家電力公司陸延昌在2000年全國(guó)電網(wǎng)調(diào)度工作會(huì)議上明確指年全國(guó)電網(wǎng)調(diào)度工作會(huì)議上明確指出：堅(jiān)持全國(guó)聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互聯(lián)的發(fā)展方向不動(dòng)搖。并且出：堅(jiān)持全國(guó)聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互聯(lián)的發(fā)展方向不動(dòng)搖。并且要做到系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可靠水平不降低。我國(guó)水力資源主要集中在西部要做到系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可靠水平不降低。我國(guó)水力資源主要集中在西部

2、和西南部，這兩地區(qū)可開(kāi)發(fā)電量占全國(guó)和西南部，這兩地區(qū)可開(kāi)發(fā)電量占全國(guó)82.9%；煤炭資源華北和西；煤炭資源華北和西北兩地區(qū)占北兩地區(qū)占80%；而負(fù)荷中心集中在中部和東部沿海，這兩地區(qū)的；而負(fù)荷中心集中在中部和東部沿海，這兩地區(qū)的經(jīng)濟(jì)總量占全國(guó)經(jīng)濟(jì)總量占全國(guó)82%，電力消費(fèi)占，電力消費(fèi)占78%。這種差異，決定了電力工。這種差異，決定了電力工業(yè)發(fā)展必須實(shí)行西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略。業(yè)發(fā)展必須實(shí)行西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略。 要做到全國(guó)聯(lián)網(wǎng)后，供電可靠性水平不降低，加強(qiáng)發(fā)電廠、變要做到全國(guó)聯(lián)網(wǎng)后，供電可靠性水平不降低，加強(qiáng)發(fā)電廠、變電站的安全、可靠運(yùn)行、提高其自動(dòng)化水平很為重要。電

3、站的安全、可靠運(yùn)行、提高其自動(dòng)化水平很為重要。 33.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)ii) 常規(guī)的變電站存在的問(wèn)題常規(guī)的變電站存在的問(wèn)題 安全性、可靠性不能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。安全性、可靠性不能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。 不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)性要求。不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)性要求。 供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證。供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證。 不利于提高運(yùn)行管理水平。不利于提高運(yùn)行管理水平。 維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差。維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差。 占地面積大，增加征地投資。占地面積大，增加征地投資。43.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為發(fā)展變電站自動(dòng)化提

4、供科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為發(fā)展變電站自動(dòng)化提供了有利的條件了有利的條件 變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程與相關(guān)學(xué)科的變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程與相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。變電站自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程有三個(gè)階發(fā)展密切相關(guān)。變電站自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程有三個(gè)階段：段：(1) 變電站分立元件的自控裝置階段。變電站分立元件的自控裝置階段。 *電磁式的自動(dòng)裝置電磁式的自動(dòng)裝置 *晶體管式的自動(dòng)裝置晶體管式的自動(dòng)裝置 *集成電路式的自動(dòng)裝置集成電路式的自動(dòng)裝置53.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)(2) 微處理器為核心的智能自動(dòng)裝置階段。微處理器為核心的智能自動(dòng)裝置階段。 計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展，尤其是20世

5、紀(jì)世紀(jì)70年代微年代微處理器的問(wèn)世和微計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，為變處理器的問(wèn)世和微計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，為變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了必要的手段。電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了必要的手段。 這階段廠站自動(dòng)化的特點(diǎn)：形成變電站內(nèi)的這階段廠站自動(dòng)化的特點(diǎn)：形成變電站內(nèi)的自動(dòng)化孤島。自動(dòng)化孤島。(3) 變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展，全面促進(jìn)變電站變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展，全面促進(jìn)變電站技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平的提高。技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平的提高。63.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化的早期發(fā)展概況國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化的早期發(fā)展概況 國(guó)外變電站自動(dòng)化的研究工作始于國(guó)外變電站自動(dòng)化的研究工作

6、始于20世紀(jì)世紀(jì)70年代。年代。70年代末，英、西德、意大利、澳大利亞等國(guó)新裝的遠(yuǎn)動(dòng)年代末，英、西德、意大利、澳大利亞等國(guó)新裝的遠(yuǎn)動(dòng)裝置都是微機(jī)型的。裝置都是微機(jī)型的。變電站綜合自動(dòng)化的研究工作，于變電站綜合自動(dòng)化的研究工作，于70年代中、后期年代中、后期開(kāi)始。開(kāi)始。1975年由關(guān)西電子公司和三菱電氣有限公司合作年由關(guān)西電子公司和三菱電氣有限公司合作，研究配電變電站數(shù)字控制系統(tǒng)。，研究配電變電站數(shù)字控制系統(tǒng)。1979年年9月完成樣機(jī)，月完成樣機(jī)，稱為稱為SDCS-1型，型，12月在變電站安裝運(yùn)行，月在變電站安裝運(yùn)行，1980年開(kāi)始年開(kāi)始商品化生產(chǎn)。商品化生產(chǎn)。 SDCS-1型由型由13臺(tái)微機(jī)組

7、成。如臺(tái)微機(jī)組成。如圖圖1.2.1，它具有對(duì)，它具有對(duì)一個(gè)一個(gè)77kV/6.6kV的配電變電站的全部保護(hù)和控制功能。的配電變電站的全部保護(hù)和控制功能。該變電站具有該變電站具有3臺(tái)變壓器，臺(tái)變壓器，4回回77kV進(jìn)線，進(jìn)線，36回回6.6kV饋饋電線路。電線路。73.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)SDCS1結(jié)構(gòu)方框圖 國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化的早期發(fā)展概況國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化的早期發(fā)展概況8我國(guó)變電站自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程我國(guó)變電站自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化的研究工作始于我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化的研究工作始于8080年代中期。年代中期。19871987年清華大學(xué)電機(jī)年清華大學(xué)電機(jī)工程系研究

8、成功國(guó)內(nèi)第一個(gè)符合國(guó)情的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)工程系研究成功國(guó)內(nèi)第一個(gè)符合國(guó)情的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由該系統(tǒng)由3 3臺(tái)微機(jī)組臺(tái)微機(jī)組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖圖1.2.21.2.2。19871987年在山東威海望島變電站成功地投入運(yùn)行。年在山東威海望島變電站成功地投入運(yùn)行。望島變電站是一個(gè)望島變電站是一個(gè)35kV/10kV35kV/10kV城市變電站，有城市變電站，有2 2回回35kV35kV進(jìn)線，進(jìn)線，2 2臺(tái)主變，臺(tái)主變，8 8回回10kV10kV出線，出線，2 2組電容器。該系統(tǒng)擔(dān)負(fù)全變電站安全監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電壓無(wú)功控制組電容器。該系統(tǒng)擔(dān)負(fù)全變電站安全監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電壓無(wú)功控制、中

9、央信號(hào)等任務(wù)。按功能分為、中央信號(hào)等任務(wù)。按功能分為3 3個(gè)子系統(tǒng)個(gè)子系統(tǒng)：（：（1 1）安全監(jiān)控子系統(tǒng)；（）安全監(jiān)控子系統(tǒng)；（2 2）微）微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)；（機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)；（3 3）電壓、無(wú)功控制子系統(tǒng)。）電壓、無(wú)功控制子系統(tǒng)。 這是我國(guó)第一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其成功的投入運(yùn)行，證明了我國(guó)這是我國(guó)第一個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其成功的投入運(yùn)行，證明了我國(guó)完全可以自行研究，制造出具有國(guó)際先進(jìn)水平，符合國(guó)情的變電站綜合自動(dòng)化完全可以自行研究，制造出具有國(guó)際先進(jìn)水平，符合國(guó)情的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)。 9090年代中期后，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)迅速發(fā)展年代中期后，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)迅速發(fā)展。隨著微機(jī)技術(shù)的

10、不斷發(fā)展和已隨著微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和已投入運(yùn)行的變電站綜合系統(tǒng)取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，吸引全國(guó)許多用戶和投入運(yùn)行的變電站綜合系統(tǒng)取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，吸引全國(guó)許多用戶和科研單位和高等院校，因此變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)到科研單位和高等院校，因此變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)到9090年代，成為熱門(mén)話題。年代，成為熱門(mén)話題。3.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)93.1 變電站綜合自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)我國(guó)變電站自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程我國(guó)變電站自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程變電站微機(jī)監(jiān)測(cè)、保護(hù)綜合控制系統(tǒng)框圖變電站微機(jī)監(jiān)測(cè)、保護(hù)綜合控制系統(tǒng)框圖10 國(guó)外無(wú)人值班的發(fā)展簡(jiǎn)況無(wú)人值班的發(fā)展簡(jiǎn)況 西歐、北美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)

11、家的絕大多數(shù)變西歐、北美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的絕大多數(shù)變電站，包括許多電站，包括許多500kV、380kV的變電站也都實(shí)的變電站也都實(shí)行無(wú)人值班。例如：巴黎，行無(wú)人值班。例如：巴黎，1985年建立新一代的年建立新一代的計(jì)算機(jī)自動(dòng)管理系統(tǒng)，所有計(jì)算機(jī)自動(dòng)管理系統(tǒng)，所有225/20kV變電站都由變電站都由調(diào)度中心集中控制。調(diào)度室可掌握所有調(diào)度中心集中控制。調(diào)度室可掌握所有225/20kV變電站及變電站及20kV主網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故主網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，調(diào)度中心可以直接進(jìn)行必要的處理，使受停時(shí)，調(diào)度中心可以直接進(jìn)行必要的處理，使受停電影響的用戶迅速恢復(fù)供電。與此同時(shí)也出現(xiàn)一電影響的

12、用戶迅速恢復(fù)供電。與此同時(shí)也出現(xiàn)一批無(wú)人值班或少人值班的大、中小型水電站，例批無(wú)人值班或少人值班的大、中小型水電站，例如，到如，到1980年止，意大利年止，意大利ENEL公司的公司的474個(gè)水個(gè)水電站中，無(wú)人值班達(dá)電站中，無(wú)人值班達(dá)408個(gè)，法國(guó)個(gè)，法國(guó)EDF公司公司450個(gè)個(gè)水電站中，有水電站中，有403個(gè)無(wú)人值班占個(gè)無(wú)人值班占90%。 11國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)無(wú)人值班的發(fā)展簡(jiǎn)況. .早期的無(wú)人值班變電站沒(méi)有自動(dòng)化功能。只適合不重早期的無(wú)人值班變電站沒(méi)有自動(dòng)化功能。只適合不重要的要的35KV變電站。變電站。 2. 20世紀(jì)世紀(jì)60年代，進(jìn)入了遠(yuǎn)方監(jiān)視的無(wú)人值班階段。年代，進(jìn)入了遠(yuǎn)方監(jiān)視的無(wú)人值班階段。

13、3. 20世紀(jì)世紀(jì)80年代后期，無(wú)人值班技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階。年代后期，無(wú)人值班技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階。促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化的深入開(kāi)展和電網(wǎng)調(diào)度管理促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化的深入開(kāi)展和電網(wǎng)調(diào)度管理水平的提高。水平的提高。 4. 國(guó)家電力調(diào)度通信中心于國(guó)家電力調(diào)度通信中心于1993年年12月月28日發(fā)布了調(diào)自日發(fā)布了調(diào)自 1994 2號(hào)文件號(hào)文件關(guān)于在地區(qū)電網(wǎng)中實(shí)施變電站遙控關(guān)于在地區(qū)電網(wǎng)中實(shí)施變電站遙控和無(wú)人值班的意見(jiàn)和無(wú)人值班的意見(jiàn)。該文件明確指出實(shí)行變電站遙。該文件明確指出實(shí)行變電站遙控和無(wú)人值班是可行的，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向控和無(wú)人值班是可行的，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向，并明確指出各單位要

14、積極穩(wěn)妥地開(kāi)展此項(xiàng)工作，要，并明確指出各單位要積極穩(wěn)妥地開(kāi)展此項(xiàng)工作，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，因地制宜，統(tǒng)籌安排，綜合考根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，因地制宜，統(tǒng)籌安排，綜合考慮，做好規(guī)劃，逐步實(shí)施。根據(jù)需要有些地區(qū)可考慮慮，做好規(guī)劃，逐步實(shí)施。根據(jù)需要有些地區(qū)可考慮新建變電站一步到位，即按無(wú)人站設(shè)計(jì)建設(shè)，尤其是新建變電站一步到位，即按無(wú)人站設(shè)計(jì)建設(shè)，尤其是地區(qū)變電站地區(qū)變電站 。該文件對(duì)全國(guó)無(wú)人值班變電站的建設(shè)起。該文件對(duì)全國(guó)無(wú)人值班變電站的建設(shè)起了很大的推動(dòng)作用。了很大的推動(dòng)作用。12變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的目的和意義(1) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)的需要國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)的需要 不僅發(fā)達(dá)地區(qū)、人口密集經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地

15、區(qū)需要發(fā)展不僅發(fā)達(dá)地區(qū)、人口密集經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地區(qū)需要發(fā)展無(wú)人值班變電站；人口密度少、經(jīng)濟(jì)不甚發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地?zé)o人值班變電站；人口密度少、經(jīng)濟(jì)不甚發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)展無(wú)人值班也很重要。區(qū)，發(fā)展無(wú)人值班也很重要。(2) 提高運(yùn)行的可靠性，減少誤操作率。提高運(yùn)行的可靠性，減少誤操作率。(3) 提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率(4) 降低變電站建設(shè)成本降低變電站建設(shè)成本 。13變電站綜合自動(dòng)化全面提高無(wú)人值班變電站的技術(shù)水平變電站綜合自動(dòng)化全面提高無(wú)人值班變電站的技術(shù)水平（1）提高了變電站的安全、可靠運(yùn)行水平。）提高了變電站的安全、可靠運(yùn)行水平。（2）提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平和技術(shù)水平）

16、提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平和技術(shù)水平（3）縮小變電站占地面積，降低造價(jià)，減少總投）縮小變電站占地面積，降低造價(jià)，減少總投資。資。（4）提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率，降低電能）提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率，降低電能損耗。損耗。（5）減少維護(hù)工作量。由于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的）減少維護(hù)工作量。由于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的 微機(jī)保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置，都具有故障自診斷功微機(jī)保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置，都具有故障自診斷功能，裝置內(nèi)部有故障，能自動(dòng)顯示故障部位，縮能，裝置內(nèi)部有故障，能自動(dòng)顯示故障部位，縮短了維修時(shí)間短了維修時(shí)間 。14變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵 20世紀(jì) 80年代和年代和90年代中期，國(guó)

17、內(nèi)都把上述功能的系統(tǒng)年代中期，國(guó)內(nèi)都把上述功能的系統(tǒng)稱為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以區(qū)別于只有局部功能的自動(dòng)稱為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以區(qū)別于只有局部功能的自動(dòng)化。國(guó)外發(fā)表的文章也稱化。國(guó)外發(fā)表的文章也稱“綜合自動(dòng)化綜合自動(dòng)化”，或一體化的變電，或一體化的變電站控制與保護(hù)。站控制與保護(hù)。 國(guó)際電工委員會(huì)（國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）根據(jù)國(guó)際上變電站自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)國(guó)際上變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的情況，于發(fā)展的情況，于1997年國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（年國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）WG 34.03工作組在工作組在“變電站內(nèi)數(shù)據(jù)流的通信要求變電站內(nèi)數(shù)據(jù)流的通信要求”報(bào)告中，提報(bào)告中，提出了出了“變電站自動(dòng)化變電站自動(dòng)化

18、”（SA，Substation Automation）和和“變電站自動(dòng)化系統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)”（SAS，Substation Automation System）兩個(gè)名詞。此名詞被國(guó)際電工委員會(huì)的兩個(gè)名詞。此名詞被國(guó)際電工委員會(huì)的TC 57技技術(shù)委員會(huì)（即電力系統(tǒng)通信和控制技術(shù)委員會(huì)）在制定的術(shù)委員會(huì)（即電力系統(tǒng)通信和控制技術(shù)委員會(huì)）在制定的IEC 61850（即變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)中采納。我國(guó)即變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)中采納。我國(guó)從從20世紀(jì)世紀(jì)80年代中、后期以來(lái)，習(xí)慣稱之為年代中、后期以來(lái)，習(xí)慣稱之為“變電站綜合變電站綜合自動(dòng)化自動(dòng)化”和和“變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系

19、統(tǒng)”。在在IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)變電站變電站通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）的定義為：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)就是在變的定義為：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)就是在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動(dòng)化。電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動(dòng)化。15變電站綜合自動(dòng)化的內(nèi)涵 2000年中國(guó)電力出版社出版的年中國(guó)電力出版社出版的變電站綜合自動(dòng)術(shù)變電站綜合自動(dòng)術(shù)一書(shū)中指出了變電站綜合自動(dòng)化的含義是將變電站的二次一書(shū)中指出了變電站綜合自動(dòng)化的含義是將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過(guò)功能

20、的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過(guò)功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù)、實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，是利用多臺(tái)微型計(jì)算的自動(dòng)化功能。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，是利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)等）和大規(guī)模集成電路組成的分級(jí)分布式機(jī)（包括單片機(jī)等）和大規(guī)模集成電路組成的分級(jí)分布式的自動(dòng)化系統(tǒng)，它以微

21、計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，它以微計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站傳統(tǒng)的繼電保護(hù)、測(cè)量手段、控制方式以及通信和管理模式的的繼電保護(hù)、測(cè)量手段、控制方式以及通信和管理模式的全面改造。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)全面改造。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化微機(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化等特征。等特征。163.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的子系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的子系統(tǒng)一、微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)一、微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng) 功能及要求 四性：快速性、選擇性、靈敏性和可靠性 主要功能：1）進(jìn)線和饋電線路的主保護(hù)和后備保

22、護(hù)及自動(dòng)重合閘； 2）主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)； 3）無(wú)功補(bǔ)償電容器組的保護(hù)； 4）母線保護(hù)； 5）小電流接地系統(tǒng)的單相接地選線。 附加功能：通信、故障記錄、統(tǒng)一時(shí)鐘、存儲(chǔ)整定值、顯示觀察修改整 定值、故障自診斷自閉鎖和自恢復(fù)、自動(dòng)重合閘功能17 輸電線路的微機(jī)保護(hù)配置 電流保護(hù)、距離保護(hù)、高頻保護(hù)、光纖縱差保護(hù)、方向電流保護(hù)、零序電流保護(hù) 變壓器的微機(jī)保護(hù)配置 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)、本體重瓦斯、有載調(diào)壓重瓦斯和壓力釋放保護(hù)、三段復(fù)合電壓（方向）閉鎖過(guò)電流保護(hù)、二段式零序過(guò)電流保護(hù)、間隙過(guò)電流過(guò)電壓保護(hù) 電力電容器的故障及微機(jī)保護(hù)配置 過(guò)電流保護(hù)、電壓保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)和不平衡電流保護(hù)18二

23、、自動(dòng)化監(jiān)控子系統(tǒng)二、自動(dòng)化監(jiān)控子系統(tǒng) 在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)能取代常規(guī)的測(cè)量系統(tǒng)，改變常規(guī)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，取代常規(guī)的告警、報(bào)警裝置，取代常規(guī)的電磁式和機(jī)械式防誤閉鎖設(shè)備；取代常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置等等。 基本功能 ：數(shù)據(jù)采集功能 、操作控制功能 、安全監(jiān)視功能 、事件順序記錄與故障錄波和測(cè)距功能 、數(shù)據(jù)處理與記錄功能 、人機(jī)聯(lián)系功能和諧波分析與處理。19三、電壓無(wú)功控制子系統(tǒng)三、電壓無(wú)功控制子系統(tǒng) 造成電壓質(zhì)量下降的主要原因是系統(tǒng)無(wú)功不足或無(wú)功功率分布不合理 無(wú)功功率的補(bǔ)償與分布問(wèn)題 分層分區(qū)，就地補(bǔ)償 變電站調(diào)節(jié)電壓和無(wú)功的主要手段是調(diào)節(jié)主變的分接頭和投切電容器組 變電站電壓無(wú)功管理調(diào)

24、控原則 （1）變電站電壓允許偏差范圍為：220kV變電站的110kV母線：106.7117.7kV；220kV、110kV變電站的10kV母線10.010.7kV。 （2）補(bǔ)償電容器的投退管理原則：以控制各電壓等級(jí)母線電壓在允許偏差范圍之內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率就地平衡為主要目標(biāo)，原則上不允許無(wú)功功率經(jīng)主變高壓側(cè)向電網(wǎng)倒送，同時(shí)保證在電壓合格范圍內(nèi)盡量提高電壓。 20 VQC的控制策略 （1）當(dāng)電壓越上限，無(wú)功正常/功率因數(shù)正常時(shí) （2）當(dāng)電壓越上限，無(wú)功越上限/功率因數(shù)越下限時(shí) （3）當(dāng)電壓越上限，無(wú)功越下限/功率因數(shù)越上限時(shí) （4）當(dāng)電壓越下限，無(wú)功正常/功率因數(shù)正常時(shí) （5）當(dāng)電壓越下限，無(wú)功

25、越上限/功率因數(shù)越下限時(shí) （6）當(dāng)電壓越下限，無(wú)功越下限/功率因數(shù)越上限時(shí) 21 電壓無(wú)功綜合控制方式 （1）集中控制方式。該方式是指在調(diào)度中心對(duì)各個(gè)變電站的主變壓器分接頭位置和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的控制。（2）分散控制方式。該方式是指在各個(gè)變電站或發(fā)電廠中，自動(dòng)調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置或其他調(diào)壓設(shè)備，以控制某地區(qū)的電壓和無(wú)功功率在規(guī)定的范圍內(nèi)。（3）關(guān)聯(lián)分散控制方式。關(guān)聯(lián)分散控制該方式是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，由分散安裝在各廠、站的分散控制裝置或控制軟件進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，調(diào)控范圍和定值是從整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出發(fā)，事先由電壓、無(wú)功優(yōu)化程序計(jì)算好的，而在系統(tǒng)負(fù)荷變化圈套或緊急情況或系

26、統(tǒng)運(yùn)行該方式發(fā)生大的變動(dòng)時(shí)，可由調(diào)度中心直接操作控制，或由調(diào)度中心個(gè)性下屬變電站所應(yīng)維持的母線電壓和無(wú)功功率的定值，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行該方式變化后新的要求。22 變電站10kV系統(tǒng)電壓無(wú)功綜合控制裝置簡(jiǎn)介 23四、備用電源自動(dòng)投入裝置 明備用。正常情況下有明顯斷開(kāi)的備用電源或備用設(shè)備。 暗備用。正常情況下沒(méi)有明顯斷開(kāi)的備用電源或備用設(shè)備。24 對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求1）只有當(dāng)工作電源斷開(kāi)后，備用電源才投入。防止備用電源投入到故障元件上，加重故障設(shè)備的破壞程度。2）APD只允許動(dòng)作一次。永久性故障時(shí)的多次動(dòng)作將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)多次受到短路電流的沖擊。3）APD切除工作電源斷路器必須經(jīng)延時(shí)。這是為

27、了躲過(guò)工作母線引出線故障造成的母線電壓下降25 PSP642微機(jī)型APD的硬件結(jié)構(gòu)一般由CPU插件、電源插件、邏輯及跳閘插件、人機(jī)對(duì)話插件幾部分組成。 控制條件：允許條件和閉鎖條件。 當(dāng)允許條件滿足，而閉鎖條件不滿足時(shí)，備自投動(dòng)作出口。 就地：可實(shí)現(xiàn)就地分合斷路器操作，此時(shí)，遠(yuǎn)方遙控?cái)嗦菲鞯牟僮鲗⒈婚]鎖 。 遠(yuǎn)方 ：允許通過(guò)遙控該方式對(duì)斷路器進(jìn)行操作，此狀態(tài)下就地操作均將被閉鎖。 26五、自動(dòng)按頻率減負(fù)荷控制系統(tǒng)五、自動(dòng)按頻率減負(fù)荷控制系統(tǒng) 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，系統(tǒng)發(fā)送的有功功率可能小于系統(tǒng)所需要（負(fù)荷功率）的，頻率就會(huì)降低，這將會(huì)造成系統(tǒng)低頻運(yùn)行。其危害是：1）影響汽輪機(jī)葉片，可能損傷或斷

28、裂。2）使火電廠廠用機(jī)械出力減少，會(huì)造成系統(tǒng)頻率崩潰。3）引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)電壓崩潰。4）影響測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確性和用戶的產(chǎn)品質(zhì)量。27自動(dòng)按頻率減負(fù)荷（AFL）：當(dāng)電力系統(tǒng)頻率降低時(shí)，能根據(jù)系統(tǒng)頻率下降的不同程度自動(dòng)有次序、有計(jì)劃地切除相應(yīng)的負(fù)荷，以阻止系統(tǒng)頻率降低，并使系統(tǒng)頻率迅速恢復(fù)到給定值?；疽螅?）AFL動(dòng)作后，系統(tǒng)頻率應(yīng)回升到恢復(fù)頻率范圍內(nèi)。2）使AFL充分發(fā)揮作用，應(yīng)有足夠負(fù)荷接于AFL上。3）AFL應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)頻率的下降程度切除負(fù)荷。分級(jí)切除、逐步逼近4）AFL各級(jí)動(dòng)作頻率確定應(yīng)符合系統(tǒng)要求，應(yīng)防止超調(diào)和懸停現(xiàn)象。5）AFL應(yīng)設(shè)置附加級(jí)，使系統(tǒng)頻率從穩(wěn)定的但略低

29、于恢復(fù)頻率值回升到正常值。附加級(jí)動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)頻率已處于穩(wěn)定，所以附加級(jí)一般需延時(shí)較長(zhǎng)。組成：頻率測(cè)量元件f，延時(shí)元件t和執(zhí)行元件 282930六、故障錄波裝置六、故障錄波裝置 常年投入運(yùn)行，監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)記錄裝置，記錄電力系統(tǒng)故障及繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置在事故過(guò)程中的動(dòng)作情況，迅速判斷線路故障的位置。 發(fā)展：機(jī)械式故障錄波裝置 、光線式故障錄波裝置 、微機(jī)故障錄波裝置 作用：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障和振蕩時(shí)，自動(dòng)記錄下故障類型、故障發(fā)生時(shí)間、電流電壓變化過(guò)程及繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況，計(jì)算出短路點(diǎn)到裝置安裝處的距離等，并且可以通過(guò)打印機(jī)打印事故報(bào)告，通過(guò)傳真或電力通信系統(tǒng)將報(bào)告?zhèn)魉偷秸{(diào)

30、度所。 313.3變電站綜合自動(dòng)化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(1)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的站內(nèi)信息傳輸 主要解決自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(jī)（監(jiān)控主機(jī)）間的數(shù)據(jù)通信和信息交換問(wèn)題。(2)自動(dòng)化系統(tǒng)與上級(jí)調(diào)度通信 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必須兼有RTU的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺杉哪M量和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，以及事件順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端；同時(shí)應(yīng)該能接收調(diào)度端下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令。即完成新型RTU等全部四遙功能。 通信規(guī)約必須符合部頒的規(guī)定。目前最常用的有IEC60870 101/103/104和CDT等規(guī)約。32國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）TC 57技術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)控制和通術(shù)委員會(huì)

31、）在制定IEC 61850（變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上分配在3個(gè)層次（變電站層、間隔層或單元層、過(guò)程層），這3個(gè)層次分別通過(guò)邏輯接口19建立通信，如圖3.1所示。33功能A功能B遠(yuǎn)方控制（NCC）7技術(shù)服務(wù)變電站層保護(hù)控制保護(hù)控制329832過(guò)程接口1,61,64,5過(guò)程接口4,5間隔/單元層遠(yuǎn)方保護(hù)過(guò)程層遠(yuǎn)方保護(hù)高壓設(shè)備34（1 1）過(guò)程層（）過(guò)程層（Processlevel）功能功能 過(guò)程層的功能實(shí)際上是與變電站一次設(shè)備斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和電流互感器TA、電壓互感器TV接口的功能。（2 2）間隔層（）間隔層（Baylevel）功能功能 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在間

32、隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等等。 (3(3）變電站層（）變電站層（Stationlevel） 變電站的功能有2類：與過(guò)程有關(guān)的站層功能： 與接口有關(guān)的站層功能：35變電站內(nèi)的信息傳輸變電站內(nèi)的信息傳輸 在具有變電站層在具有變電站層間隔層（單元層）間隔層（單元層）過(guò)程層（設(shè)過(guò)程層（設(shè)備層）的分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中，需傳輸?shù)男畔⒂幸詡鋵樱┑姆謱臃植际阶詣?dòng)化系統(tǒng)中，需傳輸?shù)男畔⒂幸韵聨撞糠窒聨撞糠?1過(guò)程層與間隔層的信息交換過(guò)程層與間隔層的信息交換過(guò)程層提供的信息主要有兩種：過(guò)程層提供的信息主要有兩種： 模擬量模擬量 狀態(tài)信息，主要為斷路器或間隔刀閘的輔助觸

33、點(diǎn)。狀態(tài)信息，主要為斷路器或間隔刀閘的輔助觸點(diǎn)。2間隔層內(nèi)設(shè)備間的通信間隔層內(nèi)設(shè)備間的通信間隔層設(shè)備間內(nèi)部通信，主要解決兩個(gè)問(wèn)題：間隔層設(shè)備間內(nèi)部通信，主要解決兩個(gè)問(wèn)題： 數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享互相閉鎖互相閉鎖363間隔層與變電站層的通信間隔層與變電站層的通信間隔層和變電站層的通信內(nèi)容很豐富，概括起來(lái)有以下間隔層和變電站層的通信內(nèi)容很豐富，概括起來(lái)有以下4類：類： 測(cè)量信息測(cè)量信息 狀態(tài)信息狀態(tài)信息 操作信息操作信息 參數(shù)信息參數(shù)信息4 變電站層的內(nèi)部通信變電站層的內(nèi)部通信變電站層不同設(shè)備間的通信，根據(jù)各設(shè)備任務(wù)和功能變電站層不同設(shè)備間的通信，根據(jù)各設(shè)備任務(wù)和功能的特點(diǎn)，傳輸所需的測(cè)量信息、狀態(tài)信息

34、和操作信息等的特點(diǎn)，傳輸所需的測(cè)量信息、狀態(tài)信息和操作信息等。37變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求 快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力快速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力 高的可靠性高的可靠性 優(yōu)良的電磁兼容性能優(yōu)良的電磁兼容性能 分層式結(jié)構(gòu)分層式結(jié)構(gòu)38串行通信接口串行通信接口EIA-RS-232C和和EIA-RS-422/485 1. EIA-RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)EIA-RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)是早期串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。是美國(guó)電子工接口標(biāo)準(zhǔn)是早期串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）于）于1973年制定的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。因接口簡(jiǎn)單年制定的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。因接口簡(jiǎn)單，因此也

35、廣泛應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的通信，但其主，因此也廣泛應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的通信，但其主要缺點(diǎn)是易受干擾，故傳輸距離短，速率低，最大傳輸距離為要缺點(diǎn)是易受干擾，故傳輸距離短，速率低，最大傳輸距離為15米。而在距離米。而在距離15米時(shí)，最大傳輸速率為米時(shí)，最大傳輸速率為20Kbps。2. EIA-RS 422/485 接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)RS422對(duì)對(duì)RS323C的電路進(jìn)行改進(jìn)，采用了平衡差的電路進(jìn)行改進(jìn)，采用了平衡差分的電氣接口，分的電氣接口，RS422加強(qiáng)了抗干擾能力，使傳輸速率和距離比加強(qiáng)了抗干擾能力，使傳輸速率和距離比RS232有很大的提高。由有很大的提高。由RS422標(biāo)準(zhǔn)變

36、形為標(biāo)準(zhǔn)變形為RS485。RS422用用4根傳輸線，工作于全雙工，根傳輸線，工作于全雙工，RS485只有兩根傳輸線，工作于半雙只有兩根傳輸線，工作于半雙工，它們的傳輸距離可到工，它們的傳輸距離可到1200M，傳輸速度，傳輸速度100K。 39表 幾種常用的串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口的主要性能RS232CRS-422RS-485操作方式操作方式單端單端差分差分差分差分最大電纜距離最大電纜距離15m1200m1200m最大傳輸速最大傳輸速率率(bps)12m20K(15m)10M10M120m-1M1M1200m-100K100K40RS422/485的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 接口簡(jiǎn)單，僅需一根信號(hào)電纜（雙絞線、同

37、軸電纜接口簡(jiǎn)單，僅需一根信號(hào)電纜（雙絞線、同軸電纜），便可實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。），便可實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。 可采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸規(guī)約，例如：可采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸規(guī)約，例如：IEC60870-5-103協(xié)議協(xié)議（我國(guó)行標(biāo)為（我國(guó)行標(biāo)為DL/T 667-1999）由于以上優(yōu)點(diǎn)，間隔層設(shè)備間的通信以前由于以上優(yōu)點(diǎn)，間隔層設(shè)備間的通信以前常采用常采用RS-232或或RS-485串行接口。串行接口。RS422/485缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 能連接的通信點(diǎn)數(shù)能連接的通信點(diǎn)數(shù)32個(gè)。個(gè)。 通信多為查詢方式通信多為查詢方式41現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò) 1現(xiàn)場(chǎng)總線定義現(xiàn)場(chǎng)總線定義根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC（Inter

38、national Electro-technical Commission）標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)FF（Fieldbus Foundation）的定義：現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能的定義：現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。以現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上是分散的。從而徹以現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上是分散的。從而徹底改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，提高了控制系統(tǒng)底改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，提高了控制系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)性能。的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)性能。422現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)：

39、現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)總線按現(xiàn)場(chǎng)總線按ISO的的OSI標(biāo)準(zhǔn)提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可靠性高標(biāo)準(zhǔn)提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，通信速率快，造價(jià)低，維，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，通信速率快，造價(jià)低，維護(hù)成本低。護(hù)成本低。具體有以下幾方面特點(diǎn)：具體有以下幾方面特點(diǎn)：(1) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)化(2) 信號(hào)傳輸數(shù)字化信號(hào)傳輸數(shù)字化(3) 系統(tǒng)和功能分散化系統(tǒng)和功能分散化(4) 現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備有互操作性現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備有互操作性(5) 現(xiàn)場(chǎng)總線的通信網(wǎng)絡(luò)為開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線的通信網(wǎng)絡(luò)為開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)433 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)的

40、聯(lián)系與區(qū)別：計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)屬數(shù)據(jù)網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)總線屬控制網(wǎng)。兩者的區(qū)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)屬數(shù)據(jù)網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)總線屬控制網(wǎng)。兩者的區(qū)別如下：別如下：(1) 數(shù)據(jù)特性不一樣數(shù)據(jù)特性不一樣數(shù)據(jù)網(wǎng)使用大數(shù)據(jù)報(bào)文，且數(shù)據(jù)并不是頻繁地發(fā)送、通數(shù)據(jù)網(wǎng)使用大數(shù)據(jù)報(bào)文，且數(shù)據(jù)并不是頻繁地發(fā)送、通信速率一般較高，控制網(wǎng)卻相反，必須頻繁傳送少批量信速率一般較高，控制網(wǎng)卻相反，必須頻繁傳送少批量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。(2) 介質(zhì)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)(MAC)協(xié)議不一樣協(xié)議不一樣(3) 數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)不一樣數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)不一樣(4) 應(yīng)用層服務(wù)不一樣應(yīng)用層服務(wù)不一樣 444 幾種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線幾種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線(1) LONWorks 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線它的核心部

41、件是它的核心部件是Neuron神經(jīng)元通信處理芯片，收發(fā)器神經(jīng)元通信處理芯片，收發(fā)器模塊和模塊和LONtalk通信協(xié)議。通信協(xié)議。LONWorks的節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，從硬件結(jié)構(gòu)上保證當(dāng)任何的節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，從硬件結(jié)構(gòu)上保證當(dāng)任何一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作。一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作。LONWorks的技術(shù)特點(diǎn)：的技術(shù)特點(diǎn)： 高可靠性高可靠性 支持多種傳輸介質(zhì)支持多種傳輸介質(zhì) 響應(yīng)時(shí)間塊響應(yīng)時(shí)間塊 安全性好安全性好 互換性互換性45 (2) CAN現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線CAN（Controller Area Network）控制局域網(wǎng)是一種控制局域網(wǎng)是一種具有很高可靠性、支持分布式控制

42、。具有很高可靠性、支持分布式控制。 CANbus的技術(shù)特點(diǎn)是：的技術(shù)特點(diǎn)是： 技術(shù)多主結(jié)構(gòu)。技術(shù)多主結(jié)構(gòu)。 可以與各種微處理機(jī)連接?？梢耘c各種微處理機(jī)連接。 提供優(yōu)先級(jí)控制、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。提供優(yōu)先級(jí)控制、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。 具有很強(qiáng)的錯(cuò)誤識(shí)別和處理能力。具有很強(qiáng)的錯(cuò)誤識(shí)別和處理能力。 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送和播發(fā)送功能。支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送和播發(fā)送功能。CAN主要用于小型、實(shí)時(shí)性要求比較高的過(guò)程控制系統(tǒng)。主要用于小型、實(shí)時(shí)性要求比較高的過(guò)程控制系統(tǒng)。LONWorks主要適用于大型的、對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不太高的主要適用于大型的、對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不太高的分布式控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)。463以太網(wǎng)（以太網(wǎng)（Ethernet）以太

43、網(wǎng)（以太網(wǎng)（Ethernet）的名稱是由加利福尼亞的名稱是由加利福尼亞Xenx公司的公司的PARC研究中心的研究中心的Bob Metcalfe于于1973年年5月首次提出的。月首次提出的。以太網(wǎng)是當(dāng)今使用最廣泛的局域網(wǎng)，在所有的網(wǎng)絡(luò)連接中，以太網(wǎng)是當(dāng)今使用最廣泛的局域網(wǎng)，在所有的網(wǎng)絡(luò)連接中，80%都是基于以太網(wǎng)的。都是基于以太網(wǎng)的。 以太網(wǎng)的優(yōu)越性以太網(wǎng)的優(yōu)越性(1) 傳輸速度快，可擴(kuò)展性好傳輸速度快，可擴(kuò)展性好 以太網(wǎng)的傳輸速度有以太網(wǎng)的傳輸速度有10Mbps系統(tǒng)、系統(tǒng)、 100Mbps系統(tǒng)和系統(tǒng)和1000Mbps系統(tǒng)。系統(tǒng)。(2) 可靠性高可靠性高(3) 成本低成本低(4) 網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管

44、理由于以上原因，以太網(wǎng)應(yīng)用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已成為發(fā)展的由于以上原因，以太網(wǎng)應(yīng)用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已成為發(fā)展的趨勢(shì)。趨勢(shì)。47介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議 多播地址和廣播地址多播地址和廣播地址 CSMA/CD協(xié)議協(xié)議 沖突沖突如果不止一個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在以太網(wǎng)信道上傳輸數(shù)據(jù)，信號(hào)如果不止一個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在以太網(wǎng)信道上傳輸數(shù)據(jù)，信號(hào)就會(huì)發(fā)生沖突。但沖突會(huì)很快地被解決。例如，在一個(gè)就會(huì)發(fā)生沖突。但沖突會(huì)很快地被解決。例如，在一個(gè)典型的典型的10Mbps以太網(wǎng)上，以太網(wǎng)上，CSMA/CD協(xié)議的設(shè)計(jì)保證協(xié)議的設(shè)計(jì)保證了大部分沖突都可在微秒即百萬(wàn)分之一秒內(nèi)被解決。了大部分沖突都可在微秒即百萬(wàn)分之一秒內(nèi)被解決。 由于這種技術(shù)特點(diǎn)，當(dāng)帶寬占用率低于由于這種技術(shù)特點(diǎn)，當(dāng)帶寬占用率低于37%時(shí)，可以基時(shí)，可以基本避免沖撞，充分滿足實(shí)時(shí)要求。本避免沖撞，充分滿足實(shí)時(shí)要求。48IEC 60870-5 系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào)序號(hào) IEC配套標(biāo)準(zhǔn)配套標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)對(duì)應(yīng)電力我國(guó)對(duì)應(yīng)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 名稱和作用名稱和作用 應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合 1IEC 60870-5-101 DL/T 634-1997 基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn) 變電站和調(diào)度中心變電站和調(diào)度中心間間 2IEC 60870-5-102 DL/T 719-2000 電能累計(jì)量傳輸配套標(biāo)電能累計(jì)量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)