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１．  引言

    近年來(lái)，隨著電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況，提高變電站的可控性，進(jìn)而要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制，操作，反事故措施等，即采用無(wú)人值班的管理模式，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性。另一方面，當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)，信息共享，減少電纜，減少占地面積，降低造價(jià)等方面已改變了變電站運(yùn)行的面貌?；谏鲜鲈?，變電站自動(dòng)化由“熱門話題”已轉(zhuǎn)向了實(shí)用化階段，電力行業(yè)各有關(guān)部門把變電站自動(dòng)化做為一項(xiàng)新技術(shù)革新手段應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行中來(lái)，各大專業(yè)廠家亦把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)做為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，不斷地完善和改進(jìn)相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)中的要求。
    國(guó)外從80年代初開(kāi)始進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，到目前為止，各大電力設(shè)備公司都陸續(xù)地推出系列化的產(chǎn)品。如ABB，SIEMENS,HARRIS等公司，90年代以來(lái)，世界各國(guó)新建變電站大部分采用了全數(shù)字化的二次設(shè)備；相應(yīng)地采用了變電站自動(dòng)化技術(shù)；我國(guó)開(kāi)展變電站綜合自動(dòng)化的研究及開(kāi)發(fā)相比世界發(fā)達(dá)國(guó)家較晚，但隨著數(shù)字化保護(hù)設(shè)備的成熟及廣泛應(yīng)用，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的成熟應(yīng)用，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已被電力系統(tǒng)用戶接受使用，但在電力部門使用過(guò)程中大致有兩方面的原則：一是中低壓變電站采用自動(dòng)化系統(tǒng)，以便更好地實(shí)施無(wú)人值班，達(dá)到減人增效的目的；二是對(duì)高壓變電站（220kV及以上）的建設(shè)和設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是要求用先進(jìn)的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上分散、自成系統(tǒng)，重復(fù)投資，甚至影響運(yùn)行可靠性。并且在實(shí)際的工程中尚存在以下主要問(wèn)題：
    (1)功能重復(fù)，表現(xiàn)在計(jì)量，遠(yuǎn)動(dòng)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)系統(tǒng)所用的變送器各自設(shè)置，加大了CT，PT負(fù)載，投資增加，并且還造成數(shù)據(jù)測(cè)量的不一致性；遠(yuǎn)動(dòng)裝置和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一個(gè)受制于調(diào)度所，一個(gè)是服務(wù)于當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)，沒(méi)有做到資源共享，增加了投資且使現(xiàn)場(chǎng)造成復(fù)雜性，影響系統(tǒng)的可靠性；
    (2) 缺乏系統(tǒng)化設(shè)計(jì) 而是以一種”拼湊”功能的方式構(gòu)成系統(tǒng)，致使 整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)不高,部分功能及系統(tǒng)指標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
    （3）對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)缺乏規(guī)范性的要求，尤其是系統(tǒng)的各部分接口的通信規(guī)約，如涉及到不同廠家的產(chǎn)品，則問(wèn)題更多，從而導(dǎo)致各系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)將來(lái)的維護(hù)及運(yùn)行都帶來(lái)了極大的不便，進(jìn)而影響了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的投入率。

２．  變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能

２．１ 微機(jī)保護(hù)：是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)應(yīng)具有下列功能：
    １）．故障記錄
    ２）．存儲(chǔ)多套定值
    ３）．顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ?br/>    ４）．與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動(dòng)作序列。當(dāng)前整定值及自診斷信號(hào)。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對(duì)時(shí)鐘等命令。通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。
２．２　數(shù)據(jù)采集
包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)
    １）．狀態(tài)量采集
狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過(guò)通信方式獲得。
保護(hù)動(dòng)作信號(hào)則采用串行口（RS-232或RS485）或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過(guò)通信方式獲得。
    ２）．模擬量采集
常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。此外還有變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。
模擬量采集精度應(yīng)能滿足SCADA系統(tǒng)的需要。
    ３）．脈沖量
脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量。

２．３　事件記錄和故障錄波測(cè)距
    事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開(kāi)關(guān)跳合記錄。其SOE分辨率一般在1~10ms之間，以滿足不同電壓等級(jí)對(duì)SOE的要求。
    變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
２．４　控制和操作閉鎖
    操作人員可通過(guò)CRT屏幕對(duì)斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應(yīng)具有以下內(nèi)容：
    １）．電腦五防及閉鎖系統(tǒng)
    ２）．根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。
    ３）．操作出口應(yīng)具有同時(shí)操作閉鎖功能
    ４）．操作出口應(yīng)具有跳合閉鎖功能
２．５　同期檢測(cè)和同期合閘
    該功能可以分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)?？蛇x擇獨(dú)立的同期設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以由微機(jī)保護(hù)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。
２．６　電壓和無(wú)功的就地控制
    無(wú)功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動(dòng)可自動(dòng)，人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。
    無(wú)功控制可由專門的無(wú)功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)裝置測(cè)量的電壓，無(wú)功和變壓器抽頭信號(hào)通過(guò)專用軟件實(shí)現(xiàn)。
２．７　數(shù)據(jù)處理和記錄
    歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：
    １）．?dāng)嗦菲鲃?dòng)作次數(shù)
    ２）．?dāng)嗦菲髑谐收蠒r(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)
    ３）．輸電線路的有功、無(wú)功，變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄　
　　　的最大，最小值及其時(shí)間。
    ４）．獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功，每天的峰谷值及其時(shí)間
    ５）．控制操作及修改整定值的記錄
　根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。
２．８ 人機(jī)聯(lián)系
２．９　系統(tǒng)的自診斷功能：系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。
２．１０與遠(yuǎn)方控制中心的通信
    本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。
    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求，系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時(shí)應(yīng)具備同多個(gè)調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM應(yīng)相互獨(dú)立。保護(hù)和故障錄波信息可采用獨(dú)立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求，符合國(guó)標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。
    變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具有同調(diào)度中心對(duì)時(shí)，統(tǒng)一時(shí)鐘的功能，還應(yīng)具有當(dāng)?shù)剡\(yùn)行維護(hù)功能。
２．１１ 防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)原則而言，無(wú)人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。
 

３．變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)及模式

３．１ 目前從國(guó)內(nèi)、外變電站綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：
    １）．分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。這里所談的‘分布’是按變電站資源物理上的分布（未強(qiáng)調(diào)地理分布），強(qiáng)調(diào)的是從計(jì)算機(jī)的角度來(lái)研究分布問(wèn)題的。這是一種較為理想的結(jié)構(gòu)，要做到完全分布式結(jié)構(gòu)，在可擴(kuò)展性、通用性及開(kāi)放性方面都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，然而在實(shí)際的工程應(yīng)用及技術(shù)實(shí)現(xiàn)上就會(huì)遇到許多目前難以解決的問(wèn)題，如在分散安裝布置時(shí)，惡劣運(yùn)行環(huán)境、抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上存在的問(wèn)題等等，就目前技術(shù)而言還不夠十分成熟，一味地追求完全分布式結(jié)構(gòu)，忽略工程實(shí)用性是不必要的。
    ２）．集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    系統(tǒng)的硬件裝置、數(shù)據(jù)處理均集中配置，采用由前置機(jī)和后臺(tái)機(jī)構(gòu)成的集控式結(jié)構(gòu)，由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，是一個(gè)信息‘瓶頸’，降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，即在前置機(jī)故障情況下，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能，另外仍不能從工程設(shè)計(jì)角度上節(jié)約開(kāi)支，仍需鋪設(shè)電纜，并且擴(kuò)展一些自動(dòng)化需求的功能較難。在此值得一提的是這種結(jié)構(gòu)形成的原由，變電站二次產(chǎn)品早期開(kāi)發(fā)過(guò)程是按保護(hù)、測(cè)量、控制和通信部分分類、獨(dú)立開(kāi)發(fā)，沒(méi)有從整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想下進(jìn)行，隨著技術(shù)的進(jìn)步及電力系統(tǒng)自動(dòng)化的要求，在進(jìn)行變電站自動(dòng)化工程的設(shè)計(jì)時(shí)，大多采用的是按功能‘拼湊’的方式開(kāi)展，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的性能指標(biāo)下降以及出現(xiàn)許多無(wú)法解決的工程問(wèn)題。
    ３）．分層分布式結(jié)構(gòu)
    按變電站的控制層次和對(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)（站級(jí)）和就地單元控制級(jí)（段級(jí)）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
    站級(jí)系統(tǒng)大致包括站控系統(tǒng)（SCS）、站監(jiān)視系統(tǒng)（SMS）、站工程師工作臺(tái)（EWS）及同調(diào)度中心的通信系統(tǒng)（RTU）：
    站控系統(tǒng)（SCS）：應(yīng)具有快速的信息響應(yīng)能力及相應(yīng)的信息處理分析功能，完成站內(nèi)的運(yùn)行管理及控制（包括就地及遠(yuǎn)方控制管理兩種方式），例如事件記錄、開(kāi)關(guān)控制及SCADA的數(shù)據(jù)收集功能。
    站監(jiān)視系統(tǒng)（SMS）：應(yīng)對(duì)站內(nèi)所有運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為站控系統(tǒng)提供運(yùn)行狀態(tài)及異常信息，即提供全面的運(yùn)行信息功能，如擾動(dòng)記錄、站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、二次設(shè)備投入/退出狀態(tài)及設(shè)備的額定參數(shù)等。
    站工程師工作臺(tái)（EWS）：可對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢查、參數(shù)整定、調(diào)試檢驗(yàn)等功能，也可以用便攜機(jī)進(jìn)行就地及遠(yuǎn)端的維護(hù)工作。
    上面是按大致功能基本分塊，硬件可根據(jù)功能及信息特征在一臺(tái)站控計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)，也可以兩臺(tái)雙備用，也可以按功能分別布置，但應(yīng)能夠共享數(shù)據(jù)信息，具有多任務(wù)時(shí)實(shí)處理功能。
    段級(jí)在橫向按站內(nèi)一次設(shè)備（變壓器或線路等）面向?qū)ο蟮姆植际脚渲?，在功能分配上，本著盡量下放的原則，即凡是可以在本間隔就地完成的功能決不依賴通訊網(wǎng)，特殊功能例外，如分散式錄波及小電流接地選線等功能的實(shí)現(xiàn)。
    這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：
    （1）可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將‘危險(xiǎn)’分散，當(dāng)站級(jí)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護(hù)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級(jí)的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。
    （2） 可擴(kuò)展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。
    （3） 站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。

３．２ 基本的模式
    １）．基本配置：
    （１） 集中處理集中布置：將集控式屏、臺(tái)都集中布置在主控制室。
    （２） 分布處理集中布置：將分布式單功能設(shè)備集中組屏仍集中布置在主控制室。
    （３） 分布處理分散布置：將分布式單功能設(shè)備布置在一次設(shè)備的機(jī)柜內(nèi)或采用就地就近組屏分散設(shè)置的方式。
    ２）．基本模式：
    （１） 對(duì)于新建變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式：
    Ａ．對(duì)于容量較大、設(shè)備進(jìn)出線回路數(shù)較多、供電地位重要且投資較好的變電站，可采用分層分布式結(jié)構(gòu)的雙機(jī)備用系統(tǒng)，輔之相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、控制及監(jiān)測(cè)功能，并完成遠(yuǎn)方ＲＴＵ的功能。
    Ｂ．對(duì)于容量較小，主接線簡(jiǎn)單，供電連續(xù)性要求不高的變電站，宜取消常規(guī)的配置及前置機(jī)，采用單機(jī)系統(tǒng)，完成保護(hù)、測(cè)量、控制等功能的管理，并完成遠(yuǎn)方ＲＴＵ的功能。
    （２） 對(duì)于擴(kuò)建及改造現(xiàn)有的按常規(guī)二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式：
    Ａ．改造項(xiàng)目可采用新配置的具有三遙（或四遙）功能的RTU,完成對(duì)老站保護(hù)動(dòng)作信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及部分功能的測(cè)量，并對(duì)原有的常規(guī)二次設(shè)備進(jìn)行必要的改造或ＲＴＵ增加數(shù)據(jù)采集板，使之能與增設(shè)的自動(dòng)化設(shè)備構(gòu)成整體。
    Ｂ．當(dāng)擴(kuò)建項(xiàng)目的范圍較大，用戶對(duì)自動(dòng)化的要求較高，投資又允許時(shí)，通常采用自動(dòng)化系統(tǒng)方案。

４．  幾個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)及探討

４．１　變電站自動(dòng)化的基本概念
    變電站自動(dòng)化是指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的范疇包括綜合自動(dòng)化技術(shù)；變電站綜合自動(dòng)化是指將二次設(shè)備（包括控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置）利用微機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，它是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。其具有以下特征：
    １）．功能綜合化：是按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，將二次系統(tǒng)的功能綜合考慮，在整個(gè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)下，進(jìn)行優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，以達(dá)到協(xié)調(diào)一致的繼電保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)?！C合’（INTEGRATED）并非指將變電站所要求的功能以‘拼湊’的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)性能指標(biāo)的最優(yōu)化。表現(xiàn)在：
   （１） 簡(jiǎn)化變電站二次設(shè)備的硬件配置，盡量避免重復(fù)設(shè)計(jì)。如遠(yuǎn)動(dòng)裝置和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的重復(fù)設(shè)置，沒(méi)有達(dá)到信息共享。
    （２） 簡(jiǎn)化變電站各二次設(shè)備之間的互聯(lián)線，節(jié)省控制電纜，減少ＰＴ、ＣＴ的負(fù)載。力爭(zhēng)克服以前計(jì)量、遠(yuǎn)動(dòng)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)系統(tǒng)所用的變送器各自設(shè)置，不僅增加投資而且還造成數(shù)據(jù)測(cè)量的不一致性。
    （３） 保護(hù)模塊相對(duì)獨(dú)立，網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障不應(yīng)影響保護(hù)功能的正常工作；對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)變電站，由于其重要程度，應(yīng)考慮保護(hù)、測(cè)量系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置；而對(duì)于110kV以下低壓變電站，就目前的技術(shù)應(yīng)用水平及工程應(yīng)用角度而言，可以考慮將保護(hù)與測(cè)控功能合為一體的智能單元，這樣不但利于運(yùn)行管理及工程組合，而且降低投資成本。
    （４） 減少安裝施工和維護(hù)的工作量，減少總占地面積，降低總造價(jià)或運(yùn)行費(fèi)用。
    （５） 提高運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，保證電能質(zhì)量。
    （６） 有利于全系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定控制。
    ２）．系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化及模塊化：保護(hù)、控制、測(cè)量裝置的數(shù)字化（即采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)，并具有數(shù)字化通信能力），利于把各功能模塊通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，便于接口功能模塊的擴(kuò)充及信息的共享。另外方便模塊的組態(tài)，適應(yīng)工程的集中式、分布分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏等方式。
    ３）．操作監(jiān)視屏幕化：當(dāng)變電站有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)（或主機(jī)）上進(jìn)行，當(dāng)變電站無(wú)人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或操作控制中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行，不管那種方式，操作維護(hù)人員面對(duì)的都是ＣＲＴ屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標(biāo)。
    ４）．運(yùn)行管理智能化：體現(xiàn)在無(wú)人值班、人機(jī)對(duì)話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)關(guān)操作及防誤操作閉鎖等方面，能夠減輕工作人員的勞動(dòng)及人無(wú)法做到的工作。
４．２ 變電站綜合自動(dòng)化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立
    變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有：測(cè)量及狀態(tài)信息；操作信息；參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求，大致可分兩類考慮，一類要求實(shí)時(shí)響應(yīng)較高的信息，如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護(hù)動(dòng)作的信息，要求傳送速度較高；另一類是對(duì)時(shí)間響應(yīng)要求不高的信息，如用于錄波、記錄及故障分析的信息，可允許較長(zhǎng)的傳送時(shí)間。對(duì)于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個(gè)智能單元、后臺(tái)監(jiān)控及遠(yuǎn)方通信裝置，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工程實(shí)際需要，大致按以下原則考慮：
    １）．電力生產(chǎn)的連續(xù)性和重要性，通信網(wǎng)的可靠性應(yīng)放在第一位．一方面應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，以滿足溫度、濕度和電磁干擾等環(huán)境要求，另一方面應(yīng)考慮備用措施。
    ２）．站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)根據(jù)通信負(fù)荷的特點(diǎn)合理分配，保證不出現(xiàn)‘瓶頸’現(xiàn)象，通訊負(fù)荷不過(guò)載，對(duì)于大型變電站考慮100~256個(gè)負(fù)載節(jié)點(diǎn)，一般中小型變電站考慮不超過(guò)60~100個(gè)負(fù)載節(jié)點(diǎn)。通訊距離設(shè)計(jì)考慮不超過(guò)１kM.。
    ３）．站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)滿足組合靈活、可擴(kuò)展性好、具有較好的開(kāi)放性以及調(diào)試維修方便的要求。宜采用總線形網(wǎng)絡(luò)。
    ４）．通信媒介的選用原則是盡量采用光纖，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性，仍可采用電纜作為主要的通信媒介，但電纜接口一般設(shè)有隔離變壓器，以抑制共模干擾．
    ５）．站內(nèi)通信網(wǎng)的協(xié)議及規(guī)約應(yīng)盡量符合國(guó)家及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)．
    ６）．站內(nèi)通信網(wǎng)的站級(jí)通信網(wǎng)由于處于較佳的運(yùn)行環(huán)境，其信息流較大（分布式集中布置），故可采用高速網(wǎng)；段級(jí)通信網(wǎng)根據(jù)實(shí)際工程需要，并且可能處于運(yùn)行環(huán)境比較惡劣（分布式分散布置），因?qū)嶋H的信息量不是很大，可考慮慢速網(wǎng)（如現(xiàn)場(chǎng)總線或４８５通信方式）的環(huán)境。
４．３ 實(shí)際工程設(shè)計(jì)的考慮
    為了使實(shí)際工程工作可靠，維護(hù)方便，擴(kuò)展靈活，易于用戶操作和管理，在系統(tǒng)不同的層次，需解決不同的問(wèn)題。
    １）．前置智能單元
前置智能單元是系統(tǒng)的基層，執(zhí)行系統(tǒng)最基本的功能，如保護(hù)、測(cè)量、控制等。我們希望這些基層模塊盡量不受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，特別是繼電保護(hù)裝置，要求在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下能完成保護(hù)的基本功能，因此在設(shè)計(jì)基層裝置時(shí)，盡量采用自成一體的辦法。
為了提高基層功能模塊的質(zhì)量，盡量采用通用化的模塊，因此硬件平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì)，在基層尤為重要。本著這種思想設(shè)計(jì)出有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，這對(duì)模塊設(shè)計(jì)成本的降低、生產(chǎn)的組織等均具有好處。
在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少基層模塊軟件對(duì)工程的依賴性（即工程有關(guān)部分的軟件），一種辦法將與工程有關(guān)的軟件改成系統(tǒng)配置文件存于可擦寫的存儲(chǔ)器內(nèi)，另一種辦法是將與工程有關(guān)的（例如通信規(guī)約）軟件用一個(gè)獨(dú)立的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。
    ２）．網(wǎng)絡(luò)通信層
為了保證網(wǎng)絡(luò)層的完好，應(yīng)該注意對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)視，這可以從后臺(tái)和前置兩個(gè)層次來(lái)實(shí)現(xiàn)，在硬件條件比較好的地方，可以采取兩個(gè)獨(dú)立通訊網(wǎng)絡(luò)工作，或同時(shí)工作，或者互為備用。
    ３）．后臺(tái)監(jiān)控
后臺(tái)監(jiān)控的操作、管理、維護(hù)是系統(tǒng)中用戶最關(guān)心的問(wèn)題，為了減少用戶對(duì)廠家的依賴，在后臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)中特別要注意人機(jī)界面的友善性，操作要方便、易學(xué)、易懂，功能的開(kāi)放性，當(dāng)系統(tǒng)中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協(xié)議規(guī)約的設(shè)備加入，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能方便的增加及刪除，操作也簡(jiǎn)單明了，不至于遇到上述問(wèn)題時(shí)要修改后臺(tái)軟件。
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