變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)報(bào)告畢業(yè)論文

11前言變電站是電力網(wǎng)中線路的連接點(diǎn)，承擔(dān)變換電壓、變換功率和匯集、分配電能的作用，它的運(yùn)行情況直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。然而一個(gè)變電站運(yùn)行情況的優(yōu)劣，在很大程度上是取決于其二次設(shè)備的工作性能?，F(xiàn)有的變電站有三種形式：一種是常規(guī)變電站；一種是部分實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理、具有一定自動(dòng)化水平的變電站：再有另一種就是全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化變電站。對于常規(guī)變電站其致命弱點(diǎn)即不具有自診斷能力、故障記錄分析、能力和資源共享能力，對二次系統(tǒng)本身的故障無法檢測，也不能全面記錄和分析運(yùn)行參數(shù)和故障信息。而全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化變電站，是以微機(jī)化的二次設(shè)備取代了傳統(tǒng)使用的分立式設(shè)備。集繼電保護(hù)、控制、監(jiān)測與遠(yuǎn)動(dòng)等功能為一體，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備共享，信息資源共享，使變電站的設(shè)計(jì)簡捷、布局緊湊，實(shí)現(xiàn)了變電站更加安全可靠的運(yùn)行。同時(shí)系統(tǒng)二次接線簡單，減少了二次設(shè)備占地面積，使變電站二次設(shè)備以嶄新的面貌出現(xiàn)。變電站綜合自動(dòng)化概論變電站綜合自動(dòng)化基本概念變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(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)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以與與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，即利用多臺微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏，用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)的繼電保護(hù)屏，改變常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。因此，變電站綜合自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和邏輯判斷功能，可方便地監(jiān)視和控制變電站各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。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)行管理智能化等特征。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的出現(xiàn)是電網(wǎng)運(yùn)行管理中的一次變革。它為變電站實(shí)現(xiàn)小型化、智能化、擴(kuò)大監(jiān)控圍以與為變電站的安全、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控支持，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)高水平的無人值班變電站管理打下了基礎(chǔ)。此外，變電站綜合自動(dòng)化也是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化基礎(chǔ)，只有通過廠站自動(dòng)化裝置和系統(tǒng)向調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供電網(wǎng)中各個(gè)變電站完整可靠的信息，調(diào)度控制中心才可能了解和掌握整個(gè)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和變電站設(shè)備工況，也才能對其控制、調(diào)整做出決策；同樣，也只有依靠變電站的自動(dòng)化裝置才能完成調(diào)度控制中心發(fā)出操作命令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制。因此，可以說一個(gè)完整的、先進(jìn)的、可靠的變電站綜合自動(dòng)化，是建立一個(gè)先進(jìn)的、高水平的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的前提和基礎(chǔ)。變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)狀變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，隨著電壓等級的提高，供電圍的擴(kuò)大，輸電容量的增大，采用傳統(tǒng)的變電站與其控制技術(shù)越來越難滿足電力系統(tǒng)降低投資、提高效益的發(fā)展要求。研制和開發(fā)以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為基礎(chǔ)的、各種電壓等級的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，取代、更新和改造傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)無人值班和調(diào)度自動(dòng)化，以適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。60年代，由于遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，在變電站開始應(yīng)用遙測、遙信技術(shù)，從而進(jìn)入了遠(yuǎn)方監(jiān)視的無人值班階段。但是，如果要對開關(guān)進(jìn)行操作，還必須到變電站現(xiàn)場才行。國外變電站綜合自動(dòng)化的研究工作始于70年代。80年代以后，研究變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的國家和大公司越來越多。例如：西門子公司、ABB公司、AEG公司、GE公司、西屋公司、阿爾斯通公司等都有各自的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品。我國對變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究工作起始于80年代中期。研究與開發(fā)的容歸納起來有兩個(gè)方面：其一是中低壓變電站采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以便更好地實(shí)施無人值班，達(dá)到減人增效的目的；其二是對高壓大型樞紐變電站的建設(shè)和設(shè)計(jì)來說，采用新的控制方式，解決各專業(yè)在技術(shù)上保持相對獨(dú)立而造成的互相脫節(jié)、重復(fù)投資，甚至影響運(yùn)行可靠性的弊端。國的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在IIOKV或35KV系統(tǒng)的變電站中，目前已投入了相當(dāng)數(shù)量，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了積極的作用，提高了安全運(yùn)行水平和管理水平。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件的組織結(jié)構(gòu)，分為集中式、分層分布式兩大類。近年來隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，分層分布式結(jié)構(gòu)已成為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主流。該結(jié)構(gòu)是將集測量、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)等于一體的微機(jī)型測控保護(hù)裝置分別安裝在變電站一次設(shè)備間隔中，如開關(guān)柜，這樣二次線路大大減少，只有用于通信的網(wǎng)絡(luò)線纜或光纜。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是減少了二次線纜抗干擾能力提高，同時(shí)二次設(shè)備數(shù)量大大降低，減少了變電站的占地面積。此外，分布式分層結(jié)構(gòu)對工業(yè)現(xiàn)場、執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分級控制管理，使數(shù)據(jù)采集與機(jī)械控制實(shí)現(xiàn)集散控制集中管理，真正做到控制過程的實(shí)時(shí)在線，完成柔性化管理，有很好的兼容性、可靠性和可觀測性，且互換性強(qiáng)，容易優(yōu)化。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)使用分層分布式結(jié)構(gòu)后，對網(wǎng)絡(luò)通信功能提出了更高的要求。各間隔層裝置與站控層之間所有的控制命令、數(shù)據(jù)傳遞、信息交換都要通過數(shù)字通信來實(shí)現(xiàn)。因此通于網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性要求，可靠性要求就更高更強(qiáng)。傳遞方式主要可分為星形式、總線式以與環(huán)形網(wǎng)三種。星形的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，任何一支路斷線僅會影響一個(gè)分支的信息交換，但是布線較多?？偩€式的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、連線簡便、抗干擾能力強(qiáng)。但是，在總線上某處出現(xiàn)斷開或接頭松動(dòng)時(shí)，將影響該斷點(diǎn)以下的信息通信。環(huán)網(wǎng)通信的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)環(huán)形網(wǎng)上產(chǎn)生斷點(diǎn)時(shí)，可以從反向通信，從而提高了可靠性。在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，變電站運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、事件記錄等數(shù)據(jù)信息都存放在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫是變電站實(shí)現(xiàn)測量、控制、遠(yuǎn)動(dòng)、管理自動(dòng)化的基礎(chǔ)。因此，優(yōu)良的數(shù)據(jù)庫體系，對提高整個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)一般由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫兩部分構(gòu)成，現(xiàn)在出現(xiàn)的存數(shù)據(jù)庫以其存儲速度上的優(yōu)勢也逐漸被應(yīng)用到電力自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲體中，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫配合使用。今后變電站自動(dòng)化的運(yùn)行模式將從無人值班，有人值守逐步向無人值守過渡。因此遙視警戒技術(shù)（防火、防盜、防漬、防水汽泄漏與遠(yuǎn)方監(jiān)視等）將應(yīng)運(yùn)而生，并將得到迅速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，站RTU幾TU或保護(hù)測控單元將直接上網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)與后臺機(jī)（上位機(jī)）與工作站通信。取消傳統(tǒng)的前置處理機(jī)環(huán)節(jié)，從而徹底消除通信“瓶頸”現(xiàn)象。變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展趨勢計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和微機(jī)實(shí)時(shí)技術(shù)在電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，為進(jìn)一步提高變電站的自動(dòng)化水平開辟了新途徑。建立一個(gè)監(jiān)視控制自動(dòng)化、管理信息化、實(shí)時(shí)信息共享的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢：（1）系統(tǒng)從集中控制、功能分散型向分散網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展。測控與保護(hù)功能的集成已在中低壓系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化化裝置中得已應(yīng)用。但是對高ll0kV以上的系統(tǒng)，監(jiān)測和控制還是分散考慮的。因此發(fā)展趨勢是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)監(jiān)測、控制與遠(yuǎn)動(dòng)的一體化。同時(shí)，目前，故障錄波、小電流選線等等設(shè)備和系統(tǒng)是按功能分散考慮的，也將進(jìn)一步向一個(gè)模塊管理一個(gè)電氣單元或間隔單元方向發(fā)展。這樣，在自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，對于整個(gè)電網(wǎng)可能造成的影響大大減小。（2）設(shè)備安裝就地化、戶外化。目前，只有中低壓測量控制單元與一次設(shè)備安裝在一起，對于110kV以上的設(shè)備還是在主控室進(jìn)行組屏安裝。提高測量控制單元的抗干抗性、環(huán)境適應(yīng)性和搞腐蝕性，實(shí)現(xiàn)測量控制設(shè)備的就地安裝和戶外安裝，將大大的減少變電站二次線纜的利用率，減少占地面積，同時(shí)提高了變電站的運(yùn)行可靠性，降低了維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度。測量、控制設(shè)備向通用化、規(guī)化發(fā)展。目前，測控保護(hù)裝置，種類繁多通用性差。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)通用、標(biāo)準(zhǔn)、靈活的硬、軟件平臺，能夠適用于所有保護(hù)和控制。使變電站自動(dòng)化系統(tǒng)具有開放性和數(shù)據(jù)一致性，實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的通信、維護(hù)和操作。通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化。目前，國各變電站自動(dòng)化裝置生產(chǎn)廠的通訊協(xié)議不一致，通用性差。使綜合自動(dòng)化變電站的各種智能設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)統(tǒng)一的、互相協(xié)調(diào)工作的整體是發(fā)展的必然趨勢。系統(tǒng)信息交換、共享圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)并不是一個(gè)孤立系統(tǒng)，需要與其他系統(tǒng)如：火電廠系統(tǒng)、水電廠系統(tǒng)和配線網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)相互交換信息、共享數(shù)據(jù)。在企業(yè)動(dòng)力能源管理中，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)需要與鍋爐系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等的自動(dòng)化系統(tǒng)一起建立動(dòng)力能源調(diào)度系統(tǒng)。因此，如何使信息資源得到更為充分地利用已成為整個(gè)電力行業(yè)發(fā)展所關(guān)心的重要問題。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)安全體系不斷升級。安全體系是整個(gè)電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的保障。隨著對電力信息訪問越來越公開化以與Intranet／Intemet接入，強(qiáng)大的安全管理機(jī)制就顯得越發(fā)的重要。因此，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全體系需要不斷升級和完善。設(shè)計(jì)圍微機(jī)保護(hù)和控制在電力系統(tǒng)中德奧了廣泛的應(yīng)用，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)，以與成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢。本設(shè)計(jì)要求對小型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，了解變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成方式。對變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)狀與存在的問題進(jìn)行基本闡述，通過對比使用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)。2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則近年來由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)迅猛發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)水平有了很大的提高，體系結(jié)構(gòu)也不斷改進(jìn)，目前已有不少變電站實(shí)現(xiàn)了不同程度的自動(dòng)化，也有不少高校、研究單位和制造廠投入到變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和制造工作中，對它的設(shè)計(jì)原則、要求和看法，也積累了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。為了達(dá)到變電站綜合自動(dòng)化的總目標(biāo)，自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)滿足一下要求。（1）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能全面代替常規(guī)的二次設(shè)備。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)集變電站的繼電保護(hù)、測量、監(jiān)視、運(yùn)行控制和通信于一個(gè)分級分布式的系統(tǒng)中，此系統(tǒng)由多個(gè)微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)、測量子系統(tǒng)、各種功能的控制子系統(tǒng)組成，應(yīng)能代替常規(guī)的繼電保護(hù)、儀表、中央信號、模擬屏、控制屏和運(yùn)行控制裝置，才能提高變電的技術(shù)水平和可靠性。（2）變電站微機(jī)保護(hù)的軟、硬件設(shè)置既要與監(jiān)控系統(tǒng)相對獨(dú)立，又要相互協(xié)調(diào)。微機(jī)保護(hù)是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中很重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此其軟、硬件配置要相對獨(dú)立，即在系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)的動(dòng)作行為僅與保護(hù)裝置有關(guān)，不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)，保證綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，任何其他環(huán)節(jié)故障只影響局部功能的實(shí)現(xiàn)，不影響保護(hù)子系統(tǒng)的正常工作。但與監(jiān)控系統(tǒng)要保持緊密通信聯(lián)系。（3）微機(jī)保護(hù)裝置應(yīng)具有串行接口或現(xiàn)場總線接口，向計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或RTU提供保護(hù)動(dòng)作信息或保護(hù)定值等信息。（4）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能和配置，應(yīng)滿足無人值班的總體要求。隨著我國電力工業(yè)進(jìn)入大電網(wǎng)、大機(jī)組的時(shí)代，無人值班變電站的實(shí)施已成為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化深入發(fā)展的必然趨勢，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的四遙裝置，無論從可靠性、測量精度、傳輸速率和技術(shù)水平等方面，都不能滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)調(diào)度、管理的要求。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，要從電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行、提高經(jīng)濟(jì)效益等綜合指標(biāo)和提高電網(wǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的綜合要求出發(fā)，其軟、硬件的配置必須考慮具備與上級調(diào)度通信的能力，必須具備RTU的全部功能，以便滿足和促進(jìn)變電站無人值班的實(shí)施。（5）有可靠、先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)和合理的通信協(xié)議。（6）必須保證綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有高的可靠性和強(qiáng)的抗干擾能力。變電站安全運(yùn)行是變電站設(shè)計(jì)的基本要求，為此，在考慮系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意主、次分清。對關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要有一定的冗余。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)要相對獨(dú)立，一旦系統(tǒng)中某部分出現(xiàn)故障應(yīng)盡量縮小故障影響的圍并能盡快修復(fù)故障。為此，各子系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立的故障自診斷和自恢復(fù)功能，任一部分發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)通知監(jiān)控主機(jī)發(fā)出警告指示，并能迅速將自診斷信息送往控制中心。（7）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性要好。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，每年有不少新建變電站要設(shè)計(jì)、建設(shè)和投產(chǎn)，它們需要有技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能價(jià)格比高的自動(dòng)化系統(tǒng)提供選用。此外，每年有大量各式各樣的老站需要改造，這些老站由于其投資水平不同，在系統(tǒng)中的地位和原來采用的設(shè)備以與基礎(chǔ)各不一樣，因此要求自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)能根據(jù)變電站不同的要求，組成不同規(guī)模和不同技術(shù)等級的系統(tǒng)。（8）系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和開放性能要好。研究新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡量符合國家或部頻標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)開放性能好，也便于升級。（9）必須充分利用數(shù)字通信的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享應(yīng)該是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，只有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，才能簡化自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的重復(fù)，才能降低造價(jià)。（10）變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作，必須統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一指揮。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)技術(shù)密集，涉與面廣、綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)自動(dòng)化工程。在研究、開發(fā)和應(yīng)用過程中，各專業(yè)要互相配合，避免各自為戰(zhàn)，整個(gè)系統(tǒng)才能協(xié)調(diào)工作，對系統(tǒng)的信息才能集中管理和共享，避免不必要的重復(fù)和相互的干擾。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展過程與集成電路技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān)。隨著這些高科技的不斷發(fā)展，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也不斷發(fā)生變化，其性能和功能以與可靠性等也不斷提高。從國外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展過程來看，其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分層分布式、和全分散式等三種類型。集中式的結(jié)構(gòu)形式集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，指采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)倆個(gè)和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制等功能，集中式結(jié)構(gòu)也并非指由一天計(jì)算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的衛(wèi)星計(jì)算機(jī)完成的，只是每臺微計(jì)算機(jī)承

擔(dān)的任務(wù)多些。例如監(jiān)控機(jī)要負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、開關(guān)操作、人機(jī)聯(lián)系等多項(xiàng)任務(wù)：擔(dān)負(fù)微機(jī)保護(hù)的計(jì)算機(jī)，可能一臺微機(jī)要負(fù)責(zé)幾回低壓線路的保護(hù)等。隨著微處理器的發(fā)展、微型計(jì)算機(jī)的性能價(jià)格比迅速優(yōu)于小型機(jī)后，才開始發(fā)展以微處理器為核心的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。調(diào)度中心這種集中式的結(jié)構(gòu)式更具變電站的規(guī)模，配置相應(yīng)容量的集中式保護(hù)裝置和發(fā)展以微處理器為核心的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。調(diào)度中心這種集中式的結(jié)構(gòu)式更具變電站的規(guī)模，配置相應(yīng)容量的集中式保護(hù)裝置和監(jiān)控主機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它們安裝在變電站中央控制室。主便延期和各進(jìn)出線與站所有電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過TA、TV經(jīng)電纜傳送到忠言控制室的保護(hù)裝置和監(jiān)控主機(jī)。繼電保護(hù)動(dòng)作信息往往是取保護(hù)裝置的信號繼電器的輔助觸點(diǎn)，通過電纜送給監(jiān)控主機(jī)。這種系統(tǒng)的主要功能即特點(diǎn)是：1）能實(shí)時(shí)采集變電站中各種模擬量、開關(guān)量，完成對變電站的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控、制表、打印、事件順序記錄等功能。2） 完成對變電站主要設(shè)備和進(jìn)出線的保護(hù)任務(wù)3） 集中式結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可大大減少占地面積。4）造價(jià)低，尤其是對35kV或規(guī)模較少的變電站更為有利。集中式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是：1） 每臺計(jì)算機(jī)的功能較集中，如果一臺計(jì)算機(jī)出故障，影響面打，因此必須采用雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。2） 集中式結(jié)構(gòu)，軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試麻煩。3）組態(tài)不靈活，對不同主線或規(guī)模不同的變電站，軟硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大，因此影響了批量生產(chǎn)，不利于推廣。4）集中式保護(hù)與長期以來采用一對一的常規(guī)保護(hù)相比，不直觀，不符合運(yùn)行和維護(hù)人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護(hù)不方便，程序設(shè)計(jì)麻煩，只適合于保護(hù)算法比較簡單的情況。分層分布式的機(jī)構(gòu)形式在分層分布式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，將整個(gè)變電站的一次、二次設(shè)備分為3層，即變電站層、間隔層、和設(shè)別層。在所分的3層中，變電站層稱為2層，間隔層為1層，設(shè)備層位0層。每一層由不同的設(shè)備或不同的子系統(tǒng)組成，完成不同的功能。圖2.2所示為變電站一、二次設(shè)備分層結(jié)構(gòu)示意圖。設(shè)備層主要指變電站的變壓器和斷路器、隔離開關(guān)與其輔助觸點(diǎn)，也包括電流互感器、電壓幅干起等一次設(shè)備。間隔層一般按斷路器間隔來劃分，具有測量、控制部件或繼電保護(hù)部件。測量、控制部分完成該單元的測量、監(jiān)視、操作控制、聯(lián)鎖與事件順序記錄等功能；保護(hù)部分完成該單元線路或變壓器或電容器的保護(hù)、故障記錄等功能。因此，間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成的，這系統(tǒng)獨(dú)立的單元裝置直接通過局域網(wǎng)絡(luò)或串行總線與變電站層聯(lián)系；也可能設(shè)有數(shù)采管理機(jī)或保護(hù)管理機(jī)，分別管理各測量、監(jiān)視單元和各保護(hù)單元，然后集中由數(shù)采管理機(jī)和保護(hù)管理機(jī)與變電站層通信。間隔層本身實(shí)際上就是兩級系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。變電站層包括站級監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)通信機(jī)等。變電站層設(shè)現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)，供各主機(jī)之間和監(jiān)控主機(jī)與間隔層之間交換信息。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要位于1層和2層。變電站層的有關(guān)自動(dòng)化設(shè)備一般安裝于控制室，而單元層的設(shè)備宜安裝于靠近現(xiàn)場，以減少控制電纜長度。至現(xiàn)場通信技術(shù)在變電站的成熟使用前，單元層的設(shè)備仍宜安裝在變電站控制室，從而形成了分層分布是系統(tǒng)集中組屏的機(jī)構(gòu)。分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有特點(diǎn)如下：1）分層分布式的配置為了提高綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體的可靠性，系統(tǒng)采用按功能劃分的分布式多CPU系統(tǒng)。系統(tǒng)的功能單元包括：各種高低壓線路保護(hù)單元；電容器保護(hù)單元；主變壓器保護(hù)單元；備用電源自投控制單元；低頻減負(fù)荷控制單元；電壓無功控制單元；數(shù)據(jù)采集與處理單元；電能計(jì)量單元等等。每個(gè)功能單元基本上由一個(gè)CPU組成，多數(shù)CPU采用單片機(jī)。主變壓器保護(hù)等少數(shù)功能單元由多個(gè)CPU完成。這種按功能設(shè)計(jì)的分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護(hù)方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高等特點(diǎn)。圖2.2變電站一、二次設(shè)備的分層結(jié)構(gòu)2）繼電保護(hù)相對獨(dú)立繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中可靠性要求非常高的設(shè)備。根據(jù)國際大電網(wǎng)會議要求，在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，繼電保護(hù)單元宜相對獨(dú)立，其功能不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)或其他設(shè)備。在分層分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，各保護(hù)單元由獨(dú)立的電源，保護(hù)的輸入仍由電流互感器和電壓互感器通過電纜連接，輸出跳閘命令也通過常規(guī)的控制電纜送至斷路器的跳閘線圈，保護(hù)的啟動(dòng)、測量和邏輯功能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，不依賴通信網(wǎng)絡(luò)交換信息。保護(hù)裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)管理機(jī)傳輸?shù)闹皇潜Ｗo(hù)工作信息或記錄數(shù)據(jù)。為了無人值班的需要，也可通過通信接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方讀取和修改保護(hù)整定值。3）具有與控制中心通信功能合自動(dòng)化系統(tǒng)本身已具有對模擬量、開關(guān)量、電能脈沖量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能，也具有收集繼電保護(hù)動(dòng)作信息、事件順利記錄等功能，因此，不需要獨(dú)立的RTU裝置為調(diào)度中心采集信息，而將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采集的信息直接傳送給調(diào)度中心，同時(shí)也可接受調(diào)度中心下達(dá)的控制、操作命令和在線修改保護(hù)定值命令，并加以執(zhí)行。4）可靠性高由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，各功能模塊都由獨(dú)立的電源供電，輸入/輸出回路都相互獨(dú)立，任何一個(gè)模塊故障，只影響局部功能的實(shí)現(xiàn)，不影響全局，系統(tǒng)的可靠性得到提高。5）維護(hù)管理方便分層分布式系統(tǒng)采用集中組屏機(jī)構(gòu)，全部安裝在控制室，工作環(huán)境較好，電磁干擾相對開關(guān)柜附近較弱，維護(hù)和管理方便。6）需要電纜較多對于規(guī)模較大的變電站，由于設(shè)備分布較廣，安裝時(shí)需要的控制電纜相對較多，增加了電纜投資。全分散式的結(jié)構(gòu)形式硬件結(jié)構(gòu)為完全分散式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是指以變壓器、斷路器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位，將保護(hù)、控制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)屏上，安裝在主控制室的主控單元通過現(xiàn)場總線與這些分散的單元進(jìn)行通信，主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)系，如圖2.3所示。這種完全分散式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)模式上可分為兩種：一種是保護(hù)相對獨(dú)立，測量和控制一體，例如SIEMENS的LSA678,國的DISA-2、BJ-F3型等系統(tǒng)；另一種是保護(hù)、測量、控制完全合一，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的高度綜合，例如ABB公司的SCS100、SCSS200等系統(tǒng)。這種完全分散型結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：圖2.3完全分散式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2） 節(jié)約控制室面積。3） 節(jié)約二次電纜。4） 綜合性強(qiáng)。3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該從變電站的整體情況出發(fā)，同意考慮保護(hù)、監(jiān)測、控制、遠(yuǎn)動(dòng)、VQC和五防功能，其結(jié)構(gòu)框圖如下：設(shè)TAtvTAt隔離開關(guān)位置f斷路器狀態(tài)TV設(shè)TAtvTAt隔離開關(guān)位置f斷路器狀態(tài)TVTATVTATVTAtvTA'TV圖3.1綜合自動(dòng)化系統(tǒng)框圖在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的管理上，采取分層管理的模式，即各保護(hù)功能單元由保護(hù)管理機(jī)直接管理。一臺保護(hù)管理機(jī)可以管理多個(gè)單元模塊，它們間可以采用雙絞線用RS-485接口連接，也可以通過現(xiàn)場總線連接。而模擬量和開關(guān)量的輸入/輸出單元，由數(shù)采控制機(jī)負(fù)責(zé)管理。正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)管理機(jī)監(jiān)視各保護(hù)單元的工作情況，如果某一保護(hù)動(dòng)作信息或保護(hù)單元本身工作不正常，立即報(bào)告監(jiān)控機(jī)，再送往調(diào)度中心。調(diào)度中心或監(jiān)控機(jī)也可通過保護(hù)管理機(jī)下達(dá)修改保護(hù)定值等命令。數(shù)采控制機(jī)則將各數(shù)采單元所采集的數(shù)據(jù)和開關(guān)狀態(tài)送監(jiān)控機(jī)，并由監(jiān)控機(jī)送往調(diào)度中心。數(shù)采控制機(jī)接受由調(diào)度中心或監(jiān)控機(jī)下達(dá)的命令?？傊?，保護(hù)管理機(jī)和數(shù)采控制機(jī)可明顯地減輕控制機(jī)的負(fù)擔(dān)，協(xié)助控制機(jī)承擔(dān)對單元層的管理。3.2系統(tǒng)各部分功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是應(yīng)用較為成熟的、先進(jìn)的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，按間隔配置測控單元。將保護(hù)功能和測控功能按對象進(jìn)行設(shè)計(jì)，集保護(hù)/測控功能于一體，保護(hù)、測控既相互獨(dú)立，又相互融合，保護(hù)、測控借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與變電站層計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，減少大量二次接線，增加功能，節(jié)省了投資，提高了系統(tǒng)可靠性。即變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)分為三層：間隔層、單元層、監(jiān)控管理層，其中單元層和管理層均屬于站控層。系統(tǒng)各層之間是相互獨(dú)立，主站層故障時(shí)，通過前端通信層控制間隔層，監(jiān)控管理層和前端通信主站層全部故障時(shí)不會影響間隔層繼電保護(hù)系統(tǒng)的政策運(yùn)行。3.2.1間隔層單元功能在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，主要根據(jù)一次設(shè)備間隔來劃分間隔層的裝置。在低壓系統(tǒng)中，間隔層單元采用的是集測控保護(hù)于一體的微機(jī)型測控保護(hù)裝置；而在高壓系統(tǒng)中，保護(hù)和測控功能是獨(dú)立設(shè)置，即分別采用測控監(jiān)視單元與保護(hù)單元對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控與保護(hù)。模擬量采集與輸出在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，間隔層單元采集的模擬量主要為交流電壓、交流電流、有功功率以與無功功率等，一般通過間隔或元件的電流互感器、電壓互感器的二次回路采樣，以實(shí)現(xiàn)對間隔或元件的交流模擬量的測量。個(gè)別直流模擬量或溫度量，一般通過傳感器或變送器變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號或傳送給間隔層單元，或選擇獨(dú)立的直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置。2）狀態(tài)量采集變電站中的狀態(tài)量信息主要包括傳統(tǒng)概念的遙信信息和自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息等。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，不僅要采集表征電網(wǎng)當(dāng)前拓?fù)涞拈_關(guān)位置等遙信信息，還要將反映測量、保護(hù)、監(jiān)控等系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息進(jìn)行采集、監(jiān)視。間隔層中斷路器、隔離開團(tuán)和接地開關(guān)等一次設(shè)備的位置狀態(tài)信號，在高壓系統(tǒng)中一般采用雙位置信號方式輸入，在低壓系統(tǒng)中，除了斷路器的位置信號外，隔離開關(guān)和接地開關(guān)位置信號可以用單位置觸點(diǎn)來采集。所謂雙位置信號方式，是指利用間隔層裝置中的兩個(gè)狀態(tài)輸入點(diǎn)來采集一次設(shè)備的輔助接點(diǎn)的狀態(tài)。雙位置信號方式較為單位置信號方式可以大大提高狀態(tài)信號的正確性，防止錯(cuò)誤判斷的發(fā)生。即用2位比特而不是1位比特來表征一個(gè)開關(guān)的開合狀態(tài)，這時(shí)00，01,10,11的4種組合中只有2種正確的位置狀態(tài)，而其余2種是不確定狀態(tài)，不用0，1兩種狀態(tài)表示開合增加了碼元的抗干擾性，從而提高了狀態(tài)信號傳輸處理過程中的可靠性。此外，在間隔層中海有斷路器手車位置、電機(jī)儲能、高壓開關(guān)的異常告警信號、變壓器瓦斯告警信號、保護(hù)狀態(tài)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信號、交直流屏的告警信號等一般都是單位置信號。3）保護(hù)控制功能在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，間隔層的設(shè)備要獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對被控對象的保護(hù)功能，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能迅速起動(dòng)并發(fā)出正確的控制命令。如切斷斷路器等。同時(shí)，間隔層在控制方面，還要實(shí)現(xiàn)對斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭調(diào)節(jié)、消弧線圈接頭調(diào)節(jié)與保護(hù)復(fù)歸、保護(hù)壓板投退等的控制。其中對于斷路器、變壓器接頭調(diào)節(jié)等是用雙命令控制，而對于保護(hù)復(fù)歸、保護(hù)投退、接地試跳等是通過單命令控制實(shí)現(xiàn)。雙命令控制對象，是指被控對象一個(gè)完整控制過程（合閘、分閘過程）需要兩個(gè)命令才能實(shí)現(xiàn)。而單命令控制則是指被控對象的控制過程只要一個(gè)命令就能完成。4）通信功能在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，間隔層單元要為實(shí)現(xiàn)與主控單元的通信設(shè)立與主控單元通信的接口，為了調(diào)試工作的方便進(jìn)行設(shè)立用于參數(shù)上裝、下裝和信息讀取的調(diào)試接口，為了系統(tǒng)時(shí)鐘一致而設(shè)立對時(shí)接口，外此還有與其他間隔層單元通信的通信接口等。這些接口一般是設(shè)在間隔單元的前面板或后面板上，分為一般有工業(yè)以太網(wǎng)接口、RS232/485/422串行接口、現(xiàn)場總線接口等。在本系統(tǒng)中，間隔層與主控單元之間的連接方式是總線型，因此通信采用WorldFIP總線接口。而且為了提高控制系統(tǒng)可靠性，主控單元采用雙機(jī)冗余結(jié)構(gòu)。5）防誤聯(lián)鎖功能為了提高變電站運(yùn)行的安全可靠性，要求間隔層單元具有防誤聯(lián)鎖功能。這種防誤聯(lián)鎖功能主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是本間隔各元件之間的防誤聯(lián)鎖功能，二是間隔之間的防誤聯(lián)鎖功能。對于間隔層裝置來講，主要是通過其中的可編程邏輯控制功能來實(shí)現(xiàn)防誤聯(lián)鎖功能。根據(jù)間隔中一次元件的防誤聯(lián)鎖條件，間隔層單元一方面通過獲取本間隔的斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等信號，實(shí)現(xiàn)本間隔自身隔離開關(guān)、接地開關(guān)、斷路器各元件之間的防誤聯(lián)鎖要求，另一方面通過網(wǎng)絡(luò)得到所需的其他間隔的防誤聯(lián)鎖信息，利用本間隔中間隔單元的可編程邏輯控制功能來實(shí)現(xiàn)間隔之間防誤聯(lián)鎖的要求。6）人機(jī)界面功能為了方便調(diào)試和實(shí)現(xiàn)參數(shù)顯示、查詢、修改在間隔層單元的前面板上還應(yīng)用有LCD顯示屏和按鍵。用于實(shí)現(xiàn)對間隔單的運(yùn)行參數(shù)，如電流、電壓、功率等進(jìn)行顯示，對通信參數(shù)如裝置地址、通信規(guī)約、波特率等進(jìn)行設(shè)置，對間隔元件參數(shù)和繼電保護(hù)整定值進(jìn)行顯示和修改，對遙信狀態(tài)進(jìn)行顯示和查詢，對異?，F(xiàn)象進(jìn)行顯示報(bào)警等功能。（1）人機(jī)聯(lián)系的橋梁，包括CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤。變電站采用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，無論是有人值班還是無人值班，最大的特點(diǎn)之一是操作人員或調(diào)度人員只要面對CRT顯示器的屏幕通過鼠標(biāo)或鍵盤，就可以對全站的運(yùn)行情況和運(yùn)行參數(shù)一目了然，可對全站的斷路器和隔離開關(guān)等進(jìn)行分、合操作，徹底改變了傳統(tǒng)的依靠指針式儀表和依靠模擬屏或操作屏等手段的監(jiān)視、操作方式。（2） CRT屏幕顯示的容。作為變電站人機(jī)聯(lián)系的主要橋梁和手段的CRT顯示器，不僅可以取代常規(guī)的儀器、儀表，而且可以實(shí)現(xiàn)許多常規(guī)儀表無法完成的功能。它可以顯示的容，歸納起來有以下幾個(gè)方面：顯示采集和計(jì)算的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)。顯示實(shí)時(shí)主接線圖。順序記錄顯示。值班歷史記錄。保護(hù)定值和自控裝置的設(shè)定值顯示。故障記錄，設(shè)備運(yùn)行狀況顯示等。（3） 輸入數(shù)據(jù)。變電站投入運(yùn)行后，隨著運(yùn)行方式的變化，保護(hù)定值、越限值等需要修改，甚至由于負(fù)荷的增長，需要更換原有的設(shè)備，例如更換TA變化。因此在人機(jī)聯(lián)系中，必須有輸入數(shù)據(jù)、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)的功能。3.2.2變電站層單元功能變電站層的有關(guān)自動(dòng)化設(shè)備一般安裝于控制室，而間隔層的設(shè)備最好安裝于靠近現(xiàn)場設(shè)備，以減少控制電纜長度。變電層主要用于完成變電站的間隔層的各種測控單元或測控保護(hù)單元以與各種職能電子裝置與站控層的后臺系統(tǒng)之間的信息交換，起著通信控制器的作用。1）實(shí)現(xiàn)和管理與間隔層的各種測控、保護(hù)和智能電子裝置之間的通信。2）實(shí)現(xiàn)和管理與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的后臺系統(tǒng)和遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心之間的通信。3） 通過GPS實(shí)現(xiàn)對時(shí)功能，統(tǒng)一系統(tǒng)時(shí)間。4） 實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中各裝置和設(shè)備的痛惜狀態(tài)的監(jiān)測。變電站層通過控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)視空能，所謂運(yùn)行監(jiān)視，主要是指對變電站的運(yùn)行工況和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視，即對變電站各種狀態(tài)量變位情況的監(jiān)視和各種模擬量的數(shù)值監(jiān)視。通過狀態(tài)量變位監(jiān)視，可監(jiān)視變電站各種斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、變壓器分接頭的位置和動(dòng)作情況、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況以與它們的動(dòng)作順序等。模擬量的監(jiān)視分為正常的測量和超過限定值的報(bào)警、事故模擬量變化的追憶等。當(dāng)變電站有非正常狀態(tài)發(fā)生和設(shè)備異常時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能與時(shí)在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方發(fā)出事故音響或語音報(bào)警，并在CRT顯示器上自動(dòng)推出報(bào)警畫面，為運(yùn)行人員提供分析處理事故的信息，同時(shí)可將事故信息進(jìn)行打印記錄和存儲。越限報(bào)警的各個(gè)參數(shù)，有一個(gè)允許運(yùn)行時(shí)間限額，為此除越限報(bào)警外還應(yīng)向上級調(diào)度（控制）人員提供當(dāng)前極限遠(yuǎn)行時(shí)間，即允許運(yùn)行時(shí)間減去越限運(yùn)行的累計(jì)時(shí)間。異常狀態(tài)報(bào)警的是：非正常操作時(shí)，斷路器變位信號、保護(hù)故障動(dòng)作信號、監(jiān)控和保護(hù)設(shè)備異常狀態(tài)信號以與數(shù)據(jù)采集的狀態(tài)量中其他報(bào)警和異常信號。報(bào)警方式主要有：自動(dòng)推出畫面、報(bào)警、音響提示（語音或可變頻率音響）、閃光報(bào)警信息操作提示，如控制操作超時(shí)等。3.3變電站電壓無功控制的基本原理變電站電壓無功控制是保證電壓質(zhì)量和無功平衡、提高供電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要措施之一。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的發(fā)展，一方面系統(tǒng)消耗的無功功率日益增多。另一方面無功補(bǔ)償容量相對不足，導(dǎo)致一些配電網(wǎng)低谷時(shí)電壓過高，而在高峰時(shí)期電壓水平過低的狀況，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)安全運(yùn)行和用戶的正常生產(chǎn)生活。從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率往往滿足不了負(fù)荷的需要，因?yàn)閺慕ㄔO(shè)電網(wǎng)考慮，主要是以電網(wǎng)投資和運(yùn)行費(fèi)用最小為目標(biāo)對無功電源的位置和容量進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)無功電源的合理規(guī)劃與配置，即減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，減少投資，以就地?zé)o功補(bǔ)償減少無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)。在電網(wǎng)建成后，以無功功率交換最少為目標(biāo)對電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化控制，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率。以保證用戶對無功功率的需要。變電站電壓無功控制的基本原理就是通過對變電站的電壓、無功等運(yùn)行數(shù)據(jù)的測最、分析，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)地控制變壓器分接頭位置和電容／電抗器的投切，實(shí)現(xiàn)電壓和無功的閉環(huán)控制，使得電壓維持在合格圍，提高電壓合格率，無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，降低無功損耗，最終實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效益的最終目標(biāo)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行電壓無功控制的主要步驟如下：第一步：采集電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，包括有功、無功、電流、電壓，以與各種開關(guān)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果系統(tǒng)運(yùn)行未發(fā)生異常情況。則進(jìn)行下列步驟。第二步：進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)分析。對于電壓調(diào)節(jié)，其主要的判斷依據(jù)是人為整定的正常電壓的圍（限值），超出這個(gè)圍．即認(rèn)為電壓越限不合格：電壓越上限，可能原因有以下兩種：1）容性無功多，低壓側(cè)無功補(bǔ)償過多，系統(tǒng)輸送無功過少，變壓器電壓損耗過??；2）分接頭低，系統(tǒng)與負(fù)荷之間的電器距離太近。電壓下限，可能原因有以下兩種：1）容性無功少，低壓側(cè)無功補(bǔ)償過少，系統(tǒng)輸送無功過多，變壓器電壓損耗過大；2）分接頭，系統(tǒng)與負(fù)荷之間的電氣距離太遠(yuǎn)。第三步：進(jìn)行無功補(bǔ)償判斷，其主要的判斷依據(jù)同樣是人為整定的無功圍（限值），超出這個(gè)整定值圍，意味著系統(tǒng)無功過多或過少：無功越上限，說明系統(tǒng)送的無功過多，可能原因有以下兩種：1）容性無功少，低壓側(cè)無功補(bǔ)償過少；2）分接頭高，系統(tǒng)向低壓側(cè)無功輸送無功過多。無功越下限。說明系統(tǒng)送的無功過少．可能原因有以下兩種：1）容性無功多，低壓側(cè)無功補(bǔ)償過多；2）分接頭低，系統(tǒng)向低壓側(cè)無功輸送無功過少。第四步：進(jìn)行策略選擇。在前兩步分析判斷基礎(chǔ)，按照事先確定的策略模型，選擇一個(gè)最優(yōu)方案進(jìn)行實(shí)施。并重新進(jìn)入第一步驟。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)控制，既可以降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又可以更實(shí)時(shí)、更科學(xué)地控制電壓與達(dá)到無功平衡。3.3.1無功補(bǔ)償對功率因素的影響視在功率表示給負(fù)載的功率，也就是總功率。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差（電感電流總是滯后電壓，電阻電流與電壓同相，電容電流超前電壓），通常用相位角的余弦來表示，也稱為功率因數(shù)。在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值。功率因數(shù)反映總功率中有功功率所占的比例，功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，是隨負(fù)荷的性質(zhì)和有功功率在視在功率中所占的比例決定。如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。在一定的電壓、電流下，提高功率因數(shù)，其輸出的有功功率就越大，因此提高設(shè)備的利用率。如果有功功率一定，功率因數(shù)越高，所需要的視在功率就越小，說明提高了電網(wǎng)的傳輸能力。線路的有功損失和功率因數(shù)與電壓的平方成反比，功率因數(shù)越高，有功功率的損失就越小。影響電壓損失的因數(shù)有四個(gè)：有功功率、無功功率、電阻、電抗。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡最電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率．同時(shí)還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。如果用戶負(fù)荷所需的無功功率（包括變壓器的無功功率損耗）都能就地補(bǔ)償，就地供應(yīng)，供電可變損失就可以大為降低，電壓質(zhì)量也相應(yīng)得到改善。因此，無功補(bǔ)償可以改善電能質(zhì)量、使功率因數(shù)提高，總電流減小、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、減少用戶電費(fèi)支出，是一項(xiàng)投資少，收效快的節(jié)能措施。備用電源自投入裝置備用電源自投入裝置是電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告速將備用電源或備用設(shè)備或其他正常工作的電源自動(dòng)投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)控制裝置。備用電源自動(dòng)投入是保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要措施，是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能之一。備用電源自動(dòng)投入裝置的基本特點(diǎn)：（1）工作電源確實(shí)斷開后，備用電源才投入。工作電源失壓后，無論其他進(jìn)線斷路器是否跳開，即使已測定其他進(jìn)線電流為零，但還是要先斷開該斷路器，并確定是已跳開后，才能投入備用電源。這時(shí)為了防止設(shè)備電源投入到故障元件上。例如工作電源故障保護(hù)柜動(dòng)。但在其他地方被后備保護(hù)切除，備用自動(dòng)投入裝置動(dòng)作后合于故障的工作電源。（2）備用電源自動(dòng)投入切除工作電源斷路器必須經(jīng)過延時(shí)。經(jīng)延時(shí)切除工作電源進(jìn)線斷路器是為了躲過工作母線引出線故障造成的母線電壓下降。延時(shí)時(shí)限應(yīng)大于最長的外部故障切除時(shí)間。在有的情況下，可不經(jīng)延時(shí)直接跳開工作電源進(jìn)線斷路器。加速合上備用電源。例如工作母線進(jìn)線側(cè)的斷路器跳開，進(jìn)線側(cè)無重合閘功能時(shí)；手動(dòng)合上備用電源時(shí)也不經(jīng)過延時(shí)直接跳開工作電源進(jìn)線斷路器。（3）手動(dòng)跳開工作電源時(shí)，備用自動(dòng)投入裝置不需要?jiǎng)幼鳌９ぷ麟娫催M(jìn)線斷路器的合后觸點(diǎn)（指微機(jī)保護(hù)的操作回路輸出的KKJ合后觸點(diǎn)）作為備用自動(dòng)投入裝置的輸入開關(guān)量，在就地或遙控跳斷路器時(shí)，其合后KKJ觸點(diǎn)斷開，備用自動(dòng)投入裝置自動(dòng)化退出。（4）有閉鎖備用自動(dòng)投入裝置的功能。每套備用自動(dòng)投入裝置均設(shè)置有閉鎖備用電源自動(dòng)投入的邏輯回路，以防止備用電源投入到故障的元件上，造成事故擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。（5）備用電源不滿足有壓條件，備用電源自動(dòng)投入裝置不動(dòng)作。（6）工作母線失壓時(shí)還需要檢查工作電源無流，啟動(dòng)備自動(dòng)投入，以防止TV二次側(cè)三相斷線造成誤投。（7）備用電源自動(dòng)投入裝置只允許動(dòng)作一次。微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置可以通過邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)只動(dòng)作一次的要求，但為了便于理解，在闡述備用電源自動(dòng)投入裝置邏輯程序時(shí)廣泛用電容器“充電”條件滿足；延時(shí)啟動(dòng)的時(shí)間應(yīng)理解為“充電”時(shí)間到后就完成了全部準(zhǔn)備工作；當(dāng)備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作后或任何一個(gè)閉鎖與推出備用電源自動(dòng)投入電源條件存在時(shí)，立即瞬時(shí)完成“放電”?！胺烹姟本褪悄M閉鎖備用電源自動(dòng)投入裝置，放電后就不會發(fā)生備用電源自動(dòng)投入裝置第二次動(dòng)作。這種“充放電”的邏輯模擬與微機(jī)自動(dòng)重合閘的邏輯程序相類似。3.5繼電保護(hù)功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的微機(jī)繼電保護(hù)主要包括輸電線路保護(hù)、電力變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)自動(dòng)選線、自動(dòng)重合閘。由于繼電保護(hù)的特殊重要性，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護(hù)的可靠性。因此要求：1）系統(tǒng)的繼電保護(hù)按被保護(hù)的電力設(shè)備單元（間隔）分別獨(dú)立設(shè)置，直接由相關(guān)的電流互感器和電壓互感器輸入電氣量，然后由觸點(diǎn)輸出，直接操作相應(yīng)斷路器的跳閘線圈。2）保護(hù)裝置設(shè)有通信接口，供接入站通信網(wǎng)，在保護(hù)動(dòng)作后向變電站層的微機(jī)設(shè)備提供報(bào)告等，但繼電保護(hù)功能完全不依賴通信網(wǎng)。3）為避免不必要的硬件重復(fù)，以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和降低造價(jià)，特別是對35KV與以下設(shè)備，可以配給保護(hù)裝置其他一些功能，但應(yīng)以不因此降低保護(hù)裝置可靠性為前提。4）除保護(hù)裝置外，其他一些重要控制設(shè)備，例如備用電源自動(dòng)投入裝置、控制電容器投切和變壓器分接頭有載切換的無功電壓控制裝置等，也不依賴通信網(wǎng)，而設(shè)備專用的裝置放在相應(yīng)間隔屏上。繼電保護(hù)是變電站綜合自動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)其最重要的功能就是要有獨(dú)立的、完整的繼電保護(hù)功能，在此基礎(chǔ)上還必須具備下列附加功能：（1） 繼電保護(hù)的通信功能與信息量。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的繼電保護(hù)對監(jiān)控系統(tǒng)而言是相對獨(dú)立的，因此，繼電保護(hù)應(yīng)具有與監(jiān)控系統(tǒng)通信的功能。繼電保護(hù)能主動(dòng)上傳保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作性質(zhì)、動(dòng)作值與動(dòng)作名稱，并按控制命令上傳當(dāng)前的保護(hù)定值和修改定值的返校信息。（2） 具有與系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘對時(shí)的功能。時(shí)間的精確和統(tǒng)一在電網(wǎng)運(yùn)行中顯得十分重要，尤其是當(dāng)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，只有借助精確統(tǒng)一時(shí)間才能根據(jù)各套繼電保護(hù)動(dòng)作的先后順序正確分析電網(wǎng)發(fā)生事故的原因。因此，1991年7月原能源部在頒布《電力調(diào)度系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃大綱＞》中，已明確建議在同一電網(wǎng)采用統(tǒng)一的對時(shí)方式，以便準(zhǔn)確記錄發(fā)生故障和保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。（3） 存儲各種保護(hù)整定值功能。（4） 當(dāng)?shù)仫@示與遠(yuǎn)處觀察和授權(quán)修改保護(hù)整定值。對保護(hù)整定值的檢查與修改要直觀、方便、可靠。除了在各保護(hù)單元上要能顯示和修改保護(hù)定值外，考慮到無人值班的要求，通過當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)方調(diào)度端，應(yīng)能觀察和修改保護(hù)定值。同時(shí)，為了加強(qiáng)對定值的管理，避免差錯(cuò)，修改定值要有校對密碼措施，以與記錄最后一個(gè)修改定值的密碼。（5） 設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)，負(fù)責(zé)對各保護(hù)單元的管理。保護(hù)管理機(jī)（或通信控制機(jī)）在自動(dòng)化系統(tǒng)中起承上啟下的作用。把保護(hù)子系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系起來，向下負(fù)責(zé)管理和監(jiān)控保護(hù)子系統(tǒng)中各單元的工作狀態(tài)，并下達(dá)由調(diào)度或監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來的保護(hù)類型配置或整定值修改信息；如發(fā)現(xiàn)每一保護(hù)單元故障或工作異常，或有保護(hù)動(dòng)作信息，應(yīng)立刻上傳給控制系統(tǒng)或上傳至遠(yuǎn)方調(diào)度端。故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)功能。每個(gè)保護(hù)單元應(yīng)有完善的故障自診斷功能，發(fā)現(xiàn)部有故障，能自動(dòng)報(bào)警，并能指明故障部位，以利于查找故障和縮短維修時(shí)間，對于關(guān)鍵部位故障，例如A/D轉(zhuǎn)換器故障或存儲器故障，則應(yīng)自動(dòng)閉鎖保護(hù)出口。如果是軟件受干擾，造成程序“出軌”的軟故障，應(yīng)有自啟動(dòng)功能，以提高保護(hù)裝置的可靠性。自動(dòng)重合閘功能。其功能和設(shè)置在輸電線路保護(hù)°110KV與以下線路一般采用三相一次重合閘，其同期檢定方式重合閘延時(shí)時(shí)間應(yīng)能整定。同期檢定方式可選擇不檢定方式、檢無壓方式、檢同期方式等。4變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集4.1模擬量輸入與輸出電路變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采集的電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度等都屬于模擬量。模擬量的輸入電路是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中很重要的電路，綜合自動(dòng)化裝置的動(dòng)作速度和測量精度等性能都與該電路密切相關(guān)。模擬量輸入電路的主要作用是隔離、規(guī)輸入電壓與完成模/數(shù)變換，以便于CPU接口，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。根據(jù)模/數(shù)變換原理的不同，綜合自動(dòng)化裝置中模擬量的輸入電路有兩種方式：一是基于逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換方式(ADC),直接將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的變換方式；二是利用電壓/頻率變換(VFC)原理進(jìn)行模/數(shù)變換方式，將模擬量電壓先轉(zhuǎn)換為頻率脈沖量，通過脈沖計(jì)數(shù)變換為數(shù)字量的一種變換形式。計(jì)算機(jī)輸出的信號以數(shù)字的形式給出，而有的執(zhí)行元件要求提供模擬的電流或電壓，因此采用模擬量輸出通道來實(shí)現(xiàn)。（一）基于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入電路一個(gè)模擬量從變電站的主回路到微機(jī)系統(tǒng)的存，中間要經(jīng)過多個(gè)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和濾波環(huán)節(jié)。模擬量輸入電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.2所示。主要包括電壓形成電路、低通濾波電路、采樣保持電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)與A/D變換芯片五部分。下面分別介紹這五部分的工作原理與作用?？偩€圖3.2逐次逼近式模擬量輸入電路框圖1） 電壓形成電路綜合自動(dòng)化裝置要從電流互感器（TA）和電壓互感器（TV）取得信息，但這些互感器的二次側(cè)電流或電壓不能適應(yīng)模/數(shù)變換器的輸入圍要求，故需對它們進(jìn)行變換。其原理如圖3.3所示。一般采用中間的變換器將一次設(shè)備電壓互感器二次側(cè)引來的電壓進(jìn)一步降低，電流互感器二次側(cè)引來的電流變成交流電流。經(jīng)低通濾波器與雙向限幅電路，將通過中間變換器降低或轉(zhuǎn)換后的電壓變成后面環(huán)節(jié)中A/D轉(zhuǎn)換芯片所允許的電壓圍。一般模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片要求輸入信號電壓為5V或10V，由此可以決定上述各種中間變換的變比。電壓形成電路不僅起電量變換作用，還將一次設(shè)備的電流互感器TA、電壓互感器TV的二次回路與微機(jī)A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完全合理，提高抗干擾能力。圖3.3中的穩(wěn)壓管組成雙向限幅，使電路后面環(huán)節(jié)的采樣保持器、A/D變換芯片的輸入電壓限制在峰一峰值10V或（5V）以。2） 低通濾波器與采樣定理連續(xù)時(shí)間信號的采樣。微機(jī)處理的都是數(shù)字信號，因此需將隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量變成數(shù)字信號，對模擬量進(jìn)行采樣，將一連續(xù)的時(shí)間信號x（t）變成離散的時(shí)間信號x'（t）。采樣時(shí)間間隔由采樣控制脈沖S（t）來控制，相鄰兩個(gè)采樣的時(shí)間間隔稱為采樣周期，通常用TsL來表示。采樣僅是每隔Ts時(shí)間久取一次模擬信號的即時(shí)幅值，顯然它在每隔采樣點(diǎn)上(0,1Ts,2Ts,…)的幅值與輸入的連續(xù)信號x(t)的幅值是一樣的。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，對電壓、電流量的采樣是以采樣周期間隔來表示的。采樣周期Ts的倒數(shù)是采樣頻率fs。在綜合自動(dòng)化裝置中，被采樣的信號x(t)主要是工頻50Hz模擬信號，通常以工頻每個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)來間接定義采樣周期Ts或采樣頻率fs。例如，工頻每個(gè)周期采樣點(diǎn)數(shù)為12次，采樣周期Ts=20/12=5/3(ms),采樣頻率fs=50*12=600(Hz)。采樣定理采樣是否成功，主要表現(xiàn)在采樣信號x'(t)能否真是的反映出原始的連續(xù)時(shí)間信號中所包含的重要信息，采樣定理就是回答這個(gè)問題。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中小電流接地系統(tǒng)檢測裝置，要采樣的信號時(shí)5倍頻的電流信號，即f0=5*50=250(Hz)，采樣頻率至少應(yīng)選f0$2*250(Hz)才能保證采樣的5倍頻電流信號不失真地還原。低通濾波器的設(shè)置電力系統(tǒng)在故障的暫態(tài)期間，電壓和電流含有較高的頻率成分，對所有的高次諧波成分均不失真地采樣，頻率需取得很高，這對硬件速度提出很高要求，成本增高，實(shí)際中，大多數(shù)綜合自動(dòng)化原理反映工頻分量，或者反映某種高次諧波，因此，在采樣之前將最高信號頻率分量限制在一定頻帶，即限制輸入信號的最高頻率。降低采樣頻率fs,—方面降低了對硬件的速度要求，另一方面對所需的最高頻率信號的采樣不易發(fā)生失真。采樣保持器數(shù)據(jù)采集模塊中采用等時(shí)間間隔采樣，實(shí)現(xiàn)連續(xù)信號采樣形成離散時(shí)間信號。在采樣過程中需考慮以下幾個(gè)問題。采樣頻率的選擇方式。根據(jù)模擬輸入信號中的基波頻率與采樣頻率之間的關(guān)系，采樣方式可分為異步采樣方式和同步采樣方式兩種。異步采樣：異步采樣也稱為定時(shí)采樣，，即采樣周期Ts，采樣頻率fs永遠(yuǎn)地保持固定不變。在這種采樣方式下，采樣頻率fs不隨模擬輸入信號的基波頻率變化調(diào)整，人為地認(rèn)為模擬輸入信號的基波頻率保持不變。在此條件下，通常采樣頻率fs為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)工頻50Hz的整數(shù)倍N,即fs=50N(Hz)。也就是工頻50Hz每周期采樣的點(diǎn)數(shù)為N。同步采樣：同步采樣也稱為跟蹤采樣即保證采樣頻率fs始終與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行頻率fl保持固定比例關(guān)系N二fs/f1，使用采樣頻率隨系統(tǒng)運(yùn)行的頻率變化而實(shí)時(shí)調(diào)整。這種同步采樣方式實(shí)施的技術(shù)保障通?？衫糜布y頻設(shè)備或軟件計(jì)算頻率方法來配合實(shí)現(xiàn)。采樣同步采樣技術(shù)后，在數(shù)字濾波器和微型機(jī)系統(tǒng)算法上能徹底地消除因電力系統(tǒng)頻率偏離50Hz運(yùn)行所帶來的計(jì)算誤差。同步采樣方式，相鄰兩個(gè)采樣時(shí)刻的電角度始終360°/N。多個(gè)模擬輸入信號的采樣方式在變電站綜合自動(dòng)化原理中，通?；诙鄠€(gè)模擬輸入信號（如三相電壓、三相電流、零序電流和零序電壓）等電氣量采樣值進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)多個(gè)模擬輸入信號在采樣時(shí)刻上的對應(yīng)關(guān)系，分別采用三種采樣方法：同時(shí)采樣、順序采樣、分組同時(shí)采樣。采樣信號的保持連續(xù)時(shí)間信號的采樣與其保持是指在采樣時(shí)刻上，把輸入模擬信號的瞬時(shí)值記錄下來，并按所需的要求準(zhǔn)確地保持一段時(shí)間，供模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D使用。對于采用逐次逼近式