电网调度自动化厂站端调试检修员讲课提纲（部分）(8)

现象。

随着计算机在变电站自动装置中的应用日趋广泛，研究开发了各种类型的微机低频减负荷装置，其功能也日趋完善，由于它具有许多优点，因此由其代替常规低频减负荷装置是必然的趋势。目前，用微机实现低频减负荷的方法通常有两种。

1）采用专用的低频减负荷装置实现。这种低频减负荷装置的控制方式如前所述，将全部馈电线路分为l—8轮（也可根据用户需要设置低于8轮的）和特殊轮，然后根据系统频率下降的情况去切除负荷。

2）把低频减负荷的控制分散装设在每回馈电线路的保护装置中。现在微机保护装置几乎都是面向对象设置的，每回线路配一套保护装置，在线路保护装置中，增加一个测频环节，便可以实现低频减负荷的控制功能了，对各回线路轮次安排考虑的原则仍同上所述。只要将第几轮动作的频率和时延定值事前在某回线路的保护装置中设置好，则该回线路便属于第n轮切除的负荷。

5. 备用电源自投控制

在电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，备用电源自投装置能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。

备用电源的配置一般有明备用和暗备用两种基本方式。系统正常时，备用电源不工作者，称为明备用；系统正常运行时，备用电源也投入运行的，称为暗备用。暗备用实际上是两个工作电源互为备用。

（1）明备用的控制。有一个工作电源和一个备用电源的变电站，即为明备用的配置。 （2）暗备用的控制。有两个工作电源的变电站，两回进线同时对变电站供电，有两种正常运行方式。

1）高压分段断路器断开。备用电源自投装置控制的是高压母线分段断路器，称为暗备用。

2）正常运行时，低压母联断开。不少变电站正常运行时，其低压母联是分开的，备用电源自投装置控制低压母联断路器。这种备用电源的配置也属暗备用配置。

6．通信功能

综合自动化系统的通信功能包括两个部分，系统内部的现场级间的通信，自动化系统与上级调度的通信。

（1）现场级通信

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综合自动化系统的现场级通信，主要解决自动化系统内部各子系统与监控主机以及各子系统间的数据通信和信息交换问题，它们的通信范围是在变电站内部。对于集中组屏的综合自动化系统来说，实际是在主控室内部；对于分散安装的自动化系统来说，其通信范围扩大至主控室与子系统的安装地，最大的可能是开关柜间，即通信距离加长了。综合自动化系统现场级的通信方式有局域网络和现场总线等多种方式。

（2）与上级调度通信

综合自动化系统兼有RTU的全部功能，能够将所采集的模拟量和开关状态信息，以及事件顺序记录等远传至调度中心；同时应该能接收调度中心下达的各种操作、控制、修改定值等命令。即完成新型RTU等全部“四遥”功能。

（3）符合部颁的通信规约。支持最常用的Polling和CDT两类规约。 7．变电站综合自动化应具有与调度中心对时，统一时钟的功能。 8．自诊断功能

系统内各插件应具有自诊断功能，与采集系统数据一样，自诊断信息能周期性地送往后台机（人机联系子系统）和远方调度中心或操作控制中心。

三、厂站综合自动化系统的结构和组成

厂站综合自动化系统结构形式通常可分为传统改造式、集中组屏式、分层分布式、完全分散式和分散集中结合式等五种类型。

一、 传统改造式

传统改造式是指在变电站传统自动化的基础上，改进测控方式，增加监控部分而组成的一类变电站综合自动化系统。这种形式的综合自动化系统还可分为两种类型，一是保留RTU的形式；另一是取消RTU的形式。

1． 保留RTU形式

这种结构的系统主要由远方终端装置（RTU）、微机保护、当地监控等部分组成，如图1-1所示。一般配置有遥信转接屏、遥控执行屏和UPS屏等，当采用变送器测量时，还有变送器屏。保护装置的信息可通过遥信回路输入RTU，也可通过保护装置与RTU的通信输入到RTU。PC机及其外设则承担变电站内当地监控任务。变电站对外的信息交换均通过RTU与上级调度通信完成。

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图1-1 传统型变电站综合自动化系统结构

这种变电站综合自动化系统的基本特点是： （1）结构简单。

（2）投资少，只在常规远动装置外增加当地监控。 （3）功能简单，综合性能差。 （4）保留了变电站内原来的二次回路。 2．取消RTU形式

这种结构的系统主要由微机保护、测控单元、总控单元等组成，如图1-2所示。

图1-2 传统改造型变电站综合自动化系统结构

与保留RTU形式的系统相比，变电站运行信息的采集由一些独立的测控单元来完成，RTU的有关功能由总控单元来完成，总线完成总控单元与测控单元的通信。

这种变电站综合自动化系统的基本特点是：

（1）测量、控制、保护单元分布在原有柜层上，不增加屏柜。 （2）不需改动原有二次回路。

（3）扩充性较好，增加的测控单元可连接到总线上。 （4）综合性能不高。 二、集中组屏式

集中组屏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、开关量和数字量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机保护、自动控制等功能。

在这种结构的系统中，按功能划分为高压保护单元、低压保护单元、遥测单元、遥信单元、遥控单元、电度单元、电压无功单元、交流和直流电源等单元，这些单元由一个总控单元加以控制，总控单元以串行通信（RS-232，RS-422，RS-485）方式与各单元以及故障录

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波、监控计算机进行通信。如图1-3所示。

图1-3 集中组屏型变电站综合自动化系统结构

这种集中组屏式的结构是根据变电站的规模，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。

主变压器和各进出线及站内所有电气设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到中央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及特点是：

这种机构系统的基本特点是： （1）按功能划分单元。

（2）功能单元间相互独立，互不影响。 （3）可集中也可分散安装。 （4）扩充性好。 （5）综合性能较强。

集中组屏式结构最大的缺点是：

（1）每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，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，系统调试麻烦。

（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。 三、分层分布式

在分层分布式结构的变电站综合自动化系统中，将整个变电站的一次、二次设备分为3层，即变电站层、单元层 （或称间隔层）和设备层。在所分的3层中，变电站层称为2层，

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单元层为1层，设备层为0层。每一层由不同的设备或不同的子系统组成，完成不同的功能。图1-4为变电站一次、二次设备分层结构示意图。

图1-4 变电站一次和二次设备的分层结构

设备层主要指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触点，也包括电流互感器、电压互感器等一次设备。

单元层一般按断路器间隔划分，具有测量、控制部件或继电保护部件。测量、控制部分完成该单元的测量、监视、操作控制、联锁及事件顺序记录等功能；保护部分完成该单元线路或变压器或电容器的保护、故障记录等功能。因此，单元层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过局域网络或串行总线与变电站层联系；也可能设有数采管理机或保护管理机，分别管理各测量、监视单元和各保护单元，然后集中由数采管理机和保护管理机与变电站层通信。单元层本身实际上就是两级系统的结构。

变电站层包括站级监控主机、远动通信机等。变电站层设现场总线或局域网，供各主机之间和监控主机与单元层之间交换信息。变电站综合自动化系统主要位于1层和2层。 变电站层的有关自动化设备一般安装于控制室，而单元层的设备宜安装于靠近现场，以减少控制电缆长度。直到现场通信技术在变电站的成熟使用前，单元层的设备仍安装在变电站控制室，形成了分层分布式系统集中组屏的结构。

图1-5和图1-6分别为适用于中小规模和较大规模变电站的分层分布式集中组屏的综合自动化系统示意图。

图1-5 适用于中小规模的分层分布式集中组屏综合自动化系统框图

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