變電站綜合自動(dòng)化 畢業(yè)論文初稿1

第1章 緒 論企業(yè)變電站直接為生產(chǎn)提供電源，是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)和遠(yuǎn)動(dòng)等綜合為一體的多微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，由計(jì)算機(jī)完成運(yùn)行監(jiān)視、控制、保護(hù)、正常操作和順序事件記錄等功能,由通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換,近年來(lái)已成為提高變電站自動(dòng)化水平的發(fā)展方向。企業(yè)變電站能否正確運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全問(wèn)題。因此對(duì)企業(yè)變電站進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)具有十分重要的意義。1.1 變電站綜合自動(dòng)化概論1.1.1變電站綜合自動(dòng)化基本概念變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)多專業(yè)性綜合技術(shù)，是電網(wǎng)運(yùn)行管理中的一次變革。它是將變電站的二次設(shè)備（包括控制、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過(guò)功能組合和優(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)。變電站綜合自動(dòng)化可以收集較齊全的數(shù)據(jù)和信息，加上計(jì)算機(jī)高速計(jì)算能力和判斷能力，可以方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行及操作。變電站綜合自動(dòng)化具有功能綜合化；設(shè)備、操作、監(jiān)視微機(jī)化（包括信息數(shù)字化內(nèi)容）；結(jié)構(gòu)分布分層化；通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運(yùn)行管理智能化的特征。它的出現(xiàn)為變電站的小型化、智能化、擴(kuò)大監(jiān)控范圍及變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控支持，在其基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)高水平的無(wú)人值班變電站的管理。同時(shí)，變電站綜合自動(dòng)化是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分離的十分重要的基礎(chǔ)自動(dòng)化，只有通過(guò)廠站自動(dòng)化裝置和系統(tǒng)向調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供完整可靠的信息，調(diào)度控制中心才可能了解和掌握電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及廠站設(shè)備工況，才能對(duì)其控制做出決策；同樣，要實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制中心的遠(yuǎn)方控制操作，也只有依靠變電站自動(dòng)化裝置才能完成或執(zhí)行操作命令的任務(wù)。可以說(shuō)，一個(gè)完整、先進(jìn)的、可靠的變電站綜合自動(dòng)化，是實(shí)現(xiàn)一個(gè)高水平的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)。1.1.2變電站綜合自動(dòng)化研究現(xiàn)狀供配電綜合自動(dòng)化是將供配電系統(tǒng)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)裝置和運(yùn)動(dòng)裝置等)經(jīng)過(guò)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(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)的主要設(shè)備和輸、配線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)。國(guó)外供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究工作始于70年代，最早是用微機(jī)型遠(yuǎn)動(dòng)裝置代替布線邏輯型的遠(yuǎn)動(dòng)裝置；同時(shí)供配電系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能在擴(kuò)大，供電網(wǎng)的監(jiān)控功能正以綜合自動(dòng)化為目標(biāo)迅速發(fā)展。80年代以后，研究供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的國(guó)家和大公司越來(lái)越多，如較大規(guī)模的德國(guó)西門子公司研制生產(chǎn)的LSA678系統(tǒng)；ABB公司的SCS100、SCS200供配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。我國(guó)供配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化的研究始于80年代中期，但真正意義上的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究還剛起步，并且在實(shí)際的工程中還存在很多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：缺乏統(tǒng)一化、全局化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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)；功能重復(fù)建設(shè)，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；工程設(shè)計(jì)缺乏規(guī)范性的要求，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。實(shí)現(xiàn)供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括變電站綜合自動(dòng)化硬件系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)電氣模擬展示平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)安全體系及后臺(tái)監(jiān)控，數(shù)據(jù)庫(kù)體系的構(gòu)架，異構(gòu)系統(tǒng)間的互連與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，對(duì)外信息交換與共享等方面。對(duì)于系統(tǒng)硬件的組織結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在普遍趨于采用分層分布式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)一般采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線RS-485及CAN工業(yè)局域網(wǎng)，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分級(jí)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(guò)程的實(shí)時(shí)在線，完成柔性化管理。并且分層分布式系統(tǒng)有很好的兼容性、可靠性和可觀測(cè)性，且互換性強(qiáng)，容易優(yōu)化。現(xiàn)場(chǎng)電氣模擬展示平臺(tái)集中反映供電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次側(cè)、二次側(cè)的電氣物理狀態(tài)的展示，對(duì)變電站的模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)集中展現(xiàn)，對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、潮流分布圖、各種波形曲線、各種報(bào)警與故障數(shù)據(jù)等方面信息的顯示。電氣模擬展示平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)在于如何實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的可視化，目前有兩種常用的實(shí)現(xiàn)方法，一種是采用C/C+、Delphi等工具來(lái)開(kāi)發(fā)繪圖系統(tǒng)，將電力系統(tǒng)的常用元件做成相應(yīng)的控件來(lái)繪圖，另一種則是利用現(xiàn)在通用的各種CAD和CAM軟件采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ瑥倪@些通用軟件所提供的各種基類中派生出繪制圖形所需要的自定義類，用這些自定義類生成實(shí)例對(duì)象來(lái)繪制圖紙。如何保證供電系統(tǒng)的安全是供電自動(dòng)化系統(tǒng)研制過(guò)程中所關(guān)心的最重要的問(wèn)題之一。這包括系統(tǒng)安全體系及后臺(tái)監(jiān)控是如何實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在的供電系統(tǒng)主要是運(yùn)用源于人、技術(shù)、管理等因素所形成的預(yù)警能力、保護(hù)能力、檢測(cè)能力、反應(yīng)能力和恢復(fù)能力，保證網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)邊界、計(jì)算環(huán)境和支撐性基礎(chǔ)設(shè)施，在信息和系統(tǒng)生命周期全過(guò)程的各個(gè)狀態(tài)下提供適當(dāng)?shù)陌踩δ埽瑥亩Ｕ细黜?xiàng)工作的效率和效益，促進(jìn)信息化的可持續(xù)健康發(fā)展。供電自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸、交換與存儲(chǔ)。優(yōu)良的數(shù)據(jù)庫(kù)體系，對(duì)提高整個(gè)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。電力自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)以往由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分構(gòu)成，現(xiàn)在出現(xiàn)的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)以其存儲(chǔ)速度上的優(yōu)勢(shì)也逐漸被應(yīng)用到電力自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體中，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)配合使用。電力系統(tǒng)并非是一個(gè)純粹的電氣元素的物理組合，它必然與機(jī)械、熱工等系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。因此，供電自動(dòng)化系統(tǒng)必須考慮到與這些不同性質(zhì)系統(tǒng)間的信息交互。而這就得依靠實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)間的互連與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換來(lái)完成，其關(guān)鍵在于如何使異構(gòu)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)表示標(biāo)準(zhǔn)化。目前，異構(gòu)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)表示標(biāo)準(zhǔn)化由IEC頒布的61970 CIM/CIS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口(EMS API)，定義了EMS、DMS、PTMS、PAR、RDS等系統(tǒng)的公用的數(shù)據(jù)模型和標(biāo)準(zhǔn)的組件接口規(guī)范，該規(guī)范采用面向?qū)ο蟮年P(guān)系模型，為各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間公用數(shù)據(jù)的存取和訪問(wèn)提供了統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而為分布式系統(tǒng)平臺(tái)之上建立可互操作的應(yīng)用軟件模塊奠定了基礎(chǔ)。供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)還應(yīng)保證對(duì)外信息交換與共享的通暢。在系統(tǒng)安全允許范圍內(nèi)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為用戶提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)施動(dòng)態(tài)寬泛的數(shù)據(jù)交換與共享，并且開(kāi)放系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次數(shù)據(jù)資源的充分利用，在更寬范圍、更高層次實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成是現(xiàn)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是所追求的一大功能目標(biāo)。我國(guó)現(xiàn)階段電力自動(dòng)化水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要，因此我們必須考慮電力系統(tǒng)自動(dòng)化今后的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)此方面材料介紹及調(diào)查所掌握的情況，供配電系統(tǒng)自動(dòng)化今后是向綜合化方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)己有相當(dāng)多的生產(chǎn)廠家已著手做這方而的工作，而且普遍認(rèn)為這是適合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展方向，是提高供配電系統(tǒng)自動(dòng)化水平的有效途徑。1.1.3變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)微機(jī)實(shí)時(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)變電站中的應(yīng)用為變電站控制自動(dòng)化、管理信息化、實(shí)時(shí)信息共享、提高變電站的安全性、可靠性開(kāi)辟了新途徑。利用微機(jī)實(shí)時(shí)技術(shù)對(duì)變電站的模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)集中監(jiān)視，將保護(hù)、監(jiān)視、控制、遠(yuǎn)動(dòng)等功能統(tǒng)一協(xié)調(diào)，建立高性能監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)成為變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。供配電綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：(1) 系統(tǒng)從集中控制、功能分散型向分散（層）網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)及站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，故障錄波等設(shè)備和系統(tǒng)是按功能分散考慮的。現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)是從一個(gè)功能模塊管理多個(gè)電氣單元或間隔單元，向一個(gè)模塊管理一個(gè)電氣單元或間隔單元，實(shí)現(xiàn)地理位置高度分散的方向發(fā)展。這樣，自動(dòng)化系統(tǒng)故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)可能造成的影響大大減小，自動(dòng)化設(shè)備的獨(dú)立性、適應(yīng)性更強(qiáng)。(2) 控制與保護(hù)的實(shí)現(xiàn)由專用設(shè)備發(fā)展到通用平臺(tái)。傳統(tǒng)方式中，每個(gè)控制或保護(hù)功能都為專用設(shè)備，種類也多?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使設(shè)備的功能僅由軟件決定，硬件因I/O所要求的數(shù)量而異。開(kāi)發(fā)通用、標(biāo)準(zhǔn)、靈活的硬件和軟件平臺(tái)，能夠適用于所有保護(hù)和控制，使得系統(tǒng)具有開(kāi)放性和數(shù)據(jù)一致性的特點(diǎn)，并且遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，便于不同廠家相互接口和維護(hù)操作。(3) 控制的方式從傳統(tǒng)控制向綜合智能化方向發(fā)展。傳統(tǒng)控制正朝著綜合智能控制發(fā)展，主要表現(xiàn)為電氣設(shè)備的小型化已向機(jī)電一體化方向發(fā)展以及控制和保護(hù)的整體化。將控制、保護(hù)系統(tǒng)與一次設(shè)備就近安裝在一起，并且向著智能型裝置發(fā)展。采用光纖通信，計(jì)算機(jī)CRT顯示或大屏幕顯示逐漸取代傳統(tǒng)的模擬屏，使得調(diào)度（控制）中心對(duì)電網(wǎng)調(diào)度管理的控制性能增強(qiáng)，并且操作更方便、更可靠。(4) 系統(tǒng)信息交換、共享范圍逐步擴(kuò)大。電力自動(dòng)化系統(tǒng)并非一個(gè)孤立系統(tǒng)，需要與其他系統(tǒng)相互交換信息、共享數(shù)據(jù)，因此，隨著整個(gè)電力系統(tǒng)不斷擴(kuò)容必定會(huì)使得系統(tǒng)信息交換、共享范圍逐步擴(kuò)大。目前，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息交換技術(shù)逐步在電力企業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并已取得相當(dāng)?shù)某晒?，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(wèn)題。(5) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)體系不斷優(yōu)化。自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系關(guān)系到整個(gè)供電系統(tǒng)信息交互的安全，進(jìn)而影響整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。因此，如何建立一個(gè)優(yōu)良的電力信息存儲(chǔ)體系也得到整個(gè)電力技術(shù)行業(yè)的廣泛關(guān)注，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在有很多專業(yè)公司及技術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)研究，同時(shí)也推出了自己的產(chǎn)品。 (6) 電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全體系不斷升級(jí)。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(duì)電力信息訪問(wèn)越來(lái)越公開(kāi)化以及Intranet/Internet接入，強(qiáng)大的安全管理機(jī)制就顯得越發(fā)的重要。因此，業(yè)界對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全問(wèn)題也是十分關(guān)注。目前，相關(guān)的研究工作也正在行業(yè)內(nèi)不斷展開(kāi)。1.2 課題的背景及來(lái)源企業(yè)變電站作為整個(gè)電網(wǎng)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著電能傳輸、分配的監(jiān)測(cè)、控制和管理的任務(wù)。變電站繼電保護(hù)、監(jiān)控自動(dòng)化是保證上述任務(wù)完成的基礎(chǔ)。在電網(wǎng)統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下，電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)（如變電站、電廠）具體實(shí)施和保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。因此，變電站自動(dòng)化是電網(wǎng)自動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，他應(yīng)確保實(shí)現(xiàn)以下要求：（1）檢測(cè)電網(wǎng)故障，盡快隔離故障部分。（2）采集變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、計(jì)量和控制。（3）采集一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，供維護(hù)一次設(shè)備參考。（4）實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制。（5）確保通信要求。因此，要求變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行高效、實(shí)時(shí)、可靠，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)、管理、協(xié)調(diào)和控制。同時(shí)，又必須與電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效的信息交換、共享，優(yōu)化電網(wǎng)操作，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平，提高經(jīng)濟(jì)效益，并為電網(wǎng)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展留下空間。傳統(tǒng)變電站中，其自動(dòng)化系統(tǒng)存在諸多缺點(diǎn)，難以滿足上述要求。例如：（1）傳統(tǒng)二次設(shè)備、繼電保護(hù)、自動(dòng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等大多采取電磁型或小規(guī)模集成電路，缺乏自檢和自診斷能力，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低。（2）二次設(shè)備主要依靠大量電纜，通過(guò)觸點(diǎn)、模擬信號(hào)來(lái)交換信息，信息量小、靈活性差、可靠性低。（3）由于上述兩個(gè)原因，傳統(tǒng)變電站占地面積大、使用電纜多，電壓互感器、電流互感器負(fù)擔(dān)重，二次設(shè)備冗余配置多。（4）遠(yuǎn)動(dòng)功能不夠完善，提供給調(diào)度控制中心的信息量少、精度差，且變電站內(nèi)自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)手段不全，缺乏協(xié)調(diào)和配合力量，難以滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制的要求。（5）電磁式或小規(guī)模集成電路調(diào)試和維護(hù)工作量大，自動(dòng)化程度低，不能遠(yuǎn)方修改保護(hù)及自動(dòng)裝置的定值和檢查其工作狀態(tài)。有些設(shè)備易受環(huán)境的影響，如晶體管型二次設(shè)備，其工作點(diǎn)會(huì)受到環(huán)境溫度的影響。傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)中，各設(shè)備按設(shè)備功能配置，彼此之間相關(guān)性甚少，相互之間協(xié)調(diào)困難，需要值班人員比較多的干預(yù)，難于適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)的控制要求。另外需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的試驗(yàn)和維修，既便如此，仍然存在設(shè)備故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，甚至這種定期檢修也可能引起新的問(wèn)題，發(fā)生和出現(xiàn)有試驗(yàn)人員過(guò)失引起的故障。發(fā)展變電站綜合自動(dòng)化的必要性還體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：一、隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新增大量的發(fā)電廠和變電站，使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，這樣要求各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度值班人員掌握、管理、控制的信息也大量增長(zhǎng)，電網(wǎng)故障處理和恢復(fù)卻要求更為迅速和準(zhǔn)確；二、現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)可靠供電提出了更高的要求；三、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得整個(gè)社會(huì)對(duì)環(huán)保要求提高，這樣也對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)行和管理提出許多要求?，F(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電力電子技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，為上述問(wèn)題提供了解決的方案。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用造就了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展。本課題研究對(duì)象來(lái)自韶關(guān)冶煉廠供電配電系統(tǒng)改造項(xiàng)目。該廠由于工藝要擴(kuò)展至30萬(wàn)噸，原有的繼電保護(hù)都傳統(tǒng)電磁式繼電器組成，通訊和整個(gè)系統(tǒng)管理在硬件上還處于比較落后狀態(tài)，為了適應(yīng)擴(kuò)產(chǎn)的需要，對(duì)韶關(guān)冶煉廠供電配電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。韶關(guān)冶煉廠供電配電系統(tǒng)的中高壓部分包括110kV站，一系統(tǒng)中央配電室、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配電室、韶冶電站，我們負(fù)責(zé)110kV站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，并把一系統(tǒng)中央配電室、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配電室、韶冶電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)集成到110kV站中便于管理操作人員的管理。基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通通信技術(shù)，微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，和實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期在企業(yè)供配電系統(tǒng)方面的研究，我們?yōu)樯仃P(guān)冶煉廠建成一個(gè)智能化的供配電平臺(tái)。1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容本文首先分析了整個(gè)系統(tǒng)的需求，及各項(xiàng)功能指標(biāo)，然后結(jié)合企業(yè)變電站綜合自動(dòng)化目前的發(fā)展情況，在確保穩(wěn)定、可靠、保證完成時(shí)間的情況下設(shè)計(jì)了一套分層分布式的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)各個(gè)功能要求并投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行。作者的主要工作包括：一、查閱大量的資料文獻(xiàn)，對(duì)我國(guó)供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)及現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，剖析了國(guó)內(nèi)外已有的供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和方法?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，充分了解韶關(guān)冶煉廠110kV目前狀況，及現(xiàn)場(chǎng)需求。結(jié)合韶關(guān)冶煉廠110kV的需求和目前的變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)提出了設(shè)計(jì)方案和技術(shù)路線，并進(jìn)行了可行性論證。二、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)的要求，考慮到目前的韶關(guān)冶煉廠110kV站的情況，采用了目前流行的分層分布式設(shè)計(jì)方案。對(duì)于該設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的邏輯分析，層次功能分析，與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，最終建成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。三、進(jìn)行系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟件結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)以下六個(gè)關(guān)鍵軟件部分進(jìn)行詳細(xì)分析及功能開(kāi)發(fā)。（1）基于多線程的數(shù)據(jù)采集技術(shù)（2）基于網(wǎng)絡(luò)的多通道數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)（3）高性能多層數(shù)據(jù)庫(kù)體系 （4）智能化電氣模擬圖展示平臺(tái)軟件（5）系統(tǒng)安全體系及后臺(tái)監(jiān)控軟件（6）基于web模式的對(duì)外信息交換與共享平臺(tái)四、建成整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)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，其性能和功能以及可靠性等也不斷提高。從國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，其結(jié)構(gòu)形式有集中式、集中分布式、分層分布式結(jié)構(gòu)。2.1 集中式結(jié)構(gòu)集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算機(jī)和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。集中式結(jié)構(gòu)也并非指只由一臺(tái)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微型計(jì)算機(jī)完成的，只是每臺(tái)微型計(jì)算機(jī)承擔(dān)的任務(wù)多些。例如監(jiān)控機(jī)要擔(dān)負(fù)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、斷路器操作、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，可能一臺(tái)微機(jī)要負(fù)責(zé)多回路低壓線路的保護(hù)等。集中式結(jié)構(gòu)如圖2.1所示圖2.1集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖集中式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：（1）能實(shí)時(shí)采集變電站各種模擬量、開(kāi)關(guān)量，完成對(duì)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(duì)變電站主要設(shè)備和進(jìn)、出線的保護(hù)任務(wù)。（3）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(duì)35kV或規(guī)模較小的變電站更為有利。（5）實(shí)用性好。集中式的缺點(diǎn)有：（1）每臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能較集中，若一臺(tái)計(jì)算機(jī)出故障，影響面大，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）軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。（3）組態(tài)不靈活，對(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大。（4）集中式保護(hù)與長(zhǎng)期以來(lái)采用一對(duì)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)邏輯比較簡(jiǎn)單的情況。集中式結(jié)構(gòu)存在諸方面的不足，因此隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)必須不斷變革。2.2 分布式結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好得解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.3 分層分布式結(jié)構(gòu)分層分布式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從邏輯上將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站層（站級(jí)測(cè)控單元）和間隔層（間隔單元）。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。分層分布式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)。將變電站一個(gè)斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集保護(hù)和控制等功能由一個(gè)或幾個(gè)智能化的測(cè)控單元完成。測(cè)控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息地電磁干擾，且具有很高地可靠性，比較好地實(shí)現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護(hù)和擴(kuò)展，大量現(xiàn)場(chǎng)工作可一次性地在設(shè)備制造廠家完成。分層分布式結(jié)構(gòu)如2.3框圖所示。分層分布式結(jié)構(gòu)地主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）間隔層控制單元地自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化使系統(tǒng)適用率較高。（2）包含間隔層功能的單元直接定位在變電站的間隔上。（3）邏輯連接到組態(tài)指示均可由軟件控制。（4）簡(jiǎn)化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。（5）簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。（6）分層分布式結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。圖2.3 分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.4 分層分布式變電站綜合自動(dòng)化工程應(yīng)用 結(jié)合韶關(guān)冶煉廠110kV變電站的實(shí)際情況和變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn)，我們采用分層分布式結(jié)構(gòu)，充分利用其優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。2.4.1 系統(tǒng)分析目前韶關(guān)冶煉廠供電系統(tǒng)的中高壓部分包括110kV站，一系統(tǒng)中央配電室、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配電室、韶冶電站。其繼電保護(hù)裝置都是采用傳統(tǒng)的電磁式繼電器組成，通訊和整個(gè)系統(tǒng)信息化管理水平上處于比較落后狀態(tài)。如果工藝擴(kuò)產(chǎn)至30萬(wàn)噸的能力，整個(gè)供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)、通訊和管理系統(tǒng)將不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要，因此必須對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行改造，以適應(yīng)生產(chǎn)的需要，并且提高變電站的自動(dòng)化水平，信息化管理水平。2.4.1.1 系統(tǒng)需求分析按照設(shè)計(jì)要求，智能監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式體系結(jié)構(gòu)，本工程的整個(gè)系統(tǒng)分為三層：站控層、過(guò)程層、間隔層。本工程的目的是建設(shè)自動(dòng)化的韶冶供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須具有以下功能：（1） 數(shù)據(jù)采集和處理，定時(shí)采集系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程輸入信號(hào)（包括開(kāi)關(guān)量、模擬量、脈沖量），經(jīng)濾波，檢出事故、故障、狀態(tài)變位信號(hào)和模擬量參數(shù)變化，實(shí)時(shí)地更新數(shù)據(jù)庫(kù)，為監(jiān)控系統(tǒng)提供運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。將繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的動(dòng)作和斷路器的跳合閘動(dòng)作順序記錄，事件分辨率須小于2ms。電氣和非電氣模擬量可設(shè)置限值，當(dāng)測(cè)量值越限時(shí)發(fā)出報(bào)警。當(dāng)某些事件產(chǎn)生時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)的事故追憶記錄，輸出事故前后一段時(shí)間內(nèi)的模擬量值，追憶數(shù)據(jù)的測(cè)點(diǎn)和周期可定義。接收脈沖電度表輸出的信號(hào)，進(jìn)行電度表讀數(shù)累計(jì)，再根據(jù)峰、平、谷時(shí)段分時(shí)累計(jì)。（2）控制操作，各單元柜（控制箱）安裝有就地/遠(yuǎn)方切換開(kāi)關(guān)及跳合閘操縱按鈕，可就地操作，也可經(jīng)后臺(tái)機(jī)鼠標(biāo)或鍵盤執(zhí)行對(duì)站內(nèi)斷路器的控制，執(zhí)行某單元斷路器的送/停電，倒閘操作等各種順序操作，在控制操作中實(shí)現(xiàn)安全操作閉鎖功能。（3）微機(jī)保護(hù)，整個(gè)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括主變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)、線路保護(hù)、電容器保護(hù)、電壓切換裝置、母聯(lián)保護(hù)等組成，構(gòu)成完整的變電站成套保護(hù)。 （4）人機(jī)接口，人機(jī)接口監(jiān)視器、鼠標(biāo)和功能鍵提供靈活的人機(jī)交換聯(lián)系，能提供正常的運(yùn)行顯示、調(diào)用各種數(shù)據(jù)、報(bào)表及運(yùn)行狀態(tài)圖、參數(shù)圖等畫面。（5）事故報(bào)警，在系統(tǒng)發(fā)生事故或運(yùn)行設(shè)備工作異常時(shí)，能自動(dòng)投入音響報(bào)警，進(jìn)入事故畫面，畫面上相應(yīng)塊閃光報(bào)警，指出事件的性質(zhì)和異常參數(shù)值。（6）技術(shù)統(tǒng)計(jì)和制表打印。根據(jù)運(yùn)行要求進(jìn)行電流、電壓、功率、電度量的整點(diǎn)抄表、累計(jì)，設(shè)備的運(yùn)行工況、時(shí)間統(tǒng)計(jì)以及合格率、負(fù)荷率等技術(shù)統(tǒng)計(jì)，能定時(shí)打印各事故、測(cè)量、計(jì)量報(bào)表、分時(shí)報(bào)表、班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。如每日打印8小時(shí)日志，每月最后一天打印當(dāng)月報(bào)表，每年最后一天打印當(dāng)年報(bào)表，還可打印諸如：重合閘次數(shù)、成功率、斷路器動(dòng)作次數(shù)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。（7）與監(jiān)控中心對(duì)時(shí)、通訊，一系統(tǒng)中央配電室、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配電室、韶冶電站能與監(jiān)控中心進(jìn)行對(duì)時(shí)、通訊。完成事件記錄（SOE）、遙信、遙測(cè)、遙控等功能。（8）顯示功能，能實(shí)時(shí)刷新全站主接線圖，含斷路器狀態(tài)及隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)；實(shí)時(shí)刷新單回路接線圖及運(yùn)行參數(shù)；顯示各種曲線，如負(fù)荷曲線、電壓棒圖、電流棒圖等；測(cè)量表格和計(jì)量表格和相應(yīng)的測(cè)量值和計(jì)量值，并實(shí)時(shí)刷新；優(yōu)先顯示事故發(fā)生時(shí)間，所屬設(shè)備及事故性質(zhì)；各種調(diào)試、編輯等功能畫面；顯示本站概況、運(yùn)行規(guī)程、操作指導(dǎo)模擬等內(nèi)容，顯示時(shí)鐘、日歷、周波和安全運(yùn)行天數(shù)。（9）系統(tǒng)自診斷，分布式單元機(jī)箱和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有在線自診斷功能，并能報(bào)警。保護(hù)單元自診斷出錯(cuò)時(shí)閉鎖保護(hù)，同時(shí)報(bào)警。上層單元對(duì)下層單元通過(guò)通訊進(jìn)行互檢。（10）與其它智能設(shè)備的通訊，對(duì)變電站內(nèi)其它智能設(shè)備進(jìn)行通訊，并能在監(jiān)視器上實(shí)時(shí)的顯示其數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)。（11）開(kāi)列操作票，根據(jù)調(diào)度中心提供的典型操作票，可進(jìn)行操作票的編輯、打印。（12）應(yīng)用系統(tǒng)維護(hù)及人員培訓(xùn)，可提供在線、離線軟件，用于維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)和人員培訓(xùn)。2.4.1.2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容分析韶關(guān)冶煉廠110KV站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的目的是建設(shè)自動(dòng)化的韶冶供電系統(tǒng)，將韶冶供電系統(tǒng)拓展為一個(gè)開(kāi)放式的系統(tǒng)，不斷提高韶冶供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化水平，并進(jìn)一步保障韶關(guān)冶煉廠供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，降低運(yùn)行維護(hù)成本。韶關(guān)治煉廠110kV站綜合自動(dòng)化將提供一套完整的變電所智能化監(jiān)控系統(tǒng)，它完成對(duì)變電所內(nèi)主要設(shè)備和輸配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)，以及與上級(jí)系統(tǒng)通信等綜合性的自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)高、中、低壓設(shè)備智能化監(jiān)控的集成。監(jiān)控系統(tǒng)遵照“分層分布、面向?qū)ο蟆钡脑O(shè)計(jì)原則，立足于“實(shí)用化、簡(jiǎn)易化、智能化”的目標(biāo)，采用實(shí)用簡(jiǎn)易的中文圖形人機(jī)界面，開(kāi)展各類業(yè)務(wù)支撐應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)微電子控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與電力設(shè)備的緊密結(jié)合；通過(guò)高速的分層數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與信息交換技術(shù)集成各類數(shù)據(jù)資源，使用可擴(kuò)展方法庫(kù)來(lái)支持各個(gè)不同等級(jí)用戶的分別分類應(yīng)用；利用網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)施動(dòng)態(tài)寬泛的數(shù)據(jù)交換，并且開(kāi)放系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次數(shù)據(jù)資源的充分利用，在更寬范圍、更高層次實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成。韶冶供電配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括中央管理層、站級(jí)管理層、間隔層三個(gè)層次的建設(shè)內(nèi)容，系統(tǒng)主體建設(shè)內(nèi)容如下： 硬件平臺(tái)硬件平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性平臺(tái)，硬件平臺(tái)的建設(shè)本著安全、可靠、開(kāi)放、實(shí)用的原則，實(shí)現(xiàn)韶冶供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的高精度模擬量和開(kāi)關(guān)量的采集與系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)一體化功能。整個(gè)變電站系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)平臺(tái)主要包括智能電力儀表單元、微機(jī)保護(hù)裝置、工業(yè)計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、模擬屏、GPS授時(shí)系統(tǒng)、其他外設(shè)等部分。智能電力儀表單元進(jìn)行高速精確的模擬量和開(kāi)關(guān)量的電氣參數(shù)采集，并且可以實(shí)現(xiàn)全面有效的自診斷功能，出現(xiàn)故障可以及時(shí)報(bào)警，報(bào)告故障類型及故障點(diǎn)，這將給系統(tǒng)維護(hù)帶來(lái)極大的方便。在系統(tǒng)采用流行的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)后，各個(gè)智能單元均具有獨(dú)立運(yùn)行的能力，它并不完全依賴于上位機(jī)的運(yùn)行，即使在上位機(jī)故障或失效的情況下，各個(gè)智能單元仍可以獨(dú)立運(yùn)行并執(zhí)行預(yù)定的功能，甚至可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)互相傳送信息，以完成各種協(xié)調(diào)功能。可與不同廠家的控制模塊掛在同一總線上，并能通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接入以太網(wǎng)，便于計(jì)算機(jī)編程，輕松構(gòu)建計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。微機(jī)綜合保護(hù)器采用在國(guó)內(nèi)有成功應(yīng)用范例的知名品牌，每臺(tái)裝置都具有兩個(gè)或以上通訊接口和開(kāi)放的通訊協(xié)議。繼保裝置在功能上具有獨(dú)立的事件記錄和故障錄波功能，并且具有設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能和跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)功能；在保護(hù)上有完善的自檢監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)保護(hù)裝置故障或損壞時(shí)，保護(hù)被閉鎖的同時(shí)保護(hù)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出告警信號(hào)。整個(gè)微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，不同型號(hào)保護(hù)裝置的附件具有靈活的互換性，具備保護(hù)、控制、測(cè)量、遙信信號(hào)的采集和通訊功能，可以與監(jiān)控計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)組成完善的電力監(jiān)控系統(tǒng)。工業(yè)計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。中心管理層監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩臺(tái)通訊服務(wù)器、工程師站、操作員站、綜合管理站、以太網(wǎng)交換機(jī)、GPS授時(shí)系統(tǒng)、模擬屏等構(gòu)成。服務(wù)器為可靠性較高的工業(yè)計(jì)算機(jī)，服務(wù)器從各個(gè)站級(jí)管理單元獲取設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器與與局域網(wǎng)相聯(lián)；工程師站和操作員站采用可靠性較高的品牌計(jì)算機(jī)完成系統(tǒng)的各種監(jiān)視和控制功能，通過(guò)以太網(wǎng)從通訊服務(wù)器獲取系統(tǒng)和裝置的數(shù)據(jù)；以太網(wǎng)交換機(jī)作為中心管理層監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的核心交換機(jī)，應(yīng)具有極高的抗干擾能力和工作可靠性并且具有自診斷和自恢復(fù)能力，因此系統(tǒng)采用了知名的品牌工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)；此外，中央管理層還配有圖像監(jiān)控系統(tǒng)、操作票專家系統(tǒng)、兩臺(tái)激光網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)用來(lái)滿足系統(tǒng)的需求。為了提高整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵性硬件設(shè)備進(jìn)行了冗余配置。系統(tǒng)的通訊服務(wù)器和核心層網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將癱瘓，該部分的可靠性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性決定著整個(gè)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的性能，因此采用雙服務(wù)器配置。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)啟用備用設(shè)備，雙服務(wù)器熱備用方式將極大地提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性和可維護(hù)性。 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)選用通用性局域網(wǎng)絡(luò)，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力和較高的可靠性。系統(tǒng)通過(guò)建設(shè)中心管理層、間隔層、站級(jí)管理層相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各層網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通與各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史資料、交換數(shù)據(jù)的高速可靠傳遞，實(shí)現(xiàn)110KV站、一系統(tǒng)中央配電室、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配電室、韶冶電站等主要節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)互訪與資源共享，實(shí)現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)的寬帶傳輸，采用軟硬件技術(shù)相結(jié)合的手段充分保障通信的可靠性、安全性、可擴(kuò)展性。韶關(guān)治煉廠110kV站微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中心管理層采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，間隔層與站級(jí)管理層采用流行現(xiàn)場(chǎng)總線，通過(guò)網(wǎng)關(guān)與中心管理層連接。采用光纖連接一系統(tǒng)中配、韶冶電站、二系統(tǒng)硫酸配、第二配電室。上下網(wǎng)絡(luò)接口具備雙口全雙工方式，以提高信息通道的冗余度，保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。為了構(gòu)建一個(gè)負(fù)載均衡、路由高效的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)性能，滿足視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信息快速可靠傳輸?shù)男枰麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，從連接方式看可分為標(biāo)準(zhǔn)的三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：核心層、匯聚層和接入層。核心層和匯聚層采用先進(jìn)的千兆網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備作為骨干網(wǎng)絡(luò)組成設(shè)備，來(lái)集成交換式局域網(wǎng)以及主機(jī)系統(tǒng)。在核心層和匯聚層之間還安裝有中心交換機(jī)柜。這些工業(yè)級(jí)交換機(jī)采用模塊化的結(jié)構(gòu)，可以提供用戶化定制、優(yōu)先級(jí)隊(duì)列服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)安全控制功能，不僅能傳送海量數(shù)據(jù)和控制信息，更具有硬件冗余和軟件可伸縮性特點(diǎn)。接入層采用10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的需求安裝相應(yīng)的交換設(shè)備、物理隔離設(shè)備以及安全檢測(cè)裝置。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量和信息量的爆炸性增長(zhǎng)，通過(guò)采用各種軟硬件技術(shù)進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸性能和安全性，并且能夠提供基于Intranet的相關(guān)門戶服務(wù)。 軟件平臺(tái)智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，依照設(shè)計(jì)說(shuō)明書的各項(xiàng)功能要求，提供多種形式的操作界面以及符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求的多種功能軟件模塊，建設(shè)一個(gè)涵蓋數(shù)據(jù)采集與處理、微機(jī)保護(hù)、故障與事故報(bào)警與記錄、各項(xiàng)控制操作、操作票專家系統(tǒng)、智能化人機(jī)接口等多項(xiàng)功能在內(nèi)的高度可靠、配置靈活、可擴(kuò)展的綜合性業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件支撐平臺(tái)，建立以各類測(cè)量數(shù)據(jù)和二次數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心，通過(guò)基于Intranet網(wǎng)絡(luò)建立廠級(jí)信息系統(tǒng)，開(kāi)展多種信息應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)操作在大范圍、深層次的自動(dòng)化與智能化。圖2.4 軟件結(jié)構(gòu)圖軟件結(jié)構(gòu)以硬件平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為依托，以滿足智能監(jiān)控系統(tǒng)安全、可靠、高效、開(kāi)放、靈活的性能要求為目的，采用層次化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。軟件平臺(tái)共分為五層（如圖2.4）：接入層、處理層、存儲(chǔ)層、應(yīng)用層、和對(duì)外服務(wù)層。接入層完成包括110KV站、一系統(tǒng)中央配電室、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配電室的站級(jí)管理前置機(jī)和韶冶電站在內(nèi)的完整可靠的數(shù)據(jù)接收、轉(zhuǎn)換與傳輸功能；處理層進(jìn)行各種數(shù)字信息的解析以及參數(shù)檢測(cè)與狀態(tài)獲取、多通道數(shù)據(jù)發(fā)布等后臺(tái)服務(wù)；存儲(chǔ)層利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)三層數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息資源的高速海量存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)訪問(wèn)；應(yīng)用層提供智能的人機(jī)界面，多種形式的靈活的展示界面，安全可靠的遙控操作與預(yù)演，事故追憶，技術(shù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)表打印等十幾種功能，是整個(gè)軟件平臺(tái)的核心；對(duì)外服務(wù)層提供該智能監(jiān)控系統(tǒng)與Intranet的信息交互服務(wù)，是內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的樞紐。軟件平臺(tái)作為一個(gè)開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)，真正體現(xiàn)了開(kāi)放性體系、分層、分布式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能充分滿足韶關(guān)冶煉廠110kV站供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)工程未來(lái)的需求，代表著目前先進(jìn)的電力自動(dòng)化應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，具有預(yù)防、避免事故發(fā)生；完善、強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部考核；減少設(shè)備停電和檢修時(shí)間；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享等優(yōu)點(diǎn)，為現(xiàn)代化管理提供了堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。2.4.1.3 系統(tǒng)建設(shè)重點(diǎn)分析1、微機(jī)保護(hù)：本系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、線路保護(hù)、電容器保護(hù)、電壓切換裝置、母聯(lián)保護(hù)等。微機(jī)保護(hù)單元是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，該部分涉及到整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，突發(fā)事件的應(yīng)急處理，自動(dòng)保護(hù)等一些關(guān)系到供電系統(tǒng)安全、可靠的功能，所以對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要。2、數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)來(lái)自對(duì)電力儀表、微機(jī)保護(hù)設(shè)備和其他設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)，沒(méi)有精確的數(shù)據(jù)采集，整個(gè)系統(tǒng)就失去了意義。3、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)的建設(shè)：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是一切網(wǎng)絡(luò)通訊的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的、先進(jìn)的、信息通暢的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)尤為重要，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮O(shè)備選型時(shí)還應(yīng)考慮到設(shè)備采用技術(shù)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目蓴U(kuò)展性構(gòu)建一個(gè)高效、穩(wěn)定、安全、可靠的系統(tǒng)通訊平臺(tái)。4、數(shù)據(jù)處理：在這個(gè)單元中包括數(shù)據(jù)的報(bào)警與故障邏輯判斷，數(shù)據(jù)的解析，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的展現(xiàn)等過(guò)程。在采集到數(shù)據(jù)后必須進(jìn)行數(shù)據(jù)的報(bào)警與故障邏輯判斷，這里涉及到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和大規(guī)模性問(wèn)題。數(shù)據(jù)量大，且系統(tǒng)長(zhǎng)的時(shí)間運(yùn)行，要求數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大、速度快、穩(wěn)定性好。對(duì)于要用于網(wǎng)絡(luò)交互的數(shù)據(jù)我們必須設(shè)定其傳輸格式，從而方便網(wǎng)絡(luò)傳輸，這里涉及到如何使得如此多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在最短的時(shí)間內(nèi)得到解析，發(fā)布到所需要用的地方。5、報(bào)表制作：報(bào)表關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程，它的準(zhǔn)確性必須得到保證，而報(bào)表所要處理的數(shù)據(jù)量大，生產(chǎn)的情況復(fù)雜。由于報(bào)表種類繁多，不同的報(bào)表具有不同的報(bào)表內(nèi)容，報(bào)表模板的制作相當(dāng)麻煩?？紤]到在以后的生產(chǎn)中，對(duì)于報(bào)表不同的需要，必須開(kāi)發(fā)出自適應(yīng)的報(bào)表來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。2.4.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)韶關(guān)冶煉廠110kV站供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)工程將提供一套完整的變電站智能化監(jiān)控系統(tǒng)，它完成對(duì)變電站內(nèi)主要設(shè)備和輸配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)，以及與上級(jí)系統(tǒng)通信等綜合性的自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)高、中、低壓設(shè)備智能化監(jiān)控的集成。監(jiān)控系統(tǒng)遵照“分層分布、面向?qū)ο蟆钡脑O(shè)計(jì)原則，立足于“實(shí)用化、簡(jiǎn)易化、智能化”的目標(biāo)，采用實(shí)用簡(jiǎn)易的中文圖形人機(jī)界面，開(kāi)展各類業(yè)務(wù)支撐應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)微電子控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與電力系統(tǒng)的緊密結(jié)合；通過(guò)高速的分層數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與信息交換技術(shù)集成各類數(shù)據(jù)資源，使用可擴(kuò)展方法庫(kù)來(lái)支持各個(gè)不同等級(jí)用戶的分別分類應(yīng)用；利用網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)施動(dòng)態(tài)寬泛的數(shù)據(jù)交換，并且開(kāi)放系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次數(shù)據(jù)資源的充分利用，利用Intranet技術(shù)在更寬范圍、更高層次實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成。結(jié)合韶關(guān)冶煉廠110KV站供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)工程招標(biāo)文件的內(nèi)容與韶關(guān)冶煉廠供配電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，韶關(guān)冶煉廠110kV站供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)工程包括中心管理層、站級(jí)管理層、間隔層三個(gè)層次的建設(shè)內(nèi)容。2.4.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2.5所示，整個(gè)系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：中心管理層，站級(jí)管理層，間隔層。中心管理層與站級(jí)管理層均采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式實(shí)現(xiàn)故障時(shí)動(dòng)態(tài)切換；兩臺(tái)通訊服務(wù)器相互熱備；還配有操作員站、工程師站、綜合管理站、圖象監(jiān)控系統(tǒng)、模擬屏、操作票專家系統(tǒng)、門戶服務(wù)器、GPS授時(shí)系統(tǒng)、2臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。中心管理層通過(guò)網(wǎng)關(guān)與站級(jí)管理層、間隔層連接，利用光纖連接一系統(tǒng)中配、電站、二系統(tǒng)硫酸配、第二配電室。中心管理層的主要任務(wù)包括通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)緦?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息并不斷實(shí)時(shí)刷新，按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送往調(diào)度、控制中心，接收調(diào)度、控制中心控制命令并轉(zhuǎn)發(fā)站級(jí)管理層、間隔層執(zhí)行，在線編程控制全站操作閉鎖，站內(nèi)監(jiān)控、人機(jī)聯(lián)系（顯示、操作、打印、報(bào)警、多媒體等），對(duì)站級(jí)管理層、間隔層設(shè)備在線維護(hù)、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)，對(duì)變電站故障自動(dòng)分析與操作培訓(xùn)。 79圖2.5 韶關(guān)冶煉廠110 kV站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)總體架構(gòu)圖站級(jí)管理層由前置機(jī)、核心交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、總線控制器、連接設(shè)備組成高速以太網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)站級(jí)管理層、間隔層實(shí)時(shí)信息的匯總；一次設(shè)備保護(hù)控制，站級(jí)管理層操作閉鎖，數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算、控制命令發(fā)出優(yōu)先級(jí)別控制；與間隔層、中心管理層高速、可靠的數(shù)據(jù)交換，來(lái)聯(lián)系中心管理層和間隔層之間的數(shù)據(jù)通路，實(shí)現(xiàn)韶冶供電系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)交互。間隔層是一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合層，由微機(jī)保護(hù)裝置、智能電力儀表組成電氣參量測(cè)量和保護(hù)單元。實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行的實(shí)時(shí)電氣參量檢測(cè)，運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)量檢測(cè)、操作控制、執(zhí)行部分、微機(jī)保護(hù)。該系統(tǒng)遵照“分層分布、面向?qū)ο蟆钡脑O(shè)計(jì)原則，立足于“實(shí)用化、簡(jiǎn)易化、智能化”的目標(biāo)，把系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：中央管理層、站級(jí)管理層、間隔層。中央管理層的主要功能是：1通過(guò)兩級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新數(shù)據(jù)庫(kù)，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心。2接收調(diào)度或控制中有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過(guò)程層執(zhí)行。3具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能。4具有（或備有）站內(nèi)人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報(bào)警，甚至圖像，聲音等多媒體功能。5具有對(duì)站級(jí)管理層、間隔層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能。6具有（或備有）變電站自動(dòng)分析和操作培訓(xùn)功能。站級(jí)管理層的主要功能是：1匯總本間隔過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。2實(shí)施對(duì)一次設(shè)備保護(hù)控制功能。3實(shí)施本間隔層操作閉鎖功能。4實(shí)施操作同期及其他控制功能。5對(duì)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級(jí)別的控制。6承上啟下的通信功能，即同時(shí)高速完成與過(guò)程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。必要時(shí)，上下網(wǎng)絡(luò)接口具備雙口全雙工方式，以提高信息通道的冗余度，保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。間隔層的主要功能是：1電力運(yùn)行實(shí)時(shí)的電氣量檢測(cè)。2運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)據(jù)檢測(cè)。3操作控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)。2.4.2.2 各層次間關(guān)系現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)是由位于間隔層上的設(shè)備采集得到的，間隔層是整個(gè)系統(tǒng)的最底層，也是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。間隔層上包括所有的采集設(shè)備及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集并響應(yīng)、執(zhí)行中央管理層及站級(jí)管理層所發(fā)布的控制策略，間隔層上的微機(jī)保護(hù)單元能在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行有效、快速的保護(hù)，把系統(tǒng)故障控制在最小的范圍內(nèi)。站級(jí)管理層屬于間隔層的上層，主要由前置系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)構(gòu)成。在前置系統(tǒng)中可以對(duì)間隔層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)定控制策略、采集策略、實(shí)時(shí)發(fā)布、存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)，發(fā)布控制命令。前置系統(tǒng)的另外具有中介功能，接收中央管理層發(fā)布過(guò)來(lái)的控制命令，通過(guò)邏輯判斷后對(duì)間隔層的設(shè)備發(fā)布控制命令，是中央管理層和間隔層的高速、可靠的數(shù)據(jù)交換通路。中心管理層是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，通過(guò)核心交換機(jī)與站級(jí)管理層、間隔層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。中央管理層的主要功能包括通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)緦?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息并不斷實(shí)時(shí)刷新，按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送往調(diào)度、控制中心，接收調(diào)度、控制中心控制命令并轉(zhuǎn)發(fā)站級(jí)管理層、間隔層執(zhí)行，在線編程控制全站操作閉鎖，站內(nèi)監(jiān)控、人機(jī)聯(lián)系（顯示、操作、打印、報(bào)警、多媒體等），對(duì)站級(jí)管理層、間隔層設(shè)備在線維護(hù)、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)，對(duì)變電站故障自動(dòng)分析與操作培訓(xùn)。2.4.2.3 間隔層間隔層是一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合面，用來(lái)實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行實(shí)時(shí)的電氣量檢測(cè)，運(yùn)行設(shè)備的的狀態(tài)量檢測(cè)、操作控制、執(zhí)行部分、微機(jī)保護(hù)。間隔層設(shè)備主要包括繼電保護(hù)裝置，智能電力儀表測(cè)控裝置，遙視裝置。本供電系統(tǒng)涉及的微機(jī)保護(hù)裝置包括母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、電容器保護(hù)，通過(guò)這些保護(hù)裝置來(lái)保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高整個(gè)系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。本系統(tǒng)所使用的微機(jī)綜合保護(hù)器采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，不同型號(hào)保護(hù)裝置的附件具用靈活的互換性，具備完善的保護(hù)、控制（開(kāi)關(guān)就地及遙控合閘、分等操作）、測(cè)量（各種電氣量的測(cè)量、記錄和顯示）、遙信信號(hào)采集和通訊功能，可以與監(jiān)控前置機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)組成完善的電力監(jiān)控系統(tǒng)。由于系統(tǒng)的需求，微機(jī)綜合保護(hù)器還必須具備以下功能：本體窗口全為漢字化大屏幕液晶顯示，顯示信息可由用戶通過(guò)專用調(diào)試軟件組態(tài)和修改；具有兩個(gè)或以上通訊接口，裝置前面板通訊接口為調(diào)試用便攜計(jì)算機(jī)輸入端口，后面RS485通訊端口用于組網(wǎng)通訊；具有開(kāi)放的通訊協(xié)議；裝置具有獨(dú)立的事件記錄和故障錄波功能，故障錄波時(shí)間不小于18秒；具有斷路器累計(jì)分析電流值，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能，跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)功能；配備專用中文調(diào)試整定軟件；保護(hù)裝置有完善地自檢監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)保護(hù)裝置故障或損壞時(shí)，保護(hù)應(yīng)被閉鎖，保護(hù)監(jiān)測(cè)同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。韶關(guān)冶煉廠110kV站供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)工程所涉及的智能電力儀表測(cè)控裝置主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電量的需要選擇智能電力儀表，來(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，電量的精確采集，為整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化奠定基礎(chǔ)。韶關(guān)冶煉廠110KV站供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)工程所采用的電力參數(shù)測(cè)量?jī)x采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，不同型號(hào)測(cè)量裝置的附件具用靈活的可互換性。在功能上具備完善的保護(hù)、控制（開(kāi)關(guān)就地及遙控合閘、分等操作）、測(cè)量（各種電氣量的測(cè)量、記錄和顯示）、遙信信號(hào)采集和通訊功能，可以與監(jiān)控前置機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)組成完善的電力監(jiān)控系統(tǒng)。由于系統(tǒng)的特殊需求智能電力儀表還必須具備以下功能：電力參數(shù)測(cè)量?jī)x窗口大屏幕液晶顯示器，直觀界面上具有帶自導(dǎo)功能的菜單；電力參數(shù)測(cè)量?jī)x應(yīng)具有國(guó)家計(jì)量認(rèn)可的證明，可同時(shí)測(cè)量相電壓、線電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功/無(wú)功電度（四象限）、需用量及最大量等全部電氣參數(shù)。其中功率和電能精度0.5%，電流和電壓0.1%，每個(gè)周波的采樣數(shù)為128個(gè)點(diǎn)，真實(shí)有效值達(dá)到63次諧波；電力參數(shù)測(cè)量?jī)x通過(guò)擴(kuò)展至少具有13路開(kāi)關(guān)量輸入、5路繼電器輸出；電力參數(shù)測(cè)量?jī)x具有開(kāi)放的通訊協(xié)議；電力參數(shù)測(cè)量?jī)x具有電能質(zhì)量分析功能，如電流和電壓諧波失真分析等功能，必須能夠測(cè)量31次單次諧波，帶2個(gè)數(shù)據(jù)記錄功能，有帶時(shí)間標(biāo)示的事件記錄功能，內(nèi)存80Kb；電力參數(shù)測(cè)量?jī)x應(yīng)有完善地自檢監(jiān)測(cè)功能；安裝要求：10KV及6KV配電室內(nèi)電力參數(shù)測(cè)量?jī)x根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝于6KV和10KV配電間隔上，并具有足夠的電氣安全距離。本供電系統(tǒng)所用到的遙視裝置主要用于站內(nèi)遙視，遙視系統(tǒng)可多畫面顯示變電站內(nèi)的監(jiān)控區(qū)域，通過(guò)視頻偵測(cè)式報(bào)警、紅外、溫度等報(bào)警偵測(cè)設(shè)備，在緊急情況發(fā)生時(shí)，觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警設(shè)備，如燈光、警鈴等，并自動(dòng)將圖像和聲音發(fā)送給遠(yuǎn)程的控制中心，監(jiān)控中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)看和監(jiān)聽(tīng)變電站的任意一個(gè)或一組圖像，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)講。變電站的監(jiān)控中心可動(dòng)態(tài)顯示網(wǎng)上連接的所有變電站監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控中心可虛擬的看到監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的油位、開(kāi)關(guān)、刀閘等監(jiān)控點(diǎn)。保證供電系統(tǒng)不受到人為或其他不可預(yù)知的破壞。具體安裝遙視裝置的地點(diǎn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要提供。間隔層的所有硬件設(shè)備采用當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的較先進(jìn)的設(shè)備，在國(guó)內(nèi)各同類項(xiàng)目中有典型應(yīng)用的成熟產(chǎn)品，以高可靠性的硬件設(shè)備來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、可靠性。2.4.2.4 站級(jí)管理層站級(jí)管理層是聯(lián)系中心管理層與間隔層的中間層，主要起到數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)交換、操作邏輯判斷、操作命令下達(dá)的的功能。由多個(gè)主控單元構(gòu)成，每個(gè)主控單元的串行通訊接口用于連接間隔層的總線型鏈路，上行網(wǎng)絡(luò)接口分別接入中心管理層的以太網(wǎng)交換機(jī)。間隔層通過(guò)流行的現(xiàn)場(chǎng)總線連接到網(wǎng)關(guān)設(shè)備/總線控制器，然后匯總到站級(jí)管理層的前置機(jī)上，前置機(jī)對(duì)間隔層中的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，邏輯判斷，執(zhí)行中央管理層下達(dá)的操作命令。一系統(tǒng)中配、二配、二系統(tǒng)硫酸配的數(shù)據(jù)信息通過(guò)這三個(gè)系統(tǒng)留下的對(duì)外接口連接到前置系統(tǒng)上，用光纖送到站級(jí)管理層的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，來(lái)實(shí)現(xiàn)這三個(gè)系統(tǒng)與站內(nèi)數(shù)據(jù)的共享。韶冶電站的數(shù)據(jù)由電站門戶機(jī)提供數(shù)據(jù)通過(guò)光纖送到站級(jí)管理層的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)韶冶電站數(shù)據(jù)與站內(nèi)數(shù)據(jù)的共享。設(shè)計(jì)成前置機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：減少上層服務(wù)器的負(fù)荷，提高采集效率，減少輪詢周期；有利于對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行分類、優(yōu)化管理、減少耦合；減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，防止網(wǎng)絡(luò)阻塞；構(gòu)成一個(gè)集散系統(tǒng)，有利于系統(tǒng)的建設(shè)，便于擴(kuò)充，在維護(hù)或維修時(shí)減少對(duì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。站內(nèi)前置機(jī)上包括以下功能模塊：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、遙控邏輯判斷、系統(tǒng)自診斷、數(shù)據(jù)通訊。用于一系統(tǒng)中配、第二配電室、二系統(tǒng)硫酸配數(shù)據(jù)交換（具體方式見(jiàn)4.3.4 站間的數(shù)據(jù)通訊及功能調(diào)用）的前置機(jī)主要起到命令下達(dá)、數(shù)據(jù)匯總、信息編輯的功能。數(shù)據(jù)采集：對(duì)于每臺(tái)前置機(jī)上的設(shè)備按系統(tǒng)需求設(shè)定相應(yīng)的采集周期，對(duì)間隔層上的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于繼保裝置的數(shù)據(jù)，前置機(jī)是以接收的方式接收從繼保裝置發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，然后按系統(tǒng)的要求進(jìn)行處理。對(duì)于總線上的電力儀表的數(shù)據(jù)采集，在前置機(jī)上采用“輪叫輪詢”技術(shù)共享總線，達(dá)到數(shù)據(jù)采集的優(yōu)化設(shè)置。數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理包括報(bào)警邏輯判斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布三大方面，由于涉及到的間隔層的設(shè)備比較多，為了達(dá)到高效準(zhǔn)確的報(bào)警判斷在這里我們引入報(bào)警緩沖池，來(lái)進(jìn)行報(bào)警邏輯數(shù)據(jù)的判斷。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)涉及到大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，必須保證存儲(chǔ)的快速性，安全性，在這里我們采用了多層數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)（前置系統(tǒng)）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（前置系統(tǒng)）、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)（工業(yè)級(jí)服務(wù)器）、對(duì)外服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)（門戶服務(wù)器/Web Server）來(lái)滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的各種需求。多層數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)：符合多種類型數(shù)據(jù)不同采集策略的需要；更好的滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理的要求，提高響應(yīng)速度，最終為了保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；更好適應(yīng)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要；適合對(duì)外服務(wù)的需要，保障數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的安全。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布用來(lái)發(fā)布需要實(shí)時(shí)展現(xiàn)的數(shù)據(jù)，這里按系統(tǒng)需要制定了特定的通訊協(xié)議對(duì)實(shí)時(shí)展現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工使得需要實(shí)時(shí)展現(xiàn)的數(shù)據(jù)能快捷、安全、可靠的到達(dá)目的地。遙控邏輯判斷模塊對(duì)于中央管理層下達(dá)的遙控命令按照系統(tǒng)對(duì)遙控程序的要求進(jìn)行邏輯判斷，然后對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)下達(dá)遙控指令。系統(tǒng)自診斷是分布式單元機(jī)箱和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有在線自診斷功能，并能報(bào)警，保護(hù)單元自診斷出錯(cuò)時(shí)閉鎖保護(hù)，同時(shí)報(bào)警，上層單元對(duì)于下層單元通過(guò)通訊進(jìn)行互檢。數(shù)據(jù)通訊：數(shù)據(jù)通訊是站級(jí)管理層的一個(gè)建設(shè)重點(diǎn)，這里包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的通訊，報(bào)警信息通訊，控制命令的發(fā)送，其他信息通訊。2.4.2.5 中心管理層中心管理層是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，它采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)具有相當(dāng)?shù)目煽啃院腿蒎e(cuò)能力。中心管理層與間隔層采用千兆以太網(wǎng)相連，主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)緦?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息并不斷實(shí)時(shí)刷新，按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送往調(diào)度、控制中心，接收調(diào)度、控制中心控制命令并轉(zhuǎn)發(fā)站級(jí)管理層、間隔層執(zhí)行，并且在線編程控制全站操作閉鎖，站內(nèi)監(jiān)控、人機(jī)聯(lián)系（顯示、操作、打印、報(bào)警、多媒體等），對(duì)站級(jí)管理層、間隔層設(shè)備在線維護(hù)、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)，對(duì)變電站故障自動(dòng)分析與操作培訓(xùn)。中央管理層網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的核心和樞紐，核心層網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性和可維護(hù)性將決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能。同時(shí)，系統(tǒng)的通訊服務(wù)器擔(dān)負(fù)著全站所有數(shù)據(jù)信息的匯總、處理和發(fā)送的功能，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因此通訊服務(wù)器采用冗余配置，雙服務(wù)器互為熱備以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。通訊服務(wù)器選用具有高可靠性的工業(yè)計(jì)算機(jī)，服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器與局域網(wǎng)相聯(lián)，通過(guò)各個(gè)站級(jí)管理前端機(jī)獲取設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。采集系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的開(kāi)關(guān)量、模擬量、脈沖量，經(jīng)濾波、檢出事故、故障、狀態(tài)變位信號(hào)和模擬量參數(shù)變化，實(shí)時(shí)地更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，為監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行提供實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)。記錄繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的動(dòng)作和斷路器的跳合閘動(dòng)作順序，事件分辨率小于2ms?？稍O(shè)置電氣和非電氣模擬量的極限值，當(dāng)測(cè)量值越限時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)某些事件產(chǎn)生時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)的事故追憶記錄，輸出事故前后一段時(shí)間內(nèi)的模擬量值，追憶數(shù)據(jù)的測(cè)點(diǎn)和周期可定義。接收脈沖電度表輸出的信號(hào)，進(jìn)行電度表讀數(shù)累計(jì)，再根據(jù)峰、平、谷時(shí)段分時(shí)累計(jì)。通訊服務(wù)器通過(guò)中心管理層網(wǎng)絡(luò)根據(jù)操作員站、工程師站、綜合管理站、門戶服務(wù)器的不同需求采用不同的策略發(fā)送監(jiān)控系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)信息。操作員站采用可靠性較高的品牌計(jì)算機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)從通訊服務(wù)器獲得系統(tǒng)數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能，提供各種監(jiān)控和管理界面。監(jiān)控軟件涵蓋了方便快捷的人機(jī)接口、功能強(qiáng)大的接線圖動(dòng)態(tài)展示、形式多樣的數(shù)據(jù)展現(xiàn)、大型復(fù)雜統(tǒng)計(jì)報(bào)表、基于智能化的自然語(yǔ)言查詢、控制操作、基于網(wǎng)絡(luò)的報(bào)警和事件管理、完善的安全管理和后臺(tái)服務(wù)、與電站“監(jiān)視系統(tǒng)”的信息融合等數(shù)十個(gè)多種形式的符合行業(yè)規(guī)范的軟件功能模塊，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性不再分散于各級(jí)用戶之間，而集中于網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)，任意客戶工作站的突然損壞，不影響整個(gè)系統(tǒng)其他部分的工作性能，而且恢復(fù)非常簡(jiǎn)單。整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)充分保證了業(yè)務(wù)應(yīng)用的完整性以及功能通用與專用的一致性。工程師站采用可靠性較高的品牌計(jì)算機(jī)，與操作員站一起構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的主要操作平臺(tái)。工程師站通過(guò)中心管理層以太網(wǎng)從通訊服務(wù)器獲取系統(tǒng)和裝置數(shù)據(jù)。工程師站除了具備操作員站的基本功能以外還具備一些高級(jí)功能包括監(jiān)控系統(tǒng)的界面修改、裝置參數(shù)的配置并且提供各種系統(tǒng)管理界面。具體實(shí)現(xiàn)功能包括：對(duì)一次接線圖顯示界面的修改，更新，對(duì)報(bào)警參數(shù)的添加、刪除，對(duì)報(bào)警極限值的設(shè)定，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，通信網(wǎng)絡(luò)的通道參數(shù)綜合管理，對(duì)間隔層設(shè)備的在線維護(hù)、在線修改參數(shù)和對(duì)變電站故障自動(dòng)分析。操作票專家系統(tǒng)通過(guò)讀取實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，自動(dòng)檢查操作的閉鎖邏輯等有關(guān)規(guī)定，生成正確的操作票。本系統(tǒng)提供了五個(gè)功能：1自動(dòng)開(kāi)票功能，用戶填寫好操作設(shè)備和操作任務(wù)后，就能夠推理匹配出正確的操作術(shù)語(yǔ)，自動(dòng)生成操作票。2手工開(kāi)票功能，如果有部分操作票通過(guò)自動(dòng)開(kāi)票功能不能獲得令人滿意的出票結(jié)果，則還可以利用操作票手工生成系統(tǒng)進(jìn)行填寫。其智能化的人機(jī)界面能夠方便快捷的完成操作票的修改、添加、刪除等工作，得到令人滿意的操作票。3 圖形開(kāi)票功能，操作人員在圖形界面環(huán)境中點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備，進(jìn)