第7章變電所的監控系統和自動裝置7.1變電所的操作電源7.2變電所的控制回路7.3變電所的信號回路7.4絕緣監察裝置和測量儀表7.5變電所常用自動裝置7.6變電站綜合自動化簡介2/5/20232河北科技大學電氣信息學院7.1變電所的操作電源

操作電源是用來對斷路器的分、合閘回路，繼電保護裝置以及其它信號回路供電的電源。一、概述可分為直流操作電源和交流操作電源兩大類。二、直流操作電源1.由蓄電池供電的直流操作電源優點：蓄電池的電壓與被保護的網絡電壓無關。缺點：需修建有特殊要求的蓄電池室，購置大量的充電設備和蓄電池組，輔助設備多，投資大，運行復雜，維護工作量大，可靠性低。2/5/20233河北科技大學電氣信息學院2.由硅整流器供電的操作電源硅整流電容儲能式直流操作電源（圖7-1）硅整流器U1：采用三相橋式整流。硅整流器U2：采用單相橋式整流。正常運行時由整流器供電，當系統發生故障時，交流電源電壓大大降低，利用電容器C1和C2的儲能使斷路器跳閘。復式整流裝置（圖7-2）正常運行時由整流器供電，當系統發生故障時，利用短路故障電流經過整流作為操作電源。整流裝置可由“電壓源”（所用變壓器或電壓互感器）供電，也可由“電流源”（電流互感器）供電。2/5/20234河北科技大學電氣信息學院圖7-1硅整流電容儲能式直流系統接線2/5/20235河北科技大學電氣信息學院三、交流操作電源優點：投資小、接線簡單可靠、運行維護方便。缺點：不適用于較復雜的繼電保護、自動裝置及其它二次回路等。圖7-2復式整流裝置接線示意圖直接動作式（見圖7-3）利用繼電器常閉觸點去分流跳閘線圈方式（圖7-4）利用速飽和變流器的接線方式（圖7-5）2/5/20236河北科技大學電氣信息學院圖7-3直接動作式保護接線圖圖7-4去分流跳閘方式保護接線圖圖7-5利用速飽和變流器的保護接線圖思考：速飽和變流器與電流互感器的區別是什么?電流互感器的二次側不允許開路；速飽和變流器可以在開路下使用。Why?采用速飽和變流器的目的：當短路時限制流入跳閘線圈的電流；減小電流互感器的二次負荷阻抗。2/5/20237河北科技大學電氣信息學院7.2變電所的控制回路一、概述控制回路是由控制開關和控制對象（斷路器、隔離開關）的傳送機構及執行（或操作）機構組成的。其作用是對一次開關設備進行“跳”、“合”閘操作。集中控制（遠方控制）：在控制室內用控制開關對斷路器進行操作，用于35kV及以上的變電所中。就地控制：在各個斷路器安裝處就地操作，用于6～10kV的變電所中。斷路器的控制分為集中控制和就地控制兩類：2/5/20238河北科技大學電氣信息學院對斷路器控制回路的基本要求既可由控制開關進行手動跳、合閘，又可由繼電保護和自動裝置自動跳、合閘；斷路器跳閘或合閘完成后，應能自動切斷跳閘或合閘回路，防止因通電時間過長而燒壞線圈；應有指示斷路器狀態的位置信號，而且能夠區分自動跳、合閘與手動跳、合閘的位置信號；應有防止斷路器多次連續跳、合閘的跳躍閉鎖裝置；應有指示斷路器控制回路完好性的監視信號；在滿足以上基本要求的前提下，應力求簡單、可靠。2/5/20239河北科技大學電氣信息學院二、控制開關控制開關又稱為“萬能轉換開關”，是電氣工作人員對斷路器進行分、合閘控制的操作元件。

目前變電所多采用LW2型控制開關，它共有六個位置：

預備操作位置：“預備合閘”和“預備跳閘”操作位置：“合閘”和“跳閘”固定位置：“合閘后”和“跳閘后”合閘操作順序：預備合閘→合閘→合閘后跳閘操作順序：預跳備閘→跳閘→跳閘后LW2型控制開關的觸點圖表:見表7-1。

2/5/202310河北科技大學電氣信息學院三、燈光監視的斷路器控制回路和信號回路（圖7-6）1.合閘過程手動合閘：手動合閘前，QF處于跳閘狀態，控制開關手柄處于“跳閘后”位置，由表7-1知，SA10-11接通，+WC→SA10-11→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC綠燈亮既表明QF正處于跳閘位置，也表明QF的合閘回路是完好的。綠燈HLG亮“預備合閘”：由表7-1知，觸點SA9-10與SA13-14接通，+WF→SA9-10→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC綠燈閃光綠燈閃光表明該QF準備合閘，以提醒運行人員核對操作的對象是否正確。2/5/202311河北科技大學電氣信息學院“合閘”（不松手）：由表7-1知，SA5-8、SA17-19和SA16-13接通，+WC→SA5-8→KLB2→QF1-2→KO→-WCQF合閘+WC→SA16-13→HLR→R2→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC紅燈HLR亮紅燈亮既表明斷路器正處于合閘位置，也表明斷路器的跳閘回路是完好的。松開手柄，SA自動回到“合閘后”的位置，紅燈繼續發光。自動合閘：自動合閘時，QF在合閘位置，SA在“跳閘后”位置，二者不對應，觸點SA14-15接通，+WF→SA14-15→HLR→R2→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC

紅燈閃光控制臺上，紅燈在閃光，表明QF是自動合閘的，只有將SA手柄轉到“合閘后”位置，紅燈才變為平光。2/5/202312河北科技大學電氣信息學院2.跳閘過程手動跳閘：“預備跳閘”：由表7-1知，觸點SA13-14接通，則+WF→SA13-14→HLR→R2→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC

紅燈閃光紅燈閃光表明該QF準備跳閘，以提醒運行人員核對操作的對象是否正確。“跳閘”（不松手）：由表7-1知，SA6-7、SA10-11接通，+WC→SA6-7→KLB（I）→QF3-4→YR→-WCQF跳閘+WC→SA10-11→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC

松開手柄，SA自動回到“跳閘后”的位置，綠燈繼續發光。綠燈亮2/5/202313河北科技大學電氣信息學院自動跳閘：自動跳閘時，QF在跳閘位置，SA在“合閘后”位置，二者不對應，觸點SA9-10接通，則+WF→SA9-10→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC綠燈閃光+WS→HA→R3→SA1-3→SA19-17→QF5-6→-WS發出音響信號控制臺上，綠燈在閃光，事故信號裝置發出音響，表明斷路器是自動跳閘的。只有將SA手柄轉到“跳閘后”位置，綠燈才變為平光，事故音響信號才停止。3.防跳回路作用：防止運行人員手動合閘斷路器于故障線路上，斷路器又被繼電保護裝置動作于跳閘后，斷路器會出現多次連續跳、合閘的跳躍現象。2/5/202314河北科技大學電氣信息學院圖中：SA：控制開關

HLG：綠燈HLR：紅燈KLB：防跳繼電器KM1：自動重合閘出口中間繼電器的常開觸點KM0：繼電保護出口中間繼電器的常開觸點HA：蜂鳴器右側“1”、“2”、“3”分別表示操作手柄在“預備合閘”、“合閘”和“合閘后”位置左側“1”、“2”、“3”分別表示操作手柄在“預備跳閘”、“跳閘”和“跳閘后”位置2/5/202315河北科技大學電氣信息學院四、閃光電源的構成圖7-7由DX-3型閃光繼電器構成的閃光電源圖中，KF為閃光繼電器，其觸點時開時閉，使閃光母線+WF上呈現斷續的正電壓；SB為試驗按鈕，按下時閃光裝置動作，白色信號燈HLW亮，表示本裝置工作正常。2/5/202316河北科技大學電氣信息學院7.3變電所的信號回路一、概述1．信號裝置的分類斷路器位置信號：用來指示斷路器正常工作的位置狀態。事故信號：用來指示斷路器事故跳閘時的狀態，包括燈光信號（綠燈閃光）和音響信號（蜂鳴器）。預告信號：用來指示運行設備出現不正常運行時的報警信號，包括音響信號（電鈴）和光字牌。其中，事故信號和預告信號是電氣設備各信號的中心部分，通常稱為中央信號。2/5/202317河北科技大學電氣信息學院2．對中央信號回路的基本要求所有有人值班的變電所，都應在控制室內裝設中央事故信號和預告信號裝置；斷路器事故跳閘時，能及時發出音響信號（蜂鳴器），并使相應的位置指示燈閃光，亮“掉牌未復歸”光字牌。發生不正常工作狀態時，能及時發出區別于事故音響的另一種音響（警鈴），并使顯示故障性質的光字牌點亮。中央事故信號與預告音響信號應有區別，一般事故信號用蜂鳴器（電笛），預告信號用電鈴；2/5/202318河北科技大學電氣信息學院音響信號應能重復動作，并能手動或自動復歸，而故障性質的指示燈仍保留。二、事故信號裝置1．簡單的事故信號裝置就地復歸的事故音響信號裝置圖7-8就地復歸的事故音響信號裝置接線圖任一臺斷路器自動跳閘后，蜂鳴器HA發出音響。將SA手柄將轉到“跳閘后”位置，即可解除事故音響信號。2/5/202319河北科技大學電氣信息學院缺點：在解除事故音響信號的同時，閃光信號也被解除了，不利于值班人員處理事故。中央復歸不能重復動作的的事故音響信號裝置圖7-9中央復歸不能重復動作的事故音響信號裝置接線圖試驗按鈕音響解除按鈕2/5/202320河北科技大學電氣信息學院缺點：不能重復動作。即當一斷路器啟動事故信號并中央復歸后，又一斷路器自動跳閘，音響不能再次啟動。中央復歸能重復動作的的事故音響信號裝置音響啟動過程：一臺斷路器事故跳閘時，TA的一次側電流突增，其二次側感應電勢使KR動作→起動KM1→KM11-2閉合實現自保持→KM13-4閉合→起動蜂鳴器HA，發出音響。

任一臺斷路器自動跳閘時，即會發出事故音響信號。按一下SB2按鈕，便會解除音響信號，但控制屏上的閃光信號卻繼續保留。2/5/202321河北科技大學電氣信息學院重復動作原理：第二臺斷路器跳閘時，由于在每一個并聯支路中都有串聯電阻R，每多并聯一個支路，都將引起TA一次繞組中的電流產生變化，在二次繞組中感應電勢，使干簧繼電器KR再次動作并啟動音響信號裝置。

復歸過程：觸點KM15-6閉合→起動KT→

經KT整定的時間后自動解除事故音響信號，將整套信號裝置復歸。2/5/202322河北科技大學電氣信息學院2/5/202323河北科技大學電氣信息學院三、預告信號裝置

缺點：不能重復動作。圖7-11中央復歸不能重復動作的預告音響信號裝置接線圖發生不正常運行時，其相應的繼電器K動作，音響信號HA（警鈴）和光字牌HL同時動作。按一下SB2，警鈴即被解除，同時黃色信號燈HLY發亮。2/5/202324河北科技大學電氣信息學院7.4絕緣監察裝置和測量儀表

一、絕緣監察裝置1.直流系統的絕緣監察裝置直流系統發生一點接地時，沒有短路電流流過，熔斷器不會熔斷，仍能繼續運行。直流系統為何設置絕緣監察裝置？但是，這種接地故障必須及早發現并處理，否則當出現兩點接地時可能引起信號回路、控制回路、繼電保護及自動裝置回路不正確動作。圖7-12直流系統兩點接地示意圖2/5/202325河北科技大學電氣信息學院R1=R2=R3=

1000ΩSA1：母線電壓表轉換開關，有三個位置；SA2：絕緣監察轉換開關，有三個位置；PV2：母線電壓表；PV1：用于測量系統總的絕緣電阻，表盤上有歐姆刻度。圖中：即“母線”、“正對地”和“負對地。平時，其手柄置于“母線”位置，觸點1-2、5-8、9-11接通，PV2可測量正、負母線電壓，指示為220V。即“信號”、“測量位置I”和“測量位置II”。平時，其手柄置于“信號”位置，觸點5-7和9-11接通，使電阻R3被短接。此時SA1的9-11也是接通的，信號繼電器KS投入工作。圖7-13

直流系統絕緣監察裝置接線圖2/5/202326河北科技大學電氣信息學院工作原理當正極絕緣電阻降低時，先將SA2置于“測量位置I”，此時其觸點1-3和13-14接通，調節電位計R3使電橋平衡（PV1指示為零），記下R3的位置刻度百分數x；再將SA2置于“測量位置II

”，由PV1的電阻指示數讀出總的對地絕緣電阻值R∑。將代入上式得：；2/5/202327河北科技大學電氣信息學院當負極絕緣電阻降低時，先將SA2置于“測量位置

II

”，此時其觸點2-4和15-14接通，調節電位計R3使電橋平衡，記下R3

的位置刻度百分x；再將SA2置于“測量位置I

”，由PV1的電阻指示數讀出總的對地絕緣電阻值R∑

。將代入上式得：；2/5/202328河北科技大學電氣信息學院2.交流系統的絕緣監察裝置可采“順序拉閘法”來尋找故障線路。圖7-14

交流系統絕緣監察裝置接線圖發生單相接地時，故障相電壓表為零，另兩相電壓升高到線電壓，開口三角形兩端出現100V的零序電壓，繼電器動作，發出信號。缺點：只能判明接地故障的相別，不能判明是哪條線路故障。2/5/202329河北科技大學電氣信息學院二、電氣測量儀表進行電氣測量的目的計費測量，如有功電能表、無功電能表。對一次設備的運行狀態所進行測量，如電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能測量等。對交、直流系統的安全狀況如絕緣電阻、三相電壓是否平衡等進行監視。對電氣測量儀表的一般要求2/5/202330河北科技大學電氣信息學院常用測量儀表應能正確反映電力裝置的運行參數，能隨時監測電力裝置回路的絕緣狀況。交流電流表、電壓表、功率表可選用2.5級，直流電路中的電流表、電壓表可選用1.5級，頻率表可選用0.5級。電度表及互感器的準確度配置見表7-2。

儀表的測量范圍和互感器變比的選擇，應使正常運行情況下儀表指針指示在滿標度的2/3左右，并留有過負荷指示裕度。對有可能雙向運行的電力裝置回路，應采用具有雙向標度尺的儀表。2/5/202331河北科技大學電氣信息學院電源進線：裝設一只電流表。當需要計量電能時，還應裝設有功電能表和無功電能表各一只。母線：每條或每段母線上裝設一只電壓表。在小電流接地系統中，還需加裝三個絕緣監視電壓表。變配電裝置中各部分儀表的配置降壓變壓器：裝設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只。圖7-15是6～10kV母線電壓測量和絕緣監視的接線圖。2/5/202332河北科技大學電氣信息學院圖7-156～10kV母線電壓測量和絕緣監視接線圖2/5/202333河北科技大學電氣信息學院高壓配電線路：裝設電流表、有功電能表和無功電能表各一只。低壓配電線路：應裝設一只（三相負荷平衡）或三只電流表（三相負荷不平衡）。如需計量電能，還應加裝一只三相四線制的有功電能表或一只單相有功電能表（三相負荷平衡）。靜電電容器：需裝設三只電流表。如需計量其無功電能，還應加裝一只無功電能表。圖7-16是6～10kV高壓線路電氣測量儀表的接線圖。2/5/202334河北科技大學電氣信息學院說明：圖中無功電度表為60°接線，其特點是在電壓線圈中人為地串聯了一個附加電阻，使電壓線圈中的電流滯后電壓60°。圖7-166～10kV高壓線路電氣測量儀表的接線圖電能表接線2/5/202335河北科技大學電氣信息學院7.5變電所常用自動裝置一、三相自動重合閘裝置1．概述自動重合閘的概念：當架空線路上發生故障時，由繼電保護裝置將其迅速斷開，延時（0.5）后重新將故障線路自動投入的裝置，簡稱ARD。裝設ARD的好處：對暫時性故障，合閘成功后可保證供電的可靠性，減少停電損失。對三相一次自動重合閘裝置的基本要求：除遙控變電所外，應采用控制開關手柄位置與斷路器位置“不對應原則”起動ARD；ARD的起動條件：SA在“合閘后”位置，QF在“跳閘”位置。2/5/202336河北科技大學電氣信息學院手動跳閘時不應重合；手動合閘于故障線路不重合；ARD只能動作一次；ARD動作后應能自動復歸，準備再次動作；ARD的動作時間應盡可能短，一般為0.5～1.5s；ARD應能實現重合閘“后加速”或“前加速”，以便與繼電保護配合。2．三相一次自動重合閘的基本工作原理（圖7-17

）前加速：是指自動重合閘前加速保護動作，即當線路上發生永久性故障時，第一次以瞬時加速跳閘，第二次則以定時限跳閘。后加速：是指自動重合閘后加速保護動作，即當線路上發生永久性故障時，第一次帶時限跳閘，第二次以瞬時加速跳閘。2/5/202337河北科技大學電氣信息學院圖中：KT：用于建立ARD的動作時間KM：執行元件R4：充電電阻，可控制電容C的充電速度R5：KT的熱穩定電阻R6

：電容C的放電電阻R7

：信號燈降壓電阻HL：信號燈KLB：防跳繼電器KM1：跳閘位置繼電器KAC：加速繼電器圖7-17

三相一次自動重合閘原理接線圖2/5/202338河北科技大學電氣信息學院正常工作時：QF處于合閘位置，SA1處于“合閘后”位置，SA121-23接通，SA2處于合閘位置，電容C經電阻R4而充滿電壓，電容C兩端電壓等于電源電壓，信號燈HL亮。線路短路，保護動作時：QF跳閘，QF3-4打開，QF1-2閉合→KM1起動→

KT線圈得電→其觸點KT延時閉合→電容C向KM線圈放電→

KM動作。

KM動作后KM1-2打開→信號燈HL滅；KM3-4、KM5-6閉合→KO得電→

QF合閘。若合閘成功，所有繼電器復位，電容C經10～15s再次充滿電壓，準備再次動作；2/5/202339河北科技大學電氣信息學院若合閘不成功，保護再次跳閘，盡管KM1和KT又起動，但因電容C兩端電壓太低，不能使KM動作，保證只重合一次。手動跳閘時：SA16-7接通→YR得電→

QF跳開。此時由于SA121-23打開，SA12-4接通，重合閘回路失去正電源，不可能動作；SA12-4接通后，電容C經R6放電，電容C上的電壓迅速降低。手動合閘時：SA15-8接通→

YO得電→

QF合閘，同時SA121-23與SA121-22接通，SA12-4斷開，重合閘回路獲得正電源，正電源經電阻R4向電容C充電，但需經電壓經10～15s才能充到操作電源電壓。2/5/202340河北科技大學電氣信息學院

SA121-22接通后，使加速繼電器KAC動作，若線路上有故障，則QF合閘后，繼電保護隨即動作，使QF瞬時動作。這時電容兩端的電壓還比較低，不能使KM動作，故QF不能重合。防跳繼電器KLB的作用：防止SA5-8被粘住或KM動作后其常開觸點KM3-4、KM5-6被粘住時，且線路上發生永久性故障，出現斷路器多次重合閘現象。3．自動重合閘與繼電保護的配合ARD前加速保護方式2/5/202341河北科技大學電氣信息學院圖7-18

重合閘前加速保護動作原理圖ARD后加速保護方式圖7-19

重合閘后加速保護動作原理圖優點：只需裝設一套ARD裝置，設備投資少。缺點：合閘不成功會擴大事故范圍，主要用于35kV及以下線路。優點：能快速切除永久性故障，不會擴大事故范圍。缺點：在每個斷路器處都裝有一套ARD裝置，投資大，主要用于35kV以上線路。

。2/5/202342河北科技大學電氣信息學院當工作電源電壓消失時，使備用電源自動而迅速地投入工作，以保證供電連續性的自動裝置，簡稱APD。備用電源自動投入裝置的基本形式（圖7-20）二、備用電源自動投入裝置

1．概述明備用：APD裝在備用進線斷路器上。暗備用：APD裝在母線分段斷路器上。對備用電源自動投入裝置的基本要求工作電源不論任何原因斷開，備用電源應能自動投入；2/5/202343河北科技大學電氣信息學院圖7-20

備用電源自動投入的兩種基本接線方式a）明備用b）暗備用2/5/202344河北科技大學電氣信息學院必須在工作電源確已斷開，而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源。APD的動作時間應盡可能短，以利于電動機的自起動和縮短停電時間；APD只能動作一次，以免將備用電源重復投入到永久性故障上；當電壓互感器的二次回路斷線時，APD不應誤動作；若備用電源容量不足，應在APD動作的同時切除一部分次要負荷。2/5/202345河北科技大學電氣信息學院其常閉觸點閉合→KO3得電→

QF3自動合閘，完成了APD的任務。其常開觸點斷開→KB斷電→延時斷開QF3的合閘回路，保證APD只動作一次。QF1跳閘后自投成功，線路改為單母線運行；不成功，QF3立即跳閘。2．備用電源自動投入裝置原理接線圖（圖7-21）正常運行時：QF1、QF2在合閘位置，QF3在跳閘位置。閉鎖繼電器KB接通，低電壓繼電器KV1～KV4處于吸合狀態，APD裝置處于準備工作狀態。APD自動投入：若1號電源失壓→KV1、KV2斷電→

KT1接通→

YR1得電→

QF1跳閘。2/5/202346河北科技大學電氣信息學院圖7-21

母線分段斷路器APD裝置接線圖2/5/202347河北科技大學電氣信息學院7.6變電站綜合自動化簡介

一、變電站綜合自動化系統概述1．變電站綜合自動化的產生常規變電站的缺點：安全可靠性不高、電能質量可控性不高、實時計算控制性不高、占地面積大、維護工作量大。微機化變電站（微機保護、微機監控、微機遠動和微機錄波裝置）的缺點：設備重復、數據不共享、通道不共用、模板種類多、電纜依舊錯綜復雜等。變電站綜合自動化：從技術管理的綜合自動化將微機化變電站的二次系統進行優化設計，合理共享、硬件資源。2/5/202348河北科技大學電氣信息學院變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。2．變電站綜合自動化的基本概念或者說，變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。

2/5/202349河北科技大學電氣信息學院3．變電站實現綜合自動化的優越性在線運行的可靠性高。供電質量高。占地面積小。變電站運行管理的自動化水平高。二、變電站綜合自動化系統的基本特征功能綜合化：綜合了變電站內除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備。結構分層、分布化：微機保護、數據采集和控制以及其他智能設備等子系統按分布式結構設計的，而綜合自動化系統的總體結構又按分層原則來組成。2/5/202350河北科技大學電氣信息學院操作監視屏幕化：通過計算機上的顯示器，可以監視全變電站的實時運行情況和對各開關設備進行操作控制。通信局域網絡化、光纜化：計算機局域網絡技術和光纖通信技術在綜合自動化系統中得到普遍應用。運行管理智能自動化：除了可以實現常規變電站的自動報警、自動報表、電壓無功自動調節、小電流接地選線、故障錄波、事故判別與處理等自動化功能外，還可實現本身的在線故障自診斷、自閉鎖、自調節和自恢復等功能，大大提高了變電站的運行管理水平和安全可靠性。2/5/202351河北科技大學電氣信息學院三、變電站綜合自動化系統的基本功能1．監控系統功能監控系統取代常規的控制盤、儀表盤、模擬盤、中央信號系統、電壓無功調節裝置等，具體包括以下內容：實時數據采集與處理模擬量的采集：包括各段母線電壓；線路電流、電壓、和功率值；主變壓器電流和功率值；饋線電流、電壓和功率值；電容器的電流、無功功率及頻率、相位、功率因數等。此外，還有主變壓器的油溫、直流電源電壓、站用變壓器電壓等。2/5/202352河北科技大學電氣信息學院狀態量的采集：包括斷路器的狀態、隔離開關狀態、有載調壓變壓器分接頭的位置、同期檢查狀態、繼電保護動作信號、運行告警信號等。電度量的采集：主要是脈沖電度表輸出的電能量。運行監視和報警功能狀態量的變位監視：包括變電站各種斷路器、隔離開關、接地開關、變壓器分接頭的位置和動作情況、繼電保護和自動裝置的動作情況以及它們的動作順序等。模擬量的監視：包括正常的測量和超過限定值的報警。2/5/202353河北科技大學電氣信息學院事件順序記錄（SOE）與事故追憶功能事件順序記錄：對變電站內的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。事故追憶：對變電站內的一些主要模擬量，如線路、主變壓器各側的電流、有功功率、主要母線電壓等，在事故前后一段時間內作連續測量記錄。故障錄波和故障測距功能用微機保護裝置兼作故障記錄和測距，再將記錄和測距的結果送監控機存儲及打印輸出或直接送調度主站。2/5/202354河北科技大學電氣信息學院采用專用的微機故障錄波器，并且錄波器應具有串行通信功能，可以與監控系統通信。控制和操作功能對斷路器、隔離開關進行分、合閘操作；對變壓器分接頭進行調節控制；對電容器組進行投、切控制，同時要能接受遙控操作命令進行遠方操作。人機聯系功能人機聯系的橋梁，包括顯示器、鼠標和鍵盤。2/5/202355河北科技大學電氣信息學院數據處理與記錄功能計算有功功率、無功功率、功率因數、有功和無功電能；計算出日、月、年最大、最小值及出現的時間；電能量的累計值和分時統計；母線電壓運行參數不合格時間及合格率統計；功率總加；變電站送入、送出負荷及電量平衡率；主變壓器的負荷率及損耗統計；斷路器的正常及事故跳閘次數統計；2/5/202356河北科技大學電氣信息學院主要設備運行小時數統計；變壓器、電容器、電抗器的停用時間及次數；所用電率計算統計；安全運行天數累計等。制表打印功能定時打印報表和運行日志；開關操作記錄打印；事件順序記錄打印；越限打印；事故追憶打印；設備運行狀態變位打印、召喚打印等。2/5/202357河北科技大學電氣信息學院自診斷和自恢復功能自診斷：對監控系統的全部硬件和軟件故障的自動診斷，并給出自診斷信息供維護人員及時檢修和更換。自恢復：當系統停機時，能自動產生恢復信號，對外圍接口重新初始化，保留歷史數據，實現軟、硬件自恢復。2．遠動系統功能遠動的概念：應用遠程通信技術，對遠方的運行設備進行監視和控制，以實現遠程測量、遠程信號、遠程控制和遠程調節等各項功能。2/5/202358河北科技大學電氣信息學院將表征電力系統運行狀態的各發電廠和變電所的有關實時信息采集到調度控制中心；把調度控制中心的命令發往發電廠和變電所，對設備進行控制和調節。遠動的任務：“四遙”功能遙測（YC）：即遠程測量，將采集到的被監控變電站的主要參數傳送給調度中心。遙信（YX）：即遠程信號，將用采集到的被監控變電站設備狀態信號傳送給調度中心。2/5/202359河北科技大學電氣信息學院遙控（YK）：即遠程命令，從調度中心發出改變運行設備狀況的命令。遙調（YT）：即遠程調節，從調度中心發出命令實現遠方調整變電站的運行參數。事件順序記錄功能：按順序記錄斷路器事故跳閘的時間。時鐘同步功能：遠動系統應具備對時功能。自檢和自調功能：遠動系統在受到某種干擾影響而使程序“跑飛”時，能夠自行恢復正常運行。2/5/202360河北科技大學電氣信息學院3．微機保護系統功能通信功能；遠方整定功能；遠方投切保護功能；信號與復歸；界面顯示、存儲和打印功能；自動校時功能；自診斷、自閉鎖和自恢復功能。4.電壓、無功綜合控制系統功能變電站的電壓、無功綜合控制是利用有載調壓變壓器和無功補償電容器的自動調節。2/5/202361河北科技大學電氣信息學院維持供電電壓在規定的范圍內；保持電力系統的穩定和合適的無功平衡；保證在電壓合格的前提下使電能損耗最小。小電流接地選線功能低頻減載功能備用電源自投功能四、變電站綜合自動化系統的結構1．集中式綜合自動化系統（圖7-22）集中采集變電站的模擬量、開關量和數字量等信息，集中進行計算與處理后，再分別完成微機監控、微機保護和一些自動控制等功能。2/5/202362河北科技大學電氣信息學院圖7-22

集中式變電站綜合自動化系統結構框圖特點：結構緊湊，體積小，占地面積小，造價低，但運行可靠性較差，組態不靈活。

2/5/202363河北科技大學電氣信息學院2．分層分布式綜合自動化系統（圖7-23）分布式結構：是在結構上采用主從CPU協同工作方式，各功能模塊（通常是各個從CPU）之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信。分層式結構：是將變電站的一、二次設備分為三層，即變電站層、間隔層（或單元層）和設備層。特點：軟件相對簡單、調試維修方便、組態靈活、系統整體可靠性高。2/5/202364河北科技大學電氣信息學院圖7-23

分層分布式集中組屏綜合自動化系統結構示意圖2/5/202365河北科技大學電氣信息學院3．分散與集中相結合的綜合自動化系統（圖7-24）分散與集中相結合的綜合自動化系統是按“面向對象”即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計的。它將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內，而高壓線路和主變壓器保護裝置等采用集中組屏。特點：集中了分布式的全部優點，節省了大量控制電纜，減少了主控室的占地面積，可靠性高，組態靈活，檢修方便，是目前最流行、受到廣大用戶歡迎的一種綜合自動化系統，適合應用在各種電壓等級的變電站中。

2/5/202366河北科技大學電氣信息學院圖7-24

分散與集中相結合的綜合自動化系統結構框圖2/5/202367河北科技大學電氣信息學院五、變電站綜合自動化系統的數據通信綜合自動化系統內部各子系統或各種模塊間的數據通信；變電站監控系統與控制中心的數據通信。變電站綜合自動化系統中的數據通信包括兩方面：

1．變電站內的信息傳輸現場一次設備與間隔層間的信息傳輸間隔層的設備需要從設備層的電壓和電流互感器采集以下信息：2/5/202368河北科技大學電氣信息學院正常情況和事故情況下的電壓值和電流值，設備的狀態信息和故障診斷信息（包括斷路器和隔離開關位置，變壓器分接頭位置，變壓器、互感器、避雷器的診斷信息以及斷路器的操作信息）。間隔層之間的信息交換在一個間隔層內部相關的功能模塊間，即繼電保護和控制、監視、測量之間的數據交換（包括測量數據、斷路器狀態、器件的運行狀態、同步采樣等信息）。2/5/202369河北科技大學電氣信息學院在不同間隔層之間的信息交換（包括主、