變電站裝置綜合自動化研究

摘 要:本文針對變電站綜合自動化裝置展開了硬件典型結構分析、探討了模擬量、開關量輸出、輸入回路以及相應系統的自動化算法、通信，對優化變電站綜合自動化通信，為工程調試人員提供科學參考依據有重要的實踐意義。

1變電站綜合自動化裝置硬件典型結構

一般來講，綜合自動體系包含監控系統、保護微機系統、自動化控制系統等各類裝置，同時他們均包含若干模塊，且擁有的硬件結構可謂大同小異，較為相似，不同之處則在于硬件與軟件模塊化的數量級組合有所差別。就變電站而言其綜合自動化裝置系統中涵蓋了各類豐富的子系統，其硬件典型結構則包含模擬量及開關量的輸出輸入回路、微機系統、電源與通信回路等。其綜合自動化裝置統一應用硬件平臺，即硬件應用標準國際機箱與整體面板，令強電與弱電實現了徹底分離，同時核心CPU板應用表面裝貼操作技術、印刷板進而有效提升了整體系統裝置的安全可靠性。系統可實現互檢與自檢目標，并有效降低了各系統部分之間的關聯性。選擇通信接口方式層面秉承了多變靈活的原則可完善與變電站綜合自動化系統全面配合，并可實現基于遠方的切換與定值修改、上傳錄波數據并記錄事件，并對調合閘實施遙信、遙測及遙控。再者硬件系統可還可借助變電站包含的監控系統全遙控操作保護裝置各類重要功能，進而有效提升了工作效率與速度。變電站綜合自動化裝置統一采用軟件平臺，進而有效降低了研發產品周期，提升了其投放市場的使用生命周期，并實現了作坊生產產品階段向大規模全方位生產階段的良好過度。采用數據庫統一處理的裝置在進行功能模塊設計環節將功能不同的各類應用信息所涵蓋的共性特征進行科學提煉，進而構建而成了統一的服務應用功能機構數據模塊，該模塊發揮各類功能一切需要的信息組成了統一功能程序開發平臺，進而有效降低了開發該模塊功能程序的難度，合理提升了其模塊程序發揮功能的優勢可靠性。

2模擬量輸出輸入回路

2.1 模擬量輸入電路

綜合變電站自動化控制系統進行的電壓、一次設備電流、無功、有功功率與溫度采集均為模擬量，基于計算機僅能對數字量進行識別，因而我們需轉換模擬信號為數字信號方可將其錄入至微機中實現處理目標。一般來講模擬量典型輸入電路組成結構包含形成電壓電路、采樣電路、低通濾波電路、變換芯片A/D等。形成電路后期不僅可發揮變換電量作用，同時還可令一次設備電壓互感器、電流互感器二次回路以及A/D計算機轉換系統實現完全隔離，進而有效提升了整體系統的安全抗干擾影響能力。系統工程調試人員為有效提升解決問題實踐能力，可基于采樣定理、低通濾波器保持器、A/D變換、多路模擬量轉換開關特征、內涵原理的詳細學習、深入理解熟悉模擬量的輸入電路如何進行規范的電壓輸入、隔離并完成CPU接口、模數變換。

2.2 模擬量輸出電路

系統工程調試人員在實踐中還應合理明晰模擬量具體的輸出電路數模轉換器D/A工作原理以及電路組成相應特征。模擬量的輸出電路主體作用在于將計算機系統數字量輸出合理轉換為模擬量輸出，這一轉換任務過程由D/A轉換器主體實現?；谄滢D換器工作進程需要耗費相應的轉換時間，在實踐轉換階段待轉換具體數字量的輸入應確保其始終保持不變，同時計算機系統位于數據總線的輸出保持穩定持續的時間相對較短，因而位于D/A轉換間與計算機系統中我們必須采用鎖存器確保數字量處于穩定狀態。借助D/A轉換器獲取的模擬信號我們還要令其通過低通濾波器，進而令其波形輸出較為平滑。再者為有效令受控設備良好驅動，我們可應用功率放大器，令其成為輸出模擬量相應驅動電線，其中D/A轉換器則發揮轉換二進制數字量為模擬量相應作用。

3開關量輸出輸入電路

變電站裝置綜合自動化采集數據中不僅包含模擬信號，同時還大量含有基于二進制變化數字的特征信號，例如斷路器狀態、隔離開關、普通開關、按鈕、刀閘、人機聯系功能鍵與斷路器觸點狀態等，這些統稱為開關量。

3.1 開關量輸入電路

開關量輸入主體功能在于令變電站工作中所需要的各類狀態信號合理引入計算機系統中，例如繼電保護或斷路器狀態信號等。其輸入電路包含調節信號電路、消抖濾波電路、驅動電路、隔離、地址譯碼與邏輯控制電路等。系統工程調試人員應充分明確電路及電隔離相應技術的科學應用，弄清楚端口的地址譯碼及驅動控制等關鍵問題，尤其應對各類開關量的簡單輸入電路進行全面了解。開關量輸入信號至計算機系統中均呈成組并行模式，一般來講每組為8位、16位或32位計算機系統字節。

3.2 開關量輸出電路

開關量輸出主體顯示、調節或控制由CPU輸送而出的數據或數字信號，例如報警信號、斷路器跳閘及屏幕顯示燈。其輸出電路基本等同于輸入電路，主體包括中央、本地信號及維護跳閘口等，通常均基于并行接口輸出進行有觸點繼電器的科學控制，同時為有效提升系統綜合抗干擾能力，我們應對其實施光電一級隔離。

4變電站綜合自動化系統算法及通信

變電站綜合自動化系統運營中，通過計算機計算、分析采樣值進而獲取我們所需的電壓、電流有效值一級相位、無功、有功功率量、序分量，或諧波相位大小及元件線路視在阻抗等，進而依據上述參數結果計算與定值借助判斷比較明確裝置行為動作，實現各類功能預期方式，這一過程我們可稱之為綜合自動化變電站系統算法。該過程主體任務在于如何基于輸入信號含有噪聲分量準確快速的計算獲得各類需要的電氣量參數，運算算法速度將會對整體自動化裝置的動作及檢測速度產生影響。

一般來講，變電站綜合自動化系統均屬于分布分層類別，現場間隔層與一次設備間實現的傳輸信息、間隔層交換信息，就好比位于同一內部間隔層相應模塊間，即監視控制、繼電保護與測量之間完成交換數據過程。變電站層與間隔層交換的信息，也就是上位機與各子系統之間進行的交換信息與通信數據問題。變電站綜合自動化系統在通信于上級調度過程中必須具有全部RTU功能，并能夠將開關信息狀態機采集模擬量、記錄時間順序等通過遠傳輸送至調度端。同時系統還應準確接收各個調度端傳達的各類控制、操作、定值修改命令，進而圓滿的完成RTU四遙功能，同時通信規約應滿足相應標準規定。

5結語

綜上所述不難看出，變電站裝置綜合自動化系統屬于一類多學科、多專業的復雜綜合技術，可對變電站監視、運行、保護及控制等功能創設完善的技術保障。因此伴隨電網規模的持續創新擴充與計算機技術的迅猛騰飛，我們只有在充分明晰變電站綜合自動化系統的典型硬件裝置結構、開關量、模擬量輸出輸入回路及系統自動化算法、通信原理、特征、規范操作問題，才能令自動化設備性能得以充分發揮，并真正創建可靠、優質、安全、自動化的變電站服務運行模式。

參考文獻

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