基于DSP技術(shù)的變電站綜合自動(dòng)化系統簡(jiǎn)介
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變電站綜合自動(dòng)化系統是利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現對變電站二次設備f包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠動(dòng)裝置等)的功能進(jìn)行重新組合，優(yōu)化設計，對變電站全部電器設備的運行情況執行監視、測量、控制和協(xié)調的一種綜合性的自動(dòng)化系統。通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化系統內各設備間相互交換信息，數據共享，完成變電站運行中的自動(dòng)監視和控制。變電站綜合自動(dòng)化系統替代了變電站常規二次設備的功能，簡(jiǎn)化了變電站二次接線(xiàn)。變電站綜合自動(dòng)化是提高變電站安全穩定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶(hù)提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。
我國變電站綜合自動(dòng)化系統的發(fā)展經(jīng)歷了半導體分散控制、單片機智能控制、DSP(數字信號處理器)智能集中控制幾個(gè)階段，目前使用最多、性能價(jià)格比最高的還是以DSP為核心組成的變電站綜合自動(dòng)化系統，下面就簡(jiǎn)單介紹該系統的設計思想及主要特點(diǎn)。
2 設計思想
基于DSP技術(shù)的變電站綜合自動(dòng)化系統，是以DSP為核心，組成各種保護測控單元(間隔層設備)，以嵌入式計算機為核心組成通信管理機，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)(CAN bus)構成通信網(wǎng)絡(luò )。變電站運行的各種工況信息，首先由對應的保護測控裝置采集到，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )傳輸到通信管理機，再把這些信息傳輸到變電站當地監控系統和遠方調度控制中心，實(shí)現變電站的自動(dòng)保護和遠方監控。圖1為系統結構圖。
2．1 系統的組成
主要保護和測控單元有：①線(xiàn)路保護和測控單元；②變壓器差動(dòng)保護單元；③變壓器后備保護和測控單元；④電容器保護和測控單元；⑤備用電源自投和測控單元；⑥電動(dòng)機保護和測控單元；⑦PT保護和測控單元；⑧中央信號單元；各個(gè)保護和測控單元分散安裝在主控室或一次設備附近，便于安裝、維護、管理。各種保護測控單元采用嵌入式數字信號處理器(DSP)完成間隔層設備的保護、測控、通訊等功能，充分重視并滿(mǎn)足變電站不同專(zhuān)業(yè)的要求，真正實(shí)現變電站的協(xié)調化、數字化及智能化。
通信管理機與各保護單元間以現場(chǎng)總線(xiàn)、RS232、以太網(wǎng)等通訊方式中的一種，實(shí)現實(shí)時(shí)數據傳輸和信息交換，并與當地監控系統、遠方調度系統實(shí)現雙向通信。
2．2 保護單元
每種保護和測控單元的硬件結構相似，分模擬量輸入，核心處理器，開(kāi)關(guān)量輸入、輸出，人機接口，通訊和電源模塊6大部分，其框圖如圖2所示。
保護和測控單元采用嵌入式數字信號處理器與多片串行A／D轉換器且同步采樣技術(shù)為主構成簡(jiǎn)潔高效的數據采集和處理系統，具有高可靠性和高性能的特點(diǎn)。
保護和測控單元每周32點(diǎn)采樣州并具有安全的頻率跟蹤技術(shù)，確保測控功能的技術(shù)要求，在一個(gè)采樣間隔內可以輕松完成保護的數據計算和邏輯判別功能，提高了保護處理的實(shí)時(shí)性，也便于復雜保護算法的實(shí)現。
靈活的現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，可選擇現場(chǎng)總線(xiàn)、RS232、以太網(wǎng)通訊方式。
保護和測控單元均能通過(guò)IEC60255-22-4標準規定的IV級(4 KV±10％)快速瞬變干擾試驗、IEC60255-22―2標準規定的IV級(空氣放電15 kV，接觸放電8 kV)靜電放電干擾試驗，使用時(shí)不必另加抗干擾模塊。
保護和測控單元采用SMT工藝及無(wú)可調節元件的設計，主要元器件采用丁業(yè)級標準，提高了裝置運行的穩定性和環(huán)境的適應能力，可以安裝在開(kāi)關(guān)現場(chǎng)。
產(chǎn)品工作的透明化，通過(guò)記錄的事件、事故、告警、故障錄波，可清楚產(chǎn)品的工作過(guò)程和動(dòng)作原因，非常便于事故的分析。
保護和測控單元具有全漢化液晶界面，配套的保護分析軟件以及數字變電站管理系統(通信管理機)的320x240漢化液品界面，查看保護和測控裝置的故障數據和運行數據。通用的軟硬件平臺和上下代產(chǎn)品代碼兼容，可以為用戶(hù)提供更好的服務(wù)，也使公司推出的新產(chǎn)品具有良好的穩定性和持續提高質(zhì)量的特點(diǎn)。
采用串行EEPROM存放保護定值、系數、配置，并實(shí)時(shí)自檢，確保定值、系數、配置的使用正確和即使在定值、系數、配置遭到破壞時(shí)仍不會(huì )誤動(dòng)。
3 主要特點(diǎn)
保護和測控單元可獨立完成變電站的保護、測量、控制、信號、故障錄波、諧波分析、電能采集、小電流接地選線(xiàn)和低周減載等功能，可完全取代傳統的變電站二次系統。
保護和測控單元可分散安裝于一次設備附近，完成該一次設備對應的所有二次功能，也可集中組屏安裝于控制室內。
采用串行的雙14位A／D同步采樣，再加上每周波32點(diǎn)采樣和軟件上安全頻率跟蹤技術(shù)使得電壓、電流測量精度達0．2級，有功、無(wú)功測量精度達0．5級，真正滿(mǎn)足了110 kV變電站對測量精度的要求。采用現場(chǎng)總線(xiàn)或以太網(wǎng)通訊方式，具有高可靠性、實(shí)時(shí)性及開(kāi)放性的特點(diǎn)。介質(zhì)可根據用戶(hù)需要選用電纜或光纖。
全變電站GPS同步對時(shí)，具有硬脈沖對時(shí)接點(diǎn)輸入，確保SOE的分辨率小于1 ms。
DSP主板硬件具有二級看門(mén)狗．保證處理系統在運行異常時(shí)能夠及時(shí)復位。
統一的外形尺寸和軟、硬件平臺，易于產(chǎn)品的使用和維護。具有網(wǎng)絡(luò )打印功能，可自動(dòng)或手動(dòng)打印事故報告、事故錄波、定值內容等信息，便于存檔和分析。
每個(gè)保護和測控單元具有16個(gè)開(kāi)入和11個(gè)開(kāi)出，每個(gè)保護動(dòng)作開(kāi)出可經(jīng)軟件編程和硬件矩陣選擇相應的繼電器出口，方便用戶(hù)的特殊要求。
除變壓器保護單元采用硬壓板投退保護功能外，其余保護測控單元采用軟壓板投退保護功能，方便遠方和就地操作?？蓪?shí)現遠方修改定值、切換定值、遠方投退軟壓板、遠方信號復歸、遙控操作、遠方讀取錄波、遙測、遙信、遙脈功能。
4 結語(yǔ)
隨著(zhù)計算機技術(shù)和集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統的技術(shù)水平也將隨之得到不斷提升，同時(shí)可不斷提高變電站安全穩定運行水平，降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益。電力供應企業(yè)必將不斷為廣大用戶(hù)提供更可靠、更穩定的電能供應，為國民經(jīng)濟的持續健康發(fā)展做出應有的貢獻。
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