变电站综合自动化-其他子系统

电力系统中，发电机和变压器的中性点是否接地运行，涉及到技术、经济、安全等多个方面，是一个综合性的问题。我国电力系统中性点的运行方式主要有三种：中性点不接地，中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地。前两种接地系统称为小电流接地系统，后一种接地系统称为大电流接地系统。这种区分方法是根据系统中发生单相接地故障时接地电流的大小划分的。

我国10~35KV电网中，普遍采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式，在这些电网中单相接地故障是最常见的故障之一。当小电流接地系统中发生单相接地故障时，故障电流很小，对供电设备不致造成很大的危害。此时，故障相电压降低（金属性接地时为零），非故障电压升高（最大为线电压），但线电压仍然保持对称，此时允许电网继续运行一段时间，而不影响正常的供电。

但单相接地故障如果不作及时处理，很有可能发展为两相接地短路故障，就危及到电网运行的安全性。目前，单相接地自动选线装置，用于在不停电的情况下，寻找故障线路。

小电流不接地系统的接地电流

1中性点不接地系统单相接地故障时的接地电流

结论：

中性点不接地系统，单相接地故障时，中性点位移电压为-Eph；

非故障线路电容电流就是该线路的零序电流；

故障线路首段的零序电流的数值上等于系统非故障线路全部电容电流的总和，其方向为线路指向母线，与非故障线路中零序电流的方向相反。

2中性点经消弧线圈接地系统的接地电流

判接地方案是5次谐波判别法。在发生单相接地故障时，故障线路首端的5次谐波零序电流在数值上等于系统非故障线路5次谐波电流的总和。

数据通信系统

并行数据通信指数据的各位同时传送，可以以字节为单位（8位数据总线）并行传送，也可以以字节为单位（16位数据总线）通过专用或通用的并行接口电路传送，各位数据同时传送，同时接收。并行传输速度快，但是在并行传输系统中，除了需要数据线外，往往还需要一组状态信号线和控制信号线，数据线的根数等于并行传输信号的位数。并行传输需要的传输信号线多、成本高，因此常用在短距离传输中（通常小于10m），要求传输速度高的场合。

串行数据通信

一位一位顺序的传送。分时使用同一传输线，缺点传输速度慢，通信软件相对复杂些。因此适合远距离传输，数据串行传输的距离可达数千公里。

（1）码元

数据通信中，传送的是一个个离散脉冲信号，故把每个脉冲信号称为一个码元。

（2）数码率

每秒传送的码元数，以Bd（波特）为单位。

（3）信息速率

系统每秒传送的信息量，以bit比特为单位，信息速率的单位就是bit/s（比特/秒）。在信息用二进制表示时，每个码携带1bit信息量，这时数码率与信息速率是相同的。

（4）误码率

数据经传输后发生错误的码元数与总传输码元数之比，在电网远动通信中，一般要求误码率应小于10^-5数量级。计算机通信中，一般要求误码率大10^-6数量级。要采用各种检错、纠错的措施加以保护。

三、异步数据传输和同步数据传输

1异步数据传输

发送的每一字节均带有起始位、停止位和可选择的奇偶校验位。

2同步数据传输

为了提高速度，去掉起始位和停止位，同步传输特点是在数据块开始处集中使用同步字符来作传送的指示。同步字符SYN，是一种特殊的码元组合。通知接收装置这是一个字符块的开始，接着是控制字符。帧的长度可包括在控制字符中，这样接收装置是寻找SYN字符，确定帧长，读入指定书目的字符，然后再寻找下一个SYN字符，以便开始下一帧。

四、报文及报文分组

报文是一组包含数据和呼叫控制信号（如地址）的二进制数，是在数据传输中具有多种特定含义的信息内容。报文分组就是将报文分成若干个报文段，并在每一报文段上加上传送时所必需的控制信息。

一个通信规约包括的内容有：代码（数据编码）、传输控制字符、传输报文格式、呼叫应答方式、差错控制步骤、通信方式（单工、半双工、全双工通信方式）、同步方式及传输速率等。

综合自动化系统与控制中心的通信内容

变电站向控制中心传送的信息通常称为“上行信息”，而由控制中心向变电站发送的信息，常称为“下行信息”。

1遥测信息

1）三绕组变压器两侧有功功率、有功电能、电流及第三侧电流，二绕组变压器一侧的有功功率、有功电能、电流。

2）

2遥信

1）所有断路器位置信号，断路器控制回路断线总信号，断路器操作机构故障总信号

2）35KV及以上线路及旁路主保护信号和重合闸动作信号；母线保护动作信号；主变压器保护动作信号

3遥控

1）变电站全部断路器及能遥控的隔离开关

2）可进行电控的主变压器中性点接地开关

3）高频自发信启动

4）距离保护闭锁复归

4遥调

1）有载调压主变压器分接头位置调节

2）消弧线圈抽头位置调节

综合自动化系统的串行通信

一、物理接口标准RS-232D

标准电路采用非平衡型，每个信号用一根导线，所有信号回路公用一根地线。信号速率局限于20kbps之内，电缆长度局限于15m之内。由于是单线，线路间干扰较大。其电性能用+-12v标准脉冲，采用负逻辑。

在数据线上：MARK(传号)= -5~-13V，逻辑1电平

                     SPACE（空号）=+5~+15V，逻辑0电平

在控制线上：ON（通） = +5~+15V，逻辑0电平

                    OFF（断） = -5~-15V，逻辑1电平

RS232D逻辑电平与TTL电平不兼容，需电平转换来与TTL器件相连。

二、物理接口标准RS-485

适用于多个点之间共用一对线路进行总线式联网，用于多站互连非常方便，在RS-485互连中，某一时刻两个站只有一个站可以发送数据，另一个站只能接收数据，因此通信只能是半双工的，而且其发送电路必须由使能端加以控制。当发送使能端为高电平时发送器可以发送数据，为低电平时，发送器两个输出端都呈现高阻态，此节点就从总线上脱离，好像断开一样。４８５如果接成四线就是全双工，如果把输入和输出并接，并且只接两条线那么就是半双工的了。因为实际使用半双工的比较多。

RS-485可以节约昂贵的信号线，同时可以高速远距离传送，传输速率达到93.75kbps，传送距离达1.2KM。

通信网络

计算机局部网络（LAN）简称局域网，是计算机技术急剧发展的新领域，是把多台小型、微型计算机以及外围设备用通信线路互连起来，并按照网络通信协议实现通信的系统。构成局域网的四大因素是网络的拓扑结构和传输介质、传输控制和通信方式。

变电站综合自动化不需要OSI的全部七层功能，最重要的是物理层、数据链路层和网络层。目前应用最广泛、性能最突出的标准LAN是以太网。

以太网是采用总线型拓扑结构，是一种局部通信网。通常在线路半径1~10KM中等规模的范围内使用，网中的传输介质可以使双绞线、同轴电缆或光线等。