1、 摘 要 變電站監控技術課程是電氣工程及其自動化專業電網監控技術方向的一門主干專業課。變電站監控技術課程設計是綜合運用課程所學的理論知識，通過實踐進一步加深對所學知識的理解，培養學生分析問題和解決實際問題能力的重要教學實踐活動。本程設計中，系統地介紹了變電站綜合自動化系統的設計原理、設計標準、系統構成、系統基本配置、確定監控內容、系統功能設計、RTU各模塊結構。通過結合專業的課程設計，為畢業后的實際工作打下一定的基礎。課程設計不僅可培養學生的實踐能力，也可使學生逐步樹立實事求是的科學態度，培養嚴肅認真的工作作風。關鍵詞 變電站監控技術；變電站自動化系統；運動系統目 錄第1章 監控系統的組成及配

2、置1.1 概述1.2系統構成1.2.1 控制站1.2.2遠動裝置（RTU）1.2.3 遠動通道1.3 系統配置1.3.1 被控站結構形式1.3.2系統配置方案第2章 監控內容2.1遙測、遙信、遙控和遙調功能2.2遙信對象的采集第3章 監控系統的功能3.1 監控主站功能3.2 被控站功能結 論參考文獻附 錄I附 錄第1章 監控系統的組成及配置1.1 概述1.監控系統主要由三大部分組成，既裝設于鐵路分局調度所的監控主站，裝設于鐵路沿線牽引變電所的遠方終端裝置（RTU）及從鐵路通信系統中分離出來的遠動通道，如圖1-1所示。圖1-1 監控系統示意圖監控主站和被控站以遠動通道為橋梁有機配合，共同實現對牽

3、引供電設備遙控、遙信、遙測、遙調等功能。遙控（YK）：對被控對象的運行狀態進行遠距離控制。如斷路器的分合，電抗器的投切等；遙信（YX）：一般對應兩種狀態，用二進制的“0”或“1”來表示對象的不同狀態；遙測（YC）：對被控對象的運行參數進行遠距離測量。如線路的電壓值、電流值等；遙調（YT）：對被控對象的運行設備參數進行遠距離調節。如改變電壓器分接頭的位置等。1.2系統構成1.2.1 控制站SCADA系統的控制端采用計算機局域網結構、分布式控制系統、以計算機設備為核心，以功能為模塊，以網絡節點為單元進行配置，包括：計算機網絡、前置通信處理機、主用服務器、調度員工作站、系統維護工作站、WEB工作站等

4、網絡節點設備及相應的實時數據，文檔管理報表打印機，畫面拷貝機，維護用程序打印機及實時監視整個供電系統運行概況的模擬屏等外圍設備，同時具備功能完善的軟件資源及UPS設備。圖1-2 監控主站示意圖1、計算機網絡控制站采用雙以太網結構、客戶機/服務器訪問方式，正常情況下雙網同時工作，并可根據數據需要分擔不同的數據傳輸或平衡網絡負荷，當某一網絡故障時，系統給出報警信息，并由非故障網絡承擔全部數據傳輸。網絡采用交換式以太網，通信協議采用TCP/IP協議，通信介質采用光纖，通信速率為10/100Mbps自適應。2、主服務器系統配置兩套國際通用、高性能的服務器計算機，冗余配置、對等工作方式，通過網絡管理軟件

5、和網絡適配器鏈接網上設備。兩個主服務器定時進行工作狀態的在線監測，在一臺主服務器故障情況下進行自動切換，切換時間小于15秒。兩套主服務器同時接收網上數據，但僅主用機具備數據流控制及管理功能，主、備服務器支持數據校驗以保證完整一致的數據庫。技術數據為：CPU字長：不小于64位，內存：大于256MB，主頻：500MHz，高速緩存：不低于1MB。每套主服務器配置操作、顯示用的人機接口設備，具備安全操作口令設置功能，操作口令級別不小于3級。主服務器具備強大而靈活高效的網絡通信能力和完備的系統監測功能，采用工業控制系統廣泛應用的UNIX+WINDOWS操作系統。主服務器的功能是：一是管理維護控制站局域網

6、的全局配置文件，接受來自局域網內各其他接點的信息。二是遙控、遙測、遙調、遙信處理。三是保存并維護有關SCADA系統運行所需的全局數據和對歷史數據的管理，并對調度端客戶機提供數據服務。四是完成調度文檔管理、統計報表生成制作。五是定時任務管理。3、調度員工作站兩套調度員工作站通過網絡適配器與計算機網絡相連。兩個調度員工作站并行運行。具備良好的人機界面和安全操作口令設置功能，操作口令級別不小于3級。計算機設備為國際通用型工作站，模塊及部件具有互換性，并裝備外部存儲設備、圖形加速卡。主要技術數據：CPU字長：不小于32位，內存：不小于128MB,主頻：不小于360MHz。每個調度員工作站配置操作、顯示

7、用的人機接口設備一套。每一個人機界面裝置包括圖像顯示終端一套、鍵盤、鼠標，顯示器屏幕不小于54cm，顯示的顏色不少于256種，分辨率不低于12801024。調度員工作站作為控制站的人機接口設備之一，能夠實現檢測各被控站及接觸軌上開關狀態、電源線路、接觸軌帶點狀態，可對各種故障信息進行適時多窗口報警顯示，通過鼠標和鍵盤完成對被控站的遙控操作，并進行操作前的合理性判定，同時完成各種報表記錄、曲線的檢索及顯示、對報表進行在線修改、打印實時數據及報表、拷貝等調度管理任務。此外調度員工作站設備可實現對模擬屏的控制、音響實驗、復歸等。4、實時數據打印機及制表打印機實時數據打印機及制表打印機采用高性能、低噪

8、聲彩色噴墨打印機，并具有漢字打印功能，打印速度不低于260CPS，緩沖區容量不低于16KB，打印噪聲不大于50dB。具有寬窄行打印功能。打印機的工作方式采用假脫機方式。實時數據打印機主要用于調度員操作記錄、故障報警及時間順序記錄、遙測量越限記錄等。制表打印機主要用于對數據管理的報表打印等。5、拷貝機拷貝機為高性能，低噪聲彩色激光或噴墨拷貝機。拷貝速度不低于2分鐘畫面，拷貝清晰度不低于600DPI，拷貝噪聲不大于54dB，緩沖區容量不低于512KB，畫幅不小于A4。拷貝機的工作方式采用假脫機方式。實時數據打印機、制表打印機、拷貝機均通過打印終端服務器與計算機網絡相連，各打印機之間能互為備用。6、

9、大屏顯示器模擬屏設備，通過對系統各主要開關等狀態的各種燈光顯示，對全線系統進行直觀動態顯示。模擬屏上設置數字時鐘顯示及安全天數顯示，數字時鐘應與系統時鐘同步。模擬屏控制器除通過網絡對模擬屏進行控制外，還可單獨對模擬屏進行各種位置及操作。7、通信前置機通信前置機采用基于Pentium系列的工業控制級計算機，采用實時、多任務、多用戶的操作系統，作為與各被控站遠動數據通道接口設備，配置只能多串口通道板來滿足遠程IO容量。完成數據的發送、接受及數據的預處理，如通信規約的變換等，減輕主服務器節點的CPU負荷，通過網絡適配器與控制中心局域網絡相連，并與主服務器進行數據通信。通信處理機采用雙重配置，冗余結構

10、，主、備工作方式，主服務器實時監視主、備通信前置機的工作狀態，可對其進行自動、手動切換。兩套通信前置機具備并行處理功能以支持主、備通道的狀態。8、維護工作站系統維護工作站的結構、技術參數同調度員工作站，通過網絡適配器與計算機網絡相連，并配程序打印機。系統維護工作站用于生成、維護、修改、管理系統的實時數據庫、歷史數據庫及用戶畫面，并定義、修改系統運行參數及開發應用程序等，系統對數據庫、用戶畫面和系統運行參數的修改、定義，可以在先隨時進行，但不影響系統的正常運行，且實時庫、歷史庫及畫面的修改均采用無需編程的人機對話方式。維護工作站可以與任意調度員工作站互換，成為調度員工作站設備的備用設備，以解決某

11、些特殊情況。維護工作站還應具備模擬培訓功能。模擬培訓軟件可以通過網絡共享系統英語數據庫，提供一個和真實環境完全一致的迷你環境。給調度人員一個練習、使用本系統的良好平臺。在維護工作站不進行數據維護時，可進行模擬培訓。9、WEB工作站WEB工作站與專為其提供的集線器連接，與主服務器進行通訊，運行WEB功能模塊，負責向外部發布SCADA運行信息，在有用戶需要時讀取主服務器內監控系統的實時數據。WEB工作站與主服務器通過專用的集線器連接，以免訪問人數過多給電力監控網絡帶來不必要的通信負擔。兩個主服務器也分別有一個網卡連接到與WEB工作站專用的集線器下。10、GPS系統由于控制中心內部有多個系統需要精確

12、的時鐘系統來進行同步，所以電力監控系統在主站一級可以與其他系統公用一套GPS來接收衛星的精確對時。11、UPS裝置為了系統的可靠運行，不受外部電源停電時的影響，系統配置一套UPS裝置，其容量滿足當外部電源停電30分鐘時，系統的正常運行。UPS設備前盤設置運行監視界面，可提供UPS的遠距離監視信號，以滿足調度員對UPS設備的監視。遠距離監視信號的主要內容包括：UPS的工作狀態、蓄電池的工作狀態、輸入電源的工作狀態等。UPS裝置滿足外部輸入電源的條件，工作噪聲不大于55dB，且應具有一定的過負荷能力。配電柜設兩路交流輸入電源，可以通過組合開關切換。各輸入、輸出回路應具有過負荷自動跳閘功能。當一路電

13、源失壓時，另一路可自動切換輸入。配電柜還具有過電壓、過電流保護功能。當兩路交流電源都失壓時，UPS自動投入供電。配電柜帶有各種顯示表計和手動操作按鈕，便于現場維護和調試1.2.2遠動裝置（RTU）被控端設在沿線的主變電所，牽引降壓變電所內，各被控站內采用當地綜合自動化系統，完成所內的控制、保護、測量及系統監控終端的功能，各被控站通過所內綜合自動化系統的通信處理單元實現，與控制中心的信息交換，即遙測，遙信信息的上傳和下行遙控，遙調信息的接受和執行，以實現變電所的無人值守。電氣化牽引變電所綜合自動化系統采用分層分布式網絡結構,以牽引變電所為核心,以功能為模塊,將供電臂上聯接的牽引供電設施納入系統節

14、點,充分體現分散控制,集中管理的結構模式。控制和保護系統既相互獨立,有關信息又相互共享。系統主要由4部分組成:第一部分為調度層;第二部分為站控層;第三部分為間隔層的分布式保護、測量、智能裝置;第四部分設備層。間隔層智能裝置控制和保護線路、變壓器、電容器等設備;站控層控制著以牽引變電所為核心,以供電臂為單元的牽引供電系統。1、 系統部分包括CPU、總線、RAM、ROM、EPROM、計數次/計時器、中斷控制器、串行通信接口。2、 人機聯系 包括打印機、顯示器、鍵盤、鼠標。3、 輸入輸出電路（可編程接口芯片）輸入YC、YX輸入YT、YK1.2.3 遠動通道電力監控系統通道結構采用冗余結構配置方式，并

15、能實現對主、備通道的手動及自動切換，工作可靠。信道是信號傳輸時經過的通道。傳輸遠動信號的通道稱為遠動信道。我國常用的遠動信道有專用有線信道、復用電力線載波信道、微波信道、光纖信道、無線電信道等。信道質量的好壞直接影響信號傳輸的可靠性。采用專用有線信道時，由運動裝置產生的遠動信號，以直流電的幅值、極性或交流電的頻率在架空明線或專用電纜中傳輸，這種信道常用作近距離傳輸。信號在光纖信道中的傳輸過程是：發端將電信號轉變成光信號，讓光信號沿著光纖傳輸，收端再將光信號還原成電信號。光導纖維傳輸信號的工作頻率高，光纖信道具有信道容量大，衰減小，不受外界電磁干擾，誤碼率低等優點，它是性能比較好的一種信道。無線

16、電信道由發射機、發射天線、自由空間、接收天線和接收機組成。在無線電信道中，信號以電磁波在自由空間中傳播。因為它利用自由空間傳輸，不需要架設通信線路，因而可以節省大量的金屬材料并減少維護人員的工作量。這種信道在地方電力系統中應用較多。由于牽引供電系統比較特殊，遠動采用專用有線信道。本設計選用光纖通信信道，光纖信道用光導纖維作為信道傳送光信號，可以傳輸數字信號，也可以傳輸模擬信號。光纖通信的優點在于傳輸容量大；損耗小；質量輕，體積小；抗電磁干擾性能好；泄露小，保密性能好；節約金屬材料，有利于資源合理利用。光纖可以分為單模光纖和多模光纖兩種。相較而言，單模光纖傳輸速率高，一般在140Mbit/s以上

17、，傳輸距離長，可靠性好。所以，單模光纖用于建設通信主干網;多模光纖常用于配電變壓器與區域工作站間的通信。1.3 系統配置1.3.1 被控站結構形式分層分布式結構：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CPU）之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了集中式結構中獨立CPU計算處理的瓶頸問題，方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。在分層分布式綜合自動化系統中，一般將整個變電所分為：過程層、間隔層和站控層。過程層是指智能化電氣設備的智能化部分。過程層的主要功能分三類：電力運行實時的電氣量檢測。主要是電流、電壓、相位以

18、及諧波分量的檢測，其他電氣量如有功、無功、電能量可通過間隔層的設備運算得出。運行設備的狀態參數在線檢測與統計。變電站需要進行狀態參數檢測的設備主要有變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電容器、電抗器以及直流電源系統。在線檢測的內容主要有溫度、壓力、密度、絕緣、機械特性以及工作狀態等數據。操作控制的執行與驅動。操作控制的執行與驅動包括變壓器分接頭調節控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、隔離開關合分控制，直流電源充放電控制。間隔層設備的主要功能是：匯總本間隔過程層實時數據信息。實施對一次設備保護控制功能。實施本間隔操作閉鎖功能。實施操作同期及其他控制功能。對數據采集、統計運算及控制命令的發出具有優先級

19、別的控制。承上啟下的通信功能。必要時，上下網絡接口具備雙扣全雙工方式，以提高信息通道的冗余度，保證網絡通信的可靠性。站控層的主要功能是：通過兩級告訴網絡匯總全站的實施數據信息，不斷刷新實時數據庫，按時登陸歷史數據庫。按既定規約將有關數據信息送向調度或控制中心。接收調度或控制中心有關控制命令并轉間隔層、過程層執行。具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能。具有（或備有）站內當地監控，人及聯系功能，如顯示、操作、打印、報警、甚至圖像、聲音等多媒體功能。具有對間隔層、過程層豬設備的在線維護、在線組態、在線修改參數的功能。具有（或備有）變電站故障自動分析和操作培訓功能。1.3.2系統配置方案變電站綜合自動

20、化系統的配置，是依據變電站一次系統的電壓等級、主變壓器臺數、進出線多少、變電站的重要程度等多方面考慮的。圖1-3 RTU結構圖由于鐵路監控系統在鐵路運行系統中占據尤為重要的地位，因此對其要求十分嚴格，對設備軟硬件配置均提出了很高的要求，一般采用雙重化配置。為了便于運行維護，需配置專用的工程師站，同時配備兩臺操作員站。由于分層分布式系統結構具有可靠性、可擴展性和靈活性高；站內二次電纜大大簡化，節約投資也簡化維護；減輕了主控機的負擔，繼電保護相對獨立；具有與系統控制中心通信功能。所以本設計對牽引變電所監控系統采用分層分布式結構，可以按一次設備間隔配置，滿足各個一次設備間隔的測量、監視、保護、控制、

21、通信功能；同時，滿足變電站的監控功能、AVQC、接地選線功能、遠動等功能。考慮到牽引供電系統各變電所、分區亭、開閉所是沿鐵路線分布，其通訊線路呈相應的分布。為適應電氣化鐵遠動通道這種特點，因此本設計采用多點環型配置。采用多點環形配置即所有站之間的通信線路形成環路，控制中心可以通過兩條不同的路徑于每一子站通信。調度端設在運營管理段的電力調度室內，與RTU端距離較遠。遠動終端設在變、配電所的控制室內、地區主要負荷供電點處及鐵路沿線車站的集中供電點處。監控系統網絡的結構采用1對4的集中監控、監測方式，即1個調度端監控、監測4個遠動終端。位于兩個運營管理段分界處的遠動終端應分別與這兩個運營管理段的遠動

22、系統調度端進行數據通信。第2章 監控內容2.1遙測、遙信、遙控和遙調功能遙控：對被控對象的運行狀態進行遠距離控制。如斷路器的分合，電抗器的投切等。 遙調：對被控對象的運行設備參數進行遠距離調節。如改變電壓器分接頭的位置等。 遙測：對被控對象的運行參數進行遠距離測量。如線路的電壓值、電流值等； 遙信：一般對應兩種狀態，用二進制的“0”或“1”來表示對象的不同狀態； 遙測、遙信、遙控和遙調是遠動系統的基本功能。應用通信技術傳送被測變量的測量值，稱為遠程測量，簡稱遙測。應用通信技術完成對設備狀態信息的監視，稱為遠程信號，簡稱遙信。調度控制中心送給發電廠或變電所的遠程命令有控制命令和調節命令等。應用通

23、信技術，完成改變運行設備狀態的命令稱為遠程命令，又稱遙控。當調度控制中心需要直接抑制發電廠、變電所中的某些設備，如斷路器的合閘、分間，發電機的開機、停機等，就發出相應的控制命令。這種應用通信技術，完成對有兩個確定狀態的運行設備的控制稱為遠程切換。在我國通常把遠程切換也稱為遙控。遠動系統的功能根據電力系統的實際需要還在不斷地擴展，為了有助于分析電力系統的事故、保證遠動裝置的正常運行和便于維護，還具有自檢查、自診斷等功能等。2.2遙信對象的采集遙信信息通常由電力設備的輔助接點提供，輔助接點的開合直接反應出該設備的工作狀態。提供給遠動裝置的輔助接點大多為無源接點，即空接點，這種節點無論是在“開”狀態

24、還是“合”狀態下，接點兩端均無電位差。斷路器和隔離開關提供的就是這一類輔助接點。另一種輔助接點則是有源節點，有源節點在“開”狀態時兩端有一個直流電壓，是由系統蓄電池提供的110V或220V直流電壓。一些保護提供此類接點。 2-2有源觸點遙信對象圖2-1無源觸點要想對象圖圖2-1是斷路器動作機構原理圖。當和閘線圈YC通電時，斷路器閉合，輔助觸點QF斷開；當跳閘線圈YT通電時，短路器斷開，輔助觸點QF閉合。QF為動作觸點，如直接提供給遠動裝置，則是一無源觸點。通常情況下，二次系統都要給遠動裝置提供相應的空觸點，但有時需要在保護回路中提取有源觸點。圖2-2是斷路器跳閘音響回路的一部分。斷路器在合閘位

25、置時，控制開關SA投入合閘后位置，則SA的132321兩對觸點閉合，而串接在該回路中的斷路器輔助接點QF在斷開位置。不論無源還是有源觸點，由于他們來自強電系統，直接進入遠動裝置將會給干擾甚至損壞遠動設備，因此必須加入信號隔離措施，如圖2-3所示采用繼電器隔離，當斷路器在斷開時，其輔助接點QF閉合使繼電器K動作，其動作觸點K閉合，輸出的遙信信息YX為低電平“0”狀態。反之產生高電平“1”狀態的遙信信息YX，同樣在圖2-4中采用光電耦合器隔離也有相似的過程。當斷路器斷開時，QF閉合使發光二極管發光，光敏二極管導通，集電極輸出低電平“0”狀態。當斷路器閉合時，QF斷路器使發光二極管中無電流通過，光敏

26、三極管截止，集電極輸出高電平“1”狀態。圖2-4遙信信息光電耦合隔離圖2-3遙信信息繼電器隔離四遙對象概述表B牽引變電所遙控量110KV側斷路器、110KV側母聯隔離開關110KV側隔離開關、27.5KV側斷路器變壓器上的隔離開關、斷路器 A相饋線斷路器A相饋線隔離開關、B相饋線斷路器B相饋線隔離開關、自用變壓器隔離開關、自動重合閘投切遙信量遙控量各隔離開關和斷路器的開合位置信號自動裝置位置信號、母線電壓信號27.5KV饋線保護信號、自用變壓器系統監視信號主變保護信號、所內事故預告信號并聯電容補償裝置信號、27.5KV側母線保護信號遙測量110KV側A相母線電壓、110KV側A相母線電流110

27、KV側B相母線電壓、110KV側B相母線電流110KV側C相母線電壓、110KV側C相母線電流主變壓器的電壓、電流、有功、無功、電度、溫度27.5KV側A相母線電壓、27.5KV側A相母線電流27.5KV側B相母線電壓、27.5KV側B相母線電流自用電變壓器電壓、電流、有功、無功、電度、溫度饋線電流第3章 監控系統的功能3.1 監控主站功能1、實時數據采集與處理采集變電站電力運行實時數據和設備運行狀態，包括各種狀態量、模擬量、脈沖量、數字量和保護信號，并將這些采集到的數據去偽存真后存于數據庫供計算機處理之用。模擬量實現實時變化的量，按一定的掃查周期進行采集。掃查周期應根據被測量的實際變化速率來

28、確定。對溫度量這種變化速率較小的量應采取較大的掃查周期，而對于象事故追憶這種變化速率較大的量應采取較小的掃查周期。一般電氣量的掃查周期應不大于3S，非電氣量不大于10S,采用12位的A/D變換。模擬量采集精確度小于0.2%，整定值變化范圍為05%。 脈沖量的采集對于輸入采集回路的脈沖，其幅值一般為420mA,寬度不小于100ms。開關量的采集 開關量的采集包括短路器、隔離開關、接地開關的位置等，分為要做動作順序記錄和僅做變位記錄兩種。2、運行監視與報警功能主要對變電站的運行工況和設備狀態進行自動監視，通過狀態量變位監視，可監視變電站各種斷路器、隔離開關、接地開關、變壓器分接頭的位置和動作情況，

29、繼電保護和自動裝置的動作情況以及它們的動作順序。對于一個典型的變電站，應報警的參數有：A. 母線電壓報警B. 主變壓器過負荷報警C. 系統頻率偏差報警D. 消弧線圈接地系統中性點位移電壓越限及累計時間超出允許值時報警E. 母線上的進出功率及電能量不平衡越限報警F. 直流電壓越限報警監控系統在運行過程中,對采集來的I、U、主變壓器溫度、頻率等量不斷進行越限監視，如發現越限，立即發出告警信號，同時記錄和顯示越限時間和越限值。自動打印當出現事故或故障時，斷路器、繼電保護、自動裝置等設備的動作情況，事故前后各種電氣量的變化情況等。3、操作控制功能斷路器操作應有閉鎖功能，而且操作閉鎖應包括以下幾個方面：

30、 人機聯系界面包括操作員站，運行工程師站，繼電保護工程師站。 操作員站是為運行操作人員提供人-機聯系，它的主要作用包括調節、顯示和拷貝各種圖形，曲線、報表，發出控制命令；運行工程師站主要用作系統的維護,運行參數的修改等；繼電保護工程師站用作微機保護裝置整定值的設定、修改、動作情況的統計等。4、數據處理與記錄功能為滿足繼電保護和變電站管理的需要，必須進行一些數據統計，其內容包括：A. 主變壓器和輸電線路有功功率和無功功率每天的最大值和最小值以及相應的時間B. 母線電壓每天定時記錄的最高值和最低值以及響應時間C. 計算受配電電能平衡率D. 統計斷路器動作次數E. 斷路器切除故障電流和跳閘次數的累計

31、數F. 控制操作和修改定值記錄5、事故順序記錄與事故追憶功能事故順序記錄就是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，記錄事件發生的時間應精確到毫秒級，自動記錄的報告可在CRT顯示器上顯示和打印輸出。事故追憶是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車簾和記錄。記錄的分辨率一般為15ms，事件順序記錄處理的信息應完整，并生成事件記錄報告，報告可在CRT上顯示和打印，便于保存、查閱。一般事故前追憶時間為5s1min,事故后5s1min，并以召喚的方式在CRT上顯示或打印。變電所的二次設備集中布置時，

32、采用有足夠輸出能力的GPS裝置；當二次設備分散布置時，采用就地分散配置。在系統中，站控層設備和各間隔層子系統與GPS標準時鐘的誤差應1ms。6、故障錄波與測距功能110KV及以上的重要輸電線路距離長、發生故障影響大，必須盡快查出故障點，以便縮短維修時間，盡快恢復供電，減少損失。變電站的故障錄波和測距可采用兩種法案實現：A. 由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，這種方法可節約投資，減少硬件設備，但故障記錄的量有限。B. 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。監控主站（即調度端）設備主要由冗余配置的雙主

33、機服務器（MC）、冗余配置的調度員操作工作站（OW）、冗余配置的通訊前置處理機（CC）、數據維護工作站（DW）、工程師終端（ET）、數據終端通信控制器（DTC）、大幅模擬屏（MNP）、流水打印機（LP）、報表打印機（RP）、拷屏打印機（CP）、電源系統（UPS及配電盤）、連接電纜等部分組成。 主機系統主要用于數據和網絡服務及定時任務管理等方面。系統主要由CPU、內存、硬盤、人機接口、網卡及操作系統相應軟件構成。7、人機聯系功能人機聯系的橋梁是CRT顯示器、鼠標和鍵盤。1. CRT顯示內容主要有：A.顯示采集和計算的實時運行參數B.顯示實時主接線圖C.事件順序記錄（SOE）顯示D.越限報警顯示E

34、.值班歷史記錄F.歷史趨勢顯示G.保護定值和自控裝置的設定值顯示H.其他，包括故障記錄顯示、設備運行狀況顯示等2. 輸入數據：要輸入的數據至少有以下幾種內容：A. TV和TA變比B. 保護定值和越限報警定值C. 智能自控裝置的設定值D. 運行人員密碼特別要強調的是：對無人值班變電站也必須設置必要的人機聯系功能，以便當巡視或檢修人員到現場時，能通過液晶顯示或七段顯示器或CRT顯示器或便攜機觀察到站內各設備的運行狀況和運行參數，對斷路器等的控制應具有人工當地緊急操作的措施。8、制表打印功能對有人值班的變電所，可配備打印機，完成以下功能：定時打印報表和運行日志；開關操作記錄打印；事件順序打印；越限打

35、印；召喚打印；抄屏打印；事故追憶打印對無人值班變電所，可不設當地打印功能，各變電所的運行報表集中在控制中心打印輸出。9、運行的技術管理功能變電站綜合自動化系統能對運行中的各種技術數據、記錄進行管理，主要體現在三個方面：A. 歷史數據處理、存檔、檢索B. 統計值處理C. 累計值處理進行技術管理內容主要有：變電站主要設備的技術參數檔案表、各主要設備故障檢修記錄、斷路器的動作次數記錄、繼電保護和自動裝置的動作記錄、運行需要的各種記錄統計等。10、諧波的分析和監視功能目前，諧波污染已成為電力系統的公害之一。因此，在變電站綜合自動化系統中，要重視對諧波含量的分析和監視。對諧波含量超標的地方要采取抑制措施

36、，降低諧波含量。電力系統中的諧波源：諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數倍。電力系統中諧波源可分為兩類：第一類為含半導體非線性元件的諧波源，第二類為含電弧和鐵磁非線性設備的諧波源。諧波的危害：對電力系統本身的影響主要表現在以下幾個方面：A. 對旋轉電機產生附加功率損耗和發熱、產生脈沖轉動和噪聲B. 對無功補償電容器組引起諧振或諧波電流的放大，從而導致電容器因過負荷或過電壓而損壞C. 對電力電纜也會造成電纜的過負荷或過電壓擊穿D. 增加輸電線路的損壞E. 對繼電保護和自動控制裝置產生干擾和造成誤動作或拒動F. 對通信設備的干擾諧波的管理和檢測：一方面，電力部門加強了對諧波源和

37、供電點電壓或電流的諧波含量或畸變值的經常性檢測，對新接入的諧波源負荷進行必要驗算和管理，以保證電能的質量及廣大用電設備的安全運行和正常工作；另一方面，電力用戶為了保證自身設備的安全和正常運行，也應當把自己的用電設備產生的諧波畸變保持在規定的限度內。11、遙控功能（1）單控（單個對象的控制）：斷路器、隔離開關的合閘/ 分閘，重合閘的投入 / 切除。單控的內容包括：開關的程控；信號復歸；測控、保護單元復歸；測控 / 保護單元定值整定、修改及查詢；開關的操作閉鎖、遙信閉鎖控制； 當地監控與遠方監控系統間控制權的獲取控制；安全監控系統攝像頭控制。（2）程控 程控操作是若干個單控過程的組合，其操作過程與

38、單控相似，由若干步單控過程的組合完成。（3）復歸控制 這是無遙信狀態返回的遙控對象類，用于二次回路信號繼電器、信號燈的復歸控制。12、遙信功能 對開關的位置信號、主要設備故障信號、保護裝置及自動裝置動作信號等進行實時采集并分類歸入數據庫中，并在監視器上顯示，打印機上記錄上述事件結果，同時對故障信息提供聲光報警。遙信信號內容包括：變電所電動開關位置信號變電所內事故信號、預告信號變電所內交、直流電源系統故障信號系統設備自檢信息控制中心通過監視器和模擬盤/大屏幕投影上的模擬開關的顏色來顯示其狀態：合閘為紅色，分閘為綠色。當變電所設備或饋線發生故障時，把故障信息迅速地傳遞到控制中心顯示、打印，同時啟動

39、音響報警，報警信號包含事故報警和預告報警兩種，各種信息按不同顏色分類顯示和打印。 13、遙測功能遙測內容：變（配）電所三相進線電流、電壓，母線電壓（三相），主要饋線電流、電壓（三相），進線有功功率、有/無功電度，饋線有功電度、瞬時功率因數、平均功率因數，開關站線路電流及電壓（三相）等。14、遙調功能遙調實現對主變電所內有載調壓變壓器進行調節，遙調結果在監視器主接線畫面上顯示。15、口令級別設置功能對不同工作性質的工作人員設置不同的安全操作口令，以確保系統的安全運行。工作人員在崗位交接班時用口令替換形式完成。口令級可分為操作員級、應用軟件級（包括數據庫）、系統軟件級等。不同等級的運行管理人員具有

40、不同的口令級別。操作員級：可進行遙控操作、調度管理工作。應用軟件級：可對數據庫、畫面等應用軟件實現在線維護。系統員級：可對系統程序進行編程和修改。16、系統維護、修改、擴展功能對各種用戶畫面、數據庫、系統參數等實現人機交互式在線維護、修改、編輯、定義、擴展等功能。 17、系統時鐘同步功能系統能夠與外部時鐘系統的接口。可以通過外部時鐘對SCADA系統主站進行同步，同時主站與被控站設備具有時鐘同步功能，實現整個SCADA系統與外部主時鐘的同步。通常有軟時鐘同步功能和GPS衛星時鐘同步功能。18、自檢功能系統具有容錯、自診斷、自恢復功能，主站設備自檢標志達到設備級，被控站設備自檢標志達到模塊級。當系

41、統外部斷電恢復后，系統能夠自動恢復正常運行。19、通道自動/手切切換功能系統具有對通道狀態監視、切換功能，實現對通道的監視和低電平告警。當主用通道發生故障時可自動投入備用通道，并具有主、備通道手動切換手段。20、復示功能通過復示系統能夠在相應的職能管理部門，監視全線變電所設備、接觸網設備的運行情況，使供電維護人員及時了解現場事故信息，提高處理事故的工作效率，縮短停電時間。與控制中心實現通訊，完成維修調度作業計劃的發送和接收。21、其它功能 如與其它系統的聯網、集成等。3.2 被控站功能1、遙測(YC)功能RTU將采集到的廠站運行參數按規約上傳給調度中心。包括P、Q、U、I、檔位、溫度等，容量達

42、幾十到上百路。另外還包括兩類特殊YC：數字值：RTU以數字量的形式直接接收后上傳。計數脈沖：單獨的采集（電路）板。主要指RTU采集的反應電量的脈沖計數。容量可達到幾十路電度量。2、遙信(YX)功能RTU將采集到廠站運行狀態按規約上傳給調度中心。包括：斷路器和刀閘的位置信號、繼電保護和自動裝置的位置信號、發電機和遠動裝置的運行狀態。容量達幾十到上百路。3、遙控(YK)功能調度中心發給RTU的改變設備運行狀態的命令。遙控內容包括：操作廠站各電壓等級的斷路器、投切SVG、發電機組的啟停等。容量可達幾十個設備。4、遙調(YT)功能 調度中心發給RTU的調整設備運行參數的命令。遙調內容包括：改變變壓器分

43、接頭位置（調壓）、改變發電機組P或Q的整定值（調節出力）、自動裝置整定值的設定等。容量可達幾個到十幾個設備。5、統一時鐘功能具有對時功能。接收調度中心的校時命令。統一時鐘為了不同廠站之間事故分析以及電度量凍結。 6、轉發功能接收其它RTU送來的遠動信息，按規約組裝轉發給指定的調度中心。 7、CRT顯示功能與RTU直接連接（或通過當地工作站）的CRT可顯示RTU采集的四遙、YXBW等信息。 8、RTU自檢、自調功能功能反映RTU的自身的可維護能力。插件損壞診斷，程序“走飛”時的自恢復能力、主備通道監視功能。9、繼電保護功能變電所綜合自動化系統中的繼電保護主要包括輸電線路保護、電力變壓器保護、母線保護、電容保護等。結 論通過此次變電站監控的課程設計，體現了同學們獨立完成任務、發現問題并解決問題的能力，使自己在平時所學的知識在實際設計中得到應用和驗證，通過討論、查資料、選材、整理的過程中，進一步使我對變電站監控更加了解。這次設計，使我對以往所學習的知識進行了