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  系统应能对变电站的控制、保护、测量、信号传递、远动等功能实现综合自动控制和管理。 由于站内强磁场干扰大，测量、控制、保护点多，谐波干扰及无线电干扰严重等原因，造成 系统控制、测量和保护的综合难度较大。基于上述原因我们采用国际上最为流行的分层分布 离散式控制方式，控制和保护单元均由独立的CPU构成，采用一对一结构，每一个回路由独 立的CPU完成，相互之间又采用站内通讯网联接在一起，可构成一个变电站集控制、保护、 测量、信号传送和远动为一体的综合自动化系统。我们在实际应用中采用的是一个由多层网 络组成的分层分布式综合自动化系统。总系统从上到下依次可分为变电站层管理站、计算 机网络、间隔层管理站、工业级实时网络、现场监控、保护和远动控制单元。系统结构如图 1所示。

  该系统由现场远动监控系统和Novell网上的后台机(间隔层管理机)构成。现场远动监控系统 由十个回路的微机远动监控单元组成，每一个单元就是一套80C196单片机系统，它包 含有CPU、开关量入、开关量出、A/D转换、通讯及驱动输出等电路。它完成现场设备的监控远动功能。 其控制方式选用一对一原则或二对一原则，每一个回路由一个或两个现场远动监控单元组成，每个单元都是独立的，任何一个单元发生故障或进行检修都不可能影响其他单元的正常工作 。其基本功能如下：a 全部电量的测量功能；b 负荷监控功能；c 通讯功能；d 定值参 数的远方整定功能。而Novell网上的后台机完成数据、图表、电量参数的显示与记录；电 量变化过程曲线、趋势变化分析、人工置数及事故、事件、顺序记录、报警等功能。

  该系统中间隔层微机保护设施是由若干个微机保护单元构成，每一个单元也是一套80C196 单片机系统，它包含CPU、开关量入、开关量出、A/D转换、通讯及驱动输出等电路。这些单 元除与站内通讯网进行通讯以外，还实时监控电气设备的运作情况，若发生异常，保护电 路立即动作，同时将保护动作情况送到站内通讯网，每台间隔层管理站可装十个微机保护单 元。

  方案一：采用微机远动、监控和微机保护分离式的结构型式，即类似110kV变电站的控制 系统设计结构，如图2示。

  方案二：采用微机远动、监控和微机保护合一的结构型式，其特点是可以减少现场二次电缆 并简化接线kV线kV线路要低，按方案二把部分合 并成一个微机单元，技术上是可行的，且节省了大量投资。其系统结构与框图2基本相似。 只将图2中间隔层、保护管理机、远动监控管理机及现场控制单元合并成一套即可。

  在整个系统中最上层是由2～3台变电站层管理站和2～4台间隔层管理站组成，二者之间通过 Novell网连接。第二层由2～4台间隔层管理站和20～40台单片机系统(或少量的PLC)构成， 它 们之间通过串行通讯口网连接。最下层网络是由单片机、少量的PLC和继电保护装置等组件 构成。

  整个系统在硬件配置上采用了分层分布式结构，在软件上采用了面向对象的程序设计方法。 因此整个系统组态灵活、人机界面友好、功能齐全、使用方便及维护容易，满足了工程运用 的要求。

  根据电力系统的运行要求，对于110kV变电站我们采用微机远动、监控和微机保护分离的综 合自动化控制的方案。这样设计主要是从可靠性考虑，110kV设备一般是液压操作机构，其 监控及保护部分较复杂，将远动监控与保护分开是最佳的方案。同时两者之间又通过Novell 网相连，每一个间隔均由一套微机远动、监控装置和一套微机保护装置构成，而间隔层采用 RS485或RS422总线网，其系统结构框图如图2所示。对于35kV、10kV变电站综合自动化控 制系统一般可采用两种不同的设计方案。

  本系统中，10kV、35kV线路微机保护单元的硬件结构与110kV线路及主变保护单元硬件结构 基本相同，但电路简化了，同样由80C196单片机系统组成，其主要功能如下：a 10kV、35k V线路保护；b 电容器保护。

  系统中采用了两套双卷变微机保护装置，每套又由三个保护单元构成，其内部也是由80C196 单片机系统组成，同上述微机保护单元内部硬件结构完全相同，只是保护软件不同。为了可 靠地保护主变压器，系统中采用了多CPU方案配置，即差动保护单元、高压侧过流保护单元 、低压侧过流保护单元分别由三个独立的保护单元来完成，三套保护单元相对独立、互不影 响、并联运行。因此构成高可靠性的主变微机保护。其主要功能如下：a 差动电流速断保 护 ；b 110kV中性点零序电压起动的Ⅱ段式零序电流保护；c 110kV负序电压或低电压起动的 过 流保护；d 低压侧负序电压或低电压起动的过流保护；e 非电量保护；f 主变高、低电 压侧负荷保护；g 间隙零序电流保护等。

  根据电力系统对可靠性的要求，对于每一110kV线路采用两个保护单元，按二对一原则配置 ， 即110kV线路微机保护是双机线路微机保护，另外，还有一套微机远动监控单元。可见，对 于每一110kV线路，是由三套微机单元构成，即实现了三对一配置。其主要完成如下功能：a 三段式相间距离保护；b 四段式方向零序电流保护；c 三相一次重合闸。

  电力系统的综合自动化控制管理系统应具有可靠性高 、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特 点。随着计算机技术的迅速发展，电力系统的综合自动化控制管理系统的微机化进程越来越快， 微机化将是我国电力系统综合自动化控制管理系统的发展方向。本文所介绍的分层分布离散式控 制方式的变电站综合自动化控制管理系统是一种集控制、保护、测量及远动等功能为一体的微机 控制管理系统。相对于传统的以仪表框、控制台中央信号屏等组成的控制管理系统，它是一种以计算 机为主的、将变电站(所)的二次设备(包括测量、信号、控制、保护、自动装置和远动)经过 功能组合而形成的标准化、模块化、网络化和功能化的现代化计算机综合控制管理系统，适应了 现代生产发展和能源管理的要求。下面就该综合控制管理系统中的几个主要部分的设计做多元化的分析 和介绍。