变电站综合自动化复习提纲.doc

变电站综合自动化概述 1.1 变电站综合自动化的概念及特点 变电站综合自动化的概念： 将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。 何谓“综合”？ ——打破各个专业的条块分割，共享信息、协同工作。 横向综合：不同厂家的设备连在一起，互连兼容； 纵向综合：提供信息、优化、综合处理分析信息和增加新的供能，增强变电站内部、各控制中心间的协调能力。 与一般自动化的关键区别： 自动化系统是否作为一个整体执行保护、检测和控制功能。 1.2 变电站综合自动化系统的主要内容和基本功能 变电站综合自动化的基本功能： ? 测量、监视和控制功能 继电保护功能 自动控制智能装置的功能 远动及数据通信功能 自诊断、自恢复和自切换功能 1.3 变电站综合自动化系统的设计原则和要求 1.4 变电站综合自动化系统的结构形式和配置 集中式结构形式 以计算机为中心，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量和数字量等信息，集中进行计算和处理，完成变电站综合自动化的功能。主要出现在变电站综合自动化系统问世的初期。 分层分布式结构集中组屏的形式 分布式结构的概念：集中式结构的不足研制的。采用主从CPU协同工作方式，多CPU系统提高了并行处理多发事件的能力，解决了集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题。 分散与集中相结合的结构形式（目前国内最流行的方式） 分散：配电线路（出线）的保护采用分散式结构，就地与相应的一次设备安装在一起。（ 注意：与分布的含义不同） 集中：高压线路（进线）和主变的保护采用集中组屏的结构，集中安装在控制室或保护室。 （四）完全分散式的结构形式 1.5 变电站综合自动化系统的发展简介 变电站综合自动化系统的硬件原理 2.1 变电站综合自动化系统的典型硬件结构 微机系统 1. CPU(中央处理器) 2. 存储器 3. 定时器/计数器 4. Watchdog 二、模拟量输入/输出回路 三、开关量输入/输出回路 四、人机对话接口回路 五、通信回路 六、电源 2.2 变电站综合自动化系统硬件的数字核心部分 按数字核心部分(微处理器/微型机)划分： –基于工控机 –基于单片机 –基于DSP（数字信号处理器） 2.3 变电站模拟量输入输出原理 模拟量输入（A/D转换）： 基于逐次逼近型A/D转换方式（ADC） 电压形成回路 低通滤波器（ALF） 采样 采样保持器 模拟量多路转换开关（MPX） （六）逐次逼近型（ADC）模数转换器 2. 利用电压/频率（VFC）原理进行模数转换 （一）VFC型A/D变换 原理： 将输入电压模拟量线性地变化为数字脉冲式的频率，使得脉冲频率正比于输入电压的大小。然后，采用计数器对固定时间的脉冲数量进行计数，即变成数字量。 优点： 1、工作稳定，线性好，电路简单 2、抗干扰能力强 3、与CPU接口简单 4、方便实现多CPU共享一套VFC变换 （二）两种电路的特点分析 1. ADC转换速度更快。 2. ADC的分辨率固定，VFC的分辨率可调。 3. ADC需要CPU提供采样和保持所需的脉冲信号，而VFC不需要CPU控制。 4. 抗干扰能力VFC很强，ADC则相对较弱，一般需要采取额外的滤波措施。 模拟量输出（D/A转换）： 1. 电阻开关网络 2.4 变电站开关量输入及输出通道 滤波消抖电路与信号调节电路 电隔离技术的应用 两类电隔离技术： 光电隔离 2、继电器隔离 2.5 数字量的输入输出控制方式 2.6 脉冲量输入电路 “电度冻结” 主计数器外设有副计数器 接受“冻结”命令后停止计数 接受“解冻”命令后重新计数并与主计时器数据保持一致 作用： 1.读数的同时性好，例如全站的所有RTU同时读取； 2.保证读数的正确性，若不冻结，读数时新来脉冲的变化可能造成很大误差。 2.7 变电站综合自动化系统的人机对话回路 变电站综合自动化软件常用算法分析 3.1 算法概念 监控和保护对算法的不同要求： 3.2 常用算法 基于正弦函数模型的算法——半周积分算法 原理：正弦函数任意半周期的绝对值的积分都是一个常数S。 算法求解：面积-幅值-有效值 基于周期函数模型的算法——傅氏变换算法 基本原理： 连把信号从时域转换到频率域的一种工具。即个连续的信号可以看作是一个个小信号的频域叠加。傅里叶变换就是将一个信号的时域表示形式映射到一个频域表示形式。到频域后，傅立叶图形显示的是信号在不同频率段的能量分布。 3.3 数字滤波器的原理与应用 原理：数字滤波器是将输入的模拟信号经过采样和模数转换变成数字量后，进行某种数学运算去掉信号中的无用成分，然后再经过数模转换得