變電站綜合自動化-其他子系統

電力系統中,發電機和變壓器的中性點是否接地運行,涉及到技術、經濟、安全等多個方面,是一個綜合性的問題。我國電力系統中性點的運行方式主要有三種:中性點不接地,中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地。前兩種接地系統稱爲小電流接地系統,後一種接地系統稱爲大電流接地系統。這種區分方法是根據系統中發生單相接地故障時接地電流的大小劃分的。

我國10~35KV電網中,普遍採用中性點不接地或中性點經消弧線圈接地方式,在這些電網中單相接地故障是最常見的故障之一。當小電流接地系統中發生單相接地故障時,故障電流很小,對供電設備不致造成很大的危害。此時,故障相電壓降低(金屬性接地時爲零),非故障電壓升高(最大爲線電壓),但線電壓仍然保持對稱,此時允許電網繼續運行一段時間,而不影響正常的供電。

但單相接地故障如果不作及時處理,很有可能發展爲兩相接地短路故障,就危及到電網運行的安全性。目前,單相接地自動選線裝置,用於在不停電的情況下,尋找故障線路。

小電流不接地系統的接地電流

1中性點不接地系統單相接地故障時的接地電流

結論

中性點不接地系統,單相接地故障時,中性點位移電壓爲-Eph;

非故障線路電容電流就是該線路的零序電流;

故障線路首段的零序電流的數值上等於系統非故障線路全部電容電流的總和,其方向爲線路指向母線,與非故障線路中零序電流的方向相反。

2中性點經消弧線圈接地系統的接地電流

判接地方案是5次諧波判別法。在發生單相接地故障時,故障線路首端的5次諧波零序電流在數值上等於系統非故障線路5次諧波電流的總和。

數據通信系統

並行數據通信指數據的各位同時傳送,可以以字節爲單位(8位數據總線)並行傳送,也可以以字節爲單位(16位數據總線)通過專用或通用的並行接口電路傳送,各位數據同時傳送,同時接收。並行傳輸速度快,但是在並行傳輸系統中,除了需要數據線外,往往還需要一組狀態信號線和控制信號線,數據線的根數等於並行傳輸信號的位數。並行傳輸需要的傳輸信號線多、成本高,因此常用在短距離傳輸中(通常小於10m),要求傳輸速度高的場合。

串行數據通信

一位一位順序的傳送。分時使用同一傳輸線,缺點傳輸速度慢,通信軟件相對複雜些。因此適合遠距離傳輸,數據串行傳輸的距離可達數千公里。

(1)碼元

數據通信中,傳送的是一個個離散脈衝信號,故把每個脈衝信號稱爲一個碼元。

(2)數碼率

每秒傳送的碼元數,以Bd(波特)爲單位。

(3)信息速率

系統每秒傳送的信息量,以bit比特爲單位,信息速率的單位就是bit/s(比特/秒)。在信息用二進制表示時,每個碼攜帶1bit信息量,這時數碼率與信息速率是相同的。

(4)誤碼率

數據經傳輸後發生錯誤的碼元數與總傳輸碼元數之比,在電網遠動通信中,一般要求誤碼率應小於10^-5數量級。計算機通信中,一般要求誤碼率大10^-6數量級。要採用各種檢錯、糾錯的措施加以保護。

三、異步數據傳輸和同步數據傳輸

1異步數據傳輸

發送的每一字節均帶有起始位、停止位和可選擇的奇偶校驗位。

2同步數據傳輸

爲了提高速度,去掉起始位和停止位,同步傳輸特點是在數據塊開始處集中使用同步字符來作傳送的指示。同步字符SYN,是一種特殊的碼元組合。通知接收裝置這是一個字符塊的開始,接着是控制字符。幀的長度可包括在控制字符中,這樣接收裝置是尋找SYN字符,確定幀長,讀入指定書目的字符,然後再尋找下一個SYN字符,以便開始下一幀。

四、報文及報文分組

報文是一組包含數據和呼叫控制信號(如地址)的二進制數,是在數據傳輸中具有多種特定含義的信息內容。報文分組就是將報文分成若干個報文段,並在每一報文段上加上傳送時所必需的控制信息。

一個通信規約包括的內容有:代碼(數據編碼)、傳輸控制字符、傳輸報文格式、呼叫應答方式、差錯控制步驟、通信方式(單工、半雙工、全雙工通信方式)、同步方式及傳輸速率等。

綜合自動化系統與控制中心的通信內容

變電站向控制中心傳送的信息通常稱爲“上行信息”,而由控制中心向變電站發送的信息,常稱爲“下行信息”。

1遙測信息

1)三繞組變壓器兩側有功功率、有功電能、電流及第三側電流,二繞組變壓器一側的有功功率、有功電能、電流。

2)

2遙信

1)所有斷路器位置信號,斷路器控制迴路斷線總信號,斷路器操作機構故障總信號

2)35KV及以上線路及旁路主保護信號和重合閘動作信號;母線保護動作信號;主變壓器保護動作信號

3遙控

1)變電站全部斷路器及能遙控的隔離開關

2)可進行電控的主變壓器中性點接地開關

3)高頻自發信啓動

4)距離保護閉鎖復歸

4遙調

1)有載調壓主變壓器分接頭位置調節

2)消弧線圈抽頭位置調節

綜合自動化系統的串行通信

一、物理接口標準RS-232D

標準電路採用非平衡型,每個信號用一根導線,所有信號迴路公用一根地線。信號速率侷限於20kbps之內,電纜長度侷限於15m之內。由於是單線,線路間干擾較大。其電性能用+-12v標準脈衝,採用負邏輯。

在數據線上:MARK(傳號)= -5~-13V,邏輯1電平

                     SPACE(空號)=+5~+15V,邏輯0電平

在控制線上:ON(通) = +5~+15V,邏輯0電平

                    OFF(斷) = -5~-15V,邏輯1電平

RS232D邏輯電平與TTL電平不兼容,需電平轉換來與TTL器件相連。

二、物理接口標準RS-485

適用於多個點之間共用一對線路進行總線式聯網,用於多站互連非常方便,在RS-485互連中,某一時刻兩個站只有一個站可以發送數據,另一個站只能接收數據,因此通信只能是半雙工的,而且其發送電路必須由使能端加以控制。當發送使能端爲高電平時發送器可以發送數據,爲低電平時,發送器兩個輸出端都呈現高阻態,此節點就從總線上脫離,好像斷開一樣。485如果接成四線就是全雙工,如果把輸入和輸出並接,並且只接兩條線那麼就是半雙工的了。因爲實際使用半雙工的比較多。

RS-485可以節約昂貴的信號線,同時可以高速遠距離傳送,傳輸速率達到93.75kbps,傳送距離達1.2KM。

通信網絡

計算機局部網絡(LAN)簡稱局域網,是計算機技術急劇發展的新領域,是把多臺小型、微型計算機以及外圍設備用通信線路互連起來,並按照網絡通信協議實現通信的系統。構成局域網的四大因素是網絡的拓撲結構和傳輸介質、傳輸控制和通信方式。

變電站綜合自動化不需要OSI的全部七層功能,最重要的是物理層、數據鏈路層和網絡層。目前應用最廣泛、性能最突出的標準LAN是以太網

以太網是採用總線型拓撲結構,是一種局部通信網。通常在線路半徑1~10KM中等規模的範圍內使用,網中的傳輸介質可以使雙絞線、同軸電纜或光線等。

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