1983年,世界上誕生第壹套變電站自動化系統,由ABB公司提供。
1987年,世界上誕生第壹套微機發電機保護,由ABB公司提供。
1)前期Z80單板機,後期8031(8位);
2)應用範圍:35KV、110KV,保護有220kv以上的微機保護。應用很少,並未普及,只有極少數變電站采用;
3)結構圖
全部以硬接線上RTU。
4)在93、94年左右,這壹代在變形:取消了變送器;增加了上位機數量。
2第二代(95—02、03)
1)前期8096,後期80C196(16位);
2)低壓側保護開始時有壹個機箱公用兩個CPU保護幾條線路的,到後來,都嚴格按對象分了。到98年,低壓側已全部采用保護、測控合壹形式,並具備通信功能。這樣,低壓側就不再需要集中式測控單元了,電纜少了、占地少了、就地安裝,對變電站意義重大;直流電源已具備通信能力,數字式電度表出現;
3)由於通信設備大量增加,對當時的網絡帶來很大考驗,其原因主要有兩點:裝置配合不好;網絡本身沒有到位(開始是485,接著是現場總線);
對上位機的壓力也很大,主要表現在實時性上,響應很慢。
4)開始應用冗余技術,做220KV等級;
5)開始出現雙操作員站、遠動站、工程師站,上層網通信出現雙以太網。為了解決多後臺問題,出現了前置機。為解決前置機瓶頸問題,出現了雙前置機。
這壹代在96、97年左右,相關部門下文,新建變電站必須采用綜合自動化系統,開始大力推廣。
工礦企業等用戶也提出把電度積分做進保護測控裝置的需求。有些公司在98年曾作過,但好多當時由於占用資源較多,沒有采用。
這壹代產品,在現有的壹些小廠家,還有在推的。
3第三代(03—至今)
1)DSP(32位),16位A/D;
2)基於第二代混亂的自用通信規約問題,03年,國家頒發IEC-103、104,以進壹步保證通信可靠性,並促進各廠家產品的對接。
3)由於第二代的大力推廣,使得保護的可靠性問題,更為突出,許多廠家在如何保證微機保護的可靠性上,下了不少功夫,這是該代產品的普遍特點。
裝置抗幹擾措施完整,確保裝置安裝於條件惡劣的現場時仍具備高可靠性:
總線隔離。所有與外界的總線連接都先經過緩沖器處理; 光電隔離。裝置的開入開出、串行通信接口部分均采用光電隔離; 使用高集成度的器件,減少了元器件的數量; 集成電路全部采用工業品或軍品,MTBF提高約為原有2-3倍; 對整個硬件回路采取屏蔽,防導體間耦合幹擾; 在AI輸入回路采取電容濾波,外部回路無需再加設交、直流輸入抗幹擾模塊; 采用多層板和表面貼裝技術,電路板的抗幹擾能力強; 後插拔、雙連接器結構,真正實現強、弱電回路分開,輸入、輸出信號回路分開; 采用加強型單元機箱,按抗強振動設計; 電源加裝抗幹擾電容濾過器,防止尖峰脈沖和浪湧; 完善的軟硬件自檢功能,使得任何元器件損壞不會造成裝置的誤動作和拒動作:硬件可自檢到出口線圈、電源;冗余自檢功能,數據采集回路的累加和自檢功能,解決出異常大數的問題;此外,軟件還采用了看門狗、軟件陷阱等措施。此外,第三代保護產品在軟硬件平臺、雙CPU冗余、主後***用CT、出口矩陣靈活整定、波形提取、事件記錄容量、內嵌電度、交流操作回路、交流電源、FC回路保護功能、MODBUS等通信規約、MMI的接口友好、軟件的模塊化編制、自動測試裝置、保護動作分析軟件、裝置生產工藝、裝置外觀、說明資料等方方面面都取得了快速發展。
4)第二代產品的前置機瓶頸問題較為突出,代之以分散式的前置機。
5)對網絡通信和後臺應用軟件的重視。隨著電力系統自動化領域特別是電網側自動化的高速發展,各廠家所開發的監控系統軟件都或多或少地暴露出了壹些問題。其中,尤以後臺死機、通訊不穩定最為突出。《國家電力公司國內500kV變電站自動化技術調研報告》中曾指出:
經過大量的試驗和系統測試,上述站控層應用軟件的主要故障是由於軟件中隱藏的Bug所造成的。
4第四代——數字化變電站
2004年,世界上基於61850的第壹套自動化系統,由ABB提供。
2005年,與61850完全兼容的保護裝置誕生,由ABB提供。
有關此部分的文獻較多,不作贅述。