变电站综合自动化原理及调试

变电站综合自动化原理及调试母线保护及自动装置主要内容：一、变电站自动化技术原理二、变电站自动化技术发展概况三、变电站自动化技术建设

四、变电站自动化调试方法五、变电站自动化与主站调试方法变电站综合自动化原理及调试一.变电站综合自动化技术概述1.什么叫变电站综合自动化

是指将变电站的二次设备(包括控制、保护、信号、测量、自动装置、远动终端等)应用自动控制技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工对变电站执行监控、保护、测量、运行操作管理、信息远传及其协调的一种自动化系统。

变电站综合自动化原理及调试2.变电站自动化原理是指运行、保护和监视控制变电站一次系统的系统，实现变电站内自动化，包括智能电子设备和通信网络设施它具备统一规划、整体管理、功能综合化，结构微机化，操作监视屏幕化，运行管理智能化等特征，实施变电站自动化，可以尽量避免数据的重复采集，逐步做到数据和信息的共享，具有计算机高速计算能力和判断功能，能方便地监视和控制变电站内各种设备的运行及操作，为变电站的安全经济运行提供更可靠的保证。

变电站综合自动化原理及调试3.变电站综合自动化具有以下特点:

1）功能综合化(其综合的程度可以因不同的技术而异),

2）结构微机化,

3）操作监视屏幕化,

4）运行管理智能化。变电站综合自动化的出现,为变电站安全经济运行提供了先进的技术手段，对变电站实现无人值班具有促进作用。

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4.综合自动化分层分布式结构所谓分层分布式结构，是将变电站信息的采集和控制分为管理级、站控级和现场级三个级次分层布置，保护单元分布布置的一种结构形式，现场级单元按一次设备组织，使控制和故障得到分散，减少了大量的控制电缆，降低了电流互感器二次负担，减少了占地面积，从而从根本上提高了系统长期运行的能力和系统抗故障的能力。各保护单元通过总线连接到站控级设备，站控计算机承担上传下达的作用，

变电站综合自动化原理及调试站控计算机除完成保护管理功能外，还可通过现场总线完成对保护单元的自适应调整。对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理级建立联系，以充分保证系统的可互用性和可扩充性。变电站综合自动化原理及调试1）变电站自动化系统宜采用开放式分层分布式系统，由站控层、间隔层和过程层构成。2）变电站自动化系统宜统一组网，采用DL/T860通信标准；变电站内信息宜具有共享性，保护故障信息、远动信息、微机防误系统不重复采集。3）保护及故障信息管理系统应支持DL/T860标准，通过站控层网络收集各保护装置的信息，并通过数据网上传调度端。变电站综合自动化原理及调试

随着计算机通信技术的发展，变电站综合自动化技术中关于现场级通信已经采用了总线型网络而构成的多主冗余系统，这样网上每一节点均可与其他节点通信，从而大大提高了综合自动化系统的可靠性、灵活性和实时性，克服了传统的现场通信技术本身存在的通信流向单一、抗干扰性能差等致命弱点。站级通信可以选用电源可靠、抗干扰能力强、扩充方便的工业控制微机或工作站作为站控计算机工作站。

变电站综合自动化原理及调试5.综合自动化集中式结构采用功能较强的多CPU计算机，并扩展其I/O及外部接口，进行集中配屏，总控单元在采集全站数据后再进行集中处理、分配及传输，此种结构形式称为集中式结构。设备状态可视化采集主要一次设备（变压器、断路器等）状态信息，进行可视化展示并发送到上级系统，为电网实现基于状态检测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据支撑。变电站综合自动化原理及调试6.保护单元与监控单元保护单元是反应线路或元件故障并跳闸的单元，且要求功能相对独立，其可靠性只与保护装置本身有关，而与同保护装置有关连的其他装置或单元（如通信口、网络、监控单元等）无关。监控单元是用于检测、监视和控制无人值班变电站电气参数变化的单元。

变电站综合自动化原理及调试ll0kV及以上电压等级的继电保护及其安全自动装置，因其对电力系统的安全运行影响很大，在目前的技术水平条件下，要求保护单元与监控单元独立存在，同时要求各单元均具备同步合闸功能，减少屏、柜交叉接线，在间隔调整或扩建时，方便设计、安装及调试，也便于使保护与远动专业之间有明确分界。35kV及以下电压等级的保护与监控单元合并使用。

变电站综合自动化原理及调试电压无功控制装置电压无功综合控制装置(VQC)通过采集系统潮流和母线电压，以维持电压在一定范围内波动，是达到无功的分区分层就地平衡为目标，实现无功补偿优化，并实施对有载调压变压器分接开关和无功补偿装置(SVC、并补电容器、并联电抗器等)的综合调节。

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在设有站内监控系统的变电站，可由站内监控系统来实现此功能。对改造成的无人值班变电站或新建变电站，当没有设置站内监控系统时，则必须配置专门的电压——无功综合控制装置。

变电站综合自动化原理及调试7.变电站综合自动化功能继电保护、当地监控、远动、VQC、五防小电流接地选线、继电保护和故障录波信息管理、运行管理、设备管理实现了基于网络通信不依赖于后台的间隔层联锁功能

变电站综合自动化原理及调试8.变电站综合自动化名词解释：五遥：电力系统中对调度自动化遥信、遥测、遥控、遥调和遥视的简称五防：（一）防止误分、误合断路器；（二）防止带负荷拉、合隔离开关；（三）防止带电（挂）合接地线（开关）；（四）防止带接地线（开关）合断路器（隔离开关）；（五）防止误入带电间隔。

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综合自动化控层：由主机或/和操作员站、工程师站、远动接口设备等构成，面向全变电站进行远行管理的中心控制层。间隔层：那些主要使用间隔数据，作用于间隔内一次设备的功能。这样一些功能如线路保护、间隔控制等。变电站综合自动化原理及调试

变电站自动化的层次结构：过程层：过程层功能指与过程接口的全部功能，基本状态量和模拟量输入输出功能，如，数据采集（包括采样）、发出控制命令。其实例为电子式CT/PT，智能开关。变电站综合自动化原理及调试星型站内通讯：由于计算机网络技术的发展，光纤通讯的广泛采用，使通讯质量和通讯网络更加可靠、畅通，为变电站的改造建设提供了重要的技术保障；站内通讯主要完成站内一次设备、继电保护及自动装置动作情况、运行参数的采集、处理。变电站综合自动化原理及调试

随着综合自动化的改造及综合自动化变电站投产，发展主要由A：星型站内通讯即各设备单元、保护单元与站内控制室的工控机独立通讯，互不影响；但连接电缆多，施工复杂，各设备单元与保护设备之间的横向通讯，都是通过站内主机进行变电站综合自动化原理及调试

数据流向复杂且传输效率不高，容易引起通道阻塞；B：总线型站内通讯，系统以一条总线连接各分散的保护、监控设备及站内主机，实现了各单元的互联；但设备相互通讯时，存在规约不统一的问题，抗干扰能力差的缺点；变电站综合自动化原理及调试

分层分布式站内通讯：系统以保护小室为基本单元，每个保护小室的总监控单元实现与后台、分监控单元的通讯，实现了设备的分级管理，提高了设备的运行水平和维护的方便；例如：500kV聊城变电站采用了南瑞公司的LSA系列监控系统和分层分布式接线方式，自变电站投运以来，运行情况良好。变电站综合自动化原理及调试数字通信标准接口的电能表有故障元件应发出报警，并隔离，其他部分仍能正常工作。抗电磁干扰能力符合IEC872-2-1（1995）遥控设备和系统第二部分第一条电源和电磁兼容的要求应有防雷电冲击和系统过电压的措施。变电站综合自动化原理及调试

6超高压变电站系统结构模式三5超高压变电站系统结构模式二4超高压变电站系统结构模式一3中低压变电站系统结构模式三2中低压变电站系统结构模式二1中低压变电站系统结构模式一9.变电站自动化系统典型方案变电站综合自动化原理及调试

1中低压变电站自动化系统结构模式一….监控….监控监控监控保护及其它IED网总控当地监控监控网串口/以太网上级调度串口/以太网变电站综合自动化原理及调试

2中低压变电站自动化系统结构模式二….监控监控监控监控总控当地监控监控网保护保护保护保护上级调度串口/以太网串口/以太网变电站综合自动化原理及调试

3中低压变电站自动化系统结构模式三….监控监控监控总控当地监控监控/保护网保护保护保护….PCPC保护监控一体化装置上级调度串口/以太网串口/以太网变电站综合自动化原理及调试

4超高压变电站自动化系统结构模式一GPS主机1操作员站1主机2操作员站2工程师站1双光纤以太网通讯机2上级调度通讯机1通道切换****************500kV继电器室220kV继电器室35kV继电器室

间隔1……N通道切换@@@@@@@@@A@@@@@@@@@保护、IEDB

*********监控逻辑闭锁装置。。间隔1……N通道切换@@@@@@@@@A@@@@@@@@@保护、IEDB@@@

*********监控逻辑闭锁装置。。

间隔1……N。。通道切换@@@@@@@@@A@@@@@@@@@保护、IEDB

*********监控逻辑闭锁装置

现场总线

（光纤/双绞线）通信控制器逻辑闭锁装置单元监控装置间隔层设备站控层设备变电站综合自动化原理及调试

5超高压变电站自动化系统结构模式二主机1操作员工作站1主机2操作员工作站2工程师工作站1双光纤以太网GPS上级调度通讯机1通道切换****************继电器小室1继电器小室N间隔1……

间隔N…...单元监控装置…...IED微机保护监控*********监控*********IED微机保护…...IED微机保护监控*********监控*********IED微机保护间隔1……

间隔N通讯机2间隔层设备站控层设备变电站综合自动化原理及调试

6超高压变电站自动化系统结构模式三主机1操作员工作站1主机2操作员工作站2工程师工作站1双光纤以太网GPS上级调度通讯机1通道切换****************继电器小室1继电器小室N间隔1……

间隔N…...单元监控装置…...IED微机保护监控*********监控*********IED微机保护…...IED微机保护监控*********监控*********IED微机保护间隔1……

间隔N通讯机2间隔层设备站控层设备变电站综合自动化原理及调试10.站用电源及操作电源

(1)对装有两台及以上主变压器的无人值班变电站，宜装设两台容量相同互为备用的站用变压器。对35kV变电站，其中一台站用变压器宜装于35kV电源进线的线路侧，其低压侧负荷应具备自动投切电源的装置。对重要的城网无人值班变电站还应设外部电源（即正常运行方式下，其站用变压器不是由本站供电）。

(2)直流操作电源的选型应满足以下要求：变电站综合自动化原理及调试

①直流操作电源的容量应满足2～3台断路器同时合闸的要求，特别是对采用电磁操动机构的断路器，在合闸过程中，合闸线圈两端的电压应能满足DL402《交流高压断路器订货技术条件》的要求。②当采用交流整流浮充的直流操作电源时，其充电装置输出直流电流、电压的变动及其纹波系数均能满足继电保护及自动装置的要求。③直流系统接线应满足可靠性要求。④蓄电池应选用性能可靠、维护量小的产品。

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(3)综合自动化变电站站用电及直流操作电源对保护及控制要求高于有人值班变电站，其主要运行工况和异常信号应传送至远方控制中心。

(4)综合自动化变电站应装设不间断电源(UPS)。不间断电源的容量根据继电保护、远动设备、通信设备的要求设定，且维持不间断供电时间不少于2h。

变电站综合自动化原理及调试11.其他应完善无人值班变电站的消防、温感、烟感和防盗系统，并且实现信号量的远传。

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12.可靠的通信通道及站内通信系统站内通信系统的特点

(1)星形站内通信。星形站内通信系统具有以下特点：①用于实现星形站内通信方案的连接介质为光纤，因其隔离作用强、抗干扰性能高、安全性好，特别适合于恶劣环境的变电站。②各设备单元与保护单元都与控制室内的PC工控机中心独立通信，互不影响，可靠性高，可维护性能好。③可以采用串行通信实现互联，方便、简洁、易行。

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星形站内通信的不足之处主要是：①连接线（光缆）很多，施工复杂。②多设备单元(I/O单元)与保护设备之间的横向通信都必须通过站内主机进行，数据流向复杂且效率不高。

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(2)总线型站内通信。总线型站内通信系统克服了星形站内通信系统的不足。它以一条总线连接各分散的保护、监控设备（各设备单元）及站内主机，实现了各单元的互联。而且为了充分考虑可靠性及性能、维护等诸因素的影响，在一个变电站内采用二条或多条总线连接，以实现总线的冗余性，求得最大的数据传输能力。

变电站综合自动化原理及调试13.调度自动化实用化要求要实现变电站的综合自动化，必须有一个能实行远方监视和操作、稳定性好、可靠性高的调度自动化系统，用于完成遥控命令的发送、传输、返校、结果反馈。这是决定变电站能否实现综合自动化的关键条件。

变电站综合自动化原理及调试二、变电站自动化技术发展概况变电站实行综合自动化，在我国并不是个新的课题，早在50年代末60年代初，许多供电局就曾进行过变电站综合自动化试点。当时采用的远动装置是从原苏联引进的有接点的远动技术，并且在国内试制、定型生产后，定型号为SF-58，并且曾风行一时。变电站综合自动化原理及调试但是由于技术手段不完备，管理体制不适应，特别是认识上的这种原因，除上海、郑州等少数供电局在技术装备条件很差的情况下还在部分的35kV和少量的110kV变电站坚持综合自动化改造，多数地区没有坚持下去。

变电站综合自动化原理及调试80年代以后，综合自动化变电站日益彰显优越性,是运行、保护和监视控制变电站一次系统的系统，实现变电站内自动化，包括智能电子设备和通信网络设施。特别是微机保护的广泛使用，光纤技术的脱颖而出，使得2011年在山东超高压变电站闻韶站和其它变电站实现。并且山东超高压电网经过常规变电站例如潍坊站、济南站、淄博站等改造后全部为综合自动化变电站。变电站综合自动化原理及调试综合自动化系统在总结多套220kV及以下变电站、多套330kV及以上超高压变电站自动化工程成功运营经验的基础上，充分利用计算机软硬件技术、网络及现场总线技术、集成电路技术、结构技术、可靠性及电磁兼容技术、液晶显示技术。变电站综合自动化原理及调试基于网络的适应范围广泛的新一代变电站综合自动化系统—变电站综合自动化系统。变电站综合自动化系统采用分层分布式结构，除了具有一般分布式系统的可靠性高、扩展性好、易于施工与维护、工程成本低等特点变电站综合自动化原理及调试系统涵盖了10kV至500kV电压等级线路、馈线、电容器、变压器、电抗器、电动机、发电机保护装置及其测控装置，适用范围覆盖所有电压等级的变电站、开关站和集控站，对于各种电压等级的变电站自动化系统提供全面优化的解决方案。2.基于国际标准设计的开放式系统综合自动化系统结构体系、接口标准、通信协议等按照IEC及其它国际标准设计，能够实现与第三方智能设备的互操作，易与采用标准和开放协议厂家的设备和系统集成。变电站综合自动化原理及调试系统的保护监控既可合一，也可相对独立配置，能够实现与国内外主要厂家保护设备及其它智能设备的系统集成；既可集中组屏，也可分散安装；系统的可裁剪性好，可实现不同电压等级变电站自动化系统优化配置与高性价比。支持全站数据共享，不依赖于站控层实现全站控制操作的逻辑闭锁。变电站综合自动化原理及调试2010年，国网公司为指导智能变电站试点工程建设，公司统一组织完成了智能变电站技术导则、设计规范等技术标准，并印发执行。同时，为更好适应坚强智能电网建设要求，公司在通用设计、“两型一化”、全寿命周期设计等标准化建设成果基础上，总结分析智能变电站相关技术、设备工程应用情况，研究制定了《国家电网公司2010年新建变电站设计要求》，用以指导试点以外变电站工程设计建设工作。变电站综合自动化原理及调试1980年-2010年期间，国家实现变电站自动化系统substationautomationsystem；；SAS变电站自动化系统是指运行、保护和监视控制变电站一次系统的系统，实现变电站内自动化，包括智能电子设备和通信网络设施。变电站综合自动化原理及调试1998年以后，智能变电站smartsubstation采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。变电站综合自动化原理及调试智能变电站包括：1）智能设备intelligentequipment一次设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征的高压设备，是高压设备智能化的简称。变电站综合自动化原理及调试

2）智能组件intelligentcomponent由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备的测量、控制和监测等基本功能；在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置变电站综合自动化原理及调试3）智能终端smartterminal一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变等）的测量、控制等功能。变电站综合自动化原理及调试4）智能电子装置IntelligentElectronicDevice(IED)一种带有处理器、具有以下全部或部分功能的一种电子装置：（1）采集或处理数据；（2）接收或送数据；（3）接收或发送控制指令；（4）执行控制指令。如具有智能特征的变压器有载分接开关的控制器、具有自诊断功能的现场局部放电监测仪等。

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5）合并单元mergingunit是综合自动化变电站与智能变电站的最大区别之一。用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可以是互感器的一个组成件，也可以是一个分立单元。变电站综合自动化原理及调试

6）电子式互感器electronicinstrumenttransformer一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，供测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。变电站综合自动化原理及调试

7）电子式电流互感器electroniccurrenttransformer；ECT一种电子式互感器，在正常适用条件下，其二次转换器的输出实质上正比于一次电流，且相位差在联结方向正确时接近于已知相位角。变电站综合自动化原理及调试三、变电站自动化技术建设站内继电保护及自动装置应选用有成熟运行经验、质量可靠、售后服务优良、抗干扰能力强的微机装置，保证电网继电保护装置不发生误动作、拒动作的现象；南瑞公司RCS系列、北京四方公司的CSL系列继电保护装置，具有多年的网上运行经验，应优先考虑。另外站内保护装置应尽量保持统一性，以减少维护及运行操作时的不必要麻烦。变电站综合自动化原理及调试

综合自动化对继电保护及安全自动装置的要求

(1)继电保护和安全自动装置，应满足电网运行方式及可靠安全供电的要求。

(2)其继电保护和安全自动装置应选择有成熟运行经验、质量可靠、售后服务优良、抗干扰能力强微机型保护及自动化装置。对已运行的变电站进行无入值班改造时，其继电保护装置及安全自动装置，除应完成与站内通信网的接口外，还要将动作信号送至调度中心或集控站，且实现远方电动复归。

变电站综合自动化原理及调试对已运行的常规变电站进行综合自动化改造时，其继电保护装置及安全自动装置，除应完成与站内通信网的接口外，还要将动作信号送至调度中心或集控站，且实现远方电动复归。农网简易变电站，主变压器高压侧采用高压熔断器时，其高压馈线保护必须与高压熔断器的安一秒特性相配合。

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自动化装置的安装注意事项：将自动化装置接入电源前，应检查电源电压等级是否符合要求，电源的接地线是否可靠，并注意相线、零线的位置是否正确。按照厂家安装使用说明书、将各功能板插入到主机箱并注意检查插入位置与装配图是否一致；将各功能板的座上拄各相应的扁平电缆插头和插座，注意检查插入位置是否正确无误接触是否牢靠。

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自动化装置的接线在安装接线之前，应详细了解自动化装置的接线原理图和设计施工图，严格按图施工。（一）对屏内二次回路、弱电回路接线的要求

(1)所有电气回路连接（螺栓连接、插接、焊接等）应牢固可靠；

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(2)电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编写正确，字迹清晰且不易褪色；

(3)配线整齐、清晰、导线绝缘良好，无损伤；

(4)屏内的导线中间不应有接头。

变电站综合自动化原理及调试对屏内连接电缆安装的要求

(1)引进屏内的电缆应排列整齐，避免交叉，并应固定牢固不应使所接的端子板受到机械应力。

(2)屏、柜内的电缆芯线，应按垂直或水平有规律地配置，不得任意歪斜、交叉连接，应留有适量备用芯。

变电站综合自动化原理及调试(3)敷设电缆应注意的事项。

1)不同类型的信号线不能放在同一根电缆中，也不能用同一根电缆管；

2)电源线、动力线等强电电缆不能与信号电缆贴近，平行敷设距离不宜过长；

3)屏蔽电缆的屏蔽层应遵从一点接地的原则，其接地施工应严格按设计要求进行，设计未说明时，接地点一般设在信号源端。

4)屏内施工工作完成后，走电缆的孔、洞应封堵严密。

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竣工验收时应检查的内容

（一）对屏、台的检查(1)各种自动化屏、台的固定及接地应可靠，接地符合设计要求，屏台的漆层完好，清洁整齐。(2)屏、台上安装的各种机箱、电器及元件完好，安装位置正确、布置合理，固定牢固。(3)机箱内各种插板、插件安装位置正确，插件接触紧密可靠。(4)屏、台门、检修拉板门等开启灵活，屏柜内装有机械通风装置的工作应可靠。

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(5)屏面上各种元器件标示框题词正确、符合设计要求。（二）对电缆及二次连接线的检查

(1)电缆选型正确、符合设计要求。屏蔽电缆的屏蔽层接地

符合规定要求，电缆标志牌装设应清晰、齐全、正确。(2)二次回路接线应准确，连接可靠，标志齐全、清晰。（三）自动化装置的调试验收

(1)所有变送器应经检定装置检验合格。(2)交流采样回路的每个回路的模拟量均通过现场校验合格。

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(3)在有当地功能的装置上和主站系统的监控机上检查遥测、遥信、遥控功能、抽查部分三遥量，应正确无误。(4)检查自动装置的当地调试记录和与主站系统的联合调试记录。记录项目应完整，无遗漏，试验全部正确、合格。在验收时应提交的资料和文件

(1)所有设计竣工图和变更设计部分的实际施工图；(2)变更设计的证明文件；

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(3)厂商提供的装置的说明书、试验记录、合格证件及安装图纸；(4)自动化装置的安装技术记录；(5)装置和元件的调试记录和报告，以及与主站系统的联合调试记录；(6)原程序打印清单及原程序说明。

变电站综合自动化原理及调试四、变电站自动化调试方法

综合自动化装置的调试

1调试目的、内容及调试前的准备工作（一）调试目的自动化装置调试的目的是检验其功能、特性等是否达到设计和有关规定的要求，检验自动化装置之间的连接以及装置和变电站二次设备及回路间的连接是否正确，是否达到了设计及有关规定的要求；变电站综合自动化原理及调试

通过现场的模拟工作检验整套装置动作是否正确、无误。这是确保综合自动化变电站的安全、可靠运行的一项重要手段，因此一定要认真、详细及按规定做好全部有关调试、检验的工作。

变电站综合自动化原理及调试（二）调试内容1）两个不同方面的工作自动化装置的检验、调试主要有两个不同方面的工作、一个是以自动化装置的五遥项目为主的基本功能的检验和调试，另一个则是遥控执行继电器、遥信转接继电器等元件的检验调试。后者应当按照继电器检验的有关项目和要求进行检验、调试。

变电站综合自动化原理及调试此项工作不可忽视，因为它直接关系到自动化系统各项功能（主要是遥控、五防、遥信功能）的正确实现。本章所讲的调试，主要是讲自动化系统装置本身的功能和特性的检验与调试。

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2）三个方面调试内容：综合自动化系统的调试内容一般有三个方面。第一是关于模拟量的准确性能的检验，这主要指电测量变送器的检定、电测量变送器和非电测量变送器的现场对比校验以及交流采样装置的现场比对校验；第二是RTU装置或微机监控装置的功能与特性的检验，主要是自动化装置的五遥及其他功能项目的检验调试；

变电站综合自动化原理及调试第三是综合自动化系统与现场一、二次设备连接后进行的变电站自动化系统的联调，即通过系统模拟调试，检验自动化系统与变电站二次设备及回路之间连接是否正确、考核整个系统的功能与特性是否符合设计和有关规定的要求。

变电站综合自动化原理及调试（三）调试前的准备工作由于综合自动化系统的调试与一、二次设备密切相关，尤其是与二次回路及继电保护密切相关，因此整个调试工作要在统一组织协调下，有计划、有步骤地进行，才能做好，做全，确保调试内容不遗漏。因此，工作之前要做好充分的准备工作，除了人员的组织安排外，仪表、器材、工具等要准备妥善，同时要拟定调试方案（或大纲），准备好作业指导书等。

变电站综合自动化原理及调试要求调试人员工作认真负责，如实准确、详细地记录好各种调试的数据，工作之后要试真填写有关调试报告。报告和记录既是分析，判断自动化装置性能好坏，决定装置能否投入运行的重要根据，也是装置重要的原始资料。

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调试原则：通过检验，综合自动化设备达到检验规程标准开放性实用性先进性易用性可靠性防误性实时性变电站综合自动化原理及调试

要求设备参数在线修改，参数库、画面、报表网上自动同步，以图形制导生成数据库针对电力系统定制的有自主知识产权的系统，顺应运行管理的习惯，满足电力系统考核指标的数据统计遵循开放性原则，采用通用的、主流的计算机软硬件及通讯协议。完全的模块化设计，开放的接口规范，支持第三方的二次开发。

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各项调试指标满足规范要求《地区电网调度自动化设计技术规程》《地区电网调度自动化系统运行管理规程》《地区电网调度自动化系统实用化验收细则》《电力系统设计实时计算机系统运行管理规程》变电站综合自动化原理及调试

防误性，操作权限分级，选择--返校--执行，操作、监护调度编号校核，微机防误闭锁，电脑开票。脚本计算定义灵活，提供多种科学计算函数，可对系统的各种数据包括时间数据进行再处理。如档位遥信的值换算、功率因数计算、电量不平衡计算、设定控制操作闭锁等变电站综合自动化原理及调试

图形功能系统运行状态，显示主接线图数据显示显示测测、遥信数据，设置系统参数操作功能当地做遥控监视功能显示串口通讯情况，显示历史数据，显示事件记录变电站综合自动化原理及调试

开关量信号输入8路输入信号电平：24DC或110／220DCSOE分辨率：1ms光电隔离，软硬件滤波

8路带时限信号采集，时限可设定，具有信号取反功能支持无源（空接点）及有源接点输入。但有源输入和无源输入两者不能混用。有源接点输入时必须是共阴极。变电站综合自动化原理及调试

脉冲电度输入4路遥脉，输入电压范围：+5V、+12V或+24V脉冲宽度≥30ms，光电隔离，软硬件滤波，4路遥脉，具有计数清零功能支持无源（空接点）及有源接点输入。变电站综合自动化原理及调试

交流量采集：测量1条线路，采用变压器隔离，支持两表和三表法测量输入信号：电压信号：三相四线或三相三线制，0~100V交流

电流信号：三相电流，0~5A交流过载能力：交流电流、电压1.2倍额定值，连续工作计算输出量：

Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、Uab、Ucb、P、Q、S、COSφ、f

、Pa、Pb、Pc、Qa、Qb、Qc变电站综合自动化原理及调试主要技术参数交流量采集采样频率：32点/周波测量精度电压、电流、频率：2‰

其余：5‰具有死区设置功能装置工作电源电源电压：220DC，220／110AC允许偏差：-20%～+20%电源功率：20W装置功率：22W

变电站综合自动化原理及调试电磁兼容性能满足辐射电磁场干扰试验3级规定满足电快速瞬变／脉冲群抗扰度试验3级规定满足射频电磁场辐射抗扰度试验3级规定满足静电放电抗扰度试验3级规定满足浪涌（冲击）抗扰度试验3级规定变电站综合自动化原理及调试

通讯网络采用工业级实时网络CAN网，该网络能有效支持分布式实时控制传输速率：10k、25k、50k、125k、250k、500k、1Mbps可选最大传输距离6.7km（10kbps时）采用双CAN网冗余结构支持RS-485总线及光纤接口变电站综合自动化原理及调试根据装置的特点，严格综合自动化检验规程要求。应使用试验仪对以下设备进行校验和验收：工作电源：220VDC或110VDC或220VAC功耗：<30WSOE分辨率：1mS模拟量精度：电压、电流0.2%，其余0.5%以太网接口：10M/100M自适应（光纤、双绞线）控制正确性：100%智能设备接口：RS232*2，RS485/RS422*2LCD规格：128DOT*128DOT变电站综合自动化原理及调试

2.电测量变送器的检定传统变电站所有新安装的电测量变送器应按照《电测量变送器检定规程》的要求进行检定，并且规定，电力系统主要检测点所使用的变送器以及其他有重要用途的变送器每年至少检定一次；其他用途的变送器3年至少检定一次。显然，安装完毕后电测量变送器投入运行前，必须经过检定，合格后方能投入运行。

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按规程要求，进行变送器的基本误差等特性试验要利用电量变送器检定装置。因为，许多检定试验是在一定的参比条件行的，而且还要测定在参比条件下，某一因素改变时对变松器等确等级的影响。这种检定条件只能在检定装置中实现。在实际中，一些安装单位往往忽视这一点，变送器不在检定装置检定，而代之的是在现场条件进行的“检定”，实际上这方法是一种现场比对校验。

变电站综合自动化原理及调试（一）利用检定装置检定误差理论的基本概念：

(1)系统误差。在同一种测量的多次测量过程中，保持恒定或以可知方式变化的测量误差称为系统误差，表示测量结果中系统误差大小的程度称正确度。

(2)随机误差。在同一量的多次测量过程中，以不可预知方式变化的测量误差分量称为随机误差，表示测量过程中随机误差

变电站综合自动化原理及调试的大小的程度称为精密度，通常用标准偏差来表示。(3)粗大误差。指明显超出规定条件下的预期的误差，它是统计的异常值。

(4)绝对误差AX。它等于测量结果减去被测量的真值，即

AX=X-Xo式中X-测量结果（为一次测得值，也可以是算术平均值）；Xo-被测量的真值（在检定工作中，把标准器的示值作为约定真值）。

变电站综合自动化原理及调试(5)相对误差%：等于绝对误差除以真值，即，y=AX/Xo(6)引用误差了YF：绝对误差与基准值Xr的比值，即

'YF=AX/XF

基准值可以是仪表的量程测量范围的上限或其他值，电测量变送器常用引用误差。基准值等于输出量程（单向输出变送器）或输出量程的一半（具有反向和对称输出的变送器）。

变电站综合自动化原理及调试技术要求：

(1)基本误差。变送器基本误差是指在参比条件下工作时，在输出信号的较高标称值和较低标称值之间的任一点的误差应不超过以基准值百分数表示的基本误差的极限值。如等级指数0.1，误差极限±0.1%。等级指数0.2，误差极限±0.2%。

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(2)改变量。当变送器参比条件下，一个影响量按照规程的要求改变时，由该影响量引起的以等级指数的百分数表示的改变量不超过规程规定。

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(3)绝缘电阻。不应低于5M（欧姆）。

(4)电测量变送器主要用于遥测，对输出纹波含量有较高的要求，远动装置或综合自动化装置集成一整套装置，其采样测量值通过装置的当地功能显示器来显示出测量数值。

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被检定装置的准确等级，只能在现场条件下作比对校验。

3.电流、电压测量的基本误差试验参照电流、电压变送器的现场校验接线，将交流试验电源和远动终端的交流工频量的输入回路连接，并将现场校验仪串接（电流）或并接（电压）试验回路中，进行通电预热30分钟后，做如下测试：

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依次加入0．20，40，60，80，100V交流电压或0，1，2，3，4.5A交流电流，在标准装置中读出V、A，同时在RTU显示终端上读出显示值Ux、Ix。则交流采样回路的基本误差Eu和EI用式测量作为通用性很强的功能，为满足采集数据的多种用途，强调采集数据的统一和通用。根据现有硬件和通信规约的技术条件，测量采集模数转换位数应为高精度数据，如至少16位；同时需要绝对时标，同时满足三态数据采集要求。变电站综合自动化原理及调试

4.有功功率、无功功率测量的基本误差试验参照功率变送器的现场校验接线，将交流试验电源和远动终端的交流电量输入回路连接好，同时将现场校验仪接入试验回路。进行预热30min后做如下试验，在0.5%范围内。。

变电站综合自动化原理及调试(2)现场校验测试仪1台、作业指导书。

(3)各种连接线及搬手、钳子等工具。

综合自动化系统的现场调试

综合自动化系统现场调试之前，应按厂家提供的资料首先进行系统配置，各种参数设置，然后再进行功能检验。

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(一)参数设置：系统根据主站的要求，对变电站自动化进行站号设置。

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系统各间隔单元的编号设定、内部网络的组建和通信；在当地监控主机（如后台机）进行各监控量（遥测、遥信、遥控、保护定值等）的组态。制作各种需要的画面图形、表格，如主接线图、各种报表、曲线等；在前置机（或通信处理机）上根据主站系统要求，设置调度通信规约、通信速率、“五遥”量的组态等。

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变电站综合自动化原理及调试系统的参数组态和设置，根据变电站的主接线和系统的结构特点，进行各种系数和参数的设置，如电压、电流的一、二次比例系统，Y/△变换系数，温度补偿系数等

变电站综合自动化原理及调试系统配置之后，应设置各个串行口的通信参数，包括每个串行口的通信方式、通信波特率、校验方式、通信规约，该串行口对应的站号、是否允许对时和遥控，遥测个数，遥信个数，电能脉冲量个数以及遥测发送表、遥信发送表、电能发送表，及填写遥控交叉表，每一个遥控点的遥控代号和遥控性质，遥控所对应的遥信的序号等。

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（二）综合自动化系统的调试各个不同厂家的综合自动化设备的硬件和软件结构设计不一样，其调试方法要求也不尽相同，但基本上是通电前检查各插件安装位置正确与否；检查电源板是否正常，通信测试的检查，各通信口的检查，最后是其他插件、器件的检查及调整，要对照装置的厂家技术说明来进行。

变电站综合自动化原理及调试综合自动化装置一般由间隔层的测控单元，具有当地监控功能的站控级计算机系统，以及它们之间的通信网络所组成。由于各设计单位和厂商所采取的硬、软件结构配置和实现的功能要求不尽相同，因而装置的集成方式也不太相同。变电站综合自动化原理及调试远动通信装置远动通信装置远动通信装置要求直接采集来自间隔层或过程层的实时数据，远动通信装置应满足DL5002、DL5003的要求，其容量及性能指标应能满足变电所远动功能及规范转换要求。远动通信装置应双套配置。网络通信记录分析系统（选配）变电站可配置一套网络通信记录分析系统。系统应能实时监视、记录网络通信报文，

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(1)间隔层测控单元的检查测试。

1)检查装置所提供的各种工作电源电压（5V、±12V等）是否正常；

2)检查键盘操作灵活，感觉良好，显示器上的各种显示正确无误；

3)设置并核对当前时钟运行的正确性；

4)按运行单位提供的整定值参数进行定值设置并存贮，通过键盘调出定值清单，核对无误；

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5)其他功能的测试（数字输入／数字输出量测试，事件记录测试，脉冲量测试和控制操作等。

(2)当地监控系统的硬、软件配置与参数组态。应严格按厂商所提供的技术说明书和设计要求进行，主要工作有

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1)系统的硬件安装调试，包括前置机或通信处理机，后台主控机，调制解调器及打印机、显示器、电源等各种外设、辅助设备。2)系统的软件安装调试，应分别在前台机或通信处理机、后台机上安装调试各种软件（包括操作系统，系统软件和各种应用软件）。变电站综合自动化原理及调试（三）电气绝缘试验系统配置和参数设置完后，进行系统装置电气绝缘的检查。

(1)绝缘电阻试验。按要求测量绝缘电阻。

1)试验回路为独立带电回路之间，回路与地、金属外壳之间；

2)试验时，对弱电回路应采取防护措施，如短接有关电路；

3)试验时间（测量时间）不少于5s;

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（四）主要功能的检查试验

(1)基本试验设备。1)模拟主站部分的设备（调制解调器，通信控制器，便携计算机、打印机各一台）’

2)综合自动化试验仪一套；

3)数字万用表一块；

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将上述设备与自动装置接成一对一的数据采集与监控系统测试连接并通电运行。

(2)遥信量（开入量）输入测试。首先将所有遥信输入端打开，则所有遥信量的状态均应为“分”，除非设置了遥信取反。后接通任一路遥信输入模拟动作，则通过保护屏或断路器设备等可以查看RTU对应的遥信位的变化与开关状态是否相一致，

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重复3～5次均应正确无误。试验所有遥信输入量。再测遥信变位的响应时间，接通任一路遥信模拟开关，计算机屏幕上应能观察到对应的遥信变化，并记录下从模拟开关动作到遥信变位变化的时间，此时间不低于装置说明书中的技术指标的规定，一般不大于Is。

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(3)遥控测试。利用便携机进行遥控操作，遥控指示器应有正确指示，重复若干次，均应正确无误。试验所有遥控输出量。作任一路遥控试验，记录遥控命令从选择开始到返校成功和从执行开始到开关动作的遥控传输时间应符合说明书中技术指标的规定值，一般应不大于3s。

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(4)脉冲量输入测试。起动脉冲模拟器，通过键盘查看RTV脉冲计数值与输入脉冲量一致。如无脉冲模拟器，可采用遥信采集的办法，用一根导线其一端连至电源701，另一端连续碰脉冲量输入端，碰触次数应与计算机显示次数相符。

变电站综合自动化原理及调试(5)遥测模拟量试验。交流采样比照测量交流采样遥测模拟量的基本误差。误差在厂家要求范围内。测定遥测量的响应时间，在交流采样回路中输入模拟测量值，或在变送器的模拟输出自动化装置的遥测输入加一个阶跃信号为较高标称值的O%～90%，或者为较高标准值的100%～10%，变电站综合自动化原理及调试

在模拟主站上应能观察到对应的数值变化，并记录下从施加阶跃信号至数值变化的时间，对重要测量，在传输速率为600bit时，此时间应不大于3s，其他遥测量响应时间应满足厂家说明或有关技术规定要求。

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(6)事件顺序记录分辨率的测试。在状态信号模拟器的两路输出信号接自动化装置设备任意两路状态的输入端，在状态信号模拟器上设置一个时间定值，使该定值等于厂家说明书上规定的站内分辨率或小于l0ms的任一数值。起动状态信号模拟器，这时在便携机显示器上应正确显示（接有打印机时，应打印出）这两个状态的名称、状态及动作时间。两状态的动作时间差应符合上述站内分辨率的要求。重复上述试验3次。

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(7)其他功能的检查与试验。自动化装置除了进行上述主要功能的检查试验外，对（综合）自动化系统还应进行该系统具备的一些当地功能的检查试验。这些功能随设计要求和厂商提供的技术性能的不同而各有所异，变电站综合自动化原理及调试

参加提供的技术性能的不同而各有所异，一般说来有如下功能需要检查：

1)键盘遥控操作。检查当地控制功能是否按如下过程执行，即选择对象（选择动作的断路器），控制性质（发控制分、合的指令），校验返回（操作所操作对象的开关是否允许这种性质）的操作，并将校验结果通过人机界面返回）。确认执行（根据校验结果，作执行或撤消命令）。

变电站综合自动化原理及调试在遥控命令无校验或执行无结果时，系统应有超时自动撤消功能，且超时的时间可以设置。检查操作自动登录功能，遥控操作后操作内容（对象、性质等）、时间、结果等应自动登录，通过屏幕可调用查看和打印备查。变电站综合自动化原理及调试

2)图形显示功能。一般图形应包括主接线图、系统配置和通信状态图、负荷、电压的曲线图、棒图，各种实时数据表格、定值参数表以及变电运行基本工况（含运行方式、主变档位、温度和冷却装置的投退、站用电与直流系统基本参数等）。这些图形应根据设计要求与厂商的技术说明，逐一检查是否正确无误，图表上实时数据是否正确，实时数据刷新小于规定时间，画面切换灵活方便，调用时间小于预定时间，事故自动推出画面时间不大于2s（或厂家技术指标）。

变电站综合自动化原理及调试3)异常告警功能。按设计要求对各种事故，障碍和参数运行越限等应有自动告警。根据厂家提供的功能检查是否有音响报警和语音提示，报警应能手动和自动复归，各种报警应与画面显示关联，根据报警查看自动推出故障相关的画面，通过操作确认告警事项信息。

(4)打印功能。打印分正常打印和异常打印。

变电站综合自动化原理及调试5)检查能否定时自动打印预先设定的各种报表信息，如运行时报表、整点记录，打印周期可以设定；各种报表格式是否符合预定要求，数据是否正确；

6)对各种事件记录、越限记录、各种遥信变位、系统故障等可按预先的设定即时打印。模拟系统的事故障碍检查即时打印是否起动，打印信息是否正确无误；

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7)检查能否通过人机界面召唤打印上述两种的报表信息以及系统是否提供报表编辑修改功能，对打印的报表数据进行复核、修改，无误后存入数据库，交付打印。

8)系统安全措施检查。检查系统操作安全等级分类有哪些，每一安全等级所赋予的特性有哪些，

变电站综合自动化原理及调试如操作员户名或代码、口令字、允许操作权限和操作范围等。通过操作检查这些安全措施是否符合设计和厂商技术要求，确定系统操作的安全可靠性。

9)自检与自诊断功能检查。一般系统都具备有一定的自检测、自诊断功能，主要是检测系统的各保护与测控单元的自检信息，定时巡检系统网络及各网络节点的通信运行状况，监视系统工作电源的工况，以及对计算机、打印机、网络、串行扩展卡及各通信口的运行状况进行监视、诊断。

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发现异常能判断故障点，在当地功能上提示告警或经过通信远传到主站。通过模拟上述内部故障，检查、自检信息和自诊断结果是否符合模拟故障。

10)系统远传通信功能。检查通道的通信是否正常，两端的通信规约是否一致，系统的通信接口和modem的主要技术指标是否工作正常。在通道尚未正常运行之前，可以借助笔记本电脑，通过modem与该系统通信modem对接，进行现场模拟通信检查，变电站综合自动化原理及调试笔记本上有相应的主站监控系统的测试软件和相同的通信规约、通信速率等，然后进行上述的远动通信功能检查。系统和主站监控系统通电后，并接入预定的通道进行两端通信。在主站监控系统上核对遥测数据，遥信状态，数据显示应能刷新，下发的遥控命令能正确执行。

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五、变电站自动化与主站调试方法1.联调的目的与要求

2.遥测功能联调

3.遥控功能联调

4.遥信功能联调变电站综合自动化原理及调试

1.联调的目的与要求（一）联调的目的自动装置安装接线完毕，装置本身的测试检验合格，通道畅通，测试结果符合要求，调度端主站系统对该分站终端装置的通信规约选定，参数设置，数据库建立和各种主接线图，运行工况图表等设置均已完成。此时就可以进行自动化系统联调试验。

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系统联调试验的目的是检验组成综合自动化系统的各个部分（变电站的自动化终端装置、信息传输系统及主站的信息处理系统），包括主站端各个控制对象的位置状态信号、继电保护和自动装置的动作信号、各种参数测量、计量及有关信息是否与自动化系统信息同步一致；彼此之间联接是否正确，规约是否一致；运行是否正常，以及系统的各项功能是否达到有关的技术指标的要求。

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如不符合要求，则应找出问题出在哪个环节，哪个部位，并排除故障，使系统恢复正常工作，并达到技术要求。显然，系统联调是变电站综合自动化系统能否投入运行的最后一次全面检验，是保证系统能安全、可靠运行必不可少的工作步骤，应当十分重视此项工作。

变电站综合自动化原理及调试二）联调前的准备由于系统联调时，所涉及的专业较多（有自动化、通信、继电保护及一次设备等），参与人员也较多，而且工作面分散（主站与分站相隔较远），这就要求工作之前必须有严格的组织协调和充分的准备工作，使连调工作有条不紊地进行，达到预期的目的。

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(1)联调之前，应拟定好联调大纲，制定调试步骤、方法和测试的要求与标准。大纲应根据自动化装置的厂家说明书和有关资料的要求，以及变电站自动化设计的有关规程、技术标准等进行编写。调试内容、项目不得遗漏，并将联调大纲等有关资料发给主站和终端站的有关人员，有关人员应认真学习，做到心中有数。

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(2)联调之前变电站一、二次设备及自动装置安装接线就绪，各种有关的检定，记录完整，试验合格，自动化的当地功能也已经调试合格。

(3)主站系统有关该变电站部分的MODEM接口安装调试完毕，有关该站的数据库已建立，各参数设置、数据信息定义，有关图形完毕，有关参数设置、软件调试已完成，联调前主站系统输出打印机进入即时打印状态。

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2.遥测功能联调（一）目的检验遥测量对象是否与一次设备相符，遥测量的倍率设置是否与现场实际倍率一致，并检验遥测量的准确度是否符合要求。（二）要求

(1)试验时，模拟电源必须稳定，频率、波形符合要求。一般不允许用电网的实际负荷电流与功率作为试验电源，因为电网实际参数都在不断变化，以至主站和终端站在试验时因读数的不同时性造成较大误差

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（2)变电站的直流变送器或交流采样系统已经