電力自動(dòng)化系統(tǒng)-----變電站自動(dòng)化系統(tǒng).doc

電力自動(dòng)化系統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)FW500變電站自動(dòng)化系統(tǒng)簡介使用環(huán)境要求型號(hào)含義系統(tǒng)配置圖工作原理訂貨要求主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備外形與結(jié)構(gòu)主要尺寸1.系統(tǒng)總指標(biāo)生產(chǎn)廠2.主變保護(hù)裝置3.線路保護(hù)裝置4.母線保護(hù)裝置5.故障錄波測距裝置6.GPS（一）簡介 top1主要用途FW500系統(tǒng)是為電力系統(tǒng)220500kV及以上電壓等級(jí)變電站設(shè)計(jì)的一套多級(jí)網(wǎng)絡(luò)分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，它由系統(tǒng)管理站、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、工控前置機(jī)、分布式網(wǎng)絡(luò)型RTU、轉(zhuǎn)發(fā)工作站、微機(jī)多功能接口單元、主變壓器保護(hù)裝置、線路保護(hù)裝置、母線保護(hù)裝置、故障錄波裝置、GPS等設(shè)備組成。2系統(tǒng)特點(diǎn)1）多級(jí)網(wǎng)絡(luò)分層分布式結(jié)構(gòu)；2）采用 UNIX / Windows NT 操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)應(yīng)用軟件平臺(tái)；3）采用國際標(biāo)準(zhǔn)的基于XWindows的全圖形用戶界面（OSF/Motif）；4）軟件結(jié)構(gòu)模塊化、全分布式數(shù)據(jù)處理；5）數(shù)據(jù)采集使用RISC技術(shù)、浮點(diǎn)協(xié)處理器、高速緩存的32位微處理器；6）使用DSP技術(shù)，高速交流采樣，大容量儲(chǔ)存，采集數(shù)據(jù)直接上網(wǎng)；7）雙網(wǎng)冗余主備通信方式；8）在線召喚監(jiān)視各類保護(hù)定值；9）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)支持8個(gè)主站；10）先進(jìn)的工藝技術(shù)，全表面貼裝，多達(dá)16層的印刷電路板。該系統(tǒng)主要用于電力系統(tǒng)設(shè)備、線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制、保護(hù)、管理和數(shù)據(jù)通信。（二）型號(hào)含義 top F W -500 F表示分布式；W表示微機(jī)自動(dòng)化；500是產(chǎn)品系列號(hào)（三）工作原理 topFW-500系統(tǒng)是一個(gè)多級(jí)網(wǎng)絡(luò)連接的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺(tái)采用DEC/HP/SUN工作站，配置UNIX操作系統(tǒng)或采用高檔工控機(jī)配置 Windows NT 操作系統(tǒng)，采用 X-Windows全國形用戶界面和標(biāo)準(zhǔn)商用數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)前置機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)，前置單元負(fù)責(zé)接收各類保護(hù)、測量及控制信息，并對(duì)其進(jìn)行必要的預(yù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)類型，采用廣播方式或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)往其它節(jié)點(diǎn)（如SCADA工作站、操作員工作站、工程師工作站等），供其顯示、操作、控制、打印或進(jìn)一步的處理。系統(tǒng)配置雙前置機(jī)并在線自動(dòng)切換。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用雙以大網(wǎng)將多臺(tái)RTU、多臺(tái)前置機(jī)、多臺(tái)工作站及多臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站連接在一起，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。RTU數(shù)據(jù)直接上網(wǎng)，且為雙網(wǎng)冗余主備方式。RTU選用RTSC技術(shù)、浮點(diǎn)協(xié)處理器、高速緩存的32位微處理器為CPU，利用DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速交流采樣，采集現(xiàn)場各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、狀態(tài)，通過雙以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到系統(tǒng)主網(wǎng)同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)接收系統(tǒng)的各類命令，輸出到現(xiàn)場控制設(shè)備。裝置提供基于Windows界面友好的維護(hù)配置軟件，所有功能、工作方式、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)運(yùn)算均可在線配置，具極大的靈活性。微機(jī)多功能接口單元通過串行總線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與站內(nèi)多種微機(jī)保護(hù)單元及各種智能儀表的據(jù)通信，完成各類保護(hù)信息的采集、保護(hù)定值的召喚、表計(jì)信息匯總等功能，將預(yù)處理后數(shù)據(jù)送入系統(tǒng)主同。轉(zhuǎn)發(fā)工作站通過網(wǎng)絡(luò)獲取所需的全部數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)向省級(jí)、地級(jí)及其它調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。系統(tǒng)通過GPS或軟件對(duì)時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。主變保護(hù)裝置由三個(gè)獨(dú)立的單元組成：主保護(hù)單元、后備保護(hù)單元、非電量保護(hù)單元。各單元在電氣及結(jié)構(gòu)上均相對(duì)獨(dú)立，必需的連接處均經(jīng)光電隔離。裝置硬件采用STD標(biāo)準(zhǔn)總線V40系統(tǒng)工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)。保護(hù)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)組態(tài)配置相當(dāng)靈活。1） 主保護(hù)單元可提供下列功能：主保護(hù)為三段折線式（或二段式）比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)，具備二次、五次諧波制動(dòng)及TA斷線閉鎖功能，以及無制動(dòng)的差流速斷保護(hù)。對(duì)3/2開關(guān)接線，主變停運(yùn)時(shí)自動(dòng)投入小區(qū)差動(dòng)（短引線）保護(hù)五次諧波制動(dòng)差動(dòng)可以由過激磁閉鎖差動(dòng)功能代替，這時(shí)可增設(shè)低電壓加速功能對(duì)自耦變可增設(shè)零差保護(hù)。TA斷線告警保護(hù)。差流越限告警保護(hù)。失靈保護(hù)通風(fēng)啟動(dòng)。非電量保護(hù)記錄2）后備保護(hù)單元可提供下列保護(hù)功能：反應(yīng)過激磁的反時(shí)限過激磁保護(hù)。反應(yīng)高、中側(cè)相間故障的a相間阻抗保護(hù)；b復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)及過流保護(hù)。反應(yīng)低壓倒故障的a方向過流保護(hù)或過流保護(hù)；b復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)；c過流速斷保護(hù)。反應(yīng)公共線圈側(cè)的a零序過流保護(hù)；b過負(fù)荷告警保護(hù)。反應(yīng)直接接地側(cè)接地故障的a零序方向過電流保護(hù)及零序過電流保護(hù)；b零序阻抗電流。反應(yīng)間接接地測接地故障的零序電流電壓保護(hù)及零序過電壓保護(hù)反應(yīng)變壓器側(cè)一點(diǎn)接地故障的側(cè)接地保護(hù)。各側(cè)TA斷線告警保護(hù)。各側(cè)TV斷線告警保護(hù)。各側(cè)過負(fù)荷告警保護(hù)。分接頭調(diào)壓閉鎖。非全相保護(hù)。短路器失靈保護(hù)。 3）非電量保護(hù)單元可提供下列保護(hù)功能：主變及調(diào)壓變的輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放、冷卻器故障、油位低、油溫高、強(qiáng)油通風(fēng)故障、線圈溫度、冷源消失等非電量保護(hù)，電源及出口獨(dú)立，并提供一副空接點(diǎn)給主保護(hù)單元作記錄用。4）自適應(yīng)功能：頻率跟蹤、變比跟蹤。線路保護(hù)采用多單片機(jī)并行工作的硬件結(jié)構(gòu)，設(shè)置了三個(gè)硬件完全相同的CPU插件，每個(gè)插件獨(dú)立完成一種保護(hù)功能。每個(gè)插件上幾乎包括了一種保護(hù)所需的所有電子器件，易受干擾的部分均不引出插件，從而提高了抗干擾性能。三個(gè)插件中任何一個(gè)損壞均不影響其它兩種保護(hù)的工作。每個(gè)單片機(jī)只承當(dāng)一種保護(hù)功能，確保了保護(hù)動(dòng)作快速性。采用了電壓頻率變換原理（VFC）構(gòu)成模數(shù)變換器，跳閘出口開放回路采用三取二方式，提高了整套保護(hù)裝置可靠性。提供串行數(shù)據(jù)通信口與系統(tǒng)連網(wǎng)。裝置提供距離保護(hù)、零序保護(hù)、三相重合閘。距離保護(hù)由三段式相間距離和三段式接地距離構(gòu)成，用于切除出口短路故障的快速段的距離元件，動(dòng)作時(shí)間不大于11ms。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次故障時(shí),采用電壓記憶保證方向性，如在振蕩期間發(fā)生故障，則采用負(fù)序方向元件把關(guān)，僅在出口完全對(duì)稱短路時(shí)采用偏移特性。阻抗特性采用四邊形特性。零序保護(hù)由四段全相運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù)和兩段非全相運(yùn)行時(shí)的不靈敏段零序保護(hù)構(gòu)成。三相重合閘設(shè)有三相重合閘和停用兩種方式,三相重合閘可選擇檢無壓、檢同期、非同期合閘方式。母線保護(hù)采用STD總線工業(yè)控制機(jī)，主、從CPU間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),并可與中央處理器一起實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的協(xié)調(diào)管理，為全站自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。采用分相式多微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使整套保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)各種故障具有相同的靈敏度，大大提高了保護(hù)裝置整組出口的速度。提出了抗TA飽和新方案。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)故障TA飽和時(shí)，裝置仍能迅速動(dòng)作，區(qū)外故障TA飽和時(shí)，裝置不會(huì)誤動(dòng)，對(duì)TA無特殊要求。結(jié)合對(duì)交流量的動(dòng)態(tài)分析和隔離開關(guān)接點(diǎn)的實(shí)時(shí)檢測，實(shí)時(shí)跟蹤母線的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)了雙母線保護(hù)的自適應(yīng)性，保證了母線運(yùn)行的可靠。系統(tǒng)及母線發(fā)生相繼故障時(shí)，保護(hù)能正確和迅速反應(yīng)。獨(dú)立的電壓閉鎖回路增強(qiáng)了裝置抗誤動(dòng)能力。在母線倒閘過程中發(fā)生外部故障，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。裝置提供豐富的自檢功能及人機(jī)對(duì)話功能，維護(hù)調(diào)試非常方便。故障錄被測距裝置根據(jù)系統(tǒng)工程最優(yōu)設(shè)計(jì)思想按功能分為三層子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)處理。其中每部分均有自己的CPU形成獨(dú)立的子功能模塊，而數(shù)據(jù)采集部分又按模擬量分組分成二到三個(gè)子智能模塊。數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)管理兩層子系統(tǒng)之間采用雙口PAM實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)緩沖連接，總稱為前置機(jī)，主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)管理、啟動(dòng)判斷及向后臺(tái)處理機(jī)數(shù)據(jù)通信。后臺(tái)數(shù)據(jù)處理機(jī)采用工業(yè)級(jí)控制計(jì)算機(jī)（配以7in工業(yè)顯示器），通過并行口與前置機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信。主要完成故障數(shù)據(jù)存盤組織各種故障分析及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。（四）主要技術(shù)參數(shù) top 1 系統(tǒng)總指標(biāo)（1） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫容量模擬量 8000點(diǎn)狀態(tài)量 16000點(diǎn)電度量 1000點(diǎn)計(jì)算量 1000點(diǎn)人工置數(shù) 26000點(diǎn)事故追憶量 400點(diǎn)(2)歷史數(shù)據(jù)在硬盤中存儲(chǔ)時(shí)間歷史曲線采樣間隔： 530min，可調(diào)。歷史曲線、日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)：保存一年。（3）測量值指標(biāo)測量值綜合誤差：05。越死區(qū)傳送整定最小值：0.5額定值。（4）信號(hào)狀態(tài)量指標(biāo)信號(hào)正確動(dòng)作率 99.99數(shù)采裝置S0E分辨率 2ms遙控正確率 9999（5）系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)指標(biāo)模擬量數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間 2S狀態(tài)量數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間 1S命令傳送時(shí)間（從按執(zhí)行鍵到RTU輸出） 1S全系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新周期 310s，可調(diào)脈沖電度掃描周期 5N(N=1,212min),可調(diào)打印報(bào)表輸出周期 按需整定(6)可靠性指標(biāo)系統(tǒng)可用率 9999計(jì)算機(jī)工作站平均無故障時(shí)間（MTBF）8000h設(shè)備平均無故障時(shí)間（MTBF） 17000hSCADA系統(tǒng)時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的誤差 2ms（7）CPU負(fù)荷率所有計(jì)算機(jī)的CPU負(fù)荷率： 35（在正常狀態(tài)下任意30min內(nèi)）；60（在事故狀態(tài)下10s內(nèi)）。（8）SCADA系統(tǒng)LAN的負(fù)荷率LAN負(fù)荷率： 10（在正常狀態(tài)下任意30min內(nèi)）； 30（在告警狀態(tài)下10s內(nèi)）。2主變保護(hù)裝置 top （1）額定參數(shù)直流電源電壓：220110V（定貨注明）。交流額定電壓：1003，開口三角電壓：100V。交流額定電流：51A（定貨注明）。交流額定功率：50/60Hz。（2）功率消耗直流回路：正常工作時(shí)，50WV40系統(tǒng)；保護(hù)動(dòng)作時(shí)， 80WV40系統(tǒng)。交流電流回路：1VA/相（額定電流下）。交流電壓回路：1VA/相（額定電壓下）。（3）過載能力直流電源回路：80-115額定電壓，連續(xù)工作。交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作；20倍額定電流，工作10s；40倍額定電流，工作1s。交流電壓回路：15倍額定電壓，連續(xù)工作。（4）電流電壓精確測量范圍電流精確測量范圍：02100A（TA5A）； 00520A（TA=1A）。電壓精確測量范圍：05100V（相電壓）；5300V （間隙電壓）（5）主要保護(hù)的動(dòng)作精度測量元件精度：刻度誤差：2溫度變差：2（在工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)）綜合誤差：5差動(dòng)（以四側(cè)制動(dòng)為例）：采樣頻率=800Hz 采樣頻率=600H整組動(dòng)作時(shí)間：差動(dòng)速斷20ms 差動(dòng)速斷18ms(1.5 Icp)差動(dòng)30ms 差動(dòng)25ms(1.3 Icp)動(dòng)作精度：差動(dòng)速斷動(dòng)作精度誤差5；差動(dòng)及后備保護(hù)動(dòng)作精度誤差3%。過激勵(lì)保護(hù)：上限145倍，下限108倍，定值精度2%。頻率跟蹤范圍：2575Hz。阻抗：定值精度2，精確工作電流0.11e。(6）整定范圍一般情況下：電流定值級(jí)差：001A；電壓定值級(jí)差：01V；時(shí)間定值級(jí)差： 1ms或01s或1s。3線路保護(hù)裝置 top （1）額定參數(shù)直流電源電壓：220V110V（定貨注明）。交流電壓：相電壓100V/3V，開口三角電壓100V。交流電流：5A1A。頻率：50Hz。（2）開關(guān)跳閘電流、合閘電流0.5A、1A、2A、4A（不是自保持電流）。（3）交流回路過負(fù)載能力交流電壓： 12 Un，連續(xù)工作；交流電流： 2In，連續(xù)工作：20 In，Is。（4）功率消耗直流回路： 50W。交流電壓四路：05VA相。交流電流回路：05VA相（1A）；1VA相（5A）。（5）整定范圍距離元件：00599.9。電流元件：005999A。時(shí)間元件：1）保護(hù)跳閘時(shí)間接地故障 012s相間故障 045s（當(dāng)不經(jīng)三取二閉鎖時(shí)，可整定至12s）2）其它： 0159s。（6）精確工作范圍1）距離元件：精確工作電壓 05V精確工作電流 （0120）In或（0240）In2）零序方向元件：最小動(dòng)作電壓 2V（固定）最小動(dòng)作電流 01In（7）精度距離I段保護(hù)暫態(tài)超越 5零序I段暫態(tài)超越 5測距元件誤差 25（8）整組動(dòng)作時(shí)間相間和接地距離I段：Z測量/Z整定 動(dòng)作時(shí)間 30 10 13ms70 25ms零序I段（I測量=121I整定） 18ms。4母線保護(hù)裝置 top （1）額定參數(shù)直流電源電壓 220V110V（定貨注明）交流額定電壓 100V交流額定電流 5A1A（定貨注明）交流額定頻率 50Hz60Hz打印機(jī)工作電壓 220V，50Hz（2）功率消耗直流回路： 正常工作時(shí)， 50w；保護(hù)動(dòng)作時(shí)，80W。交流電流回路：1VA相（額定電流下）。交流電壓回路：1VA/相 （額定電壓下）。（3）過載能力直流電源回路：80115額定電壓，連續(xù)工作。交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作； 20倍額定電流，工作10s； 40倍額定電流，工作1s。交流電壓回路：15倍額定電壓，連續(xù)工作。（4）電流、電壓精確測量范圍電流精確測量范圍：025100A（TA 5A）； 00520A(TA=1A)電壓精確測量范圍：05100V（相電壓）。(5）主要保護(hù)的定值精度1）測量元件精度：刻度誤差 2溫度變差 2（在工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)）綜合誤差 52)差動(dòng)繼電器：差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流（0210）In制動(dòng)系數(shù)0408差動(dòng)繼電器動(dòng)作時(shí)間 5ms （12In）3）電壓閉鎖繼電器：電壓突變系數(shù) 0508動(dòng)作時(shí)間 8ms（80 Vn）4）裝置整組動(dòng)作時(shí)間：10ms（12In， 05Vn）5）TA斷線閉鎖：斷線電流定值：00505In。6）TV斷線：斷線電壓定值： 00105 Vn。7）雙母線運(yùn)行方式識(shí)別電流精度：5In。5故障錄波測距裝置 top 1）信號(hào)輸入：交流電壓（有效值）： 100V3，測量范圍： 0120V。交流電流（有效值）：5A1A，最大過載20倍，持續(xù)時(shí)間3s。2）功耗：交流電壓回路：05VA相。交流電流回路：05VA相。3）采樣頻率：1000Hz（每周波20點(diǎn)）。4）諧波分析率：9次。5）開關(guān)事件分辨率： 1ms。6）A/D精度：12位，轉(zhuǎn)換速度10s。7)啟動(dòng)方式：模擬量啟動(dòng)，開關(guān)量啟動(dòng)，試驗(yàn)啟動(dòng)。8）記錄方式：故障前60ms（3周波）、故障后連續(xù)記錄。每次故障記錄時(shí)間不少于45s。連續(xù)性故障最多可記錄7次（基本配置）。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用覆蓋技術(shù)，可轉(zhuǎn)存硬盤,新數(shù)據(jù)自動(dòng)覆蓋舊數(shù)據(jù)。6.GPS top同步精度：ls。走時(shí)精度： 0.2ms。測頻精度： 50 00