變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的間隔層裝置PPT課件

.,1,第三章變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的間隔層裝置,.,2,在分層分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，間隔層裝置大致可分成以下幾類：,1、保護(hù)測(cè)控綜合裝置：一般用于低壓（110KV以下）系統(tǒng)中，主要用于完成相應(yīng)的電氣間隔中設(shè)備的保護(hù)、測(cè)量及斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等的控制及其他與其對(duì)應(yīng)的電氣間隔相關(guān)的任務(wù)。對(duì)于110KV及以上的高壓等級(jí)的間隔層裝置，為了保證保護(hù)工作的獨(dú)立性及可靠性，保護(hù)裝置和測(cè)控裝置一般是相互獨(dú)立的。2、測(cè)控裝置：是監(jiān)控系統(tǒng)的必要組成部分。主要完成對(duì)某一間隔電氣量的測(cè)量、控制及其他與其對(duì)應(yīng)的電氣間隔相關(guān)的任務(wù)，它面向的對(duì)象主要是斷路器或變壓器本體等。,.,3,3、保護(hù)裝置：主要完成對(duì)某一間隔設(shè)備的保護(hù)任務(wù)。4、公用間隔層裝置：對(duì)于這類裝置，不同的廠家有著不同的配置，可以集中到一個(gè)或幾個(gè)公共測(cè)控裝置處理，也可分散到其他測(cè)控裝置中完成。5、自動(dòng)裝置：如備用電源自動(dòng)投入裝置、電壓無(wú)功控制裝置等。6、操作切換裝置以及其他的智能設(shè)備和附屬設(shè)備。,.,4,第一節(jié)輸電線路間隔的保護(hù)與監(jiān)控,在分層分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)于不同的輸電線路，因其電壓等級(jí)不同，輸電線路的重要程度不同，保護(hù)及監(jiān)控的復(fù)雜程度也不相同，所以為它們配置的保護(hù)、測(cè)控裝置也各不相同。對(duì)于110KV以下電壓等級(jí)的輸電線路間隔，通常將輸電線路保護(hù)、監(jiān)控等功能用一個(gè)裝置完成-保護(hù)測(cè)控裝置。對(duì)于110KV的終端變電站，有時(shí)只需配置一個(gè)綜合測(cè)控裝置來(lái)完成對(duì)這種輸電線路間隔的監(jiān)控任務(wù)。對(duì)于220KV及以上電壓等級(jí)的輸電線路，保護(hù)和測(cè)控裝置時(shí)各自獨(dú)立的。,.,5,一、保護(hù)測(cè)控裝置,（一）裝置的結(jié)構(gòu)我國(guó)廠商生產(chǎn)的間隔層裝置一般采用模塊化的結(jié)構(gòu)，不同的產(chǎn)品由相同的功能組件按需要組合配置，這樣可實(shí)現(xiàn)功能模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合的需要增、減模塊。這里要介紹的保護(hù)測(cè)控裝置就是由交流插件、CPU插件、邏輯插件、出口插件、電源插件、通信插件以及人機(jī)接口組件等模塊構(gòu)成。,.,6,.,7,裝置各模塊的作用：,1、CPU插件（CPU):是裝置的核心模塊，保護(hù)CPU系統(tǒng)、模擬量采集系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)、實(shí)時(shí)硬時(shí)鐘系統(tǒng)和高速通信系統(tǒng)。2、邏輯插件（LOG）：提供保護(hù)跳合閘控制、遙控跳合閘控制、動(dòng)作及告警信號(hào)輸出等功能，并起到電氣隔離的作用。該插件的主要構(gòu)成部件是繼電器。其原理接線圖如下，圖中，保護(hù)跳閘、保護(hù)合閘是由該保護(hù)測(cè)控裝置CPU發(fā)出的命令，遙控跳閘/合閘是由運(yùn)行人員操作該裝置面板小鍵盤、站控層監(jiān)控設(shè)備或遠(yuǎn)動(dòng)的調(diào)度端下發(fā)，再由該裝置CPU執(zhí)行輸出的命令；自檢告警和運(yùn)行告警是CPU檢測(cè)到裝置的硬件或軟件出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出的閉鎖命令和信號(hào)；保護(hù)動(dòng)作信號(hào)由CPU發(fā)出跳閘命令的同時(shí)發(fā)出。其中，所有重要出口只能在啟動(dòng)繼電器QDJ開(kāi)放以后才能執(zhí)行，以避免器件損壞造成的誤動(dòng)。,.,8,裝置各模塊的作用：,.,9,裝置各模塊的作用：,3、跳閘插件（TRIP）：提供斷路器位置監(jiān)視、手動(dòng)跳合閘、跳合閘保持及電氣防跳功能。該插件的主要構(gòu)成部件是繼電器。保護(hù)跳閘、手跳及合閘命令來(lái)自邏輯插件中相關(guān)繼電器的輸出，跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ以及用于電氣防跳的繼電器TBJ等的接線及工作原理與傳統(tǒng)的斷路器控制回路相似；運(yùn)行人員操作跳閘時(shí)啟動(dòng)手動(dòng)跳閘繼電器STJ，用于閉鎖啟動(dòng)重合閘等；跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ的觸點(diǎn)作為斷路器的跳、合狀態(tài)量送CPU采集。,.,10,.,11,裝置各模塊的作用：,4、通信插件（COM):主要用于光纖通信及通信擴(kuò)展，包含一對(duì)光纖收發(fā)接口、一個(gè)LonWorks接口、IRIG-B碼對(duì)時(shí)接入。5、人機(jī)接口（MMI)：采用內(nèi)部通信方式與CPU模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為用戶提供對(duì)裝置的本地操作接口，包括LCD顯示屏、LED指示燈、操作按鍵以及RS-232調(diào)試端口。6、電源插件（POW):利用逆變?cè)韺⒅绷?20/110V輸入轉(zhuǎn)換為裝置工作所需的四組直流電壓+24V、+12V、-12V、+5V，并為九路強(qiáng)電開(kāi)關(guān)量提供輸入通道。,.,12,（二）裝置的接線,1、一次電氣間隔的模擬量分別通過(guò)保護(hù)TA、零序TA、測(cè)量TA以及母線TV和線路側(cè)TV送入該保護(hù)測(cè)控裝置。2、該保護(hù)測(cè)控裝置的跳閘及合閘命令由跳閘插件的4、5端子輸出到本輸電線路出線斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別與斷路器的跳閘線圈、合閘線圈以及斷路器的輔助觸點(diǎn)、閉鎖觸點(diǎn)連接。3、外部開(kāi)關(guān)量分別經(jīng)該裝置的電源插件和CPU插件輸入。強(qiáng)電開(kāi)關(guān)量由電源插件輸入，弱電開(kāi)關(guān)量由CPU插件直接輸入，分別輸入CPU插件中不同開(kāi)關(guān)量采集電路。4、該裝置可通過(guò)CPU插件的以太網(wǎng)接口和RS-485接口與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的其他設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。,.,13,.,14,（三）裝置的功能,1、保護(hù)功能三段式定時(shí)限過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)低電壓、方向閉鎖），其中段可整定為反時(shí)限段。三段式定時(shí)限零序過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)方向閉鎖），其中段可整定為反時(shí)限段。分散式小電流接地選線。過(guò)負(fù)荷保護(hù)。合閘加速保護(hù)（前加速、后加速和手合后加速）。分散式低周減載（按頻率自動(dòng)減負(fù)荷）保護(hù)。低壓解列功能。三相一次重合閘（可實(shí)現(xiàn)檢同期、檢無(wú)壓或非同期重合閘）。,.,15,（三）裝置的功能,2、測(cè)量表計(jì)功能包括設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、運(yùn)行累計(jì)值計(jì)算以及外部電能表脈沖輸入計(jì)數(shù)。具體測(cè)量及監(jiān)視的量如下：電流Ia、Ib、Ic；電壓Ua、Ub、Uc；有功功率P，無(wú)功功率Q，功率因數(shù)cos；頻率；正向（或反向）有功電能，正向（或反向）無(wú)功電能；電流、電壓的平均值、最小值和最大值。運(yùn)行小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)。極值監(jiān)視。計(jì)量電能表脈沖量采集。,.,16,（三）裝置的功能,3、開(kāi)關(guān)量的監(jiān)視可完成外部開(kāi)關(guān)量，如斷路器的位置、斷路器彈簧儲(chǔ)能微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置、遠(yuǎn)動(dòng)就地開(kāi)入等開(kāi)關(guān)量的采集。4、斷路器控制功能包括斷路器的正常分合操作。（可通過(guò)通信端口、保護(hù)屏柜上的操作手柄或裝置操作界面三種方式實(shí)現(xiàn)）。5、事故記錄和分析功能裝置能實(shí)時(shí)監(jiān)視并記錄運(yùn)行設(shè)備、相關(guān)二次回路及裝置自身的運(yùn)行工況，包括故障記錄、錄波記錄、事件順序記錄和裝置操作記錄。,.,17,（三）裝置的功能,6、操作記錄功能裝置記錄最近40次對(duì)裝置重要運(yùn)行參數(shù)的修改操作和遙控跳合閘操作，記錄裝置操作的操作對(duì)象、發(fā)生的時(shí)間、數(shù)據(jù)的修改情況或操作原因，為事故追溯提供依據(jù)。7、通信功能（1）裝置前面板配備一個(gè)RS-232調(diào)試端口用來(lái)連接PC，PC借助工具軟件可對(duì)裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、功能測(cè)試、下載軟件和數(shù)據(jù)分析等訪問(wèn)操作。,.,18,（三）裝置的功能,（2）為滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的需要，該裝置提供如下通信端口供用戶選擇：光纖以太網(wǎng)接口；LonWorks（公用總線接口）；RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線接口。利用這些接口中的一個(gè)即可經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)與站控層設(shè)備通信。,.,19,（三）裝置的功能,8、診斷功能裝置通過(guò)上電自診斷和運(yùn)行自監(jiān)視來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置的軟、硬件自檢和監(jiān)視，以確保裝置運(yùn)行的高可靠性。自檢對(duì)象包括硬件關(guān)鍵部件（模擬量采集回路、開(kāi)關(guān)量輸出回路、RAM、ROM）、硬件輔助部件（后備電池、通信接口）和重要運(yùn)行參數(shù)（如定值、軟投退壓板）。此外，裝置內(nèi)置兩級(jí)軟件監(jiān)視器用以監(jiān)視軟件的運(yùn)行狀況。當(dāng)裝置檢測(cè)到任何異常狀況時(shí)，將記錄相應(yīng)異常事件并驅(qū)動(dòng)相關(guān)信號(hào)節(jié)點(diǎn)和LED指示燈，對(duì)于關(guān)鍵異常狀況，裝置將閉鎖保護(hù)功能和重要開(kāi)出回路，防止裝置誤動(dòng)作。用戶也可通過(guò)裝置測(cè)試命令來(lái)檢查裝置的重要硬件回路，如交流回路、開(kāi)入回路、開(kāi)出回路等。,.,20,（三）裝置的功能,8、診斷功能為配合自動(dòng)化系統(tǒng)工程實(shí)施，裝置提供遠(yuǎn)動(dòng)對(duì)點(diǎn)測(cè)試功能用以快速檢驗(yàn)本地監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)主站信息庫(kù)，免除了監(jiān)控及遠(yuǎn)動(dòng)人員手動(dòng)對(duì)點(diǎn)的繁瑣操作。主要包括：遙信對(duì)點(diǎn)、遙測(cè)對(duì)點(diǎn)、告警事件對(duì)點(diǎn)和動(dòng)作事件對(duì)點(diǎn)。為檢驗(yàn)裝置的通信狀況，發(fā)現(xiàn)裝置或裝置所在網(wǎng)絡(luò)中可能存在的通信性能缺陷，裝置提供相關(guān)通信端口的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息以提供部分網(wǎng)絡(luò)診斷數(shù)據(jù)。,.,21,（三）裝置的功能,9、TV回路斷線監(jiān)視用來(lái)檢測(cè)TV回路單相斷線、兩相斷線或三相失壓故障。,1）裝置計(jì)算的3U08V且三相電壓均8V，有電流0.125A，判為三相失壓。2）裝置計(jì)算的3U08V，最小線電壓16V，判為兩相TV斷線。3）裝置計(jì)算的3U08V，最大線電壓與最小線電壓差16V，判為單相TV斷線。,.,22,（三）裝置的功能,10、控制回路斷線檢測(cè)根據(jù)跳閘插件上的繼電器KC和KT的觸點(diǎn)位置判斷控制回路的完好性。當(dāng)監(jiān)測(cè)到KC和KT的觸點(diǎn)位置都為分位時(shí)，經(jīng)過(guò)延時(shí)確認(rèn)后，裝置面板將顯示“控母斷線”告警信息，點(diǎn)亮面板告警指示燈，發(fā)出告警信號(hào)。11、斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)彈簧未儲(chǔ)能告警當(dāng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)彈簧未儲(chǔ)能時(shí)（此時(shí)斷路器不能合閘），監(jiān)視彈簧儲(chǔ)能的微動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)經(jīng)電源插件輸入CPU，經(jīng)過(guò)延時(shí)確認(rèn)后，裝置將顯示“彈簧未儲(chǔ)能”，并點(diǎn)亮面板告警指示燈，發(fā)出告警信號(hào)。,.,23,（四）裝置參數(shù)的整定,1、保護(hù)功能的投、退。根據(jù)具體輸電線路情況選擇保護(hù)功能，將不用的保護(hù)功能退出。2、保護(hù)定值的整定。根據(jù)制定好的保護(hù)定值對(duì)保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行操作，整定其各保護(hù)的定值。保護(hù)測(cè)控裝置一般會(huì)提供主要保護(hù)的軟壓板投退、保護(hù)定值整定等功能，用戶可利用站控層計(jì)算機(jī)通過(guò)通信端口或直接操作保護(hù)測(cè)控裝置界面在線投退裝置的部分保護(hù)功能或進(jìn)行保護(hù)定值的整定，以滿足設(shè)備的運(yùn)行需要。,.,24,（四）裝置參數(shù)的整定,保護(hù)測(cè)控裝置的設(shè)置需要通過(guò)操作裝置的軟件修改其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些二進(jìn)制數(shù)分別代表了各種保護(hù)的功能和定值，常用軟壓板、定值清單、控制字來(lái)描述。軟壓板用于投、退常用的部分保護(hù)，其余的保護(hù)設(shè)置及定值整定需經(jīng)修改控制字和定值清單來(lái)完成。在保護(hù)測(cè)控裝置界面上顯示、修改時(shí)，用與常規(guī)連接片式硬壓板相似的表示方法表示軟壓板，保護(hù)定值已經(jīng)換算為十進(jìn)制，控制字用十六進(jìn)制表示。,.,25,.,26,（四）裝置參數(shù)的整定,上表中，從序號(hào)4-40都是數(shù)值型定值，修改時(shí)只需將數(shù)值修改為確定的值即可；序號(hào)1-3分別為控制字1、控制字2、控制字3，它們是開(kāi)關(guān)型定值，控制著各種保護(hù)功能的投、退或選擇?？刂谱?、控制字2、控制字3各由16位二進(jìn)制數(shù)組成，所以可換算為4位十六進(jìn)制數(shù)。當(dāng)各控制字各位置“1”或置“0”后，將其換算為十六進(jìn)制數(shù)，輸入保護(hù)測(cè)控裝置即可。,.,27,（四）裝置參數(shù)的整定,.,28,（四）裝置參數(shù)的整定,.,29,（四）裝置參數(shù)的整定,目前，我國(guó)多數(shù)廠商生產(chǎn)的保護(hù)測(cè)控裝置已經(jīng)將顯示界面漢化，有的裝置的界面已經(jīng)非常直觀，很容易理解。,.,30,二、輸電線路測(cè)控裝置,功能：1、開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集：采集對(duì)應(yīng)輸電線路間隔的開(kāi)關(guān)量，如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)以及一次設(shè)備如斷路器和隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的告警信號(hào)，斷路器操作箱中的動(dòng)作信號(hào)和告警信號(hào)。2、模擬量信號(hào)采集：采集電壓、電流瞬時(shí)值，并計(jì)算電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率及功率因數(shù)等測(cè)量值。3、控制操作：遙控分合斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)4、脈沖量采集：接收脈沖電能表的輸出進(jìn)行脈沖累計(jì)、轉(zhuǎn)換。,.,31,二、輸電線路測(cè)控裝置,5、同期功能：當(dāng)斷路器合閘操作時(shí)，對(duì)合閘兩側(cè)的電壓進(jìn)行同期檢測(cè)以確定是否滿足合閘條件。當(dāng)單側(cè)無(wú)壓時(shí)，可直接進(jìn)行合閘操作，當(dāng)雙側(cè)都有電壓時(shí)，則要求對(duì)兩側(cè)電壓的幅值、頻率、相角進(jìn)行檢測(cè)比較，以決定是否可以合閘，當(dāng)條件不滿足時(shí)，裝置會(huì)發(fā)出報(bào)警提示信號(hào)并閉鎖出口。6、防誤聯(lián)鎖：通過(guò)測(cè)控裝置中的可編程邏輯控制邏輯功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)間隔的防誤聯(lián)鎖條件，一方面通過(guò)本間隔的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)等信號(hào)，實(shí)現(xiàn)跟間隔自身的防誤聯(lián)鎖要求，另一方面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)之間的信息互換，本間隔通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得到所需的其他間隔的防誤聯(lián)鎖信息，再通過(guò)本間隔中的可編程邏輯控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)具有間隔之間防誤聯(lián)鎖的要求。,.,32,二、輸電線路測(cè)控裝置,7、通信功能：利用裝置的RS-232串行通信接口實(shí)現(xiàn)裝置的調(diào)試；利用RS-485、現(xiàn)場(chǎng)總線（如LonWorks、CAN、PROFIBUS等）、工業(yè)以太網(wǎng)等接口經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)與站控層設(shè)備通信。,.,33,三、輸電線路保護(hù)裝置,功能：1、必要的輸電線路保護(hù)功能。2、向變電站層以及遠(yuǎn)方調(diào)度傳送該保護(hù)裝置的管理信息，并接受變電站層以及遠(yuǎn)方調(diào)度下發(fā)的各種命令。3、故障記錄功能：當(dāng)被保護(hù)輸電線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置自動(dòng)記錄保護(hù)動(dòng)作前后有關(guān)的故障信息，包括短路電流、電壓、功率等系統(tǒng)參數(shù)變化以及故障發(fā)生時(shí)間、該輸電線路保護(hù)裝置中各種保護(hù)的動(dòng)作情況和保護(hù)出口時(shí)間等信息，以便分析故障性質(zhì)及