高壓保護及綜合監(jiān)控系統(tǒng)

1、一、保護基本原理 繼電保護：為確保供電系統(tǒng)的安全可靠運行，在出現(xiàn)電氣設 備異常運行時，給于報警或跳閘，以避免故障范圍擴大。 繼電保護的基本要求： 選擇性； 速動性； 可靠性； 靈敏性。 繼電保護的基本概念及配置 線路保護（公司不含110KV）的一般配置： 速斷保護：在線路出現(xiàn)短路故障時，斷路器 無時限跳閘，切斷電源的保護。一般作為線 路主保護。 速斷保護為保證動作的可靠及選擇性，整 定為躲過線路末端的最大短路電流。因而存 在“死區(qū)”，即速斷保護只能保護線路的前 約2/3。 靈敏度以首端兩相短路來校驗，不小于 1.251.5. 為保證保護靈敏度，需設置時限過流保護 作為后備保護。 繼電保護的基本

2、概念及配置 時限過流保護：在線路過負荷或阻抗短路， 短路保護靈敏度不夠時延時切斷電源的保護。 分短延時和長延時兩種（即和速斷構成三 段式保護），短延時考慮上下級的階梯配合， 長延時根據(jù)負荷性質及故障類型考慮定值及 時限。 根據(jù)動作時間特性時限過流又分為定時限 過流保護和反時限過流保護。 我們在高壓上一般采用定時限過流保護， 在低壓電動機回路采用反時限過流保護。 單相接地保護（零序）：在中性點不接地或阻抗接地 系統(tǒng)中，為保護線路在單相接地時發(fā)生觸電及諧振過 電壓而損壞設備，給于報警或跳閘的保護。定值為同 一電壓等級（不越過變壓器）并聯(lián)回路的總的零序電 流/可靠系數(shù)。 光纖縱差保護：在線路較短，線

3、路首尾保護 定值無法滿足選擇性時采用，作為線路主保 護使用。 變壓器保護（公司6KV）的一般配置： 速斷保護：作為變壓器主保護使用（有縱差 保護的縱差為主保護）。 按躲過低壓側母線短路及激磁涌流整定。 差動保護不能保護變壓器穿越性短路故障。 瓦斯保護：油變與速斷共同作為變壓器主保 護使用。 重瓦為油流擋板，輕瓦為浮筒或油杯結構。 時限過流保護：后備保護。含復壓閉鎖過流 保護。 零序保護：報警。 電動機保護（公司6KV）的一般配置： 速斷保護：作為電動機主保護使用（有縱差 保護的縱差為主保護）。 按躲過電動機啟動電流整定。 縱差保護：2000KW以上或2000KW以下但有6 個出線的重要電動機設

4、置作為電動機相間短 路和匝間短路的主保護。 分差動速斷和差動比率。 比率差動可以保證在外部短路時保護不 動作而內部短路時靈敏動作。 時限過流保護：后備保護。分定時限和反時限過流保 護。 低電壓保護：同步電動機采用作為防失步保護使用。 異步電動機不采用。 零序保護：報警。 0.4KV低壓進線斷路器保護設置： 短延時保護：作為變壓器高壓側保護的后備保護，保 護低壓母線至分支斷路器上口間的短路故障， 由于在低壓大回路上出現(xiàn)短路故障時，電流數(shù)值 較大，進線設置速斷時，可能選擇性不能滿足要求， 造成停電范圍擴大。需用時間來區(qū)別。 保護定值用變壓器額定電流加單臺最大回路起動 電流乘可靠系數(shù)來整定。 變電站

5、綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能主要是完成 變電站內的遙信量、遙測量、脈沖量等信息 的采集；實現(xiàn)對變電站內斷路器、有載調壓 變壓器分接頭、隔離開關、地刀等的遠方操 作（遙控）；實現(xiàn)變電站內的電容器自動投 切、檔位自動調節(jié)（VQC功能）；就地監(jiān)控實 現(xiàn)實時信息的顯示、記錄，歷史量的報表形 成、事件順序記錄、事故追憶等功能。 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）功能 自動電壓、無功調節(jié)，自動發(fā)電控制和經濟調度控制 VQC/AGC/EDC 能量管理系統(tǒng)EMS（Energy Management System） 隨著計算機技術的發(fā)展，特別是單片機技 術的日趨完善，變電站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn) 由原

6、先的集中采集、控制（RTU）的形式逐漸 轉向分散、分布式，即針對變電站內的每一個 元件（斷路器、主變等）設立獨立的測控單元， 對于重要性相對較低的元件可以采用保護、測 控合一的方式（四合一），通過與總控單元通 訊的方式完成四遙信息的上送和接收控制命令。 分散、分布式系統(tǒng)優(yōu)點 第一，可以實現(xiàn)測控（保護測控）單元的就地安裝， 大量節(jié)省了電纜的敷設，簡化了設計，降低了變電站 的建造成本； 第二，將原先集中的功能分散到各個單元，提高了整 個系統(tǒng)的可靠性，不會由于某個模塊的損壞造成整個 變電站的相關功能無法實現(xiàn)，且便于調試和維護； 第三，利用總控單元與調度和當?shù)乇O(jiān)控進行通訊，可 以在總控單元內對信息量進

7、行篩選、處理后再上送， 減輕了調度和后臺監(jiān)控的負擔； 第四，利用當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)音響報警、四遙 信息實時顯示、自動抄表、報表處理等功能，可以代 替常規(guī)變電站內中央信號屏、音響系統(tǒng)，代替人工抄 表，甚至實現(xiàn)無人值班，節(jié)省了人力物力。 后臺監(jiān)控 保護測控單元測控單元智能設備 總控單元 調度 保護信號、其他信號測量量操作機構 信號接點 交/直流量 輸出接點 通訊報文通訊報文通訊報文 通訊報文 分散、分布式變電站自動化系統(tǒng)的典型聯(lián)系圖分散、分布式變電站自動化系統(tǒng)的典型聯(lián)系圖 變電站內一個 元件 RCS-9000變電站綜合自動化系統(tǒng)簡介 RCS-9000型分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)是新一代集保護、

8、 測控功能于一體的新型變電站綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)從整 體上分為三層：變電站層、通訊層、間隔層。 間隔層解決了該設備在惡劣環(huán)境下（高溫、強電磁場干擾、潮 濕）長期可靠運行的問題，并通過將保護與測控功能合二為 一，減少重復設備，簡化設計。 通信層采用IEC標準規(guī)約，可方便地實現(xiàn)不同廠家的設備互連， 可選用光纖組網解決通信干擾問題；采用獨立雙網設計保證 了系統(tǒng)的通信可靠性；設備的GPS對時網減少了GPS與設備 之間的連線，方便可靠，對時準確。 變電站層提供的遠動通訊功能，可以同時以不同的規(guī)約向兩個 調度所或集控站轉發(fā)不同的信息報文；提供的后臺監(jiān)控系統(tǒng) 功能強大，界面友好，能很好地滿足綜合自動化系統(tǒng)

9、的需要。 RCS-9700綜合監(jiān)控系統(tǒng) 技術特點技術特點 （1）分布式系統(tǒng) 將保護功能和測控功能按對象進行設計，集合保護、測控功能于一個裝 置之中，就地安裝在開關柜上，減少大量的二次接線，裝置僅通過 通信電纜或光纖與上層系統(tǒng)聯(lián)系，取消了大量信號、測量、控制、 保護、電纜接入主控室，節(jié)省了投資，提高系統(tǒng)的可靠性。 （2）WORLDFIP工業(yè)總線、485總線 采用IEC60870-5-103（DL/T 667-1999）規(guī)約，提供保護和測控的綜合 通信，實時性強，可靠性高，具有不同廠家的同種規(guī)約的互操作性。 （3）雙網設計 所有設備可提供獨立的雙網接線，通信互不干擾，可組成雙通信網絡， 提供通信可

10、靠性，也可以一個接通信網，一個接保護錄波網絡進行 設計。 （4）對時網絡 為GPS硬件對時提供網絡方式。GPS裝置只需給出一副接點，通過一個 網絡，即可對所有設備提供硬件對時，避免了以往為每一個設備提 供一副接點及一對連線的麻煩。 RCS-9700綜合監(jiān)控系統(tǒng) （5）監(jiān)控系統(tǒng) 開放式系統(tǒng)設計，組態(tài)完成監(jiān)控功能完整提供保護信息功能及保護錄波 分析，基于WINDOWS NT設計，可靠，安全。 RCS-9000 分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)后臺監(jiān)控軟件功能： 實時數(shù)據(jù)采集： 遙測：變電站運行的各種實時數(shù)據(jù)，如母線電壓、線路電流、主變溫度、 功率、頻率等； 遙信：斷路器、刀閘位置、分接頭位置、各種設備狀

11、態(tài)、瓦斯、氣壓信 號； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理： 限值監(jiān)視和報警處理：多種限值、多種報警級別、多種告警方式（聲響、 語音）、告警閉鎖和解除； 遙信信號監(jiān)視和處理：遙信變位次數(shù)統(tǒng)計、變位告警； 運行數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計：電量累加、分時統(tǒng)計、運行日報、月報、最大值、 最小值、負荷率、電壓合格率統(tǒng)計。 操作控制： 斷路器及刀閘的分合；變壓器分接頭調節(jié)。 RCS-9700綜合監(jiān)控系統(tǒng) 運行記錄： 遙測越限記錄、遙信變位記錄、SOE事件記錄、設備投停記錄、遙控操 作遙調操作記錄、保護定值修改記錄。 報表和歷史數(shù)據(jù)： 變電站運行日報、月報；歷史數(shù)據(jù)顯示和保存。 人機界面： 電氣主接線圖，實時數(shù)據(jù)畫面顯示，實時數(shù)據(jù)曲線顯

12、示，畫面調用方式 有菜單和導航圖，各種參數(shù)在線設置和修改，畫面拷貝和報表打印， 各種記錄打印，畫面和表格生成工具，語音告警（選配）。 保護信息： 保護定值顯示及修改、保護運行狀態(tài)監(jiān)視、保護動作信息、自檢信息、 保護故障錄波波形及事件記錄。 支持IEC60870-5-103（DL/T 667-1999）規(guī)約 操作票： 操作票的生成、預演和打印 事故追憶： 追憶再現(xiàn)事故 RCS-9700綜合監(jiān)控系統(tǒng) 公司RCS-9000變電站綜合自動化系統(tǒng)配置 對時方式 系統(tǒng)可以采用多種對時方式，一般常用的有 軟件（通訊方式）對時和 硬件（GPS秒脈沖）對時。 采用軟件對時時，總控通過對調度的通訊口接收調度 端下

13、發(fā)的對時報文，或者通過GPS通訊口接收GPS 的時間報文； 采用硬件對時，總控接收GPS發(fā)出的秒脈沖信號完成 時間同步，同時還將秒脈沖信號轉為差分信號， 并通過單獨的對時網絡對其他裝置進行硬件對時。 在沒有單獨的對時網絡時，總控完成與調度端 （GPS）的時鐘同步后定時對各個測控裝置（保護 測控裝置）和當?shù)乇O(jiān)控發(fā)送對時報文，通過通訊 的方式使全站的時鐘同步。兩種對時方式可以同 時采用，以提高可靠性和準確性。 通訊規(guī)約簡介 通訊規(guī)約（或通訊協(xié)議）指的是為了保證通訊雙方能有效、可靠和自動地 通訊，在發(fā)送端和接收端之間規(guī)定的一系列約定和順序。目前國內主要采 用兩類通訊規(guī)約，一類是循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送（Cyclic Digital Transmission） 規(guī)約，簡稱CDT規(guī)約；另一類是問答式（Polling）傳送規(guī)約，簡稱 POLLING規(guī)約。 CDT規(guī)約適用于點對點通道結構的兩點之間通訊，通道必須是全雙工，信 息的傳遞可以采用循環(huán)同步或異步方式。 CDT規(guī)約是一個以廠站端RTU（總控）為主動的遠動數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約。在調 度中心與廠站端的遠動通訊中，RTU（總控）周而復始地按一定的規(guī)則向 調度中心傳