10kV配網開閉所備自投裝置及其遠程監(jiān)控系統(tǒng)

1、10kV配網開閉所備自投裝置及其遠程監(jiān)控系統(tǒng)一、課程設計選題題目一：10kV配網開閉所備自投裝置及其遠程監(jiān)控系統(tǒng)原理簡介：“備自投裝置”全稱為“備用電源自動投切裝置”的簡稱，它是10kV配網中常見的自動化裝置。為了提高供電可靠性，10kV配網開閉所也開始設置具有互供能力的雙電源配電線路，使其形成網架，并在線路上設置備自投裝置及其分段開關。一旦發(fā)生事故，備自投裝置就能迅速有效地對故障點進行隔離。備自投裝置在故障發(fā)生時具有自動“斷開”功能，保障用戶用電連續(xù)性。故障排除后，備自投裝置分段開關仍保持“斷開”狀態(tài)，無法自動復位，需巡檢人員手動復位。若在巡檢人員來開閉所之前再次出現(xiàn)故障，則無備用電源投入使

2、用，用戶斷電?；谝陨喜焕蛩?，備自投裝置需配備狀態(tài)監(jiān)控模塊。當備自投裝置動作時，其狀態(tài)監(jiān)控模塊獲知該信息并發(fā)送至遠端監(jiān)控中心，遠端監(jiān)控中心獲知后立即派巡檢人員前往相應開閉所進行巡檢復位操作。為了更好地分析判別故障，遠端控制中心在獲取備自投裝置動作信息的同時，還應獲得開閉所電力系統(tǒng)狀態(tài)信息，此信息也通過狀態(tài)監(jiān)控模塊獲得。設計要求：調查研究10kV配網開閉所備自投裝置特點、功能；繪制10kV配網開閉所備自投裝置接線圖。設計備自投裝置狀態(tài)監(jiān)控模塊，確定以下功能：1、操作方式2、數據采集(自行設計若干遙信量、遙測量)；3、數據通信；4、執(zhí)行命令；5、其他。畫出位于開閉所內的遠方終端(RTU)結構框圖

3、，說明圖內各模塊功能。結合“執(zhí)行命令”，選擇數據通信規(guī)約，詳細說明通信報文格式。二、基本原理介紹10kV配網開閉所備自投裝置特點和功能10kV配網開閉所備自投裝置的工作情況開閉所10kV饋線在I段一回供1000kVA所用變10/0.4kV,開閉所10kV饋線在1I段一回供1000kVA所用變10/0.4kV,兩臺所用變一臺工作，一臺冷備,低壓系統(tǒng)母聯(lián)合位。冷備的變壓器高低壓開關為斷開狀態(tài)，工作變失壓，跳自身高低壓開關，合冷備變高低壓開關，兩臺變工作，備用可以互換。10kV所用變備自投系統(tǒng)如圖1所示。冷備電源切換步驟：正常供電時，電源1和3獨立運行，電源2準備，母聯(lián)1和2斷開；如果電源1故障或失

4、電，則跳開自己后合上進線1及母聯(lián)1；如果電源3故障或失電，則跳開自己后合上進線2及母聯(lián)2。所用變切換步驟：正常供電時，一臺變工作，一臺變冷備用，低壓母聯(lián)合；如果工作變失電，則跳開自己后合上備用變；兩臺變可以互換。2.1.2備自投裝置的基本功能工作電源失電，備自投裝置投入；工作電源未斷開前，備用電源不應投人；備自投裝置只允許動作一次，動作時應發(fā)出信號；(4)備自投裝置的低電壓起動元件不應因電壓互感器的熔斷器熔斷而誤動作;工作進線保護動作，備用電源不應動作；手動開關分閘，備用電源不應動作。10KV10KV10KV如如如如如如如咖如如4(|圖110kV配網開閉所備自投裝置接線圖三、設計過程描述備自投

5、裝置狀態(tài)監(jiān)控模塊的設計。圖2備自投裝置狀態(tài)監(jiān)控模塊3.1操作方式廠前端系統(tǒng)|電力系統(tǒng)數據采集和控制執(zhí)行子系統(tǒng)I信息傳輸子系統(tǒng)1111信息處理子系統(tǒng)11111111主站端系統(tǒng)人機聯(lián)系子系統(tǒng)在調度端收到各個廠站送來的信息經加工處理后，通過人機聯(lián)系部分，在調度模擬屏，屏幕顯示器上顯示或由打印機打印。異?；蚴鹿蕰r則發(fā)出告警信號。調度端的遙控、遙調命令通常由人機聯(lián)系部分輸入，經信息傳輸至另一端，由命令執(zhí)行部分實施。3.2遙控對象應包括下列內容：變電所開閉所負荷開關；接觸網線路的負荷開關和電動隔離開關；有載調壓變壓器抽頭位置的調節(jié)開關；二次回路中必要的起動和復歸開關(按鈕)；自動裝置、成組控制裝置的投切開

6、關(按鈕)。遙信對象應包括下列內容：遙控對象的位置信號；所內事故總信號和預告總信號；變壓器的各類故障信號；饋電線的各類故障信號；自動裝置的運行位置和動作信號；電容補償裝置故障信號；自耦變壓器的故障信號；控制回路和電壓互感器二次回路斷線信號；3.3數據通信采用問答式通信規(guī)約，當主站輪詢到該RTU時，將各種數據打包成數據報發(fā)送給主站。主站對數據處理后發(fā)出相應指令。3.3.1規(guī)約中的有關定義報文：polling方式中，無論是主站向子站發(fā)送的命令還是子站向主站會送的數據，都稱為報文。每個報文含有一個完整的意義，但不同的報文不一定相同。類型與類別：類型指數據的不同分類。類別指數據或信息依其不同掃描周期劃

7、分為0，1，2，3，4，5，6，7。3.3.2報文的格式1）主站向分站詢問的報文RTU地址報文類型數據區(qū)（1-2子節(jié)）校驗碼RTU地址：用來區(qū)別各廠站，地址范圍為00FEH（0254），可任意選用。數據類型有：模擬量、狀態(tài)量、狀態(tài)變化量（變位遙信）、時標量（SOE）。報文類型：用來說明報文的不同內容或類型。2）分站向主站回答的報文RTU地址報文類型類別標志類別指按數據和信息按掃描周期不同劃分的07類，其中第8類為時標量。類別標志：該數據和信息的類別號。該格式不帶校驗碼，是因為該報文本身不帶什么重要數據，主站端處于等待確認或否定確認報文中的一個，只需核對RTU地址即可。3主站向分站或分站向主站發(fā)

8、送的數據報文報文格式如下：RTU地址報文類型數據區(qū)長度N數據區(qū)校驗碼1校驗碼2數據長度：用來說明本報文數據取的大t小。4命令設定命令分類命令名稱報文類型報文字節(jié)查詢命令召喚故障模塊02H5類別詢問05H4類別更新0BH6請求數據報文0DH可變召喚事件記錄數據0FH7重復詢問1AH5查詢參數組號2EH5送參數命令設定RTU各模塊工作方式03H可變發(fā)送壓縮因子04H13設置時鐘0CH11設置問答的數據區(qū)最大長度10H6發(fā)送掃描頻率11H13發(fā)送濾波系數13H13指定參數組號2DH6控制命令復位RTU停止RTU掃描允許RTU掃描停止I/O模塊掃描允許I/O模塊掃描電源合閘確認01H07H08H09H

9、0AH12H專用命令診斷報文同步命令預同步命令帶反送校核的遙控命令0EH14H5可變可變可變519H91EH9子站向主站上傳命令有四大類，共10條報文分類報文名稱報文類型報文字節(jié)確認報文確認06H3否定確認15H3診斷報文診斷報文回送0EH可變送數報文電源合閘16H6向主站報告時標數據出現(xiàn)17H7模塊狀態(tài)變化18H可變用數據回答主站的類別詢問1BH可變報告參數組號扌艮文用數據回答主站的數據召喚報文1CH可變帶缺損指標的數據回答1DH可變報告參數組號2FH73.RTU結構框圖CPU模塊主CPU可用來定義各模塊、設置工作參數，并對其定時掃描。公共總線模塊由CPU控制，通過地址總線來選擇各模塊，只有

10、被選中的模塊才可以接收控制信號并存取數據。(3)遙信模塊可采用中斷方式通知主CPU取數，以使遙信變位等故障信息盡早被處理。開關輸入模塊利用光電耦合器作為開關量輸入計算機的隔離器件，信息的傳遞介質為光，但輸入和輸出都是電信號，由于信息的傳遞和轉換的過程都是在密閉環(huán)境下進行，沒有電的直接聯(lián)系，它不受電磁信號干擾，所以隔離效果比較好。開關輸出模塊為了提高抗干擾能力，開關量輸出通道最好也經過一級光電隔離。模擬輸入模塊基于逐次逼近式A/D變換的模擬量輸入電路，主要包括電壓形成回路和、低通濾波電路、采樣保持、多路轉換開關及A/D變換芯片五部分。模擬輸出模塊模擬量輸出電路的作用，是把微型機系統(tǒng)輸出的數字量轉

11、換成模擬量輸出，這個任務主要由數/模(D/A)變換器來完成。與調度通信MODEM接口顯示鍵盤打印模擬量狀態(tài)量脈沖量數字量輸入輸入輸入輸入遙控輸出遙調輸出圖3多CPU結構RTU框圖四、設計結果分析備用電源自動投入裝置是電力系統(tǒng)提高供電可靠性、保證供電持續(xù)性的一種有效手段。RTU是被控端的遠動設備，實際上也是一個微機，用來完成遙控接收、輸出執(zhí)行、遙測、遙信量的數據采集及發(fā)送的功能。所以可以完成遠程監(jiān)控和控制的任務，保證供電的可靠性。五、設計心得體會通過這次課程設計，我不僅學到了很多關于電力系統(tǒng)自動化、電力系統(tǒng)分析，電氣主接線、電力通信等專業(yè)知識，而且學會了運用MicrosoftVisio以及AutoCAD軟件來繪制所需要的圖形和框圖。這次課程設計耗時接近一周，在中間碰到各種困難，比如繪制1OkV配網開閉所備自投裝置接線圖。確定為了接線圖，我就查閱了很多有