最新110KV變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計畢設(shè)匯總

110KV變電站綜合自

動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計畢

設(shè)湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2021屆畢業(yè)設(shè)計課題名稱：110KV變電站綜合自動化技術(shù)專業(yè)：電力系統(tǒng)自動化學(xué)生姓名：孫偉學(xué)號：202122030020班級：電力三班指導(dǎo)老師：朱雪雄時間：2021年12月、乙刖百變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié),它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù),對電網(wǎng)的平安和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用.為了提升變電站平安穩(wěn)定運行水平,降低運行維護本錢,提升經(jīng)濟效益,向用戶提供高質(zhì)量電能效勞,變電站綜合自動化技術(shù)開始興起并得到廣泛應(yīng)用.變電站綜合自動化技術(shù)應(yīng)用計算機技術(shù),通信技術(shù),檢測技術(shù)和限制技術(shù)等,將變壓器中傳統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng),測量系統(tǒng),限制系統(tǒng),調(diào)試系統(tǒng),信號系統(tǒng)和運動系統(tǒng)等多個獨立的功能系統(tǒng),經(jīng)濟化,組合為一套智能化的綜合系統(tǒng).這一技術(shù)的應(yīng)用,提升了對變電站電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視,限制和保護的自動化,智能化水平,提升保護,限制的可靠性和電力系統(tǒng)的平安運行水平,社會經(jīng)濟效益十分顯著.此論文是以11OKV變電站綜合自動化系統(tǒng)主體的變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究.限于作者水平有限,論文中難免存在錯誤和不當(dāng)之處,敬請專家和讀者批評指正,作者不勝感謝.設(shè)計者：孫偉2021年12月第1章變電站綜合自動化概論變電站綜合自動化根本概念變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備〔包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等〕經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計,利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù),實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動限制和微機保護,以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能.變電站綜合自動化系統(tǒng),即利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng),代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表,代替常規(guī)限制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏,用微機保護代替常規(guī)的繼電保護屏,改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷.變電站綜合自動化根本現(xiàn)狀變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié),隨著電壓等級的提升,供電范圍的擴大,輸電容量的增大,采用傳統(tǒng)的變電站及其限制技術(shù)越來越難滿足電力系統(tǒng)降低投資、提升效益的開展要求.研制和開發(fā)以計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為根底的、各種電壓等級的變電站綜合自動化系統(tǒng),取代、更新和改造傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng),逐步實現(xiàn)無人值班和調(diào)度自動化,以適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)治理模式的需求.今后變電站自動化的運行模式將從無人值班,有人值守逐步向無人值守過渡.因此遙視警戒技術(shù)〔防火、防盜、防漬、防水汽泄漏及遠(yuǎn)方監(jiān)視等〕將應(yīng)運而生,并將得到迅速開展.隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的開展,站內(nèi)RTU幾TU或保護測控單元將直接上網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)與后臺機〔上位機〕及工作站通信.取消傳統(tǒng)的前置處理機環(huán)節(jié),從而徹底消除通信“瓶頸〞現(xiàn)象.變電站綜合自動化開展趨勢計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和微機實時技術(shù)在電力系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,為進(jìn)一步提升變電站的自動化水平開辟了新途徑.建立一個監(jiān)視限制自動化、治理信息化、實時信息共享的變電站綜合自動化系統(tǒng)已成為開展趨勢：(1)系統(tǒng)從集中限制、功能分散型向分散網(wǎng)絡(luò)型開展.(2)設(shè)備安裝就地化、戶外化.(3)測量、限制設(shè)備向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化開展.(4)通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化.(5)系統(tǒng)信息交換、共享范圍進(jìn)一步擴大.(6)變電站綜合自動化系統(tǒng)平安體系不斷升級.第2章變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電氣主接線本文以電壓等級為110KV為例進(jìn)行變電站綜合系統(tǒng)的設(shè)計,一次電氣主接線總體設(shè)計方案如下：綜合自動化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)變電站綜合自動化系統(tǒng)的開展過程與集成電路技術(shù)、微計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān).隨著這些高科技的不斷開展,綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也不斷發(fā)生變化,其性能和功能以及可靠性等也不斷提升.從國內(nèi)外變電站綜合自動化系統(tǒng)的開展過程來看,其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分層分布式、和全分散式等三種類型.集中式的結(jié)構(gòu)形式集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng),指采用不同檔次的計算機,擴展其外圍接口電路,集中采集變電站的模擬量、開關(guān)倆個和數(shù)字量等信息,集中進(jìn)行計算與處理,分別完成微機監(jiān)控、微機保護和一些自動限制等功能,集中式結(jié)構(gòu)也并非指由一天計算機完成保護、監(jiān)控等全部功能.這種系統(tǒng)的主要功能即特點是：1〕能實時采集變電站中各種模擬量、開關(guān)量,完成對變電站的數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控、制表、打印、事件順序記錄等功能.2〕完成對變電站主要設(shè)備和進(jìn)出線的保護任務(wù).3〕集中式結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可大大減少占地面積.4〕造價低,尤其是對35kV或規(guī)模較小的變電站更為有利.集中式結(jié)構(gòu)最大的缺點是：1〕每臺計算機的功能較集中,如果一臺計算機出故障,影響面大,因此必須采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提升可靠性.2〕集中式結(jié)構(gòu),軟件復(fù)雜,修改工作量大,系統(tǒng)調(diào)試麻煩.3〕組態(tài)不靈活,對不同主線或規(guī)模不同的變電站,軟硬件都必須另行設(shè)計,工作量大,因此影響了批量生產(chǎn),不利于推廣.4〕集中式保護與長期以來采用一對一的常規(guī)保護相比,不直觀,不符合運行和維護人員的習(xí)慣,調(diào)試和維護不方便,程序設(shè)計麻煩,只適合于保護算法比擬簡單的情況.分層分布式的結(jié)構(gòu)形式在分層分布式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)中,將整個變電站的一次、二次設(shè)備分為三層,即變電站層、間隔層、和設(shè)備層.在所分的三層中,變電站層稱為2層,間隔層為1層,設(shè)備層位0層.變電站綜合自動化系統(tǒng)主要位于1層和2層,即間隔層和變電站層.設(shè)備層主要指變電站內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關(guān)及其輔助觸點,也包括電流互感器、電壓幅干起等一次設(shè)備.間隔層一般按斷路器間隔來劃分,具有測量、限制部件或繼電保護部件.測量、限制局部完成該單元的測量、監(jiān)視、操作限制、聯(lián)鎖及事件順序記錄等功能；保護部分完成該單元線路或變壓器或電容器的保護、故障記錄等功能.變電站層包括站級監(jiān)控主機、遠(yuǎn)動通信機等.變電站層設(shè)現(xiàn)場總線或局域網(wǎng),供各主機之間和監(jiān)控主機與間隔層之間交換信息.變電站綜合自動化系統(tǒng)主要位于1層和2層.變電站層的有關(guān)自動化設(shè)備一般安裝于限制室,而單元層的設(shè)備宜安裝于靠近現(xiàn)場,以減少限制電纜長度.分層分布式系統(tǒng)的特點如下：1〕分層分布式的配置,系統(tǒng)采用按功能劃分的分布式多CPU系統(tǒng).這種分散模塊化結(jié)構(gòu)具有軟件相對簡單、調(diào)試維護方便、組態(tài)靈活、系統(tǒng)整體可靠性高等特點；2〕繼電保護相對獨立；3〕具有與限制中央通信功能；4〕可靠性高；5)維護治理方便；6)需要電纜較多.全分散式的結(jié)構(gòu)形式硬件結(jié)構(gòu)為完全分散式的綜合自動化系統(tǒng),是指以變壓器、斷路器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位,將保護、限制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)屏上,安裝在主限制室內(nèi)的主控單元通過現(xiàn)場總線與這些分散的單元進(jìn)行通信,主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機聯(lián)系.這種完全分散型結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)的主要特點是：(1)系統(tǒng)部件完全依主設(shè)備分散安裝.(2)節(jié)約限制室面積.(3)節(jié)約二次電纜.(4)綜合性強.綜上所述,經(jīng)過三種綜合自動化結(jié)構(gòu)形式的比照,本設(shè)計選擇分層分布式的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行詳細(xì)闡述,并充分利用其優(yōu)點來滿足系統(tǒng)的要求.變電站綜合自動化系統(tǒng)的硬件配置綜合自動化系統(tǒng)變電站主控室的結(jié)構(gòu)分為三類：(1)模擬屏式：在主控室模擬屏前設(shè)微機臺,臺內(nèi)裝微機及UPS電源,臺上放主機顯示器CRT,鍵盤和打印機.模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手.其他如保護

柜,變送器柜,電度表柜,監(jiān)控柜,交直流電源柜等均放在模擬屏后,或分置于其他房間.(2)限制臺式：再主控室前部設(shè)限制臺,無模擬屏.在限制臺對面設(shè)保護柜,變送器柜,監(jiān)控柜,電度表柜和交直流電源柜等設(shè)備.限制臺上或旁邊放主機顯示器CRT.打印機和鍵盤.模擬主接線,操作把手,必要的儀表和光字均安裝在限制臺面上.主控室主控室前部的

限制臺上面安裝顯示器,打印機,

鍵盤,模擬主接線,操作把

手,必要儀表OPPOSI保護柜,變送二器柜,監(jiān)控柜,電度表柜,電流柜(3)微機臺式：在主控室前部設(shè)微機臺,無模擬憑,無限制臺.主控室后部設(shè)保護柜,變送器柜,監(jiān)控柜,電度表柜,交直流電源柜等設(shè)備.微機臺內(nèi)裝主機和微機電源,微機臺上放CRT,打印機和鍵盤.保護柜,變送器柜,監(jiān)控柜,電度表柜,交直流電流柜前部微機臺內(nèi)設(shè)有主機和微機電源,打印機,鍵盤變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能主要包括監(jiān)測,監(jiān)控,遠(yuǎn)傳,保護四局部.監(jiān)測：綜合自動化系統(tǒng)通過對變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,處理,顯示和打印,使運行人員了解變電站的運行工況,并采取相應(yīng)的舉措.所采集的數(shù)據(jù)分為三大類：模擬量,開關(guān)量和脈沖量.(1)模擬量：變電站需要監(jiān)測的各種模擬量包括主變一次,二次和各線路的電流,各段母線及重要線路的電壓,各線路零序電流,母線零序電壓,主變溫度和室溫.(2)開關(guān)量：變電站內(nèi)需要監(jiān)測的各種開關(guān)量,包括各個開關(guān),刀閘,變壓器分接頭,繼電保護動作信息,開關(guān)機構(gòu)運行狀態(tài),交直流電源運行狀態(tài),各微機運行狀態(tài)等.(3)脈沖量：變電站需要監(jiān)測的各種脈沖量,包括線路,主變一次和二次的有功電度量和無功電度量,電容器的無功電度量,所用電的有功電度量等.監(jiān)控：綜合自動化系統(tǒng)提供方便可靠的人機對話,運行人員利用鍵盤和顯示器操作開關(guān),刀閘和變壓器分接頭.該系統(tǒng)還可以根據(jù)電網(wǎng)運行情況自動限制開關(guān)或變壓器分接頭.所有操作的可靠性在軟硬件設(shè)計中都應(yīng)符合雙重化原那么.操作方式分為手動操作和遙控執(zhí)行.手動操作分為三種方式：鍵盤操作,把手操作,保護柜操作.正常時利用鍵盤操作,非正常時通過模擬屏把手操作或保護柜操作.保護柜操作可通過保護機鍵盤或柜上按扭實現(xiàn).遙控執(zhí)行：當(dāng)調(diào)度端發(fā)出遙控開關(guān)或遙調(diào)變壓器分接頭的命令后,該系統(tǒng)能可靠的執(zhí)行.變電站監(jiān)控的內(nèi)容主要有以下幾個方面：(1):跳閘統(tǒng)計：統(tǒng)計開關(guān)跳閘次數(shù).分為有事故跳閘次數(shù)和手動跳閘次數(shù)兩種.(2):接地選相：對于中性點不接地系統(tǒng),當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時利用零序電壓,零序電流增量以及壓降可判斷接地線路及相別,也可以利用功率方向等其它方法來判別.也可利用功率方向法等其他方法來判別.為了保證可靠性,應(yīng)屢次采樣后才能確定.確定后,主機報警,并顯示和打印.運行人員根據(jù)提示,用人工檢除方法跳開開關(guān)自動重合,驗證主機的判斷.(3):無功電壓自動限制：根據(jù)電網(wǎng)無功,電壓計算和判斷是投切電容器,還是調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置.以使無功和電壓滿足要求.在變壓器.電容器.或電網(wǎng)故障時不應(yīng)該誤動.當(dāng)電容器檢修時,不應(yīng)參與限制.遠(yuǎn)傳：當(dāng)變電站正常運行或發(fā)生事故及報警等事件時,遠(yuǎn)傳時機實時的向上級調(diào)度傳送該站信息,使調(diào)度人員了解該站的運行情況.保護：微機保護不僅有較高的可靠性和靈敏性,而且使用方便.其特點：(1):用鍵盤和八段顯示器(LED)顯示采樣值(電流,電壓,和開關(guān)狀態(tài))和整定值,并可修改整定值.(2):具有事故追憶功能.能夠記錄事故前后的線路電流和母線電壓.(3):具備實時自檢功能.能夠?qū)ΡＷo柜包括主機在內(nèi)的各元件進(jìn)行在線檢查.變電站保護分為以下幾種類型：(1):線路保護：包括電流速斷保護,定時限過電流保護,方向性電流保護,零序電壓,電流及方向保護,反時限過流保護,高頻保護,距離保護.雙回線方向橫差保護和低周減載保護.

(2):變壓器保護：包括差電流速斷保護,帶二次諧波制動的比例差動保護.本體保護(重瓦斯,輕瓦斯,有載重瓦斯,有載輕瓦斯等),過流保護(包括低壓啟動,復(fù)合電壓啟動),過負(fù)荷保護.零序保護,高壓側(cè)備用電源自投和低壓側(cè)備電源自投.(3):電容器保護：包括電流速斷保護,過流保護,反時限過流保護,相間過電壓保護,相間低電壓保護和零序過電壓保護.(4)：母線保護：包括完全電流差動母線保護和電流比相式2.4分層分布式變電站綜合自動化工程應(yīng)用本文所采用的變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：變電站綜合自動化系統(tǒng)分為變電站層和間隔層,這兩層之間建立了基于以太網(wǎng)的站內(nèi)通信網(wǎng),問隔層設(shè)備間建立CAN總線通信網(wǎng).如圖2-5所示,變電站層包括前置機通信單元和后臺監(jiān)控主機單元,這些構(gòu)成了上位機系統(tǒng).間隔層也就是下位機系統(tǒng),按斷路器間隔劃分,包括主變監(jiān)控保護單元、主變后備保護單元、線路監(jiān)控保護單元、電容器保護單元等.系統(tǒng)變電站層間隔層變電站系統(tǒng)變電站層間隔層變電站綜合自動化前置通信單元上位機系統(tǒng)后臺監(jiān)控主機下位機系統(tǒng)圖2-5變電站綜合自動化系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)框圖RCS--9000變電站綜合自動化系統(tǒng)RCS-9000是新一代的,集保護、限制、監(jiān)視、測量和其他自動化功能于一體的35kV-500kV變電站綜合自動化系統(tǒng).它分為三層的體系結(jié)構(gòu).RCS-900配分布式系統(tǒng),配置有一系列單元監(jiān)控裝置.這些裝置可以安裝在變電站的間隔里,長期穩(wěn)定地運行在高溫、強電磁干擾和潮濕的惡劣環(huán)境中.通信層采用標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約,可以方便地實現(xiàn)不同廠家的設(shè)備互連.為保證通信可靠性采用雙網(wǎng)通信方式.變電站層主要是位于變電站限制室里的總控單元.可以同時用不同的規(guī)約向兩個或多個調(diào)度所或集控站發(fā)送報文.系統(tǒng)功能強大,用戶界面友好,可以很好地滿足變電站自動化的要求.單元監(jiān)控裝置將保護、測控和其他功能按對象進(jìn)行設(shè)計,可以就地安裝在開關(guān)柜里,通過通信電纜或光纜和總控單元聯(lián)系,從而取消了接往限制室的大量信號、測量、限制、保護和其他電纜,提升了系統(tǒng)的可靠性,也節(jié)約了投資.RCS總線采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999(IEC60870-5-103)通信規(guī)約,用于站內(nèi)保護和測控的綜合通信,實時性強,可靠性高,具有不同廠家同種規(guī)約產(chǎn)品的互操作性.為所有裝置提供兩個獨立的通信網(wǎng).兩網(wǎng)可以都用于通信,從而提升通信的可靠性.也可以將兩網(wǎng)分別用于通信和故障錄波.以GPS寸時網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行時間同步.為此,GPSg置只需提供一副觸點,預(yù)防了以往為每臺設(shè)備提供一副觸點和一對接線的麻煩.監(jiān)控系統(tǒng)采取開放式、模塊化設(shè)計；基于WindowsNT通過不同設(shè)置實現(xiàn)各種監(jiān)控功能,工作可靠,平安；可以提供保護和錄波分析的全部信息.RCS--9000變電站綜合自動化系統(tǒng)主要功能有：數(shù)據(jù)采集和處理、超高壓線路和低壓饋線保護及測控、備自投、低頻減載、自動同期、電壓無功限制等自動限制功能；數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理,例如電量統(tǒng)計、電壓合格率統(tǒng)計以及主變負(fù)荷率計算等；異常和事故報警及處理、保護及故障信息治理和處理.上位機系統(tǒng)上位機系統(tǒng)相對于下位機系統(tǒng)來說相當(dāng)于主站,主要是對下位機各測控、保護單元進(jìn)行監(jiān)控；相對于遠(yuǎn)方的調(diào)度部門來說,又相當(dāng)于子站,上傳變電站的運行信息,同時執(zhí)行該調(diào)度的限制和調(diào)節(jié)命令,完成相應(yīng)的功能.后臺監(jiān)控主機后臺監(jiān)控主機主要作用是完成當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的功能.除了要完成變電站正常運行時主設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)實時采集和處理的任務(wù)外；還要對不正常運行狀態(tài)和事故狀態(tài)運行的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理與數(shù)據(jù)收集(SCADA;同時還要完成保護定值的修改與下發(fā)、調(diào)度命令的隨時解釋和下達(dá)執(zhí)行等等.具體說來其功能可以分成以下幾個方面：(1)收集并存儲變電站下位機各檢測保護單元采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù),錄入并保存反映變電站和各一次設(shè)備運行狀態(tài)的離線數(shù)據(jù).(2)運行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件,處理實時數(shù)據(jù),下發(fā)限制、調(diào)節(jié)命令,對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、統(tǒng)計、繪圖、打印和輸出等處理,為系統(tǒng)運行治理提供科學(xué)依據(jù).(3)提供報警提示.報警分為計算機圖形報警、文字報警和語音告警三種；報警類型分為事故告警、變位報警和越限報警三種.當(dāng)各設(shè)備出現(xiàn)故障,包括斷路器跳閘、保護裝置動作等故障,以及各種不正常事件,如設(shè)備變位、狀態(tài)異常、模擬量越限以及下位機各間隔單元狀態(tài)異常的情況時,后臺監(jiān)控主時機發(fā)出相應(yīng)的提示.(4)給操作人員提供各種形式的信息顯示界面,其中包括以地圖為背景的實時系統(tǒng)運行工況圖.(5)事故記錄和事故追憶.變電站運行的各種事件被分別登錄到狀態(tài)變化、遙測越限和SOE(事件順序記錄儀)登錄表中.將事故前M分鐘和事故后N分鐘的重要運行數(shù)據(jù)自動存入歷史數(shù)據(jù)庫.本方案中上位機的后臺主機為監(jiān)控主機.作為調(diào)度、運行及保護等各個專業(yè)人員的人機交互窗口,該監(jiān)控主機以圖形顯示、報表打印、語音報警等各種方式對系統(tǒng)運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控、對可控裝置進(jìn)行限制調(diào)節(jié)等,并協(xié)助調(diào)度中央完成“四遙〞功能.2.4.7下位機監(jiān)測、限制和保護單元單元可分為以下幾種裝置：通用測控裝置NSD20Q線路測控裝置NSD10Q保護測控裝置NSR60嚇位機監(jiān)測、限制和保護單元由三個功能模塊組成：采集保護模塊、主CPU模塊和通信模塊.為了提升系統(tǒng)的運行速度,減輕單個CPU運行負(fù)荷,每個模塊單元均采用雙CPU結(jié)構(gòu)：一片CPU完成模擬量采集和處理、開關(guān)量輸入/輸出和人機接口等功能；另一片CPU完成與CAN總線接口的通信任務(wù).應(yīng)用雙口RAM,以便使兩CPU之間的數(shù)據(jù)順利交換.電力系統(tǒng)的保護單元裝置中,現(xiàn)場數(shù)據(jù)在進(jìn)入保護功能處理程序之前,要進(jìn)行一系列的預(yù)處理.從電力系統(tǒng)中輸入到繼電保護裝置的模擬信號主要有兩類：來自PT或CT的交流電壓、電流信號,來自分壓器或分流器的直流電壓電流信號.這些信號首先被轉(zhuǎn)換成與微型計算機相匹配的電平,通過模擬濾波削去其中的高頻成分,然后由采樣保持環(huán)節(jié)將連續(xù)信號離散化.由于輸入的信號往往不止一個,不可能要A/D轉(zhuǎn)換器與這些輸入信號一一對應(yīng).所以,設(shè)置一臺多路轉(zhuǎn)換器,由它逐一限制輸入信號的采集,并把它們按一定規(guī)律傳給A/D轉(zhuǎn)換器,A/D轉(zhuǎn)換器接著把它們一一轉(zhuǎn)換成數(shù)字量.這些數(shù)字量還應(yīng)在存儲器中按先后順序排列,以方便處理程序的調(diào)用.通信模塊主要負(fù)責(zé)測控保護單元與CAN總線的接口白包括從CAN總線接收數(shù)據(jù)和向CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù).為了保證系統(tǒng)的可靠性和運行獨立性,通信模塊由一片專門的CPUZ(80C196負(fù)責(zé),與測控保護模塊分開,互不影響.任何一個模塊出錯不會影響另一模塊的正常運行.下位機與CAN總線接口的通信,總^線限制器可完成CAN通信協(xié)議所要求的大局部功能,包括數(shù)據(jù)的組幀、解幀、幀校驗等.在本系統(tǒng)中,選用PHILIPS公司生產(chǎn)的獨立CAN總線限制器SJA100Q總線收發(fā)器是CANg制器與物理總線間的接口,系統(tǒng)中選用PHILIPS公司生產(chǎn)的芯片PCA82C25O它可以提供對總線的差動收發(fā)水平.各測控保護單元采用雙CPU吉構(gòu),一塊用于保護,另一塊用于通信.這兩個CPU?選用為80C196KB它擁有一套效率高、執(zhí)行速度快的指令系統(tǒng).2.5微機保護硬件的一般結(jié)構(gòu)：微機保護的硬件類型分為三種：高壓線路微機保護,微機元件繼點保護,低壓線路的微機保護.①高壓線路微機保護：目前我國的高壓線路微機保護裝置的原理,性能,主要指標(biāo)以及制造工藝方面以到達(dá)了國際先進(jìn)水平,微機保護的動作正確率也已經(jīng)超過了常規(guī)保護.對于高壓和超高壓輸電線路微機保護裝置,多單片機構(gòu)成的多CPU硬件結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)行的實際標(biāo)準(zhǔn).這種類型的微機保護裝置的根本特點是：電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整套裝置的公共局部,其頻率輸出信號分別傳送給各個保護插件,再由各個保護插件完成相應(yīng)的測頻,采樣值標(biāo)度變換,保護功能計算.3個保護CPU分別完成高頻保護,距離保護,零序保護功能.監(jiān)控CPU主要負(fù)責(zé)人機接口,保護定值治理.通信限制,保護CPU運行狀態(tài)監(jiān)控等功能.3個保護插件啟動元件按三取二的原那么啟動各套保護裝置的出口回路,從而大大的提升了保護裝置的可靠性.但是這種多CPU微機保護裝置采用了不完全冗余技術(shù).保護輸入和輸出通道不采用冗余技術(shù),而只是在信號處理器局部采用.如果模擬輸入通道和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生故障,那麼輸入3個CPU插件的故障數(shù)據(jù)將不在準(zhǔn)確,整套裝置不能正確工作；跳閘出口通道發(fā)生故障,整套裝置同樣不能正確工作.因此整個保護裝置并不由于采用了多CPU技術(shù)而使可靠性大幅度的提升.多CPU微機保護裝置除完本錢線路的繼電保護功能外,同時還必須完成相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護功能.廣泛的使用多CPU微機保護裝置中,距離保護三段和零序保護三段,都具有遠(yuǎn)后備的功能.在距離保護CPU插件或者零序保護CPU插件發(fā)生故障時,即使線路的主保護可以正常工作,仍將失去遠(yuǎn)方后備保護的功能.由于以上的原因,在高壓和超高壓輸變電線路中,不但主保護必須雙重化配置,后備保護也必須雙重化配置.②微機元件繼電保護：微機元件保護的種類很多,硬件結(jié)構(gòu)也各有特色,根本的類型有單片機型和工控機型微機元件保護.許多廠家得宜于線路微機保護的成功開發(fā)和應(yīng)用中的成功經(jīng)驗,推出了許多與微機線路保護硬件結(jié)構(gòu)相似的單片機型微機元件保護.比方采用了高壓線路保護類似的VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高性能單片機構(gòu)成的雙CPU系統(tǒng),變壓器主保護與變壓器各側(cè)的后備保護分別采用不同的CPU完成保護功能.為適合變電站自動化的開展,新型微機變壓器保護也提供了基于現(xiàn)場總線的通信接口功能.采用工控機實現(xiàn)的微機保護,具有小型化,低本錢,高可靠性等優(yōu)點.工控機總線接口簡單,模塊化程度高,容易結(jié)合,使用維護方便,系統(tǒng)功能容易擴展.可以大大縮短微機保護裝置的開發(fā)周期,實現(xiàn)微機繼電保護裝置的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化,便于運行部門的運行維護,必將在微機保護的開展中發(fā)揮重要的作用.③低壓線路的微機保護：這種類型的保護裝置可以分為兩種：一種為?對一〞方式,即一套裝置實現(xiàn)一條線路的保護；另一種為j對N'方式,即一套裝置實現(xiàn)多條線路保護.采用對一：實現(xiàn)時,一套裝置負(fù)責(zé)一條線路或一臺變壓器的測量,保護和限制.使用乙對N'方式實現(xiàn)時,一套裝置負(fù)責(zé)多條線路或變壓器的測量,保護和限制.它具有分布式結(jié)構(gòu)的全部優(yōu)點而且又便于設(shè)計安裝及運行維護.為中低壓變電站廣為采用.2.4.4110KV變電站綜合自動化系統(tǒng)保護測控裝置詳細(xì)配置2.4,4(1)110kv側(cè)保護測控裝置配置本設(shè)計采用RCS-9700cg列測控裝置.系統(tǒng)概述RCS-9700c系列測控裝置是為將測控功能分散實現(xiàn)而設(shè)計開發(fā)的,在設(shè)計的過程中充分考慮了裝置惡劣的運行條件.裝置具有良好的電磁兼容性能,抗電磁干擾水平強,功耗低,工作溫度范圍寬.RCS-9700c系列測控裝置綜合考慮變電站對數(shù)據(jù)采集、處理的要求,以計算機技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、限制、信號等功能.該裝置完全根據(jù)分布式系統(tǒng)的設(shè)計要求,在信息源點安裝小型的高可靠性的單元測控裝置,采用工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)與安裝于限制室的中央設(shè)備相連接,實現(xiàn)全變電站的監(jiān)控.該系列裝置除完成常規(guī)的數(shù)據(jù)采集外,還可實現(xiàn)豐富的測量、記錄、監(jiān)視、限制功能,取代了其它常規(guī)的專門測量儀表.因此,這種系統(tǒng)充分滿足各種電壓等級的變電站對實現(xiàn)綜合自動化和無人值班的要求.裝置在設(shè)計的過程中充分考慮了運行的平安性,限制系統(tǒng)中的各種閉鎖、開放控制電路的設(shè)置,高可靠性連接元件的選用,通信技術(shù)的應(yīng)用,新型大節(jié)點容量繼電器的使用,出口繼電器檢驗,保證了裝置能更平安可靠的接地運行.RCS-9700c系列測控裝置采用新型的ARM+DSP件平臺,14位并行AD轉(zhuǎn)換器,160*240圖形點陣液晶,100M以太網(wǎng)雙網(wǎng),工業(yè)用實時多任務(wù)操作系統(tǒng),實現(xiàn)了大容量、高精度的快速、實時信息處理,裝置支持主接線圖顯示圖形可網(wǎng)絡(luò)下載,裝置具備完善間隔層聯(lián)鎖功能,聯(lián)鎖邏輯可網(wǎng)絡(luò)下裝.RCS-9702CRCS-9703CRCS-9705GRCS-9706CRCS-9709CRCS-9701CM提供硬件邏輯閉鎖接點輸出.2.主要功能RCS-9700c系列測控裝置主要包括交直流測量單元、獨立遙控單元、狀態(tài)量采集單元、脈沖累計計算單元、網(wǎng)絡(luò)接口.各局部功能如下：1〕測量單元現(xiàn)場CT、PT來的5A和1A、100V的交變波形經(jīng)高精度的變換器轉(zhuǎn)換成適合計算機采集的小信號,經(jīng)濾波后送入A/D變換成數(shù)字信號,最后進(jìn)入CPU!行計算.本裝置按每個周波采集32點,對CTPT和直流變送器進(jìn)行交直流采樣,并按N次等間隔采樣的離散表達(dá)式計算電流、電壓、有功、無功、有功電度、無功電度、功率因素、頻率等交流值和溫度、電流、電壓等直流測量值.2〕遙信單元信號以空節(jié)點方式引入,經(jīng)過光電隔離后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)入裝置,從而取得狀態(tài)信號,變位信號.信號量的采集帶有濾波回路,裝置每0.625毫秒查詢一次信號狀態(tài),有變位即進(jìn)行記錄,信號采集具有預(yù)防接點抖動的水平.此外每一信號的采集帶有現(xiàn)場可整定的時限,以保證信號功能的準(zhǔn)確性.3〕限制單元限制操作由調(diào)度或當(dāng)?shù)乇O(jiān)控下達(dá)命令,裝置接收此命令并返回校核無誤,即輸出此命令對開關(guān)進(jìn)行跳/合操作.該限制受開放限制電路的限制,每一對象的遙控輸出都受雙CPU勺限制,操作步驟為：選擇、返校、執(zhí)行三局部,實現(xiàn)繼電器出口校驗,保證了遙控能平安、可靠地執(zhí)行.4〕脈沖計數(shù)功能脈沖電度表發(fā)出的脈沖信號經(jīng)光電隔離轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,經(jīng)去抖過程后進(jìn)入脈沖計數(shù)功能.5〕通訊接口裝置支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999〔IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約,配有以太網(wǎng),雙網(wǎng),100Mbps,超五類線或光纖通訊接口.6〕人機接口160*240大屏幕點陣液晶顯示及薄膜式鍵盤,能方便地實現(xiàn)人機對話.圖形化人機接口,主接線圖、開關(guān)、刀閘及模擬量的顯示,菜單及圖形界面可編輯,并可通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)直接下載.7〕當(dāng)?shù)夭僮骺稍谥鹘泳€圖上,直接對開關(guān)、刀閘進(jìn)行就地操作,減少誤操作的可能性.8〕邏輯閉鎖功能當(dāng)裝置邏輯閉鎖功能投入時,裝置能夠接受邏輯閉鎖編程,當(dāng)遠(yuǎn)方遙控或就地操作時,裝置自動啟動邏輯閉鎖程序,以決定是否允許操作.CPU?主要功能主CPUK以32位ARM+DSP核心,CPLDEPROM,RAM外圍接口芯片支持,構(gòu)成-最根本的單片機系統(tǒng),主管一下任務(wù)：A.遙測數(shù)據(jù)采集及計算；B.遙信采集及處理〔變位及SO日言息的記錄及發(fā)送〕；C.遙脈采集及計算〔累計〕；D.遙控命令的接受與執(zhí)行；E.檢同期合閘；F.邏輯閉鎖；G.與顯示板通訊,支持人機界面；H.通過網(wǎng)絡(luò)接口將信息讀入或發(fā)出；I.GPS對時；J.對關(guān)鍵芯片的定時自檢.遙測采集及計算遙測量通過PT/CT將強電壓、電流量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的弱電電壓信號后,由A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入主CPU可輸入四個電壓和三個電流.本裝置測量采用32點采樣.本裝置對頻率進(jìn)行跟蹤計算,調(diào)整采樣周期后進(jìn)行等間隔采樣.遙測采用三表法.遙信測量遙信輸入采用光耦進(jìn)行隔離,以預(yù)防外部干擾的闖入.CPUM遙信的掃描時間為0.625ms,并加有軟件去抖動算法,其時序如圖,遙控輸出限制單元主要負(fù)責(zé)完成接受命令并根據(jù)命令輸出相應(yīng)的限制信息,為了保證遙控輸出的可靠性,每一對象的遙控都由三個繼電器完成,輸出都由兩個CPUM行,并增加了一閉鎖限制電路,由限制電路來限制遙控的輸出.對象操作嚴(yán)格根據(jù)選擇、校核、執(zhí)行三步驟,實現(xiàn)出口繼電器校驗.另外本裝置具有硬件自檢閉鎖功能,以預(yù)防硬件損壞導(dǎo)致誤出口.GPS寸時本裝置可與GPS對時,實現(xiàn)裝置時鐘與天文時鐘同步.通信通信規(guī)約符合電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL-T677-1999(IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)),配有以太網(wǎng),雙網(wǎng),100Mbp6超五類線或光纖通訊接口..測控裝置結(jié)構(gòu)和安裝圖RCS-9700系列C型測控裝置均為后插式結(jié)構(gòu),110KV側(cè)變壓器本體保護采用RCS-9703CW空裝置,它是二分之一的6U機箱..RCS-9703C測控裝置典型應(yīng)用及功能RCS-9703C測控裝置主要用于站內(nèi)主變本體及低壓側(cè)測控,裝置擁有單斷路器測控、分接頭的調(diào)節(jié)、地刀的限制及與用于溫度、直流系統(tǒng)測量的常規(guī)變送器的接口.1.主要功能有：56路開關(guān)量變位遙信,開工量輸入為220V/110V光電隔離輸入；一組電壓、一組電流的模擬量輸入,其根本內(nèi)容有電流、電壓、電度計算、頻率、功率及功率因素；8路變送器接口單元；15次諧波測量；5)遙控輸出可配置為16路遙控分合,遙控出口為空接點,遙控分合閘無公共點,出口動作保持時間可程序設(shè)定；6)1路檢同期合閘；7)分接頭測量與調(diào)節(jié)；4路脈沖累加單元,空接點開入；9)遙控事件記錄及事件SOE10)支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999(IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約,配有以太網(wǎng),雙網(wǎng),100Mbps超五類線或光纖通訊接口；11)邏輯閉鎖功能,閉鎖邏輯可編程；12)大屏幕液晶,圖形化人機接口,主接線圖、開關(guān)、刀閘及模擬量的顯示,菜單及圖形界面可編輯,并可通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)直接下載..硬件結(jié)構(gòu)本裝置主要包括：AC板,交流輸入；CPUS;DC板：電源,遙信輸入；Yx接口板：遙信；ZL板：變送器接口、遙信輸入；Yk1接口板：遙控；Yk2接口板：遙控；.技術(shù)指標(biāo)1)容量測量：8路變送器一組CT加一組PT遙信：56路遙控：16路

2〕測量脈沖量2〕測量脈沖量：4路輸入信號范圍0-120%In輸入方式CT3〕信息速率測量刷新周期信號刷新周期0-120%UnUn=100VIn=5A/1A、PT隔離01秒01秒4〕信號事件分辨率信號輸入方式5〕網(wǎng)絡(luò)接口接口標(biāo)準(zhǔn)<2Ms無源節(jié)點以太網(wǎng)支持DL/T667-1999(IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)〕6〕工作電源輸入電壓220V,110V允許偏差+15%,-20%功耗<25W7〕父流參數(shù)電壓100V或100/1.732V電流5A,1A

頻率50Hz電壓功耗<0.5VA/相電流功耗<1VA/相〔Is=5A〕<0.5VA/相〔Is=1A〕8〕物理特性正常工作溫度-25C-60C抗干擾滿足IEC255—22—4濕度和壓力滿足DL478以太網(wǎng)接口雙絞線以太網(wǎng)或光纖以太網(wǎng)可選擇支持IEC61850、DL/T667-1999103:1997)〔idtIEC60870-5-對時接口標(biāo)準(zhǔn)EIA-RS-485接口,支持秒脈沖和IRIG-B差分信號輸出形式空接點接點抖動時間<1ms事件分辨率<2ms信號輸入方式無源接點電流輸入范圍4-20mA電壓輸入范圍0?10V或0-250V精度<0.2%滿刻度值U、I測量誤差0.2%P、Q、S、Cos測量誤差0.5%系統(tǒng)側(cè)頻率測量誤差士0.01Hz線路側(cè)頻率測量誤差士0.01Hz相角差測量誤差<1°輸入信號范圍0?120%UnUn=100V0?200%InIn=5A/1A輸入方式PT、CT隔離采樣頻率1600Hz額定電壓(Un)110V,220V輸入范圍80%Un?120%Un靜態(tài)功耗<15W動作時功耗<25WC型測控裝置同期參數(shù)的設(shè)置、測控裝置同期和無壓具體實現(xiàn)過程.檢同期關(guān)鍵過程：首先,需要指令啟動同期檢測過程.其次,裝置沒有發(fā)現(xiàn)母線電壓PTDX,線路電壓PTDX不會影響同期檢測過程.最后,等參與同期的兩側(cè)電壓的壓差、相角、頻差均小于定值并且兩側(cè)電壓均不低于低壓閉鎖定值時,合閘出口.否那么,將在同期復(fù)歸時間之后,退出同期檢測過程,宣告檢同期失敗..檢無壓關(guān)鍵過程：首先,需要指令啟動無壓檢測過程.其次,裝置沒有發(fā)現(xiàn)母線或者線路電壓PTDXo最后,參于檢無壓的兩側(cè)電壓中任何一側(cè)電壓小于無壓定值,合閘出口.否那么,將在同期復(fù)歸時間之后,退出無壓檢測過程,宣告檢無壓失敗.RCS9700c型測控同期定值廳P定值名稱一定值廳p一定值名稱定值1低壓閉鎖值UBS7同期復(fù)歸時問TRS2壓差閉鎖值DelU8線路電壓類型Utyp3頻差閉鎖值一DelF9［線路補償角0?360°4頻差加速度閉鎖Dfdt10不檢方式BJ5開關(guān)動作總時問Tdq11檢無壓力式Jwy6允許合閘角Dazd12:檢同期方式JTQ13檢無壓比率0~100%說明：.線路電壓類型中“0?5〞分別代表所用線路電壓采用Ua,Ub,Uc,Uab,Ubc,Uca.例：線路電壓類型整定為0,即參于同期的電壓相別是A相,所有與電壓有關(guān)的定值如低壓、壓差、無壓都以相電壓為基準(zhǔn).如果線路電壓類型整定為3,即參于同期的電壓相別是AB相,所有與電壓有關(guān)的定值如低壓、壓差、無壓都以線電壓為基準(zhǔn)..低壓閉鎖值：當(dāng)參與檢同期判別的兩個電壓中任一個電壓小于該定值時,不允許合閘..壓差閉鎖值：當(dāng)參與檢同期判別的兩個電壓的差值大于該定值時,不允許合閘..頻差閉鎖值：當(dāng)參與檢同期判別的兩個電壓的頻率差值大于該定值時,不允許合閘..頻差加速度閉鎖：當(dāng)參與檢同期判別的兩個電壓的頻率差的速度大于該定值時,不允許合閘..開關(guān)動作總時間：發(fā)出合閘脈沖到開關(guān)合上所花費的時間,用于計算合閘導(dǎo)前角,即提前下令合閘,等開關(guān)合上時,兩側(cè)電壓正好到達(dá)同期點.7,允許合閘角：當(dāng)參與檢同期判別的兩個電壓的相角大于該定值時,不允許合閘.例：線路電壓類型整定為0,參于同期檢測的相別就為A相,母線A相電壓和線路電壓之間的相位角即為合閘角,在測控單元中可看到該角度的實際值Vxmo同期〔無壓〕復(fù)歸時間：指同期檢測或是無壓檢測的最長時間,在這段時間內(nèi)如果同期條件或無壓條件仍得不到滿足,那么退出檢測過程,宣告檢同期〔檢無壓〕失敗.在不檢方式,檢無壓和檢同期方式這三個限制字中,“0〞代表退出,1'代表投入.三種方式原那么上只能投入一種,由此決定一般遙控和就地合閘的電壓檢測方式.需要說明的是監(jiān)控后臺遙控時可選擇檢同期、檢無壓或不檢方式,它的優(yōu)先級高于測控裝置上的相應(yīng)設(shè)置.線路補償角：檢同期的時候,將母線電壓的相角加上該角度后再與線路電壓的相角比擬,例：主變兩側(cè)同期合閘,正常運行時,同是A相電壓,就有30.的角差,用于此類情況的角度校正.老版本的測控裝置中,檢無壓方式中的無壓定值,固定為30V.當(dāng)參與判別的兩個電壓中線路電壓小于30V或者母線電壓三相均小于30V時,判斷為無壓.新版本的測控裝置中,增加檢無壓比率定值.當(dāng)該參數(shù)設(shè)定好一個定值后,在進(jìn)行檢無壓判斷時候根據(jù)測控裝置監(jiān)控參數(shù)中【母線電壓二次值】和【線路電壓二次值】乘以該定值得到檢無壓的門檻值,再分別對母線電壓和線路電壓進(jìn)行無壓判斷.注意：.測控裝置中【參數(shù)設(shè)置】—＞【監(jiān)控參數(shù)】—＞【線路電壓二次值】需要根據(jù)實際輸入的線路電壓來設(shè)置.如果設(shè)置的是100V,且線路電壓類型為0~2〔Ua、Ub、Uc〕時,裝置會對測量到的Ux除以,3再進(jìn)行檢同期或檢無壓過程.但電壓類型選擇3~5時,無論【線路電壓二次值】怎樣設(shè)定,裝置都默認(rèn)把Ux直接與母線上對應(yīng)的線電壓進(jìn)行比擬..測控裝置對母線電壓的PTDX檢測,條件是負(fù)序電壓大于一個門檻或者開關(guān)有流且正序電壓小于一個門檻.如果母線PTDXffi警,將閉鎖檢同期和檢無壓過程..測控裝置對線路電壓的PTDX檢測,條彳是開入5為1,即重新定義開入5為線品&PTDX信號輸入,如果線路PTDXffi警,將閉鎖檢同期和檢無壓過程.〔該功能只在福建省使用,其他地區(qū)并無該功能〕三、現(xiàn)場例子：福建某地區(qū),作測控裝置的同期試驗.初始同期參數(shù)中不檢方式0檢同期1檢無壓1不加外部交流量,進(jìn)行檢無壓合閘操作,裝置報TQ失敗.查看同期復(fù)歸參數(shù)為1秒,擔(dān)憂太短,整定20秒后再試,仍然失敗.參加交流電壓,使電壓條件滿足檢同期的條件,合閘操作成功.經(jīng)過仔細(xì)查看,裝置的線路PTDX信號〔開入5〕始終為1,因此閉鎖了檢無壓過程.使人迷惑的是,該線路PTDX信號只閉鎖檢無壓合閘而不影響檢同期合閘.查閱?RCS9705c同期判斷流程圖?,便能加深對檢同期過程的理解.2.4,4〔2〕35KV側(cè)保護測控裝置配置35KV側(cè)線路保護采用RCS-9707CW控裝置1,應(yīng)用范圍：主要用于35KV側(cè)線路單元的限制2.主要功能：

①86路開關(guān)量變位遙信,開關(guān)量輸入為220V/110V光電隔離輸入；②一組電壓、一組電流的模擬量輸入,其根本內(nèi)容有電流、電壓、電度計算、頻率、功率、功率因素；③15次諧波分量；④遙控輸出可配置為8路遙控分合,遙控出口為空接點,遙控分合閘無公共點,出口動作保持時間可程序設(shè)定；⑤I路檢同期合閘；⑥遙控事件記錄及事件SOE支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999〔IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)〕標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約,配有以太網(wǎng),雙網(wǎng),100Mbps超五類線或光纖通訊接口；邏輯閉鎖功能,閉鎖邏輯可編程；大屏幕液晶,圖形化人機接口,主接線圖、開關(guān)、刀閘及模擬量的顯示,菜單及圖形界面可編輯,并可通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)直接下載.3.技術(shù)參數(shù)物理特性正常工作溫度-25C—60C抗干擾滿足IEC255—22—4濕度和壓力滿足DL478電氣參數(shù)工作電源輸入電壓輸入電壓220V,110V允許偏差+15%,-20%<25W技術(shù)指標(biāo)容量測量：8路變送器一組CT加一組PT遙信：56路遙控：16路脈沖量：4路測量輸入信號范圍0-120%UnUn=100V0-120%InIn=5A/1A輸入方式CT、PT隔離信息速率測量刷新周期01秒信號刷新周期01秒信號事件分辨率<2Ms信號輸入方式無源節(jié)點網(wǎng)絡(luò)接口接口標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)支持DL/T667-1999〔IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)〕2.4,4(3)10KV側(cè)保護測控裝置配置本設(shè)計采用RCS-9705蹤列測控裝置,其主要監(jiān)控對象為變電站內(nèi)的開關(guān)單元,裝置組屏安裝.本裝置功能配置同RCS-900原列的測控裝置.性能特征RCS-9705c系列裝置采用整體式結(jié)構(gòu),強弱電嚴(yán)格分開,全密封機箱設(shè)計,加上精心設(shè)計的抗干擾組件,使抗振水平,抗電磁干擾水平強.本裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示,其樹形菜單,分合閘報告,SOE艮告,模擬量,開關(guān)量,定值整定,限制字整定等都在液晶上有明確的漢字標(biāo)識,現(xiàn)場運行調(diào)試人員操作方便.裝置內(nèi)部的任何狀態(tài)變化都能在液晶上反映,包括開入開出,所有電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素以及頻率的有效值等等.本裝置采用了高精度的并行14位A/D轉(zhuǎn)換器,采樣精度高,通信規(guī)約支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEC-61850,本裝置根本免調(diào)驗.技術(shù)數(shù)據(jù)1.裝置根本參數(shù)及根本性能指標(biāo)測量一組CT,一組PT遙信64路遙控標(biāo)配8路,最多16路一遙測精度U、I0±0.2%遙測精度P、Q0±0.5%頻率0±0.01HzSO附辨率<0.1Ms2,環(huán)境條件

遵循標(biāo)準(zhǔn)GB/T13729-2002(IDTIEC60255-6:1988)正常工作溫度范圍-10C—+55c極限工作溫度范圍-25C—+55C貯存運輸溫度范圍-40C—+55C相對濕度5395%設(shè)備內(nèi)部不應(yīng)凝露,結(jié)冰大氣壓力70Kpa,106Kpa3.交流電流額定頻率50Hz±5Hz相序ABC額定電流1A5A線性范圍20A100A連續(xù)過載水平2A10A10S過載水平10A50A1S過載水平40A200A動穩(wěn)定電流〔半波值〕］250A1250A額定電流卜的功耗<0.2VA/相<0.5VA/相4.交流電壓YH系列電壓互感器額定電壓Vn100/1.732V110/1.732V100V,110V線性范圍106V173V連續(xù)過載水平120V120V/10SSaig力200V200V/額定電壓卜的功耗］<0.2VA/相<0.5VA/相TV系列新型電壓互感器額定電壓Vn100/1.732V110/1.732V100V,110V線性范圍|106V173V連續(xù)過載水平160V150V10SSaig力200V200V

額定電壓卜的功耗<0.2VA/相<0.4VA/相5,直流電源輸入額定電壓Vn110/125VDC][220/250VDC輸入范圍88—144VDC176—288VDC紋波按GB/T8376-1987(IEC60255-11:1979,EQV最大為直流值的12%直流中斷按GB/T8376-1987(IEC60255-11:1979,EQV直流中斷20Ms,不會導(dǎo)致裝置重啟靜態(tài)功耗動作時功耗<15W<25W啟動時間<10s6,開關(guān)量輸入額定電壓110V220V動作電壓77V「54V返回電壓60.5V121V最大允許電壓150V300V額定電流2.2mA[2.2mA耐壓水平2KVac2KVac7,開關(guān)量輸出輸出形式繼電器無源節(jié)點〔DSR1電器〕繼電器無源節(jié)點〔ST繼電器〕繼電器無源節(jié)點〔DSP/S接點并聯(lián)〕額定電壓250Vac/dc250Vac/dc250Vac/dc接通電流5A8A13A過載水平(1s)30A35A35A動作時間<5ms<10ms<5ms接點抖動時間1ms1ms1ms)斷弧水平|(L/R=40msat250Vdc)0.2A0,4A0.4A

8.機械結(jié)構(gòu)機械尺寸【寬＞高X深〕(1/2)6U機箱,213.2mrriX261mmX291mm［安裝尺寸(寬><)嵌入式安裝〔開關(guān)柜/組屏〕開孔尺寸：215mmX267mm,M5螺絲顏色銀灰「裝置質(zhì)量約4Kg防護等級IEC60529前面板IP51、箱體側(cè)面IP30、后面板IP209.電氣絕緣性能絕緣電阻GB/T14598.3-2006(IDTIEC60255-5:2000)用500V兆歐表下述端口之間絕緣電阻不小于100MO,所有端口對地之間、電源及開人開出回路對交流電壓電流回路之間、電源及開人回路對開出回路之間］匚耐壓GB/T14598.3-2006(IDTIEC60255-5:2000)在下述端口之問加2KV交流或2.8KV直流1分鐘,泄漏電流小于10mA所以端口對地之間、電源及開人開出回路對交流電流電壓回路之間、電源及開入回路對開出回路之間,無擊穿和閃絡(luò)沖擊電壓GB/T14598.3-2006(IDTIEC60255-5:2000)在下述端口之間加前沿時間為1.2us±30%至半峰時間為50us±20%勺短時沖擊電壓5KY所有端口對地之間、電源及開人開出回路對交流電流電壓回路之間、電源及開入回路對開出回路之問,無擊穿和閃絡(luò)］2.4.4〔4〕主變壓器保護側(cè)控裝置配置本設(shè)計采用RCS-9679嘎壓器保護裝置.應(yīng)用范圍RCS-9679吸壓器保護裝置由多微機實現(xiàn)的變壓器保護,適用于110KV及以下電壓等級的變壓器保護..保護配置和功能1〕保護配置①差動速斷保護；②比率差動保護〔經(jīng)二次諧波制動〕；高、低側(cè)復(fù)壓過流保護〔各三段〕；過負(fù)荷發(fā)信,過載閉鎖有載調(diào)壓,過負(fù)荷啟動風(fēng)冷和零序過電壓報警等功能；⑤8路非電量保護,其中4路可以直接跳閘〔通過選配F3插件,可到10路非電量保護,6路可以直接跳閘〕；裝置還有3路不按相操作斷路器的獨立的跳合閘操作回路.4.2.1變壓器后備保護〔1〕：三段式復(fù)壓閉鎖過流保護：配有三段共九時限〔每段三時限〕的復(fù)壓閉鎖過流保護,每段都有獨立的電流定值,時間定值和方向定值.通過定植的整定,每段過流保護可以選擇是否經(jīng)過復(fù)壓元件閉鎖,是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定.復(fù)壓閉鎖過流保護的復(fù)壓閉鎖元件,有本側(cè)復(fù)壓閉鎖和外部接入的復(fù)壓開入閉鎖或門構(gòu)成.外部接入的復(fù)壓開入閉鎖方式配合復(fù)壓出口功能,可實現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓的并聯(lián)方式.在PT斷線期間,可以選擇復(fù)壓閉鎖或不閉鎖.(2):三段式零壓閉鎖零序過流保護：配有三段共九時限(每段三時限)的零壓閉鎖零序過流保護,作為變壓器中性點接地運行方式下的接地保護.每段可獨立投退,并且保護可以選擇是否經(jīng)過零壓元件閉鎖,是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定.零壓閉鎖元件的零序電壓,采用三相電壓計算自產(chǎn)零序電壓3Uz零序電流可選擇取自變壓器中性點零序電流或三相電流計算自產(chǎn)零序電流.(3):二段式間隙零序過流保護：配有二段兩時限間隙零序電流保護.作為變壓器中性點接地運行方式下的接地保護,每段都可以獨立投退.(4):過復(fù)合保護：包括過復(fù)合警告,啟動風(fēng)冷,閉鎖有載調(diào)壓,各一段一時限.每個時限都可獨立投退,采用最大相電流判別.啟動風(fēng)冷,過負(fù)荷告警觸點為常開觸點.閉鎖有載調(diào)壓可選擇常開或常閉觸點.(5):復(fù)合電壓出口功能：為實現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓并聯(lián)的方式,本裝置配有復(fù)合電壓出口功能,有獨立的低電壓和負(fù)序電壓定值,當(dāng)復(fù)合電壓滿足條件,接通復(fù)壓出口觸點,并異常告警.(6):PT斷線告警：三相電壓均小于16V,某相電流大于002A,判為三相失壓.三相電壓和大于8V,最大線電壓小于16V,判為二相PT斷線.三相電壓和大于8V,最大線電壓和最小線電壓差大于16V,判為單相PT斷恢復(fù)正常以后,告警自動消失.2.4.5網(wǎng)絡(luò)適配器上位機系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)適配器在變電站層里相當(dāng)于前置通信單元,擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)傳輸和規(guī)約轉(zhuǎn)換的任務(wù).為了實現(xiàn)監(jiān)視和限制功能,上位機需要與下位機交換數(shù)據(jù).不同的下位機可能采集不同的數(shù)據(jù)、實現(xiàn)不同的功能、有不同的通信協(xié)議.為此,上位機如果要取得變電站運行的實時數(shù)據(jù)和下達(dá)遙控、遙調(diào)命令時,必須得經(jīng)過前置通信單元的解釋、整理和傳送.當(dāng)上位機想得到下面的實時信息時,網(wǎng)絡(luò)適配器從下位機那里取得數(shù)據(jù),進(jìn)行解釋、整理后,然后上發(fā)給上位機；上位機在下達(dá)遙控、遙調(diào)命令時,先將指令發(fā)到網(wǎng)絡(luò)適配器,網(wǎng)絡(luò)適配器再根據(jù)下位機的協(xié)議下發(fā)到指定單元,從而實現(xiàn)這些命令.網(wǎng)絡(luò)適配器主要有以下三方面的功能：一是提供CAN總線的接口；二是提供PC機即當(dāng)?shù)乇O(jiān)控機的接口；另外還要與調(diào)度中央的通信接口,即與MODEM接.本系統(tǒng)采用了NSC20朦列網(wǎng)絡(luò)適配器.它可以采用單機和雙機冗余這兩種配置方式.第3章變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)的開展：目前,國內(nèi)變電站綜合自動化系統(tǒng)用的通信網(wǎng)絡(luò)主要是總線式網(wǎng)絡(luò).該系統(tǒng)最初使用RS-232總線,后來用到RS-485總線.近年來隨著新型現(xiàn)場總線CANBUS和LONWORKS的推出,變電站綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信得到了新的開展,新型現(xiàn)場總線CANBUS是變電站綜合自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)性價比最好的一種.RS-232RS-42卻口RS-485總線：RS-232串口通信標(biāo)準(zhǔn)是美國電子工業(yè)協(xié)會于1969年公布的,該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間按位用行傳輸?shù)慕涌谕ㄐ?通常用于近距離傳輸,此時可將兩臺具有RS-232接口的通信設(shè)備直接相連,如果要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,可以再加調(diào)制器即可.RS-422為全雙工,可以同時接收和發(fā)送.采用RS-422標(biāo)準(zhǔn),可以削弱干擾的影響,獲得更長的傳輸距離和允許更大的信號衰減.采用RS-422標(biāo)準(zhǔn)通信時位率可到達(dá)10Mbi/s.RS-485為半雙工通信方式,在某一時刻,一個發(fā)送一個接受,當(dāng)用于多站互連時,可節(jié)省信號線,便于高速遠(yuǎn)距離的傳送.LONWORKS、線LONWORKS是美國Echeton公司推出的一種新型現(xiàn)場總線.它的根本思想是將限制系統(tǒng)按局域網(wǎng)絡(luò)的方式構(gòu)造,用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點代替局域網(wǎng)中的工作站,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點安裝在監(jiān)控現(xiàn)場,直接于各種傳感器和限制器相連.LONWORKS總線的技術(shù)特性有以下9點：(1):開放性.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開放,對任何用戶平等.(2):通信介質(zhì)開放.可以在任何通信介質(zhì)條件下通信,包括雙絞線,電力線,光纖,同軸電纜,射線電纜,紅外線等,并且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用.(3):互操作性.Lonworks通信協(xié)議符合OSI模型,任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作.(4):Lonworks通信采用了網(wǎng)絡(luò)變量〞,使網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計簡化成為參數(shù)設(shè)置增加了通信技術(shù)的可靠性.(5):它的通信每楨有效字節(jié)可以到達(dá)0到228個字節(jié).(6):它的通信速度可達(dá)1.25Mb倒s,此時的有效距離為130m(7):Lonworks技術(shù)的一個測控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)可達(dá)32000個.(8):Lonworks直接通信距離長達(dá)2700m(9):Lonworks技術(shù)的核心是神經(jīng)元芯片.該芯片內(nèi)部裝有3個微處理器；MAC處理器完成介質(zhì)訪問限制.網(wǎng)絡(luò)處理器完成OSI的3-6層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議.應(yīng)用處理器完成用戶現(xiàn)場限制應(yīng)用.它們之間通過公共存儲器傳遞數(shù)據(jù).CANBUSK場總線CANBUS德國BOSCH公司設(shè)計的,它是一種基于優(yōu)先級的高速.抗干擾水平強并具有檢錯功能的現(xiàn)場總線,可采用多種媒體通信,比方光纜和雙絞線.CANBUS通信設(shè)備本身又具有較低的造價,從而它的應(yīng)用范圍很廣,特別是在電氣自動化領(lǐng)域.CANBUS的主要技術(shù)特性如下：(1):CANBUS可以多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任意一個接點均可以在任何時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息,而不分主從,通信方式靈活.(2):CANBUS網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點可分為不同的優(yōu)先級,并可滿足不同的實時要求.(3):CANBUS采用非破壞性總線裁決技術(shù),當(dāng)兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時,優(yōu)先級別低的自動的主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送,而優(yōu)先級高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不受任何影響繼續(xù)傳送數(shù)據(jù),大大的節(jié)省了總線沖突裁決時間.(4):CANBUS可以點對點,一點對多點全局播送幾種方式傳送接收數(shù)據(jù).(5):CANBUS直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km,CANBUS的通信速率最高可達(dá)1Mbit/s.(6):CANBUS上的節(jié)點數(shù)實際上可達(dá)110個,理論上可達(dá)2000多個.(7):CANBUS采用短砧結(jié)構(gòu),每一砧的有效字節(jié)數(shù)為8個,這樣傳輸時間短,受干擾的概率低,重新發(fā)送時間短,尤其適合在強電磁場環(huán)境下工作.(8):CANBUS每砧信息都有CRC校驗及其它檢驗舉措,保證了數(shù)據(jù)出錯率極低.(9):CANBUS節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下,具有自動關(guān)閉總線的功能,切斷它和總線的聯(lián)系,以使總線的其操作不受影響.(10):NZR編碼/解碼方式,并采用位填充技術(shù).各種總線技術(shù)的優(yōu)缺點RS-232總線通信速度快,距離短.RS-422和RS-485雖然在傳輸速度和距離上有所提升,但存在以下缺點：網(wǎng)絡(luò)上只能有一個主節(jié)點,無法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng),系統(tǒng)可靠性差,數(shù)據(jù)通信方式為命令響應(yīng)方式,從節(jié)點只有在接到主節(jié)點命令后才能響應(yīng),重要信息得不到及時傳送,致使靈活性和實時性差,糾錯水平差.LONWORKS總線性能較強,但系統(tǒng)復(fù)雜,造價較高.因而實用性較差.CANBUS總線是基于優(yōu)先級的多主從節(jié)點結(jié)構(gòu),具有較強的糾錯水平,克服了RS-422,和RS-485總線的缺點,而與LONWORKS總線相比,具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,造價低,實用性強等優(yōu)點,因此CANBUS是變電站綜合自動化系統(tǒng)的一種性價比最優(yōu)的選擇.現(xiàn)場總線在變電站綜合自動化內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)主要可以分為三種：LONWORKS現(xiàn)場總線網(wǎng)方案,嵌入式以太網(wǎng)方案,基于CANBUS總線的通信系統(tǒng)方案.LONWORKS現(xiàn)場總線網(wǎng)方案：如下圖,變電站內(nèi)部有兩個LONWORKS網(wǎng)絡(luò),分別為監(jiān)控網(wǎng)和錄波網(wǎng).監(jiān)控網(wǎng)用來傳送各種限制和狀態(tài)信息.錄波網(wǎng)那么傳送電力系統(tǒng)故障錄波信息.網(wǎng)絡(luò)的通信速率為78kb/s,最大通信距離為2km.通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線或光纖.每個保護裝置都帶有LONWORKS網(wǎng)絡(luò)接口,后臺機,工程師站,遠(yuǎn)動機等pc機上均有PCLTA卡,于是保護裝置和PC機就可以連接到LONWORKS網(wǎng)絡(luò)上.這種方案適用于中低壓變電站自動化系統(tǒng),當(dāng)用于220KV及以上的大型高壓變電站時,由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增多,網(wǎng)絡(luò)流量增大,網(wǎng)絡(luò)帶寬就顯得不夠了,特別是當(dāng)多個保護共同動作時,網(wǎng)上沖突加劇,重發(fā)次數(shù)增多,通信效率降低,因此這種方案只使用于中小變電站自動化系統(tǒng).嵌入式以太網(wǎng)方案:如圖2所示,同陽*1m?nIV'2以太網(wǎng)J.011科門觸網(wǎng)相結(jié)合廳案系統(tǒng)配置國站內(nèi)有3個相互獨立的光纖以太網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)1,2為監(jiān)控網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)3為錄波網(wǎng).將站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)分為兩層.間隔以上和間隔內(nèi)部.間隔以上用10MB/S的嵌入式以太網(wǎng)構(gòu)成站內(nèi)通信的主干網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)后臺機,遠(yuǎn)動機等PC機和各間隔進(jìn)行通信.在間隔內(nèi)部使用LONWORKS總線,網(wǎng)上的信息通過間隔層的測控單元上傳到主干網(wǎng)上.最低層的各種設(shè)備保護可不做任何改動,保持了向下的兼容性.這種方案實際上是將嵌入式以太網(wǎng)和LONWORKS現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮了各自的優(yōu)勢.測控單元是整個方案的核心和關(guān)鍵.圖3中詳細(xì)的介紹了測控單元的工作原理.

CPULonWoriuM^IOMUjCPUK培iirnn■—>芯Lun片三叫以太瑞ur*圖3測控單元示意圖其中Neuron芯片作為CPU的通信處理器完成了LONWORKS網(wǎng)絡(luò)的通信任務(wù),利用它可和保護裝置通信.CPU采用32b單片機,CPU局部采用了嵌入式軟件設(shè)計,利用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)及TCP/IP模塊,完成以太網(wǎng)的通信和測控任務(wù)第4章繼電保護設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置35KV開關(guān)柜智能保護單元本變電站中35KV開關(guān)柜采用的是ABB公司的SF6開關(guān)柜ZX2,它的保護和限制單元柜為柜上安裝的REF542plus它由主機和作為限制單元的人機接口HMI兩局部組成,HMI可于一個運行WINDOWSNT的PC機相連接.REF542plus具有保護,測量,限制,監(jiān)測的功能.REF542plus中的數(shù)字處理器DSP執(zhí)行測量和保護的功能,電流傳感器適用于距離保護和差動保護.10KV開關(guān)柜智能保護單元本變電站10KV開關(guān)柜選用的是LG公司的LV1真空開關(guān),配置的是SIEMENS系列產(chǎn)品NSP7系列保護及測控裝置.4.2.2電容器保護(1)：三相式相間電流保護：裝置設(shè)三段相間電流保護,每段均可獨立投退.三段相間電流保護可以反映的故障類型有：電容器組引接母線,電流互感器,放電線圈電壓互感器,用聯(lián)電抗器等回路發(fā)生相問短路.或者電容器本身元件全部擊穿形成相間短路.H1IaH1Ia>It.setIb>It.setIc>It.setIa>It.setIb>It.setIc>It.setIa>It.setIb>It.setIc>It.set三段式相間電流保護原理圖(2):過電壓保護：為預(yù)防使用相電壓在單相接地時引起過電