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35KV变电所微机监控与保护系统一次方案的设计说明书.doc

35KV变电所微机监控与保护系统一次方案的设计说明书

千与千寻
2019-03-04 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《35KV变电所微机监控与保护系统一次方案的设计说明书doc》,可适用于工程科技领域

xy大学毕业设计说明书第页前言本设计为鲍店KV变电所微机监控与保护系统一次方案的设计。全设计共分章内容全面系统地讲述了变电所方面的改造方法和步骤。本设计力求在文字叙述上深入浅出通俗易懂紧紧抓住理论联系实际这一原则满足实际生产的要求以变电所的最佳运行为基础尽量采用最优方案。为了贯彻和推广国家标准本设计使用的所有电气符号和文字代号一律采用国家最新标准。由于基础设施、专业队伍、一次设备质量等具体条件的限制国内变电所的综合自动化仍处于探索试用阶段有关部门一直保持慎重态度。随着微机技术、通信技术等高科技技术的迅猛发展设计一种廉价、实用的微机监控与保护系统取代变电所的常规监控与保护系统以逐步实现变电所的综合自动化与无人值班。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。本文讨论变电所集中分布式微机监控与保护系统设计中的内容、步骤及其技术问题特别是可靠性技术与智能化方法的应用。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。由于本人学识浅薄水平有限初次进行设计缺乏经验考虑问题不一定很全面加之时间上的仓促还有其它的原因设计中难免出现错误和缺点敬请老师批评指正。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。第章概述变电所的现状和需要解决的问题鲍店KV变电所位于兖矿集团焦化厂的南侧焦化厂位于邹城市的西郊东靠津浦铁路及城区营公路南临岚济公路沙河在变电所北侧流过。该所已运行了年之久设备老化控制室拥挤不堪特别是监控和保护系统基本停留在七八十年代的水平上。老的电磁式继电保护故障多、可靠性差、时限误差大又因实际各级保护时差较小经常造成越级跳闸扩大了事故范围已经不能适应大型铝厂供电的需要。另外济宁电业局也要求压缩保护时限级差将原有的电磁继电器保护改为微机保护。因此有必要对KV变电所的控制及保护系统进行改造。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。随着计算机及信息技术的发展自动控制系统已在我国铝厂行业得到广泛应用。近年来鲍店铝厂在改进供配电装备应用新技术成果的同时不断强化对人员素质的管理厂矿供电系统的可靠性得到了提高。但是人为因素给供电系统带来不必要的事故隐患影响了厂矿的安全生产每天用于值班和线路维护的工作人员较多降低了劳动生产率。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。鲍店KV变电所高低压系统接线方式为以下所述KV系统采用桥形接线选用KVA变压器两台KV系统短路器分段单母线接线并与焦化厂KV配电系统联络由降压变电所采用KV电缆放射式向电煅烧炉整流机组及各车间变压器供电。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。针对上述问题我们可以利用国内外先进的微机监控和微机保护技术及设备设计适用于鲍店KV变电所的综合保护自动化装置实现变电所的监控与保护一体化。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。变电所实现微机监控和保护的意义电网系统运行的可靠性以及供应电能的质量与其自动化系统的水平有着密切得联系。电力系统的自动化系统由两个系统构成信息就地处理的自动化系统和信息集中处理的自动化系统。信息就地处理的自动化系统的特点是能对电力系统的情况作出快速的反应如高压输电线上发生短路故障时要求继电保护要在ms左右动作以便快速切除故障而同步发电机的励磁自动控制系统在电力系统正常运行时可以保证系统的电压质量和无功出力的分配在故障时可以提高系统的稳定水平有功功率自动调节装置能跟踪系统负荷的随机波动保证电能的频率质量按频率自动减负荷装置能在系统事故情况电力系统出现严重的有功缺额时快速的切除一些较为次要的负荷以免造成系统的频率崩溃以上这些信息就地处理装置其重要的优点是能对系统中的情况作出快速的反应尤其在电力系统发生故障时其作用更为明显但由于其获得的信息有局限性因而不能从全局的角度来处理问题例如通过自动频率调节虽然可以跟踪负荷的变化但总还存在与额定频率的偏差更不能实现出力的经济分配。另外信息就地处理自动装置只能ldquo事后rdquo的处理出现的事件而不能ldquo事先rdquo的系统的安全性作出评价因而有其局限性。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。信息集中处理的自动化系统(即电网调度自动化系统)可以通过设置在各发电厂和变电所的远动终端采集电网运行的实时信息通过信道传输到主站主站根据全网的信息对电网的运行状态进行安全性分析符合预测以及自动发电控制、经济调度等控制。当系统发生故障继电保护动作切除故障线路后调度自动化系统便可将继电保护的短路器的状态采集后送到调度员的监视器屏幕和调度模拟屏显示器上。调度员在掌握这些信息后可以知道故障的情况及原因并采取相应的措施使电网恢复正常供电但是由于信息的采集、传输需要一定的时间所以系统的故障不可能依靠信息集中处理系统来作为切除故障的手段。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。信息就地处理系统和信息集中处理系统各自有其特点互相不能替代。但以往这两个系统往往互相独立联系较少。随着微机保护、变电站综合自动化等技术的发展两个信息处理系统之间互相渗透更重要的是这些微机装置尽管功能不同但硬件均大同小异而所采集的量和所控制的对象还有许多是共同的促进研制者思考如果打破原来的二次设备框框从变电所的全局出发着手研究全微机化的变电所二次部分的优化设计这就是变电所自动化系统的由来。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。电力系统自动化是供电系统的核心而自动化的方向是计算机和电子技术的应用变电所既是高压配电网的负荷又是下一级配电网的电源其正常运行是下一级负载正常运行的根本保证在配电系统的地位十分重要作为煤矿变电所其正常运行则是矿山安全生产的根本保障。因此变电所的微机应用是电力系统自动化的重点。随着电力系统管理水平迅速发展对供电系统的检测精度、可靠性、保护时限的要求越来越高供电系统计算机和电子技术的应用已经刻不容缓。煤矿企业的特殊性要求变电所供电安全、可靠、经济。采用微机技术对变电所实施技术改造适合矿山供电需要符合电力系统的技术标准有利于提高供电系统的可靠性预防事故的发生、故障后的及时处理以及避峰就谷、科学管理。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。该微机监控与保护系统通过测控装置、微机保护及所内其它设备采集和处理变电所运行的各种数据对变电所参数自动监视按照运行人员的指令和预先设定的条件对变电所进行控制为变电所运行维护人员提供变电所运行和监视所需的各项功能。减轻运行维护人员的工作强度提高系统运行的稳定性和可靠性。同时该项目的研究和实施可以实现变电所的无人值守缩短故障处理时间减少停电时间提高劳动生产率提高供电系统的可靠性和经济指标促进供电系统的管理现代化为矿井安全生产提供有力保障有着重要的现实意义。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。微机监控和保护系统的主要性能A、检测功能①、模拟量:高压侧进线电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数高压各支路出线电流、有功功率、无功功率变压器温度、变压器侧电流母线电压、分段电流、功率因数各支路出线电流补偿电容器电流备用柴油机发电机组电压、电流、有功功率、无功功率、频率、油压、油温、水温、蓄电池电压、电压及电压不平衡度等参数检测。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。②、开关量:高压进出线开关(断路器)、主变分接头开关、主变低压侧总开关、分段开关、各支路出线开关、补偿电容器开关、柴油发电机回路开关、励磁开关、馈电线路的高压开关、隔离开关工作位置状态检测、以及过流、过压、欠压、过负荷、速断、变压器纵联差动、轻重瓦斯保护等电气保护状态检测。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。B、显示功能作为变电所人机联系的主要桥梁和手段的CRT显示器不仅可以取代常规的仪器、仪表而且可实现许多常规仪表无法完成的功能。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。它可以实现就地指示、多画面显示内容包括:显示采集和计算的实时运行参数。监控系统所采集和通过采集信息所计算出来的有功电能、无功电能及主变压器温度、系统频率等都可以在CRT的屏幕上实时显示出来同时在潮流等运行参数的显示画面上应显示日期和时间(年、月、日、时、分、秒)。屏幕刷新周期可在~s间(可调)坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。显示实时主接线图。主接线图上断路器和隔离开关的位置要与实际状态相对应。进行对断路器或隔离开关的操作时在所显示的主接线图上对所要操作的对象应有明显的标记(如闪烁等)。各项操作都应有汉字提示蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。事件顺序记录显示。显示所发生的事件内容及发生事件的时间越限报警显示。显示越限设备名、越限值和发生越限的时间值班记录显示历史趋势显示。显示主变压器负荷曲线、母线电压曲线等保护定值和自控装置的设定值显示其他。包括故障记录显示、设备运行状况显示等。C、人机界面友好、方便画面完善、操作简单、具有语音报警清晰明了使用电子表格系统生成简单、易于修改、方便统计详实的技术及使用资料和灵活的在线帮助为使用者带来了方便。既能通过鼠标或键盘进行模拟操作又能直接用手指通过触摸屏操作就可对全站的运行工况和运行参数一目了然可对全站的断路器和隔离开等进行分、合操作彻底改变了系统的依靠指针式仪表和依靠模拟屏或操作屏等手段的操作方式。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。各高压柜所带用户名称能根据现场实际变动情况由具备操作资格的人员变更。一次接线图应根据现场实际的变动情况由具备操作资格的人员变更、扩展。例如:在某段母线终端备用位置增加高压柜需要变更一次接线图相应的其他窗口、画面、控制等均能自动或人工做相应变更。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。在上位机改变各种设置、变更用户名称以及功能扩展时必须有二位持不同密码的人员正确输入密码后方能进入修改、变更或功能扩展画面。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。D、事故报警、记录声、光报警兼备同时在CRT及大型显示屏上以醒目的方式显示故障回路及故障性质、类别。E、数据记录实现重要模拟量、开关量和操作输出(按有关规定列出变量明细)的历史事件记录以及累计变量的自动累加记录安全运行天数同时可以打印有关报表及运行日志以便于事故处理、经验分析和科学管理。事件顺序记录(常量存储及故障记录)。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。F、保护功能单元设备及线路微机保护实现微机对主设备和输电线路的全套保护:高压输电线路的主保护和后备保护、变压器的主保护、后备保护以及非电量的保护、母线保护、低压配电线路保护、无功补偿装置如电容器组保护、所用变保护等。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。提高矿井供电系统的可靠性、选择性以及保护时限的精确度降低保护配合时限差有效避免越级跳闸。灵敏度、可靠性、反应时间等各方面性能有明显的提高。G、遥控遥调功能电力系统中电压和无功功率的调整对电网的输电能力、安全稳定运行水平和降低电能损耗有极大影响。通过微机监控实现远方控制、远方输出信号、远方设定一方面减轻操作负担另一方面给出提示保证可靠操作。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。H、联网通讯功能通讯包括两方面的内容:一是变电所内部各部分之间的信息传递如保护动作信号传给中央信号系统报警二是变电所与操作控制中心的信息传递即远动通信。向控制中心传递变电所的实时信息电压、电流、工绿的数值大小、开关位置状况、事件记录等接受控制中心的开关操作控制命令以及查询和其他操作控制命令。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。现场过程控制单元、集中监控单元和上位集中管理单元之间实时通信可以与上级网站联网向上级管理部门转发信息。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。I、模拟功能可以进行微机上模拟操作和打印操作票便于现场培训和保证正确操作。J、技术指标装置的检测精度达到或超过国家有关标准在今后一定的时期内保持技术先进。K、打印功能定时打印报表和运行日志开关操作记录打印事件顺序记录打印越限打印召唤打印抄屏打印事故追忆打印显示画面(历史曲线、实时画面)拷屏。L、数据处理和管理功能完成各类实时统计计算(功率总加、电度计算、功率因数计算、求限值)主变和输电线路有功和无功功率每天的最大值和最小值以及相应的时间母线电压每天定时记录的最高值和最低值以及相应的时间计算受配电电能平衡率统计断路器动作次数断路器切除故障电流和跳闸次数的累计值控制操作和修改定值记录建立实时系统运行数据库各管理数据统计(线路倒闸次数、负荷保证率、平均功率因数、参数越限次数及时间累计、总电量、各时段百分比电流均方根等)各类指标合格率统计识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。在线校对时钟在线人工置数。M、大型模拟屏需要的遥测(模拟量)、遥信(状态量)数据及CRT上显示的内容由模拟屏显示直观简练。N、预防误操作微机操作和现场操作过程实现微机监控闭锁以防误操作。O、详细功能*KV进线保护测控系统()设置方向定时限过流保护()设置过电流保护()设置三相一次重合闸()专用测量回路测量U、I、P、Q、COSphi()五路以上的遥信量输入()多路遥脉输入()采用集中组屏方式。*KV电厂进线保护测控系统()设置光纤电流纵差保护()设置过电流保护()设置三相一次重合闸()专用测量回路测量U、I、P、Q、COSphi()五路以上的遥信量输入()多路遥脉输入()采用集中组屏方式。*主变保护测控系统()设置主变差动保护()设置过电流保护()设置主变非电量保护()设置主变过负荷告警()设置风扇自启动装置及超温告警()专用测量回路测量U、I、P、Q、COSphi()五路以上的遥信量输入()多路遥脉输入()采用集中组屏方式。*KV馈出线保护测控系统()设置电流速断保护()设置过电流保护()三相一次重合闸()小电流接地选线()线路开关的遥控分合()线路开关、隔离刀闸变位遥测()线路P、Q、IA、IC、COSphi、模拟量遥测()脉冲电度表输入接口()采用就地安装。*监控系统采用开放式系统设计组态完成监控功能整流器提供保护信息功能及保护录波分析具有以下功能:实时数据采集数据统计和处理操作控制运行记录报表和历史数据人机界面保护信息操作票打印事故追忆。第章微机监控和保护系统设计方案的确定经过对兖矿集团公司、电解铝厂以及国内电力系统微机保护及监控方面技术资料的研究国际国内变电所计算机应用主要经历了以下几个阶段:凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。、单板机开发的检测装置单板机开发的装置存在于微机应用的初期功能追求小而全由于技术水平低、装置可靠性差以及单板机的局限性还在试验阶段就被淘汰恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。、(工业)微机集中检测系统(工业)微机集中检测系统体现了大而全一台微机担负着现场数据采集、处理、控制运算显示、打印和操作管理等诸多功能在功能、画面和管理上有了很大的进步但系统的控制和规模受到限制同时危险集中、可靠性不能满足要求鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。、远动监控装置在微机应用领域的挫折使得不少技术人员转而开发信号的远传和开关的远控于是出现了远动监控装置并在电力系统得到应用硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。、单片机检测和保护装置远动监控装置仅仅是电力系统计算机应用的一个插曲在积累了丰富的实践经验后人们又开发了单片机检测和保护装置主要完成一项功能从而保证了装置的可靠性和响应速度它接近仪表化体积小、价格适中在变电所开始使用阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。、DCS系统随着计算机技术的发展特别是通信技术的发展提出了DCS集中分散型控制系统其在电力系统有了广阔的应用。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。通过调研并结合鲍店煤矿的实际情况拟采用分散式微机保护和计算机远动监控装置构成DCS集中分散型控制系统。它具有以下特点:将自动化系统功能分散给多台计算机来完成各功能部分通过简单的计算机通信交换技术信息该系统可靠性大大幅度提高维护也相对比较方便性能价格比也比较高控制功能相当强适应性及扩充性好技术水平先进。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。该方案可以解决存在和可能出现的有关问题保障供电系统的安全、可靠提高控制、管理水平实现优质、经济运行。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。该系统是一代集测控、保护功能于一体的新型变电站综合自动化系统从整体上分为三层:保护层、通信层、集中监控层。保护层由微机保护装置组成可以在恶劣环境下长期可靠运行微机保护将保护与测控功能合二为一减少重复设备简化设计可就地安装在开关柜上减少大量的二次接线装置仅通过通信电缆或光纤与上层系统联系取消了大量信号测量、控制保护电缆接入主控室节省了投资提高了系统的可靠性国内外均有可靠的微机保护产品符合国家或电力行业标准但其价格有较大差别。通信层采用电力行业标准规约可方便地实现不同厂家的设备互连。集中监控形成局域网络提供信息的集中监视和远方通信功能可以同时以不同的规约向两个调度所或监控站转发不同的信息报文提供的后台监控系统功能强大界面友好能很好地满足综合自动化系统的需要。谚辞調担鈧谄动禪泻類。第章设计方案的详细说明经过对国内自动化设备和变电所微机监控和保护系统的充分调研鲍店KV变电所微机监控和保护系统拟采用以下方案:嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。、控制系统结构选用先进的DCS分布式控制系统它由综合保护单元、通信操作单元、集中监控单元及其后备单元(两套互为备用)和相应的通信网络构成如图所示。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。综合保护单元是可以独立工作的基本单元它除包括变电所的主设备和输电线路的全套保护:高压输电线路的主保护和后备保护、变压器的主保护、后备保护以及非电量保护、母线保护、低压配电线路保护、无功补偿如电容器组保护、所用变保护等。还应包括以下功能:负责模拟量、开关量的数据采集按照一定的的控制算法对数据进行处理输出模拟及开关量控制信号对过程进行实时监视和控制从而实现对某一工业过程、工艺流程的监测、保护和控制同时存储一定时间段的数据(故障跟踪)并按一定的协议将数据打包经现场通信接口传递到上位微机(通信功能)也可以从上位微机接受数据或控制指令直接实现对工业过程的控制(遥控功能)。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。综合保护单元完成单元设备及馈线的保护、控制和信息处理并实现与上位机的联网通讯。综合保护单元在满足功能要求的同时还应满足保护装置快速性、选择性、灵敏性和可靠性要求。通信操作单元与综合保护单元的通讯对综合保护单元进行程序组态、数据通讯、数据处理、显示和控制它与综合保护单元可以构成最简单的DCS控制系统进行数据的记录与打印。通讯操作单元承担着保护测控单元、自动化设备和辅助设备与变电所计算机系统以及电网自动化系统通信的控制、协调、监视和管理作用。通过通信操作单元控制和协调使得各保护测控单元可实时、有序、可靠地与变电所计算机系统、电网自动化系统交换信息传递变电所各种运行数据、设备状态、保护动作情况接收各种控制命令完成变电所计算机系统和电网自动化系统所要求的各种操作和控制。通过监视和管理随时了解各设备、单元通信状态以及通信网络状态对异常情况及时报警甚至采取必要措施如通道切换以维持系统正常的通信。接收众多综合保护单元的信息并对其进行预处理同时完成遥信和遥测信息送上位机。通过键盘操作可在显示器上监视PCU的工作情况。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。集中监控单元通过高效的通讯网络与通信操作单元相连实现信息的集中管理主要完成各种实时信息的最终处理和实时统计管理信息的预处理进行画面显示包括数据采集、记录、存储和分析事故报警和打印建立当日、历史数据库以供网络调用处理、现场模拟、以及与更大的网络相连向上级调度转发信息并与大型模拟屏控制装置相连进行模拟显示。运行监控系统相当于正常的监视和控制取代常规的测量系统指针式仪表、常规的操作机构和模拟盘以计算机显示和处理取代常规的告警、报警、中央信号、光子牌等取代常规的远动装置等等。监控系统单元通过测控装置、微机保护以及变电所内其它微机化设备采集和处理变电所运行的各种数据对变电所运行参数自动监视按照运行人员的控制命令和预先设定的控制条件对变电所进行控制为变电所运行维护人员提供变电所运行监视所需的各种功能减轻运行维护人员的劳动强度提高变电所运行的稳定性和可靠性。用户用来调用实时监控系统的历史和实时数据库对各种实时管理信息进行统计计算处理将统计结果以画面或报表形式输出。数据库供网络共享。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。综合保护单元与通讯操作单元(工程师操作站)之间采用RS接口相连用双绞线、电流环形成现场总线安装方便、通信可靠波特率可以达到K。操作站与集中监控单元之间采用网线相连构成局域网通信高效、可靠波特率可以达到M。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。备用机主要作为上位机的后备并完成其他任务。、微机综合保护单元的工作原理微机型保护是由在微处理器、存贮器、通讯接口等硬件构成的微机硬件的发展必然会促进微机保护技术的发展。为了改善继电保护的性能可采用更加复杂的算法以完成更多的功能对处理器的计算速度、精度对模数转换的采样速率、精度的要求也更高了。为了便于事故分析要求有更完善的故障录波功能需要增设大容量非挥发性的存贮器。为了满足综合自动化的要求必须具备标准协议的通讯接口。从电网一次设备CT及PT采集的电流、电压信号经过主模块上的精密电流、电压传感器采样再经过低通滤器滤波、高精度运算放大器放大、限幅保护变换成一定幅度的交流电压信号此信号经多路模拟开关进入微机的AD转换通道进行模数转换转换后的数字量由CPU进行运算、处理。同时CPU接受经过光电隔离的脉冲信号和遥信量输入信号以及键盘输入的定值等信号。所有信号经CPU处理发出相应的开关信号到接口电路接口电路再把开关命令转换为驱动输送到出口继电器驱动线圈。CPU还发出相应的位置、状态信号显示所有信号测量、保护动作值开关变位记录、整定过程、查询过程、事故故障等信息。与上位机通讯实现遥测、遥信、遥调、遥控等功能实现定值的远方查询定及控制功能。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。、主变保护单元的功能()差动保护()过流保护()过负荷保护()轻、重瓦斯、温度保护()PT断线保护。主保护为二次谐波制动的比率差动保护以及无制动的差流速断保护带CT断线闭锁功能。后备保护提供复合电压闭锁的过电流保护过负荷时实现闭锁变压器分接头调压并具备PT断线报警等功能。开关量保护可实现瓦斯、温度等非电量的保护。、馈线保护单元的功能速断保护:()过流保护()过负荷保护()功率方向过流保护。实现带方向(或不带方向)的速断保护、过流保护、低电压和滑差闭锁的低频减载保护实现事故追忆功能自动记录事故类型、时间和动作值保护出口继电器采用大容量小型继电器触点容量DCVA。、电容器保护单元的功能()电流速断保护()过流保护()欠压保护()过电压保护()零序电压保护。、母联保护单元的功能见馈线保护实现分段的保护、测量、控制等功能运动功能。、关于准同期装置罗厂和电厂双电源在联网的时候相位、频率是否一致十分重要的问题。该装置提供罗厂和电厂分别供电的相位、频率是否一致的信号指示和并网时的连锁。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。、微机模拟操作变电所日常运行中经常要进行倒闸操作每次操作前都得先编写倒闸操作票并在模拟盘上模拟操作预演还要有专人在现场对就地操作过程监票执行。这种操作对操作人员的素质要求提高、手续繁杂、劳动强度也大。即使有如此严格的要求人为因素造成的差错仍是时有发生。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。将模拟开关布置图和变电所的操作规程输入微机编制直观、鲜明的视图和正确处理开关逻辑状态的处理程序就可以在CRT上用键盘或鼠标移动光标到指定开关图形上模拟开关操作简单的操作就可以模拟断路器、隔离开关的分合操作以及各保护设备的投切操作。当确认操作正确时打印操作票并对将要操作的配电盘提供声光信号提示或程序闭锁从而有效地防止误操作的发生。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。、模拟屏模拟屏通过RS通信口接受来自微机后备站的信号显示刀闸、断路器的开关状态显示主要的保护单元采集的电压、电流、功率等信息。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。、光纤电缆保护装置电厂双电缆采用光纤纵联保护当电缆出现故障则会实现故障电缆的自动检测和切除保障供电的正常运行。、工业现场总线保护单元与微机监控单元之间用双铰线相连传输数字信息此即为工业现场总线采用RS通信口允许最大通信距离为米。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。接线方便、通信可靠、费用较低。、微机综合保护监控装置的技术指标①、额定数据:电源电压:DCACVV交流电压:V交流电流:AA频率:Hz②、交流回路的过载能力:交流电压:连续工作Un交流电流:持续工作InIn时可持续S③、功耗:直流功耗:正常W跳闸W交流电压:VA相交流电流:VA相④、主要技术指标:电流元件:电流定值In~In时间定值S~S重合闸时间:S~S低周减载:低周定值Hz~Hz低周低压闭锁~Vdfdt闭锁Hz~Hz频率计算误差Hz瞬时动作时间ms保护动作定值误差事故顺序记录分辨率ms正确率调出画面及数据更新时间S⑤、测量误差:电流、电压有功功率、无功功率频率Hz⑥、耐压性能:符合IECGBT⑦、干扰性能:符合IECGBT⑧、冲击电压:各输入输出端子分别对地交流和直流回路之间交流回路和交流电压回路之间能承受KV峰值的标准雷电波冲击实验。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。⑨、机械性能:正常条件:通过级震动响应、冲击响应实验。运输条件:通过级震动耐久、冲击耐久及碰撞实验。⑩、环境条件:存储温度:~℃工作温度:~℃相对湿度:最大不超过大气压力:~Kpa相对海拔高度Km以下。、变电所改造中所需的设备配置如下表所示:设计所需的设备配置清单表序号单元名称设备名称数量备注KV主变综合保护测控单元主变保护单元RCS主变测控单元RCS主变保护测控屏面KV线路保护测控单元KV线路保护单元RCS光纤纵差保护单元RCSKV线路保护测控柜面KV母联保护单元RCSKV线路保护测控单元KV线路保护测控单元RCS电压并列单元电压并列RCSA电容器保护单元电容器保护单元RCS集中监控单元(工作站)主机HPPMGrsquo多媒体台rsquo显示器台EPSON打印机LQ台UPS不间断电源KWH台微机桌椅网卡、集线器模拟操作及工作票制作软件通讯单元总控单元RCSA测控柜通讯软件接收分站遥测软件电缆网络电缆M信号电缆RVVPMtimestimes安装线缆timestimesM其它配件按钮及指示灯各就地远方转换开关接线端子及导轨支架线缆固定支架按装材料模拟屏第四章实施方案与设备配置系统均按ldquoKV变电所微机自动化系统技术条件rdquo设计与配置符合现行规程的有关要求。参见图柜面布置图。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。()、两台主变压器设两台主保护单元柜。包括变压器纵差保护装置和两台后备保护装置。()、KV两条罗厂线路设一台线路保护测控单元柜。包括:设台线路保护单元攻台数字电能表母联保护再设台线路保护单元。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。()、KV两条电厂线路设一台光纤电缆纵联保护单元柜。包括:设台光纤纵联保护单元其中台安装于电厂一侧其间用数字光纤相连。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。()、KV线路设台线路保护单元和个脉冲电度表安装于原来的各个配电柜。()、KV母联设台线路保护单元安装于原来的配电柜。()、KV电容柜设台电容器保护单元安装于原来的配电柜。()、KV进线设台线路保护单元安装于原来的两个配电柜。()、KV电厂进线设台线路保护单元安装于原来的配电柜。()、设通信操作单元柜包括一台高性能、高可靠性工业微机显示屏为寸液晶显示屏LCD向下留有个RS通信口、每八台综合保护单元并联到一个RS通信口组成现场工业通信总线实现与保护装置的通信向上留有网口与集中监控单元相连组成局域网实现与集中监控单元的通信。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。()、设集中监控单元构成完整的DCS系统其与通信操作单元组成局域网留有网口可与矿内局域网相连。设置集中控制柜安装集中监控单元。集中监控单元包括台微机工作站其中一台为主站、一台为后备站、另一台负责与模拟屏通信和操作人员的模拟操作。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。()、传感器采用原有的例如PT和CT从被检测的参量中提取出有用的信息(它往往是电量)的器件有时还将它转换成易于传递和处理的电信号称之为传感器。传感器是由敏感元件本身(有时包括一次或两次转换元件)或者和部分的测量电路构成。传感器应实现与强电隔离和高精度保证KV变电所内电信号的高可靠、高精度。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。()、本系统具有以下特点:)、采用分散式微机保护、控制单元每单元都具有独立的电源独立的CPU独立的交流输入及采样回路独立的输出执行回路从而保证装置有很高的可靠性詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。)、微机保护可以极大地降低保护配合定值级差可以有效地避免为实现保护配合的选择性而不得不增大时限的现象则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。)、微机保护可以灵活方便地根据供电系统运行方式而随机更改定值另外系统还具有较强自诊断功能。例如:定时运行状态自动检测、故障诊断、看门狗、异常报警等胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。)、系统维护使用简单①、随系统配置作图、制表、在线数据生成、统计数据处理联网、硬件测试等辅助软件包为制作画面、表格、修改参数、计算统计、辅助联网提供手段。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。②、使用操作方便人机实时对话采用功能菜单选择、汉字提示警告、屏幕窗口对话。)、可方便的将系统从调度自动化延伸到企业现代化管理方面。第章主要单元功能详细说明保护测控单元、RCS-主变保护装置()、基本配置及规格a、基本配置本装置包括差动速断保护比率差动保护(采用二次谐波制动原理)高、低侧复压过流保护(各三段)路非电量保护(其中路可直接跳闸)CT断线判别PT断线判别过负荷发信过载闭锁有载调压过负荷起动风冷和零序过电压报警等功能同时装置还有三路不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回路。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。b、装置的性能特征Ⅰ、差动速断及比率差动保护性能a)、差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器用以保证在变压器内部发生严重故障时快速动作跳闸典型出口动作时间小于ms。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。b)、比率差动保护的动作特性显示出能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。Ⅱ、采用软件调整变压器各侧电流的平衡系数方法把各侧的额定电流都调整到保护装置的额定工作电流In(In=A或A)。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。Ⅲ、采用可靠的CT断线报警闭锁功能保证装置在CT断线及交流回路故障时不误动。Ⅳ、采用变压器接线方式整定的方法使软件适用于变压器的任一接线方式。Ⅴ、本装置算法的突出特点是在较高采样率的前提下保证了在故障全过程对所有继电器的并行实时计算装置有很高的固有可靠性及动作速度。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。c、技术数据a、额定数据直流电源:VV允许偏差%-%交流电压:radicVV交流电流:AA频  率:Hzb、功耗交流电压:VA相交流电流:<VA相(In=A)<VA相(In=A)直  流:正常<W     跳闸<Wc、主要技术指标Ⅰ、差动保护、整组动作时间  差动速断<ms(倍整定值)比率差动<ms(倍整定值无涌流制动情况下)、起动元件差流电流起动元件整定范围为Ie~Ie差Ie(Ie为被保护变压器的额定电流)。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。、变压器各侧电流的平衡系数调整通过软件实现对Y侧最大平衡系数应小于对△侧最大平衡系数应小于。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。、差动速断保护整定范围为~Ie。、CT断线可通过整定控制字选择闭锁比率差动保护出口或仅发报警信号。、电流定值误差<、比率差动制动系数~可调、二次谐波制动系数~可调Ⅱ、后备保护电流定值:In~In电压定值:~V定值误差:<时间定值误差:<整定值+msⅢ、非电量保护、继电器重动时间延时:约ms②、继电器重动动作功率:额定电压下约W③、非电量保护的延时时间可达分钟而且时间误差<整定值+msⅣ、输出接点容量 出口继电器接点最大导通电流为AⅤ、允许环境温度 正常工作温度  -~+℃Ⅵ、抗干扰性能符合国际标准。()、RCS-装置的原理如图输入I、I、I三侧电流和低压侧电压由(III)构成差动电流作为差动继电器的动作量由(II)构成高压侧后备保护的动作量。高、低压侧的复压过流中的复合电压取自低压侧母线PT。在本装置内变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器均采用星形接线各侧电流方向均指向变压器。各侧电流的平衡系数调整通过软件完成不需外接中间电流互感器。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。I**II*()、软件说明①、保护总体流程保护正常进行在主程序进行通信及人机对话等工作间隔一段时间(ms)产生一次采样中断。采样部分通过AD采样进行数字滤波及预处理过程形成保护判别所需的各量。若保护起动元件动作则进入保护保护继电器动作测量程序。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。②、保护起动元件若三相差动电流最大值大于差动电流起动定值或各侧电流的最大值大于相应的过电流定值起动元件动作在起动元件动作后展宽ms保护进入故障测量计算程序。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。③、比率差动元件装置采用三折线比率差动原理其动作方程如下:IdIcdqdIr≦IeIdIcdqdKb*(IrIe)IeIr≦IeIdIcdqdKb*IeIrIeIrIe④、二次谐波制动比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。其动作方程如下:IdPhiKxb*IdPhi式中IdPhi为A、B、C三相差动电流中的二次谐波IdPhi为对应的三相差动电流Kxb为二次谐波制动系数。保护采用按相闭锁的方式。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。⑤、差动速断保护当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。⑥、复合电压闭锁过流保护本装置为变压器高、低压侧各设三段复合电压闭锁过流保护每段均为一个时限各段电流及时间定值均可独立整定分别设置整定控制字控制各段保护的投退。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。复压动作判据如下:ⅰ、U=(Uabejdeg*Ubc)Uzdⅱ、UPhiphiminUlzd满足上述两个条件之一则复合电压动作。保护出口采用跳闸矩阵方式用户可依据规程作出相应的整定。⑦、零序过电压报警由于变压器低压侧为不接地系统若发生单相接地故障则会出现零序过电压。本装置设有零序过电压报警信号取低压母线PT动作后报运行异常信号(BJJ动作)。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。⑧、过负荷启动风冷过载闭锁有载调压装置设有三个定值分别对应这三个功能均取低压侧三相电流的最大值作为判别过负荷动作后给出一副过负荷报警接点启动风冷动作后给出一副常开接点过载闭锁有载调压动作后出一副接点这副接点可通过跳线选择常开或常闭。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。、RCS-测控装置()、装置典型应用RCS-测控装置主要用于站内主变分接头的调节、地刀的控制及与用于温度、直流系统测量的常规变送器的接口主要功能有:)路开关量变位遥信开关量输入为VV光电隔离输入)路变送器接口单元)路遥控分合出口为空接点出口动作保持时间可程序设定)遥控事件记录及事件SOE)支持电力行业标准DLT(IEC标准)的通讯规约接口带有光电隔离配有RS-和光纤通讯接口。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。()、硬件结构本装置主要包括:ⅰ、ZL板ⅱ、CPU板ⅲ、DC板ⅳ、IO接地板其背面有四组端子其端子布置定义见附图。IO板上有组跳线JP、JP、JP、JP、JP、JP是用来控制接点输出是否受开放控制电路的控制。跳时输出不受开放控制电路的控制跳时接点输出受开放控制电路的控制。对遥控输出要求输出受开放控制电路的控制如该接点作为其它用途一般不受开放控制电路的控制。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。ZL板上有JPA~JPA、JPB~JPB共组跳线根据变送器输入模拟量的不同选择相应的跳线。当输入为~V电压量时JPB跳JPA不调当输入~mA电流量时JPB跳JPA调上当输入~V直流电时JPB调JPA不调。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。CPU板上JP跳上时串口以RS方式输出不调时以RS方式输出当以RS方式输出时JP为该串口的匹配电阻跳线以RS方式输出时该跳线一定要去除。JP为时钟同步口的匹配电阻跳线JP为串口的匹配电阻跳线JP为串口的匹配电阻跳线。视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。()、技术指标①、容量测量:路变送器遥信:路遥控:路串行量:路、信息速率:测量刷新周期:≦秒信号刷新周期:≦秒、信号事件分辨率:﹤ms信号输入方式:无源接点、网络接口接口标准:DTL(IEC)⑤、工作电源输入电压V,V允许偏差%%功耗﹤W⑥、物理特性正常工作温度℃~℃抗干扰满足IECmdash温度和压力满足DL()、菜单结构本装置采用中文菜单显示技术实现人机交互菜单的组织结构如下所示。该装置在上电或复位以后显示器自动处于ldquo开机屏幕rdquo显示如下图所示。::单元监控装置RCS站址号timestimestimes在ldquo开机屏幕rdquo状态下按ldquo▲rdquo进入主菜单在ldquo菜单rdquo下按ldquo取消rdquo回到ldquo开机屏幕rdquo状态。对一般的屏幕ldquo▲rdquo、ldquo▼rdquo、ldquo►rdquo、ldquo◄rdquo为光标调整键将光标调整到适当的位置后对可修改的数据按ldquordquo、ldquo-rdquo键可以修改数值按ldquo确定rdquo键确认修改并把相应的数据写入EPROM。对于选择菜单当光标移到位后按ldquo确定rdquo键将选择所指项目。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。()、参数设置参数设置是测控装置的重要功能也是应慎重使用的功能。整个装置的正确运行都依赖于参数的正确设置。因此一方面参数设置必须慎重运行设备的参数设置应由专门的技术人员负责进行另一方面如发现某单元运行不正常首先应检查的即是该单元的参数是否正确。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。参数的设置共分两项在主菜单下选择ldquo参数设置rdquo即进入下列菜单。①、精度自动调整调校功能是装置维护时使用的功能分调零和调幅两步。在调试时首先调零然后调幅。在调试前要确定好每一通道是以电压还是以电流方式输入并调好ZL板上相应的跳线。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。在调零时如某一通道以电压方式输入只要把相应的输入短接即可如某一通道以电流方式输入应在该通道上接入mA电流然后按ldquo确定rdquo键即可。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。在调幅时在相应的通道上加入一额定电流或电压从键盘上输入与外部相等的值然后按ldquo确定rdquo键此系数被写入EPROM。镞锊过润启婭澗骆讕瀘。②、精度手动调整精度手动调整功能是精度自动调整功能的扩充。精度手动调整子菜单中所对应的每一项输入位精度自动调整的结果。它主要用于装置在现场更换直流板而没有精度调整仪器所设计。在此情况下只要把以前调整的结果通过精度手动调整输入进装置就可达到装置精度调整的目的。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。③、监控参数序号定值名称定值整定范围变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax变送器类型Type~测量最小值Dmin测量最大值Dmax分接头升保持时间Fst~S分接头降保持时间Fjt~S分接头停保持时间Ftt~S地刀分保持时间Dft~S地刀合保持时间Dht~S地刀停保持时间Dtt~S滑档功能投入Hdtr串口A波特率Bauda~串口B波特率Baudb~地址Addr()、直流量显示直流量显示主要为直流测量而设分一次和二次值显示一次值为变送器一次值二次值为变送器二次值显示分别如下:邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。一次值显示:DCDCDCDCDCDCDC二次值显示:DCDCDCDCDCDCDC()、数字量显示在主菜单下选择ldquo数字量显示rdquo进入数字状态量显示菜单。①、遥信状态选择ldquo遥信状态rdquo进入遥信状态量显示菜单显示当前的全部遥信状态。显示屏幕如下:遥信状态:::状态量的输入有时限效应当前指示状态为装置所确认的状态。确认的速度与遥信时限有关。②、分接头档位选择ldquo分接头档位rdquo进入分接头档位显示菜单显示档位值。显示屏幕如下()、报告显示在主菜单下选择ldquo报告显示rdquo进入报告显示菜单。①、事件顺序记录显示(SOE)事件顺序记录为指示事件发生的先后顺序显示菜单如下:timestimestimes:timestimestimestimestimestimestimestimestimestimes:timestimes:timestimes:timestimes开入timestimestimestimes状态变化指从变为或从变为代表分代表合。按ldquo▲rdquoldquo▼rdquo键可选择要显示的SOE记录号共可记录条信息这些信息包括跳闸和合闸信息记录采用循环式指针记录方式只记录最后的条信息。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。②、遥控输出遥控输出记录遥控动作的情况屏幕显示如下:遥控timestimestimes:timestimestimestimestimestimestimestimestimestimes:timestimes:timestimes:timestimes第timestimes组第times个timestimes按ldquo▲rdquoldquo▼rdquo键可选择要显示的遥控记录号共可记录条信息这些信息包括跳闸和合闸信息记录采用循环式指针记录方式只记录最后的条记录。遥控接点动作表示第几组中第几个接点动作、选择、撤销。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。③、档位调节档位调节记录遥控档位调节的情况屏幕显示如下:档位调节timestimestimes:timestimestimestimestimestimestimestimestimestimes:timestimes:timestimes:timestimestimestimestimestimes按ldquo▲rdquoldquo▼rdquo键可选择要显示的档位调节记录号共可记录条信息采用循环式指针记录方式只记录最后的条记录。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。()、时间设置正常运行时装置的时钟由通讯管理单元对时无需设置时钟。如在测试试验时需要时间设置在主菜单下选择ldquo时间设置rdquo项进入时间设置屏幕用ldquo▲rdquo、ldquo▼rdquo、ldquo►rdquo、ldquo◄rdquo键调整光标到要修改的字段上用ldquordquo、ldquordquo修改调整即可。时间设置屏幕如下:臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。时间设置日期:时间:()、报告清楚清楚SOE、遥控记录和档位调节报告。()、检验码显示显示程序的版本号及检验码的结果。()、装置告警当CPU检测到本身装置硬件故障时发出装置故障报警信号同时闭锁相应出口。硬件故障包括:RAM,EROM,AD,出口故障。鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。、RCS-馈线保护测控装置()、基本配置及规格a、基本配置RCS适

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