110KV变电站综合自动化技术的毕业设计 37页

'110KV变电站综合自动化技术的毕业设计第1章变电站综合自动化概论1.1变电站综合自动化基本概念变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。1.2变电站综合自动化基本现状变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，随着电压等级的提高，供电范围的扩大，输电容量的增大，采用传统的变电站及其控制技术越来越难满足电力系统降低投资、提高效益的发展要求。研制和开发以计算机技术和网络通信技术为基础的、各种电压等级的变电站综合自动化系统，取代、更新和改造传统的变电站二次系统，逐步实现无人值班和调度自动化，以适应现代电力系统管理模式的需求。今后变电站自动化的运行模式将从无人值班，有人值守逐步向无人值守过渡。因此遥视警戒技术(防火、防盗、防渍、防水汽泄漏及远方监视等)将应运而生，并将得到迅速发展。随着计算机和网络通信技术的发展，站内RTU几TU或保护测控单元将直接上网，通过网络与后台机(上位机)及工作站通信。取消传统的前置处理机环节，从而彻底消除通信“瓶颈”现象。1.3变电站综合自动化发展趋势计算机网络通讯技术和微机实时技术在电力系统变电站自动化系统中的应用，为进一步提高变电站的自动化水平开辟了新途径。建立一个监视控制自动化、管理信息化、实时信息共享的变电站综合自动化系统已成为发展趋势：（1）系统从集中控制、功能分散型向分散网络型发展。（2）设备安装就地化、户外化。 （1）测量、控制设备向通用化、规范化发展。（2）通讯网络协议标准化。（3）系统信息交换、共享范围进一步扩大。（4）变电站综合自动化系统安全体系不断升级。第2章变电站综合自动化系统结构设计2.1变电站综合自动化系统结构电气主接线本文以电压等级为110KV为例进行变电站综合系统的设计，一次电气主接线总体设计方案如下：2.2综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。随着这些高科技的不断发展，综合自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性等也不断提高。从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。2.2.1集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统，指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关俩个和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。这种系统的主要功能即特点是：1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。2）完成对变电站主要设备和进出线的保护任务。3）集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。4）造价低，尤其是对35kV或规模较小的变电站更为有利。集中式结构最大的缺点是： 1）每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，影响面大，因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。2）集中式结构，软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦。3）组态不灵活，对不同主线或规模不同的变电站，软硬件都必须另行设计，工作量大，因此影响了批量生产，不利于推广。4）集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。2.2.2分层分布式的结构形式在分层分布式结构的变电站综合自动化系统中，将整个变电站的一次、二次设备分为三层，即变电站层、间隔层、和设备层。在所分的三层中，变电站层称为2层，间隔层为1层，设备层位0层。变电站综合自动化系统主要位于1层和2层，即间隔层和变电站层。设备层主要指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触点，也包括电流互感器、电压幅干起等一次设备。间隔层一般按断路器间隔来划分，具有测量、控制部件或继电保护部件。测量、控制部分完成该单元的测量、监视、操作控制、联锁及事件顺序记录等功能；保护部分完成该单元线路或变压器或电容器的保护、故障记录等功能。变电站层包括站级监控主机、远动通信机等。变电站层设现场总线或局域网，供各主机之间和监控主机与间隔层之间交换信息。变电站综合自动化系统主要位于1层和2层。变电站层的有关自动化设备一般安装于控制室，而单元层的设备宜安装于靠近现场，以减少控制电缆长度。分层分布式系统的特点如下：1）分层分布式的配置，系统采用按功能划分的分布式多CPU系统。这种分散模块化结构具有软件相对简单、调试维护方便、组态灵活、系统整体可靠性高等特点；2）继电保护相对独立；3）具有与控制中心通信功能；4）可靠性高；5）维护管理方便；6)需要电缆较多。 2.2.3全分散式的结构形式硬件结构为完全分散式的综合自动化系统，是指以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位，将保护、控制、输入/输出、闭锁等单元就地分散安装在一次主设备的开关屏上，安装在主控制室内的主控单元通过现场总线与这些分散的单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系。这种完全分散型结构的综合自动化系统的主要特点是：（1）系统部件完全依主设备分散安装。（2）节约控制室面积。（3）节约二次电缆。（4）综合性强。综上所述，经过三种综合自动化结构形式的对比，本设计选择分层分布式的结构形式进行详细阐述，并充分利用其优点来满足系统的要求。2.3变电站综合自动化系统的硬件配置2.3.1综合自动化系统变电站主控室的结构分为三类：(1)模拟屏式：在主控室模拟屏前设微机台，台内装微机及UPS电源，台上放主机显示器CRT，键盘和打印机。模拟屏主接线图上安装仪表和操作把手。其他如保护柜，变送器柜，电度表柜，监控柜，交直流电源柜等均放在模拟屏后，或分置于其他房间。 (2)控制台式：再主控室前部设控制台，无模拟屏。在控制台对面设保护柜，变送器柜，监控柜，电度表柜和交直流电源柜等设备。控制台上或旁边放主机显示器CRT。打印机和键盘。模拟主接线，操作把手，必要的仪表和光字均安装在控制台面上。(3)微机台式：在主控室前部设微机台，无模拟凭，无控制台。主控室后部设保护柜，变送器柜，监控柜，电度表柜，交直流电源柜等设备。微机台内装主机和微机电源，微机台上放CRT，打印机和键盘。 2.4变电站综合自动化系统的功能变电站综合自动化系统的功能主要包括监测，监控，远传，保护四部分。2.4.1监测：综合自动化系统通过对变电站的数据进行采集，处理，显示和打印，使运行人员了解变电站的运行工况，并采取相应的措施。所采集的数据分为三大类：模拟量，开关量和脉冲量。(1)模拟量：变电站需要监测的各种模拟量包括主变一次，二次和各线路的电流，各段母线及重要线路的电压，各线路零序电流，母线零序电压，主变温度和室温。(2)开关量：变电站内需要监测的各种开关量，包括各个开关，刀闸，变压器分接头，继电保护动作信息，开关机构运行状态，交直流电源运行状态，各微机运行状态等。(3)脉冲量：变电站需要监测的各种脉冲量，包括线路，主变一次和二次的有功电度量和无功电度量，电容器的无功电度量，所用电的有功电度量等。2.4.2监控：综合自动化系统提供方便可靠的人机对话，运行人员利用键盘和显示器操作开关，刀闸和变压器分接头。该系统还可以根据电网运行情况自动控制开关或变压器分接头。所有操作的可靠性在软硬件设计中都应符合双重化原则。 操作方式分为手动操作和遥控执行。手动操作分为三种方式：键盘操作，把手操作，保护柜操作。正常时利用键盘操作，非正常时通过模拟屏把手操作或保护柜操作。保护柜操作可通过保护机键盘或柜上按扭实现。遥控执行：当调度端发出遥控开关或遥调变压器分接头的命令后，该系统能可靠的执行。变电站监控的内容主要有以下几个方面：(1)：跳闸统计：统计开关跳闸次数。分为有事故跳闸次数和手动跳闸次数两种。(2)：接地选相：对于中性点不接地系统，当电网出现单相接地故障时利用零序电压，零序电流增量以及压降可判断接地线路及相别，也可以利用功率方向等其它方法来判别。也可利用功率方向法等其他方法来判别。为了保证可靠性，应多次采样后才能确定。确定后，主机报警，并显示和打印。运行人员按照提示，用人工检除方法跳开开关自动重合，验证主机的判断。(3):无功电压自动控制：根据电网无功，电压计算和判断是投切电容器，还是调节变压器分接头位置。以使无功和电压满足要求。在变压器。电容器。或电网故障时不应该误动。当电容器检修时，不应参与控制。2.4.3远传：当变电站正常运行或发生事故及报警等事件时，远传机会实时的向上级调度传送该站信息，使调度人员了解该站的运行情况。2.4.4保护：微机保护不仅有较高的可靠性和灵敏性，而且使用方便。其特点：(1):用键盘和八段显示器（LED）显示采样值（电流，电压，和开关状态）和整定值，并可修改整定值。(2):具有事故追忆功能。能够记录事故前后的线路电流和母线电压。(3):具备实时自检功能。能够对保护柜包括主机在内的各元件进行在线检查。变电站保护分为以下几种类型：(1):线路保护：包括电流速断保护，定时限过电流保护，方向性电流保护，零序电压，电流及方向保护，反时限过流保护，高频保护，距离保护。双回线方向横差保护和低周减载保护。(2):变压器保护：包括差电流速断保护，带二次谐波制动的比例差动保护。本体保护（重瓦斯，轻瓦斯，有载重瓦斯，有载轻瓦斯等），过流保护（包括低压启动，复合电压启动），过负荷保护。零序保护，高压侧备用电源自投和低压侧备电源自投。(3):电容器保护：包括电流速断保护，过流保护，反时限过流保护，相间过电压保护，相间低电压保护和零序过电压保护。(4):母线保护：包括完全电流差动母线保护和电流比相式2.4分层分布式变电站综合自动化工程应用2.4.1本文所采用的变电站综合自动化系统的结构形式： 变电站综合自动化系统分为变电站层和间隔层，这两层之间建立了基于以太网的站内通信网，间隔层设备间建立CAN总线通信网。如图2-5所示，变电站层包括前置机通信单元和后台监控主机单元，这些构成了上位机系统。间隔层也就是下位机系统，按断路器间隔划分，包括主变监控保护单元、主变后备保护单元、线路监控保护单元、电容器保护单元等。变电站综合自动化系统变电站层间隔层前置通信单元后台监控主机上位机系统主变监控保护单元线路监控保护单元主变后备保护单元……下位机系统图2-5变电站综合自动化系统分层结构框图2.4.2RCS--9000变电站综合自动化系统RCS-9000是新一代的，集保护、控制、监视、测量和其他自动化功能于一体的35kV-500kV变电站综合自动化系统。它分为三层的体系结构。RCS-9000是分布式系统，配置有一系列单元监控装置。这些装置可以安装在变电站的间隔里，长期稳定地运行在高温、强电磁干扰和潮湿的恶劣环境中。通信层采用标准通信规约，可以方便地实现不同厂家的设备互连。为保证通信可靠性采用双网通信方式。变电站层主要是位于变电站控制室里的总控单元。可以同时用不同的规约向两个或多个调度所或集控站发送报文。系统功能强大，用户界面友好，可以很好地满足变电站自动化的要求。单元监控装置将保护、测控和其他功能按对象进行设计，可以就地安装在开关柜里，通过通信电缆或光缆和总控单元联系，从而取消了接往控制室的大量信号、测量、控制、保护和其他电缆，提高了系统的可靠性，也节约了投资。RCS总线采用电力行业标准DL/T667-1999（IEC 60870-5-103）通信规约，用于站内保护和测控的综合通信，实时性强，可靠性高，具有不同厂家同种规约产品的互操作性。为所有装置提供两个独立的通信网。两网可以都用于通信，从而提高通信的可靠性。也可以将两网分别用于通信和故障录波。以GPS对时网络为系统内所有设备进行时间同步。为此，GPS装置只需提供一副触点，避免了以往为每台设备提供一副触点和一对接线的麻烦。监控系统采取开放式、模块化设计；基于WindowsNT；通过不同设置实现各种监控功能，工作可靠，安全；可以提供保护和录波分析的全部信息。RCS--9000变电站综合自动化系统主要功能有：数据采集和处理、超高压线路和低压馈线保护及测控、备自投、低频减载、自动同期、电压无功控制等自动控制功能；数据统计和处理，例如电量统计、电压合格率统计以及主变负荷率计算等；异常和事故报警及处理、保护及故障信息管理和处理。2.4.3上位机系统上位机系统相对于下位机系统来说相当于主站，主要是对下位机各测控、保护单元进行监控；相对于远方的调度部门来说，又相当于子站，上传变电站的运行信息，同时执行该调度的控制和调节命令，完成相应的功能。2.4.6后台监控主机后台监控主机主要作用是完成当地监控的功能。除了要完成变电站正常运行时主设备的运行参数和状态数据实时采集和处理的任务外；还要对不正常运行状态和事故状态运行的数据进行分析和处理与数据收集（SCADA）；同时还要完成保护定值的修改与下发、调度命令的随时解释和下达执行等等。具体说来其功能可以分成以下几个方面:（1）收集并存储变电站下位机各检测保护单元采集的现场数据，录入并保存反映变电站和各一次设备运行状态的离线数据。（2）运行系统软件和应用软件，处理实时数据，下发控制、调节命令，对历史数据进行运算、统计、绘图、打印和输出等处理，为系统运行管理提供科学依据。（3）提供报警提示。报警分为计算机图形报警、文字报警和语音告警三种；报警类型分为事故告警、变位报警和越限报警三种。当各设备出现故障，包括断路器跳闸、保护装置动作等故障，以及各种不正常事件，如设备变位、状态异常、模拟量越限以及下位机各间隔单元状态异常的情况时，后台监控主机会发出相应的提示。（4）给操作人员提供各种形式的信息显示界面，其中包括以地图为背景的实时系统运行工况图。 （5）事故记录和事故追忆。变电站运行的各种事件被分别登录到状态变化、遥测越限和SOE（事件顺序记录仪）登录表中。将事故前M分钟和事故后N分钟的重要运行数据自动存入历史数据库。本方案中上位机的后台主机为监控主机。作为调度、运行及保护等各个专业人员的人机交互窗口，该监控主机以图形显示、报表打印、语音报警等各种方式对系统运行状况进行实时监控、对可控装置进行控制调节等，并协助调度中心完成“四遥”功能。2.4.7下位机监测、控制和保护单元单元可分为以下几种装置：通用测控装置NSD200，线路测控装置NSD100，保护测控装置NSR600下位机监测、控制和保护单元由三个功能模块组成：采集保护模块、主CPU模块和通信模块。为了提高系统的运行速度，减轻单个CPU运行负荷，每个模块单元均采用双CPU结构：一片CPU完成模拟量采集和处理、开关量输入／输出和人机接口等功能；另一片CPU完成与CAN总线接口的通信任务。应用双口RAM，以便使两CPU之间的数据顺利交换。电力系统的保护单元装置中，现场数据在进入保护功能处理程序之前，要进行一系列的预处理。从电力系统中输入到继电保护装置的模拟信号主要有两类：来自PT或CT的交流电压、电流信号，来自分压器或分流器的直流电压电流信号。这些信号首先被转换成与微型计算机相匹配的电平，通过模拟滤波削去其中的高频成分，然后由采样保持环节将连续信号离散化。由于输入的信号往往不止一个，不可能要A/D转换器与这些输入信号一一对应。所以，设置一台多路转换器，由它逐一控制输入信号的采集，并把它们按一定规律传给A/D转换器，A/D转换器接着把它们一一转换成数字量。这些数字量还应在存储器中按先后顺序排列，以方便处理程序的调用。通信模块主要负责测控保护单元与CAN总线的接口的：包括从CAN总线接收数据和向CAN总线发送数据。为了保证系统的可靠性和运行独立性，通信模块由一片专门的CPUZ(80C196）负责，与测控保护模块分开，互不影响。任何一个模块出错不会影响另一模块的正常运行。下位机与CAN总线接口的通信，总线控制器可完成CAN通信协议所要求的大部分功能，包括数据的组帧、解帧、帧校验等。在本系统中，选用PHILIPS公司生产的独立CAN总线控制器SJA1000；总线收发器是CAN控制器与物理总线间的接口，系统中选用PHILIPS公司生产的芯片PCA82C25O，它可以提供对总线的差动收发能力。各测控保护单元采用双CPU结构，一块用于保护，另一块用于通信。这两个CPU都选用为80C196KB。它拥有一套效率高、执行速度快的指令系统。 2.5微机保护硬件的一般结构：微机保护的硬件类型分为三种：高压线路微机保护，微机元件继点保护，低压线路的微机保护.①高压线路微机保护：目前我国的高压线路微机保护装置的原理，性能，主要指标以及制造工艺方面以达到了国际先进水平，微机保护的动作正确率也已经超过了常规保护。对于高压和超高压输电线路微机保护装置，多单片机构成的多CPU硬件结构已成为现行的实际标准。这种类型的微机保护装置的基本特点是：电压频率转换原理的数据采集系统为整套装置的公共部分,其频率输出信号分别传送给各个保护插件，再由各个保护插件完成相应的测频，采样值标度变换，保护功能计算。3个保护CPU分别完成高频保护，距离保护，零序保护功能。监控CPU主要负责人机接口，保护定值管理。通信控制，保护CPU运行状态监控等功能。3个保护插件启动元件按三取二的原则启动各套保护装置的出口回路，从而大大的提高了保护装置的可靠性。但是这种多CPU微机保护装置采用了不完全冗余技术。保护输入和输出通道不采用冗余技术，而只是在信号处理器部分采用。如果模拟输入通道和数据采集系统发生故障，那麽输入3个CPU插件的故障数据将不在准确，整套装置不能正确工作；跳闸出口通道发生故障，整套装置同样不能正确工作。因此整个保护装置并不因为采用了多CPU技术而使可靠性大幅度的提高。多CPU微机保护装置除完成本线路的继电保护功能外，同时还必须完成相邻线路的远后备保护功能。广泛的使用多CPU微机保护装置中，距离保护三段和零序保护三段，都具有远后备的功能。在距离保护CPU插件或者零序保护CPU插件发生故障时，即使线路的主保护可以正常工作，仍将失去远方后备保护的功能。由于以上的原因，在高压和超高压输变电线路中，不但主保护必须双重化配置，后备保护也必须双重化配置。②微机元件继电保护： 微机元件保护的种类很多，硬件结构也各有特色，基本的类型有单片机型和工控机型微机元件保护。许多厂家得宜于线路微机保护的成功开发和应用中的成功经验，推出了许多与微机线路保护硬件结构相似的单片机型微机元件保护。比如采用了高压线路保护类似的VFC数据采集系统和高性能单片机构成的双CPU系统，变压器主保护与变压器各侧的后备保护分别采用不同的CPU完成保护功能。为适合变电站自动化的发展，新型微机变压器保护也提供了基于现场总线的通信接口功能。采用工控机实现的微机保护，具有小型化，低成本，高可靠性等优点。工控机总线接口简单，模块化程度高，容易结合，使用维护方便，系统功能容易扩展。可以大大缩短微机保护装置的开发周期，实现微机继电保护装置的系列化和标准化，便于运行部门的运行维护，必将在微机保护的发展中发挥重要的作用。③低压线路的微机保护：这种类型的保护装置可以分为两种：一种为“一对一”方式，即一套装置实现一条线路的保护；另一种为“一对N”方式，即一套装置实现多条线路保护。采用“一对一：实现时，一套装置负责一条线路或一台变压器的测量，保护和控制。使用“一对N”方式实现时，一套装置负责多条线路或变压器的测量，保护和控制。它具有分布式结构的全部优点而且又便于设计安装及运行维护。为中低压变电站广为采用。2.4.4110KV变电站综合自动化系统保护测控装置详细配置2.4.4（1）110kv侧保护测控装置配置本设计采用RCS-9700C系列测控装置1.系统概述RCS-9700C系列测控装置是为将测控功能分散实现而设计开发的，在设计的过程中充分考虑了装置恶劣的运行条件。装置具有良好的电磁兼容性能，抗电磁干扰能力强，功耗低，工作温度范围宽。RCS-9700C系列测控装置综合考虑变电站对数据采集、处理的要求，以计算机技术实现数据采集、控制、信号等功能。该装置完全按照分布式系统的设计要求，在信息源点安装小型的高可靠性的单元测控装置，采用工业测控网络与安装于控制室的中心设备相连接，实现全变电站的监控。该系列装置除完成常规的数据采集外，还可实现丰富的测量、记录、监视、控制功能，取代了其它常规的专门测量仪表。因此，这种系统充分满足各种电压等级的变电站对实现综合自动化和无人值班的要求。装置在设计的过程中充分考虑了运行的安全性，控制系统中的各种闭锁、开放控制电路的设置，高可靠性连接元件的选用，通信技术的应用，新型大节点容量继电器的使用，出口继电器检验，保证了装置能更安全可靠的接地运行。RCS-9700C系列测控装置采用新型的ARM+DSP硬件平台，14位并行AD转换器，160*240图形点阵液晶，100M以太网双网，工业用实时多任务操作系统，实现了大容量、高精度的快速、实时信息处理，装置支持主接线图显示图形可网络下载，装置具备完善间隔层联锁功能，联锁逻辑可网络下装。RCS-9702C、RCS-9703C、RCS-9705C、RCS-9706C、RCS-9709C、RCS-9701C可提供硬件逻辑闭锁接点输出。2.主要功能RCS-9700C系列测控装置主要包括交直流测量单元、独立遥控单元、状态量采集单元、脉冲累计计算单元、网络接口。各部分功能如下：1)测量单元 现场CT、PT来的5A和1A、100V的交变波形经高精度的变换器转换成适合计算机采集的小信号，经滤波后送入A/D变换成数字信号，最后进入CPU进行计算。本装置按每个周波采集32点，对CT、PT和直流变送器进行交直流采样，并按N次等间隔采样的离散表达式计算电流、电压、有功、无功、有功电度、无功电度、功率因素、频率等交流值和温度、电流、电压等直流测量值。1)遥信单元信号以空节点方式引入，经过光电隔离后转换成数字信号进入装置，从而取得状态信号，变位信号。信号量的采集带有滤波回路，装置每0.625毫秒查询一次信号状态，有变位即进行记录，信号采集具有防止接点抖动的能力。此外每一信号的采集带有现场可整定的时限，以确保信号功能的准确性。2)控制单元控制操作由调度或当地监控下达命令，装置接收此命令并返回校核无误，即输出此命令对开关进行跳/合操作。该控制受开放控制电路的限制，每一对象的遥控输出都受双CPU的控制，操作步骤为：选择、返校、执行三部分，实现继电器出口校验，保证了遥控能安全、可靠地执行。3)脉冲计数功能脉冲电度表发出的脉冲信号经光电隔离转换成数字信号，经去抖过程后进入脉冲计数功能。4)通讯接口装置支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准的通讯规约，配有以太网，双网，100Mbps,超五类线或光纤通讯接口。5)人机接口160*240大屏幕点阵液晶显示及薄膜式键盘，能方便地实现人机对话。图形化人机接口，主接线图、开关、刀闸及模拟量的显示，菜单及图形界面可编辑，并可通过系统网络直接下载。6)当地操作可在主接线图上，直接对开关、刀闸进行就地操作，减少误操作的可能性。7)逻辑闭锁功能当装置逻辑闭锁功能投入时，装置能够接受逻辑闭锁编程，当远方遥控或就地操作时，装置自动启动逻辑闭锁程序，以决定是否允许操作。CPU板主要功能主CPU板以32位ARM+DSP为核心，CPLD，EPROM,RAM及外围接口芯片支持，构成-最基本的单片机系统，主管一下任务：A.遥测数据采集及计算；B.遥信采集及处理（变位及SOE信息的记录及发送）；C.遥脉采集及计算（累计）；D.遥控命令的接受与执行；E.检同期合闸；F.逻辑闭锁；G.与显示板通讯，支持人机界面；H.通过网络接口将信息读入或发出； A.GPS对时；B.对关键芯片的定时自检。遥测采集及计算遥测量通过PT/CT将强电压、电流量转换成相应的弱电电压信号后，由A/D转换进入主CPU,可输入四个电压和三个电流。本装置测量采用32点采样。本装置对频率进行跟踪计算，调整采样周期后进行等间隔采样。遥测采用三表法。遥信测量遥信输入采用光耦进行隔离，以避免外部干扰的闯入。CPU对遥信的扫描时间为0.625ms,并加有软件去抖动算法，其时序如图，遥控输出控制单元主要负责完成接受命令并根据命令输出相应的控制信息，为了保证遥控输出的可靠性，每一对象的遥控都由三个继电器完成，输出都由两个CPU执行，并增加了一闭锁控制电路，由控制电路来控制遥控的输出。对象操作严格按照选择、校核、执行三步骤，实现出口继电器校验。另外本装置具有硬件自检闭锁功能，以防止硬件损坏导致误出口。GPS对时本装置可与GPS对时，实现装置时钟与天文时钟同步。通信通信规约符合电力行业标准DL-T677-1999（IEC60870-5-103标准），配有以太网，双网，100Mbps，超五类线或光纤通讯接口。3.测控装置结构和安装图RCS-9700系列C型测控装置均为后插式结构，110KV侧变压器本体保护采用RCS-9703C测控装置，它是二分之一的6U机箱。4.RCS-9703C测控装置典型应用及功能RCS-9703C测控装置主要用于站内主变本体及低压侧测控，装置拥有单断路器测控、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。1.主要功能有：1)56路开关量变位遥信，开工量输入为220V/110V光电隔离输入；2)一组电压、一组电流的模拟量输入，其基本内容有电流、电压、电度计算、频率、功率及功率因素；3)8路变送器接口单元；4)15次谐波测量；5)遥控输出可配置为16路遥控分合，遥控出口为空接点，遥控分合闸无公共点，出口动作保持时间可程序设定；6)1路检同期合闸；7)分接头测量与调节；8)4路脉冲累加单元，空接点开入；9)遥控事件记录及事件SOE10)支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）标准的通讯规约，配有以太网，双网，100Mbps，超五类线或光纤通讯接口； 1)逻辑闭锁功能，闭锁逻辑可编程；2)大屏幕液晶，图形化人机接口，主接线图、开关、刀闸及模拟量的显示，菜单及图形界面可编辑，并可通过系统网络直接下载。2.硬件结构本装置主要包括：1)AC板，交流输入；2)CPU板；3)DC板：电源，遥信输入；4)Yx接口板：遥信；5)ZL板：变送器接口、遥信输入；6)Yk1接口板：遥控；7)Yk2接口板：遥控；3.技术指标1)容量测量：8路变送器一组CT加一组PT遥信：56路遥控：16路脉冲量：4路2)测量输入信号范围0-120%UnUn=100V0-120%InIn=5A/1A输入方式CT、PT隔离3)信息速率测量刷新周期≤1秒信号刷新周期≤1秒4)信号事件分辨率<2Ms信号输入方式无源节点5)网络接口接口标准以太网支持DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）6)工作电源输入电压220V,110V允许偏差+15%,-20%功耗≤25W7)交流参数电压100V或100/1.732V电流5A，1A频率50Hz 电压功耗<0.5VA/相电流功耗<1VA/相（Is=5A)<0.5VA/相（Is=1A)1)物理特性正常工作温度-25℃—60℃抗干扰满足IEC255—22—4湿度和压力满足DL478以太网接口双绞线以太网或光纤以太网可选择支持IEC61850、DL/T667-1999（idtIEC60870-5-103：1997）对时接口标准EIA-RS-485接口，支持秒脉冲和IRIG-B差分信号输出形式空接点接点抖动时间<1ms事件分辨率<2ms信号输入方式无源接点电流输入范围4-20mA电压输入范围0~10V或0-250V精度≤0.2%满刻度值U、I测量误差£0.2%P、Q、S、CosF测量误差£0.5%系统侧频率测量误差£±0.01Hz线路侧频率测量误差£±0.01Hz相角差测量误差≤±1°输入信号范围0～120%UnUn=100V0～200%InIn=5A/1A输入方式PT、CT隔离采样频率1600Hz额定电压(Un)110V，220V输入范围80％Un～120％Un静态功耗<15W 动作时功耗<25WC型测控装置同期参数的设置一、测控装置同期和无压具体实现过程1.检同期关键过程：首先，需要指令启动同期检测过程。其次，装置没有发现母线电压PTDX，线路电压PTDX不会影响同期检测过程。最后，等参与同期的两侧电压的压差、相角、频差均小于定值并且两侧电压均不低于低压闭锁定值时，合闸出口。否则，将在同期复归时间之后，退出同期检测过程，宣告检同期失败。2.检无压关键过程：首先，需要指令启动无压检测过程。其次，装置没有发现母线或者线路电压PTDX。最后，参于检无压的两侧电压中任何一侧电压小于无压定值，合闸出口。否则，将在同期复归时间之后，退出无压检测过程，宣告检无压失败。二、RCS9700C型测控同期定值序号定值名称定值序号定值名称定值1低压闭锁值Ubs7同期复归时间Trs2压差闭锁值DelU8线路电压类型Utyp3频差闭锁值DelF9线路补偿角0~360°4频差加速度闭锁Dfdt10不检方式Bj5开关动作总时间Tdq11检无压方式Jwy6允许合闸角Dazd12检同期方式Jtq13检无压比率0~100%说明：1．线路电压类型中“0～5”分别代表所用线路电压采用Ua，Ub，Uc，Uab，Ubc，Uca。例:线路电压类型整定为0，即参于同期的电压相别是A相，所有与电压有关的定值如低压、压差、无压都以相电压为基准。如果线路电压类型整定为3，即参于同期的电压相别是AB相，所有与电压有关的定值如低压、压差、无压都以线电压为基准。2．低压闭锁值：当参与检同期判别的两个电压中任一个电压小于该定值时，不允许合闸。3．压差闭锁值：当参与检同期判别的两个电压的差值大于该定值时，不允许合闸。4．频差闭锁值：当参与检同期判别的两个电压的频率差值大于该定值时，不允许合闸。5．频差加速度闭锁：当参与检同期判别的两个电压的频率差的速度大于该定值时，不允许合闸。6．开关动作总时间：发出合闸脉冲到开关合上所花费的时间，用于计算合闸导前角，即提前下令合闸，等开关合上时，两侧电压正好达到同期点。7．允许合闸角：当参与检同期判别的两个电压的相角大于该定值时，不允许合闸。例：线路电压类型整定为0，参于同期检测的相别就为A相，母线A相电压和线路电压之间的相位角即为合闸角，在测控单元中可看到该角度的实际值Vxm。 1．同期(无压)复归时间：指同期检测或是无压检测的最长时间，在这段时间内如果同期条件或无压条件仍得不到满足，则退出检测过程，宣告检同期(检无压)失败。2．在不检方式，检无压和检同期方式这三个控制字中，“0”代表退出，“1”代表投入。三种方式原则上只能投入一种，由此决定一般遥控和就地合闸的电压检测方式。需要说明的是监控后台遥控时可选择检同期、检无压或不检方式，它的优先级高于测控装置上的相应设置。3．线路补偿角：检同期的时候，将母线电压的相角加上该角度后再与线路电压的相角比较，例：主变两侧同期合闸，正常运行时，同是A相电压，就有30°的角差，用于此类情况的角度校正。4．老版本的测控装置中，检无压方式中的无压定值，固定为30V。当参与判别的两个电压中线路电压小于30V或者母线电压三相均小于30V时，判断为无压。5．新版本的测控装置中，增加检无压比率定值。当该参数设定好一个定值后，在进行检无压判断时候根据测控装置监控参数中【母线电压二次值】和【线路电压二次值】乘以该定值得到检无压的门槛值，再分别对母线电压和线路电压进行无压判断。注意：1．测控装置中【参数设置】－>【监控参数】－>【线路电压二次值】需要根据实际输入的线路电压来设置。如果设置的是100V，且线路电压类型为0~2（Ua、Ub、Uc）时，装置会对测量到的Ux除以√3再进行检同期或检无压过程。但电压类型选择3~5时，无论【线路电压二次值】怎样设定，装置都默认把Ux直接与母线上对应的线电压进行比较。2．测控装置对母线电压的PTDX检测，条件是负序电压大于一个门槛或者开关有流且正序电压小于一个门槛。如果母线PTDX报警，将闭锁检同期和检无压过程。3．测控装置对线路电压的PTDX检测，条件是开入5为1，即重新定义开入5为线路PTDX信号输入，如果线路PTDX报警，将闭锁检同期和检无压过程。（该功能只在福建省使用，其他地区并无该功能）一、现场例子：福建某地区，作测控装置的同期试验。初始同期参数中不检方式0检同期1检无压1。不加外部交流量，进行检无压合闸操作，装置报TQ失败。查看同期复归参数为1秒，担心太短，整定20秒后再试，仍然失败。加入交流电压，使电压条件满足检同期的条件，合闸操作成功。经过仔细查看，装置的线路PTDX信号（开入5）始终为1，因此闭锁了检无压过程。使人疑惑的是，该线路PTDX信号只闭锁检无压合闸而不影响检同期合闸。查阅《RCS9705C同期判断流程图》，便能加深对检同期过程的理解。2.4.4（2）35KV侧保护测控装置配置35KV侧线路保护采用RCS-9707C测控装置1.应用范围：主要用于35KV侧线路单元的控制2.主要功能：①　86路开关量变位遥信，开关量输入为220V/110V光电隔离输入；②　一组电压、一组电流的模拟量输入，其基本内容有电流、电压、电度计算、频率、功率、功率因素；③　15次谐波分量；④　 遥控输出可配置为8路遥控分合，遥控出口为空接点，遥控分合闸无公共点，出口动作保持时间可程序设定；l①　I路检同期合闸；②　遥控事件记录及事件SOE；③　支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）标准的通讯规约，配有以太网，双网，100Mbps，超五类线或光纤通讯接口；④　逻辑闭锁功能，闭锁逻辑可编程；大屏幕液晶，图形化人机接口，主接线图、开关、刀闸及模拟量的显示，菜单及图形界面可编辑，并可通过系统网络直接下载。3.技术参数物理特性正常工作温度-25℃—60℃抗干扰满足IEC255—22—4湿度和压力满足DL478电气参数工作电源输入电压220V,110V允许偏差+15%,-20%功耗≤25W3.技术指标容量测量：8路变送器一组CT加一组PT遥信：56路遥控：16路脉冲量：4路测量输入信号范围0-120%UnUn=100V0-120%InIn=5A/1A输入方式CT、PT隔离信息速率测量刷新周期≤1秒信号刷新周期≤1秒信号事件分辨率<2Ms信号输入方式无源节点网络接口接口标准以太网支持DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）2.4.4（3）10KV侧保护测控装置配置 本设计采用RCS-9705C系列测控装置，其主要监控对象为变电站内的开关单元，装置组屏安装。本装置功能配置同RCS-9000系列的测控装置。性能特征RCS-9705C系列装置采用整体式结构，强弱电严格分开，全密封机箱设计，加上精心设计的抗干扰组件，使抗振能力，抗电磁干扰能力强。本装置采用全汉化大屏幕液晶显示，其树形菜单，分合闸报告，SOE报告，模拟量，开关量，定值整定，控制字整定等都在液晶上有明确的汉字标识，现场运行调试人员操作方便。装置内部的任何状态变化都能在液晶上反映，包括开入开出，所有电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素以及频率的有效值等等。本装置采用了高精度的并行14位A/D转换器，采样精度高，通信规约支持电力行业标准IEC-61850，本装置基本免调验。技术数据1.装置基本参数及基本性能指标测量一组CT，一组PT遥信64路遥控标配8路，最多16路遥测精度U、I≤±0.2%遥测精度P、Q≤±0.5%频率≤±0.01HzSOE分辨率≤0.1Ms2.环境条件遵循标准GB/T13729-2002（IDTIEC60255-6:1988）正常工作温度范围-10℃—+55℃极限工作温度范围-25℃—+55℃贮存运输温度范围-40℃—+55℃相对湿度5%—95%，设备内部不应凝露，结冰大气压力70Kpa_—106Kpa3.交流电流额定频率50Hz±5Hz相序ABC额定电流1A5A线性范围20A100A连续过载能力10S过载能力1S过载能力动稳定电流（半波值）2A10A40A250A10A50A200A1250A额定电流下的功耗<0.2VA/相<0.5VA/相 1.交流电压YH系列电压互感器额定电压Vn100/1.732V110/1.732V100V，110V线性范围106V173V连续过载能力120V120V10S过载能力200V200V额定电压下的功耗<0.2VA/相<0.5VA/相TV系列新型电压互感器额定电压Vn100/1.732V110/1.732V100V，110V线性范围106V173V连续过载能力160V150V10S过载能力200V200V额定电压下的功耗<0.2VA/相<0.4VA/相5.直流电源输入额定电压Vn110/125VDC220/250VDC输入范围88—144VDC176—288VDC纹波按GB/T8376-1987（IEC60255-11:1979，EQV）最大为直流值的12%直流中断按GB/T8376-1987（IEC60255-11:1979，EQV）直流中断20Ms,不会导致装置重启静态功耗动作时功耗<15W<25W启动时间<10s6.开关量输入额定电压110V220V动作电压77V54V返回电压60.5V121V最大允许电压150V300V额定电流2.2mA2.2mA耐压水平2KVac2KVac7.开关量输出 输出形式继电器无源节点（DSP继电器）继电器无源节点（ST继电器）继电器无源节点（DSP/S接点并联）额定电压250Vac/dc250Vac/dc250Vac/dc接通电流5A8A13A过载能力（1s）30A35A35A动作时间<5ms<10ms<5ms接点抖动时间1ms1ms1ms断弧能力（L/R=40msat250Vdc)0.2A0.4A0.4A8.机械结构机械尺寸（宽×高×深）（1/2)6U机箱，213.2mm×261mm×291mm安装尺寸（宽×高）嵌入式安装（开关柜/组屏）开孔尺寸：215mm×267mm,M5螺丝颜色银灰装置质量约4Kg防护等级IEC60529前面板IP51、箱体侧面IP30、后面板IP209.电气绝缘性能绝缘电阻GB/T14598.3-2006（IDTIEC60255-5:2000）用500V兆欧表下述端口之间绝缘电阻不小于100M◎，所有端口对地之间、电源及开人开出回路对交流电压电流回路之间、电源及开人回路对开出回路之间耐压GB/T14598.3-2006（IDTIEC60255-5:2000）在下述端口之间加2KV交流或2.8KV直流1分钟，泄漏电流小于10mA,所以端口对地之间、电源及开人开出回路对交流电流电压回路之间、电源及开入回路对开出回路之间，无击穿和闪络冲击电压GB/T14598.3-2006（IDTIEC60255-5:2000）在下述端口之间加前沿时间为1.2us±30%、至半峰时间为50us±20%的短时冲击电压5KV；所有端口对地之间、电源及开人开出回路对交流电流电压回路之间、电源及开入回路对开出回路之间，无击穿和闪络 2.4.4（4）主变压器保护侧控装置配置本设计采用RCS-9679C变压器保护装置1.应用范围RCS-9679C变压器保护装置由多微机实现的变压器保护，适用于110KV及以下电压等级的变压器保护。2.保护配置和功能1)保护配置①　差动速断保护；②　比率差动保护（经二次谐波制动）；③　高、低侧复压过流保护（各三段）；④　过负荷发信，过载闭锁有载调压，过负荷启动风冷和零序过电压报警等功能；⑤　8路非电量保护，其中4路可以直接跳闸（通过选配F3插件，可到10路非电量保护，6路可以直接跳闸）；⑥　装置还有3路不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回路。4.2.1变压器后备保护(1)：三段式复压闭锁过流保护：配有三段共九时限（每段三时限）的复压闭锁过流保护，每段都有独立的电流定值，时间定值和方向定值。通过定植的整定，每段过流保护可以选择是否经过复压元件闭锁，是否经过方向元件闭锁以及方向元件的设定。复压闭锁过流保护的复压闭锁元件，有本侧复压闭锁和外部接入的复压开入闭锁或门构成。外部接入的复压开入闭锁方式配合复压出口功能，可实现各侧复合电压的并联方式。在PT断线期间，可以选择复压闭锁或不闭锁。(2):三段式零压闭锁零序过流保护：配有三段共九时限（每段三时限）的零压闭锁零序过流保护，作为变压器中性点接地运行方式下的接地保护。每段可独立投退，并且保护可以选择是否经过零压元件闭锁，是否经过方向元件闭锁以及方向元件的设定。零压闭锁元件的零序电压，采用三相电压计算自产零序电压3Uz零序电流可选择取自变压器中性点零序电流或三相电流计算自产零序电流。(3):二段式间隙零序过流保护： 配有二段两时限间隙零序电流保护。作为变压器中性点接地运行方式下的接地保护，每段都可以独立投退。(4):过复合保护：包括过复合警告，启动风冷，闭锁有载调压，各一段一时限。每个时限都可独立投退，采用最大相电流判别。启动风冷，过负荷告警触点为常开触点。闭锁有载调压可选择常开或常闭触点。(5)：复合电压出口功能：为实现各侧复合电压并联的方式，本装置配有复合电压出口功能，有独立的低电压和负序电压定值，当复合电压满足条件，接通复压出口触点，并异常告警。(6):PT断线告警：三相电压均小于16V，某相电流大于0。2A，判为三相失压。三相电压和大于8V，最大线电压小于16V，判为二相PT断线。三相电压和大于8V，最大线电压和最小线电压差大于16V，判为单相PT断线。恢复正常以后，告警自动消失。2.4.5网络适配器 上位机系统中的网络适配器在变电站层里相当于前置通信单元，担负着数据传输和规约转换的任务。为了实现监视和控制功能，上位机需要与下位机交换数据。不同的下位机可能采集不同的数据、实现不同的功能、有不同的通信协议。为此，上位机如果要取得变电站运行的实时数据和下达遥控、遥调命令时，必须得经过前置通信单元的解释、整理和传送。当上位机想得到下面的实时信息时，网络适配器从下位机那里取得数据，进行解释、整理后，然后上发给上位机；上位机在下达遥控、遥调命令时，先将指令发到网络适配器，网络适配器再按照下位机的协议下发到指定单元，从而实现这些命令。网络适配器主要有以下三方面的功能：一是提供CAN总线的接口；二是提供PC机即当地监控机的接口；另外还要与调度中心的通信接口，即与MODEM对接。本系统采用了NSC200系列网络适配器。它可以采用单机和双机冗余这两种配置方式。第3章变电站综合自动化系统的通信网络3.1通信网络的发展：目前，国内变电站综合自动化系统用的通信网络主要是总线式网络。该系统最初使用RS-232总线，后来用到RS-485总线。近年来随着新型现场总线CANBUS和LONWORKS的推出，变电站综合自动化系统的网络通信得到了新的发展，新型现场总线CANBUS是变电站综合自动化系统通信网络性价比最好的一种。3.1.1RS-232，RS-422和RS-485总线：RS-232串口通信标准是美国电子工业协会于1969年公布的，该标准定义了数据终端设备和数据通信设备之间按位串行传输的接口通信。通常用于近距离传输，此时可将两台具有RS-232接口的通信设备直接相连，如果要进行远距离传输，可以再加调制器即可。RS-422为全双工，可以同时接收和发送。采用RS-422标准，可以削弱干扰的影响，获得更长的传输距离和允许更大的信号衰减。采用RS-422标准通信时位率可达到10Mbit/s。RS-485为半双工通信方式，在某一时刻，一个发送一个接受，当用于多站互连时，可节省信号线，便于高速远距离的传送。3.1.2LONWORKS总线 LONWORKS是美国Echeton公司推出的一种新型现场总线。它的基本思想是将控制系统按局域网络的方式构造，用网络节点代替局域网中的工作站，网络节点安装在监控现场，直接于各种传感器和控制器相连。LONWORKS总线的技术特性有以下9点：(1):开放性。网络协议开放，对任何用户平等。(2)：通信介质开放。可以在任何通信介质条件下通信，包括双绞线，电力线，光纤，同轴电缆，射线电缆，红外线等，并且多种介质可以在同一网络中混合使用。(3)：互操作性。Lonworks通信协议符合OSI模型，任何制造商的产品都可以实现互操作。(4)：Lonworks通信采用了“网络变量”，使网络通信的设计简化成为参数设置增加了通信技术的可靠性。(5)：它的通信每桢有效字节可以达到0到228个字节。(6)：它的通信速度可达1.25Mbit/s，此时的有效距离为130m(7)：Lonworks技术的一个测控网络的节点数可达32000个。(8)：Lonworks直接通信距离长达2700m(9)：Lonworks技术的核心是神经元芯片。该芯片内部装有3个微处理器；MAC处理器完成介质访问控制。网络处理器完成OSI的3-6层网络协议。应用处理器完成用户现场控制应用。它们之间通过公共存储器传递数据。3.1.3CANBUS现场总线CANBUS德国BOSCH公司设计的，它是一种基于优先级的高速。抗干扰能力强并具有检错功能的现场总线，可采用多种媒体通信，比如光缆和双绞线。CANBUS通信设备本身又具有较低的造价，从而它的应用范围很广，特别是在电气自动化领域。CANBUS的主要技术特性如下：(1)：CANBUS可以多主方式工作，网络上任意一个接点均可以在任何时刻主动向其它节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。(2)：CANBUS网络上节点可分为不同的优先级，并可满足不同的实时要求。(3)：CANBUS采用非破坏性总线裁决技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级别低的自动的主动停止数据发送，而优先级高的网络节点不受任何影响继续传送数据，大大的节省了总线冲突裁决时间。(4)：CANBUS可以点对点，一点对多点全局广播几种方式传送接收数据。(5)：CANBUS直接通信距离最远可达10km，CANBUS的通信速率最高可达1Mbit/s.(6)：CANBUS上的节点数实际上可达110个，理论上可达2000多个。(7)：CANBUS采用短砧结构，每一砧的有效字节数为8个，这样传输时间短，受干扰的概率低，重新发送时间短，尤其适合在强电磁场环境下工作。(8)：CANBUS每砧信息都有CRC校验及其它检验措施，保证了数据出错率极低。(9)：CANBUS节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它和总线的联系，以使总线的其操作不受影响。(10):NZR编码/解码方式，并采用位填充技术。 3.1.4各种总线技术的优缺点RS-232总线通信速度快，距离短。RS-422和RS-485虽然在传输速度和距离上有所提高，但存在以下缺点：网络上只能有一个主节点，无法构成多主冗余系统，系统可靠性差，数据通信方式为命令响应方式，从节点只有在接到主节点命令后才能响应，重要信息得不到及时传送，致使灵活性和实时性差，纠错能力差。LONWORKS总线性能较强，但系统复杂，造价较高。因而实用性较差。CANBUS总线是基于优先级的多主从节点结构，具有较强的纠错能力，克服了RS-422，和RS-485总线的缺点，而与LONWORKS总线相比，具有系统结构简单，造价低，实用性强等优点，因此CANBUS是变电站综合自动化系统的一种性价比最优的选择。3.2现场总线在变电站综合自动化内部网的应用变电站综合自动化系统内部通信网主要可以分为三种：LONWORKS现场总线网方案，嵌入式以太网方案，基于CANBUS总线的通信系统方案。3.2.1LONWORKS现场总线网方案：如图所示，变电站内部有两个LONWORKS网络，分别为监控网和录波网。监控网用来传送各种控制和状态信息。录波网则传送电力系统故障录波信息。网络的通信速率为78kb/s,最大通信距离为2km。通信介质为屏蔽双绞线或光纤。每个保护装置都带有LONWORKS网络接口，后台机，工程师站，远动机等pc机上均有PCLTA卡，于是保护装置和PC机就可以连接到LONWORKS网络上。这种方案适用于中低压变电站自动化系统，当用于220KV及以上的大型高压变电站时，由于网络节点增多，网络流量增大，网络带宽就显得不够了，特别是当多个保护共同动作时，网上冲突加剧，重发次数增多，通信效率降低，因此这种方案只使用于中小变电站自动化系统。 3.2.2嵌入式以太网方案：如图2所示，站内有3个相互独立的光纤以太网，网络1，2为监控网，网络3为录波网。将站内通信网络分为两层。间隔以上和间隔内部。间隔以上用10MB/S的嵌入式以太网构成站内通信的主干网络，负责后台机，远动机等PC机和各间隔进行通信。在间隔内部使用LONWORKS总线，网上的信息通过间隔层的测控单元上传到主干网上。最低层的各种设备保护可不做任何改动，保持了向下的兼容性。这种方案实际上是将嵌入式以太网和LONWORKS现场总线技术相结合，发挥了各自的优势。测控单元是整个方案的核心和关键。图3中详细的介绍了测控单元的工作原理。其中Neuron芯片作为CPU的通信处理器完成了LONWORKS网络的通信任务，利用它可和保护装置通信。CPU采用32b单片机，CPU部分采用了嵌入式软件设计，利用实时多任务操作系统及TCP/IP模块，完成以太网的通信和测控任务第4章继电保护设备和综自设备的设置4.135KV开关柜智能保护单元 本变电站中35KV开关柜采用的是ABB公司的SF6开关柜ZX2，它的保护和控制单元柜为柜上安装的REF542plus.它由主机和作为控制单元的人机接口HMI两部分组成，HMI可于一个运行WINDOWSNT的PC机相连接。REF542plus具有保护，测量，控制，监测的功能。REF542plus中的数字处理器DSP执行测量和保护的功能，电流传感器适用于距离保护和差动保护。4.210KV开关柜智能保护单元本变电站10KV开关柜选用的是LG公司的LV1真空开关，配置的是SIEMENS系列产品NSP7系列保护及测控装置。4.2.2电容器保护(1)：三相式相间电流保护：装置设三段相间电流保护，每段均可独立投退。三段相间电流保护可以反映的故障类型有：电容器组引接母线，电流互感器，放电线圈电压互感器，串联电抗器等回路发生相间短路。或者电容器本身元件全部击穿形成相间短路。(2)：过电压保护： 为避免使用相电压在单相接地时引起过电压保护误动，过电压保护采用相电压。过电压保护取母线电压是为了防止母线电压过高时损坏电容器，且切除电容器可降低母线电压。为防止电容器未投时误发信号或保护动作后装置不复归，过电压保护中加有断路器位置判断(3)：欠电压保护：如果母线失去电源而造成失压，当母线电压恢复时，可能因电容器组未放完电而使电容器承受过电压，为此设置低电压保护，发现母线电压低于定值后带延时，切除电容器组。在电容器组中过电压和欠电压保护均可通过延时来判别稳态过电压和欠电压。(4):不平衡电流保护：反映了电容器组内部的故障。做为双星性接线电容器组的内部故障保护。当同相的两电容器组C1和C2中发生多台电容器故障时，即C1的电抗不等于C2的电抗，此时流过C1和C2的电流不相等，因此流过不平衡电流Iund，而当Iunb>I set时保护系统动作。(5):不平衡电压保护：当双星型接线采用不平衡电压保护时，可用电压互感器的一次绕组串在中性线中，当某电容器组发生多台电容器故障时，故障电容器组所在星型的中性点电位发生偏移，从而产生不平衡电压，当Uunb>Uset时，保护动作。(6)：两段式零序过流保护：配有两段式零序过流保护，可选择投退。当Iunb>Iset时，保护动作。 (7)：桥差电压保护：三相桥差电压保护为反映桥式接线电容器组中电容器内部短路而设置。如图所式：TV的一次绕组可以兼做电容器组的放电回路，二次绕组接成压差式即反极性相串联。正常运行时C1=C2，压差为0。当电容器组C1或C2中有多台电容器组被损坏时，由于C1和C2容抗不等，因此两只TV的一次绕组分压不等，压差接线的二次绕组中将出现差电压，当压差超过定值时，保护动作。 (8)：桥差电流保护：三相桥差电流保护为反应桥式接线电容器内部短路而设置。电容器组为单星型接线，而每相接成四个平衡臂的桥路时，可以采用桥差接地保护方式。当正常运行时四个桥臂容抗平衡，Xc1=Xc2,Xc3=Xc4因此M和N之间无电流通过。当有一个电容器组存在多个电容器损坏时，桥臂之间因此不平衡，再桥差接线MN之间流过不平衡差电流。当差流超过定值时，保护系统动作。(9)：PT断线告警保护三相线电压均小于16V，某相电流大于0.2A，判断为三相失压。三相电压和大于8V，最大线电压小于16V，判断为二相PT断线。三相电压和大于8V，最大线电压和最小线电压差大于16V，判断为单相PT断线。恢复正常后，告警自动消失。 第5章总结及展望5.1总结变电站综合自动化在一些新建变电站的运行中表明其技术先进、结构简单、功能齐全、安全可靠，随着计算机技术、通信技术、信号采集和信号处理技术及新的分析计算技术的发展，尤其是一次电气设备的结构、被控程度和性能的提高，变电站综合自动化的技术应用将有更广阔的发展前景。5.2展望本装置功能需要进行一步完善。由于时间限制，本装备没能对故障分析功能进行试验，软件有待于进一步完善。(1)没有考虑与GIS（地理信息系统）的配合问题，如果能兼顾这个方面，那么综合自动化系统会更加的准确和完善。(2)由于现在的一次和二次系统都已经相当的可靠，所以没有采用双机备份系统；而为了进一步提高可靠性应该使用双机备份的。 致谢光的流逝也许是客观的，然而流逝的快慢却纯是一种主观的感受。当自己终于可以从各种考试、找工作、毕业论文的压力下解脱出来，长长地吁出一口气时，我忽然间才意识到，原来三年已经过去，到了该告别的时候了。一念至此，竟有些恍惚，所谓白驹过隙、百代过客云云，想来便是这般惆怅了。可是怅然之后，总要说些什么。大学三年，生活其实很简单，只是一些读书、写字和考试的周而复始。如果把这种单调的生活看作一场场循环的演出，那么我只是一个安静的演员。这篇毕业论文也称不上什么精彩的台词，只不过是这种循环演出即将告一段落时的谢幕词。我在这里首先要感谢的是我的专业指导老师——朱雪雄老师。这篇毕业论文从开题、资料查找、修改到最后定稿，如果没有您的心血，尚不知以何等糟糕的面目出现。我很自豪有这样一位老师，您值得我感激和尊敬。感谢和我共度三年美好大学生活的2009级发电厂及电力系统专业的全体同学。感谢职业技术学院所有授课老师，你们使我终身受益。感谢所有关心、鼓励、支持我的家人、亲戚和朋友。谢谢您！设计者:孙伟2011年12月 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