電力自動化系統(tǒng)-----變電站自動化系統(tǒng).doc

電力自動化系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)FW500變電站自動化系統(tǒng)簡介使用環(huán)境要求型號含義系統(tǒng)配置圖工作原理訂貨要求主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備外形與結(jié)構(gòu)主要尺寸1.系統(tǒng)總指標(biāo)生產(chǎn)廠2.主變保護裝置3.線路保護裝置4.母線保護裝置5.故障錄波測距裝置6.GPS（一）簡介 top1主要用途FW500系統(tǒng)是為電力系統(tǒng)220500kV及以上電壓等級變電站設(shè)計的一套多級網(wǎng)絡(luò)分布式變電站自動化系統(tǒng)，它由系統(tǒng)管理站、計算機網(wǎng)絡(luò)、工控前置機、分布式網(wǎng)絡(luò)型RTU、轉(zhuǎn)發(fā)工作站、微機多功能接口單元、主變壓器保護裝置、線路保護裝置、母線保護裝置、故障錄波裝置、GPS等設(shè)備組成。2系統(tǒng)特點1）多級網(wǎng)絡(luò)分層分布式結(jié)構(gòu)；2）采用 UNIX / Windows NT 操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)應(yīng)用軟件平臺；3）采用國際標(biāo)準(zhǔn)的基于XWindows的全圖形用戶界面（OSF/Motif）；4）軟件結(jié)構(gòu)模塊化、全分布式數(shù)據(jù)處理；5）數(shù)據(jù)采集使用RISC技術(shù)、浮點協(xié)處理器、高速緩存的32位微處理器；6）使用DSP技術(shù)，高速交流采樣，大容量儲存，采集數(shù)據(jù)直接上網(wǎng)；7）雙網(wǎng)冗余主備通信方式；8）在線召喚監(jiān)視各類保護定值；9）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)支持8個主站；10）先進的工藝技術(shù)，全表面貼裝，多達16層的印刷電路板。該系統(tǒng)主要用于電力系統(tǒng)設(shè)備、線路的實時監(jiān)測、控制、保護、管理和數(shù)據(jù)通信。（二）型號含義 top F W -500 F表示分布式；W表示微機自動化；500是產(chǎn)品系列號（三）工作原理 topFW-500系統(tǒng)是一個多級網(wǎng)絡(luò)連接的分布式自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺采用DEC/HP/SUN工作站，配置UNIX操作系統(tǒng)或采用高檔工控機配置 Windows NT 操作系統(tǒng)，采用 X-Windows全國形用戶界面和標(biāo)準(zhǔn)商用數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)前置機采用工業(yè)控制機，前置單元負(fù)責(zé)接收各類保護、測量及控制信息，并對其進行必要的預(yù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)類型，采用廣播方式或點對點方式，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)往其它節(jié)點（如SCADA工作站、操作員工作站、工程師工作站等），供其顯示、操作、控制、打印或進一步的處理。系統(tǒng)配置雙前置機并在線自動切換。計算機網(wǎng)絡(luò)采用雙以大網(wǎng)將多臺RTU、多臺前置機、多臺工作站及多臺數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站連接在一起，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。RTU數(shù)據(jù)直接上網(wǎng)，且為雙網(wǎng)冗余主備方式。RTU選用RTSC技術(shù)、浮點協(xié)處理器、高速緩存的32位微處理器為CPU，利用DSP技術(shù)實現(xiàn)高速交流采樣，采集現(xiàn)場各類實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)，通過雙以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到系統(tǒng)主網(wǎng)同時通過網(wǎng)絡(luò)接收系統(tǒng)的各類命令，輸出到現(xiàn)場控制設(shè)備。裝置提供基于Windows界面友好的維護配置軟件，所有功能、工作方式、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)運算均可在線配置，具極大的靈活性。微機多功能接口單元通過串行總線網(wǎng)實現(xiàn)與站內(nèi)多種微機保護單元及各種智能儀表的據(jù)通信，完成各類保護信息的采集、保護定值的召喚、表計信息匯總等功能，將預(yù)處理后數(shù)據(jù)送入系統(tǒng)主同。轉(zhuǎn)發(fā)工作站通過網(wǎng)絡(luò)獲取所需的全部數(shù)據(jù)，實現(xiàn)向省級、地級及其它調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。系統(tǒng)通過GPS或軟件對時實現(xiàn)時鐘同步。主變保護裝置由三個獨立的單元組成：主保護單元、后備保護單元、非電量保護單元。各單元在電氣及結(jié)構(gòu)上均相對獨立，必需的連接處均經(jīng)光電隔離。裝置硬件采用STD標(biāo)準(zhǔn)總線V40系統(tǒng)工業(yè)控制機系統(tǒng)。保護軟件采用模塊化設(shè)計組態(tài)配置相當(dāng)靈活。1） 主保護單元可提供下列功能：主保護為三段折線式（或二段式）比率制動特性差動保護，具備二次、五次諧波制動及TA斷線閉鎖功能，以及無制動的差流速斷保護。對3/2開關(guān)接線，主變停運時自動投入小區(qū)差動（短引線）保護五次諧波制動差動可以由過激磁閉鎖差動功能代替，這時可增設(shè)低電壓加速功能對自耦變可增設(shè)零差保護。TA斷線告警保護。差流越限告警保護。失靈保護通風(fēng)啟動。非電量保護記錄2）后備保護單元可提供下列保護功能：反應(yīng)過激磁的反時限過激磁保護。反應(yīng)高、中側(cè)相間故障的a相間阻抗保護；b復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護及過流保護。反應(yīng)低壓倒故障的a方向過流保護或過流保護；b復(fù)合電壓閉鎖過流保護；c過流速斷保護。反應(yīng)公共線圈側(cè)的a零序過流保護；b過負(fù)荷告警保護。反應(yīng)直接接地側(cè)接地故障的a零序方向過電流保護及零序過電流保護；b零序阻抗電流。反應(yīng)間接接地測接地故障的零序電流電壓保護及零序過電壓保護反應(yīng)變壓器側(cè)一點接地故障的側(cè)接地保護。各側(cè)TA斷線告警保護。各側(cè)TV斷線告警保護。各側(cè)過負(fù)荷告警保護。分接頭調(diào)壓閉鎖。非全相保護。短路器失靈保護。 3）非電量保護單元可提供下列保護功能：主變及調(diào)壓變的輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放、冷卻器故障、油位低、油溫高、強油通風(fēng)故障、線圈溫度、冷源消失等非電量保護，電源及出口獨立，并提供一副空接點給主保護單元作記錄用。4）自適應(yīng)功能：頻率跟蹤、變比跟蹤。線路保護采用多單片機并行工作的硬件結(jié)構(gòu)，設(shè)置了三個硬件完全相同的CPU插件，每個插件獨立完成一種保護功能。每個插件上幾乎包括了一種保護所需的所有電子器件，易受干擾的部分均不引出插件，從而提高了抗干擾性能。三個插件中任何一個損壞均不影響其它兩種保護的工作。每個單片機只承當(dāng)一種保護功能，確保了保護動作快速性。采用了電壓頻率變換原理（VFC）構(gòu)成模數(shù)變換器，跳閘出口開放回路采用三取二方式，提高了整套保護裝置可靠性。提供串行數(shù)據(jù)通信口與系統(tǒng)連網(wǎng)。裝置提供距離保護、零序保護、三相重合閘。距離保護由三段式相間距離和三段式接地距離構(gòu)成，用于切除出口短路故障的快速段的距離元件，動作時間不大于11ms。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次故障時,采用電壓記憶保證方向性，如在振蕩期間發(fā)生故障，則采用負(fù)序方向元件把關(guān)，僅在出口完全對稱短路時采用偏移特性。阻抗特性采用四邊形特性。零序保護由四段全相運行時的零序保護和兩段非全相運行時的不靈敏段零序保護構(gòu)成。三相重合閘設(shè)有三相重合閘和停用兩種方式,三相重合閘可選擇檢無壓、檢同期、非同期合閘方式。母線保護采用STD總線工業(yè)控制機，主、從CPU間實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),并可與中央處理器一起實現(xiàn)更高級的協(xié)調(diào)管理，為全站自動化的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。采用分相式多微機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使整套保護裝置對系統(tǒng)各種故障具有相同的靈敏度，大大提高了保護裝置整組出口的速度。提出了抗TA飽和新方案。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)故障TA飽和時，裝置仍能迅速動作，區(qū)外故障TA飽和時，裝置不會誤動，對TA無特殊要求。結(jié)合對交流量的動態(tài)分析和隔離開關(guān)接點的實時檢測，實時跟蹤母線的運行方式，實現(xiàn)了雙母線保護的自適應(yīng)性，保證了母線運行的可靠。系統(tǒng)及母線發(fā)生相繼故障時，保護能正確和迅速反應(yīng)。獨立的電壓閉鎖回路增強了裝置抗誤動能力。在母線倒閘過程中發(fā)生外部故障，保護不會誤動。裝置提供豐富的自檢功能及人機對話功能，維護調(diào)試非常方便。故障錄被測距裝置根據(jù)系統(tǒng)工程最優(yōu)設(shè)計思想按功能分為三層子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、存儲管理、數(shù)據(jù)處理。其中每部分均有自己的CPU形成獨立的子功能模塊，而數(shù)據(jù)采集部分又按模擬量分組分成二到三個子智能模塊。數(shù)據(jù)采集與存儲管理兩層子系統(tǒng)之間采用雙口PAM實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)緩沖連接，總稱為前置機，主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲管理、啟動判斷及向后臺處理機數(shù)據(jù)通信。后臺數(shù)據(jù)處理機采用工業(yè)級控制計算機（配以7in工業(yè)顯示器），通過并行口與前置機實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信。主要完成故障數(shù)據(jù)存盤組織各種故障分析及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。（四）主要技術(shù)參數(shù) top 1 系統(tǒng)總指標(biāo)（1） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫容量模擬量 8000點狀態(tài)量 16000點電度量 1000點計算量 1000點人工置數(shù) 26000點事故追憶量 400點(2)歷史數(shù)據(jù)在硬盤中存儲時間歷史曲線采樣間隔： 530min，可調(diào)。歷史曲線、日報、月報、年報：保存一年。（3）測量值指標(biāo)測量值綜合誤差：05。越死區(qū)傳送整定最小值：0.5額定值。（4）信號狀態(tài)量指標(biāo)信號正確動作率 99.99數(shù)采裝置S0E分辨率 2ms遙控正確率 9999（5）系統(tǒng)實時響應(yīng)指標(biāo)模擬量數(shù)據(jù)響應(yīng)時間 2S狀態(tài)量數(shù)據(jù)響應(yīng)時間 1S命令傳送時間（從按執(zhí)行鍵到RTU輸出） 1S全系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)刷新周期 310s，可調(diào)脈沖電度掃描周期 5N(N=1,212min),可調(diào)打印報表輸出周期 按需整定(6)可靠性指標(biāo)系統(tǒng)可用率 9999計算機工作站平均無故障時間（MTBF）8000h設(shè)備平均無故障時間（MTBF） 17000hSCADA系統(tǒng)時間與標(biāo)準(zhǔn)時間的誤差 2ms（7）CPU負(fù)荷率所有計算機的CPU負(fù)荷率： 35（在正常狀態(tài)下任意30min內(nèi)）；60（在事故狀態(tài)下10s內(nèi)）。（8）SCADA系統(tǒng)LAN的負(fù)荷率LAN負(fù)荷率： 10（在正常狀態(tài)下任意30min內(nèi)）； 30（在告警狀態(tài)下10s內(nèi)）。2主變保護裝置 top （1）額定參數(shù)直流電源電壓：220110V（定貨注明）。交流額定電壓：1003，開口三角電壓：100V。交流額定電流：51A（定貨注明）。交流額定功率：50/60Hz。（2）功率消耗直流回路：正常工作時，50WV40系統(tǒng)；保護動作時， 80WV40系統(tǒng)。交流電流回路：1VA/相（額定電流下）。交流電壓回路：1VA/相（額定電壓下）。（3）過載能力直流電源回路：80-115額定電壓，連續(xù)工作。交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作；20倍額定電流，工作10s；40倍額定電流，工作1s。交流電壓回路：15倍額定電壓，連續(xù)工作。（4）電流電壓精確測量范圍電流精確測量范圍：02100A（TA5A）； 00520A（TA=1A）。電壓精確測量范圍：05100V（相電壓）；5300V （間隙電壓）（5）主要保護的動作精度測量元件精度：刻度誤差：2溫度變差：2（在工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)）綜合誤差：5差動（以四側(cè)制動為例）：采樣頻率=800Hz 采樣頻率=600H整組動作時間：差動速斷20ms 差動速斷18ms(1.5 Icp)差動30ms 差動25ms(1.3 Icp)動作精度：差動速斷動作精度誤差5；差動及后備保護動作精度誤差3%。過激勵保護：上限145倍，下限108倍，定值精度2%。頻率跟蹤范圍：2575Hz。阻抗：定值精度2，精確工作電流0.11e。(6）整定范圍一般情況下：電流定值級差：001A；電壓定值級差：01V；時間定值級差： 1ms或01s或1s。3線路保護裝置 top （1）額定參數(shù)直流電源電壓：220V110V（定貨注明）。交流電壓：相電壓100V/3V，開口三角電壓100V。交流電流：5A1A。頻率：50Hz。（2）開關(guān)跳閘電流、合閘電流0.5A、1A、2A、4A（不是自保持電流）。（3）交流回路過負(fù)載能力交流電壓： 12 Un，連續(xù)工作；交流電流： 2In，連續(xù)工作：20 In，Is。（4）功率消耗直流回路： 50W。交流電壓四路：05VA相。交流電流回路：05VA相（1A）；1VA相（5A）。（5）整定范圍距離元件：00599.9。電流元件：005999A。時間元件：1）保護跳閘時間接地故障 012s相間故障 045s（當(dāng)不經(jīng)三取二閉鎖時，可整定至12s）2）其它： 0159s。（6）精確工作范圍1）距離元件：精確工作電壓 05V精確工作電流 （0120）In或（0240）In2）零序方向元件：最小動作電壓 2V（固定）最小動作電流 01In（7）精度距離I段保護暫態(tài)超越 5零序I段暫態(tài)超越 5測距元件誤差 25（8）整組動作時間相間和接地距離I段：Z測量/Z整定 動作時間 30 10 13ms70 25ms零序I段（I測量=121I整定） 18ms。4母線保護裝置 top （1）額定參數(shù)直流電源電壓 220V110V（定貨注明）交流額定電壓 100V交流額定電流 5A1A（定貨注明）交流額定頻率 50Hz60Hz打印機工作電壓 220V，50Hz（2）功率消耗直流回路： 正常工作時， 50w；保護動作時，80W。交流電流回路：1VA相（額定電流下）。交流電壓回路：1VA/相 （額定電壓下）。（3）過載能力直流電源回路：80115額定電壓，連續(xù)工作。交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作； 20倍額定電流，工作10s； 40倍額定電流，工作1s。交流電壓回路：15倍額定電壓，連續(xù)工作。（4）電流、電壓精確測量范圍電流精確測量范圍：025100A（TA 5A）； 00520A(TA=1A)電壓精確測量范圍：05100V（相電壓）。(5）主要保護的定值精度1）測量元件精度：刻度誤差 2溫度變差 2（在工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)）綜合誤差 52)差動繼電器：差動繼電器動作電流（0210）In制動系數(shù)0408差動繼電器動作時間 5ms （12In）3）電壓閉鎖繼電器：電壓突變系數(shù) 0508動作時間 8ms（80 Vn）4）裝置整組動作時間：10ms（12In， 05Vn）5）TA斷線閉鎖：斷線電流定值：00505In。6）TV斷線：斷線電壓定值： 00105 Vn。7）雙母線運行方式識別電流精度：5In。5故障錄波測距裝置 top 1）信號輸入：交流電壓（有效值）： 100V3，測量范圍： 0120V。交流電流（有效值）：5A1A，最大過載20倍，持續(xù)時間3s。2）功耗：交流電壓回路：05VA相。交流電流回路：05VA相。3）采樣頻率：1000Hz（每周波20點）。4）諧波分析率：9次。5）開關(guān)事件分辨率： 1ms。6）A/D精度：12位，轉(zhuǎn)換速度10s。7)啟動方式：模擬量啟動，開關(guān)量啟動，試驗啟動。8）記錄方式：故障前60ms（3周波）、故障后連續(xù)記錄。每次故障記錄時間不少于45s。連續(xù)性故障最多可記錄7次（基本配置）。數(shù)據(jù)存儲采用覆蓋技術(shù)，可轉(zhuǎn)存硬盤,新數(shù)據(jù)自動覆蓋舊數(shù)據(jù)。6.GPS top同步精度：ls。走時精度： 0.2ms。測頻精度： 50 00