變電站系統(tǒng)技術書

1、 110KV總降變電所IEC61850系統(tǒng)綜合自動化項目技術方案書技 術 方 案甲乙雙方經過友好協(xié)商，就110KV總降變電所IEC61850系統(tǒng)保護監(jiān)控綜自項目技術實現(xiàn)方法及技術實現(xiàn)目標達成如下協(xié)議，甲方委托乙方為XX110KV總降變電所提供基于IEC61850通訊體系的電站保護及監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng)一套，其功能要求及系統(tǒng)配置如下：一、系統(tǒng)概述XX110KV總降變電所本期綜合自動化工程范圍為1臺110/10KV變壓器，13條10KV饋出線的保護監(jiān)控功能。本項目基于IEC61850變電站通信體系對XX110KV總降變電所進行監(jiān)控及保護綜合自動化改造，并將原來系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控保護設備信息（許

2、繼公司設備），通過通訊轉換手段納入到新的IEC 61850電力自動化信息系統(tǒng)中。實現(xiàn)保護信息和控制信息等的實時遠方監(jiān)控，使整個變電站的保護自動化系統(tǒng)提升到一個較高的水平，滿足未來整個電站信息遠傳的需求并適應未來若干年系統(tǒng)運行要求及電力系統(tǒng)信息化改造的要求，同時使系統(tǒng)易于擴展升級。本項目實施具有如下技術特點：（1） IEC61850保護配置方案系統(tǒng)配置GE公司UR系列保護裝置，均具備IEC 61850通訊功能。主變配置T35差動主保護系統(tǒng)，F(xiàn)35變壓器后備保護系統(tǒng)，內部配有監(jiān)控模塊，可實現(xiàn)高、低壓側過流及速斷的保護功能和瓦斯保護動作的報警功能。變壓器保護通過集中組屏安裝在110KV總降主控室。1

3、3條饋線采用F650饋線保護裝置。物理上采用分散安裝的方式，就地安裝在相應的饋線開關柜上。所有設備通過高速以太網，以IEC 61850通訊協(xié)議實時交換信息。整個新型自動化系統(tǒng)完全可以滿足目前系統(tǒng)運行的監(jiān)控及保護需求。（2） 站內IEC61850通訊系統(tǒng)站內IEC 61850通訊網絡采用高速環(huán)形以太網結構，110KV主監(jiān)控室配置雙監(jiān)控主計算機（DELL公司），雙以太網方式連接網絡交換機設備。采用熱備份的工作模式，確保系統(tǒng)的可靠運行。完成整個電力自動化系統(tǒng)的人機界面、監(jiān)控、管理功能。10KV配電室采用就地安裝的嵌入式高速計算機系統(tǒng)（全密封、無風扇型），具有有3個高速10/100M以太網、6個RS-

4、232/422/485通訊接口，同時承擔了10KV系統(tǒng)IEC 61850網絡通訊交換機、后臺監(jiān)控主機、網絡通訊管理機、協(xié)議轉換器的作用。計算機結構采用工業(yè)級無風扇、全密封，上架式19”的1U結構，嵌入式安裝于保護監(jiān)控屏上。（3）與站外遠方監(jiān)控調度中心通訊該功能由站內IEC61850通訊管理嵌入計算機采用豐富的通訊接口來完成，采用以太網方式（4個高速以太網接口），按相關要求的通訊規(guī)約，將各系統(tǒng)信息互聯(lián)通訊。10KV配電室監(jiān)控主機等設備安裝于保護監(jiān)控屏上。系統(tǒng)調試完成后，可在17”觸摸顯示器，對全站主變、出線及站內其他自動化設備進行監(jiān)視、控制和保護。計算機具備監(jiān)控、保護、信息查詢、統(tǒng)計分析、歷史數(shù)

5、據(jù)存儲、負荷曲線顯示、主接線圖顯示、保護故障信息報警、工作報表管理等電力數(shù)據(jù)實時監(jiān)測管理功能。同時匯總全站信息，可與110KV主控室通訊。（4）與原綜合自動化系統(tǒng)的信息聯(lián)接該功能由站110KV/10KV系統(tǒng)的IEC61850通訊管理嵌入計算機采用豐富的通訊接口來完成，采用以太網方式（3個高速以太網接口）、串行通訊模式轉換，按相關要求的通訊規(guī)約，將各系統(tǒng)信息互聯(lián)通訊。實現(xiàn)互操作功能。二、系統(tǒng)配置及功能 1、系統(tǒng)結構變電站綜合自動化系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)。系統(tǒng)分為三層：站控層、通訊層、現(xiàn)場監(jiān)控保護設備層。各現(xiàn)場保護裝置直接以以太網環(huán)形組網，可靠性高，便于擴展（未來增加網絡交換機就可以）。系統(tǒng)配置多

6、路冗余通訊接口IEC61850通訊管理及協(xié)議轉換設備（嵌入工業(yè)計算機），便于采集原系統(tǒng)安裝的所有廠家的自動化裝置、電表、直流屏數(shù)據(jù)、并能適應各種設備通訊協(xié)議。2、網絡結構110KV變電站綜合自動化系統(tǒng)拓配置圖：10KV變電站綜合自動化系統(tǒng)拓配置圖：3、站控層110KV系統(tǒng)站控層配置雙計算機人機監(jiān)控工作站，該電站綜自系統(tǒng)功能齊全、可靠性高、結構緊湊、操作簡單。監(jiān)控軟件可靈活運行于WINDOWS2000/XP等WINDOWS操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟件采用面向對象編程技術，結合電力綜合自動化諸多的特點，是一個組態(tài)靈活、開放性的軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)主站監(jiān)測管理應用軟件系統(tǒng)采用面向對象的Visual C+開發(fā)，實時數(shù)

7、據(jù)庫管理系統(tǒng)(RTDBMS)。所有110KV系統(tǒng)IEC61850原裝進口綜合保護裝置均直接集中組屏安裝在監(jiān)控柜上，設備通訊全部采用以太網。110KV系統(tǒng)站控層配置先進的IEC61850通訊管理機（網關）將系統(tǒng)內的直流裝置（系統(tǒng)）數(shù)據(jù)、電能表數(shù)據(jù)等根據(jù)各廠商的私有通信協(xié)議傳輸?shù)骄W關軟件模塊系統(tǒng)中，服務器將信息進行處理，轉換成符合IEC 61850標準的信息格式和通信服務，從而實現(xiàn)設備（系統(tǒng)）與后臺主站之間的IEC 61850標準通信功能。IEC 61850通訊軟件模塊匯集IEC 61850通信網所有信息，與站外調度（集控站）進行通訊連接。10KV系統(tǒng)站控層配置嵌入工業(yè)計算機，輔助17”觸摸式顯示

8、器。完成就地設備的監(jiān)控管理功能，同時兼通訊管理及規(guī)約轉換職能。4、通訊層使用IEC 61850光纖以太網交換機系統(tǒng)在主控室配置2臺ML2400光纖以太網交換機，連接站控層監(jiān)控計算機、網關、變壓器及母線保護屏等設備。配置方案如下：ML2400-F-AC-XX-A6-A4-XX-XX-X設備提供2個100Mb光纖以太網端口和12個10/100Mb RJ45以太網接口。在10KV開關室間隔層配置一臺ML2400光纖以太網交換機，10KV保護測控裝置連接到該交換機。配置方案如下：ML2400-F-AC-XX-A6-A4-A4-XX-X20個10/100Mb RJ45以太網接口。設備提供2個100Mb光

9、纖以太網端口通訊管理單元采用一體化的工業(yè)級嵌入式計算機，就地組屏安裝。系統(tǒng)主通訊網均采用10/100M以太網，接口充分考慮未來擴展的需求。 對目前的系統(tǒng)，利用原有的電站自動化系統(tǒng)中電度表、直流屏等微機接口設備，進行信息抽取和數(shù)據(jù)整合，實現(xiàn)全站電力信息的匯總管理。110KV/10KV間隔層的主要IEDs（保護裝置、測控裝置、直流系統(tǒng)、電量計費系統(tǒng)）和站級層之間的通信均應用IEC 61850通信協(xié)議標準實現(xiàn)。信息在高速以太網上交換。系統(tǒng)對時采用全站SNTP網絡統(tǒng)一對時方式，同時設置獨立裝置的GPS系統(tǒng)。5、現(xiàn)場監(jiān)控保護設備層在保護方面配置GE公司的UR系列保護裝置，該系列保護具有嵌入式IEC 61

10、850通訊功能。確定全站IEC61850自動化系統(tǒng)整合方案如下：（1）110/10KV變壓器保護測控裝置變壓器配置一臺T35變壓器管理繼電器作為變壓器電流差動保護。功能：T35提供雙斜率雙拐點差動制動特性的比率式電流差動保護和差流速斷保護功能。此外，T35還可為變壓器高、低壓側提供過流后備保護功能。測控方面的功能包括差動和制動電流、二次和五次諧波、電流等測量量，以及事件及故障錄波、數(shù)據(jù)記錄等功能。配置：T35-N03-HCH-F8H-H6E-M6D-P6D-UXX-WXX以上配置提供8CT輸入，4DO/8DI，16DI，16DI，通訊及規(guī)約：RS485+10/100Base T通信接口，通信規(guī)

11、約有Modbus RTU和TCP/IP；DNP3.0和UDP/IP；IEC61850通信系統(tǒng)。（2）110/10KV變壓器后備保護配置一臺F35多饋線保護裝置。功能：F35最多可同時保護6條饋線。因此一臺F35可同時為變壓器的高、低壓側繞組提供后備過流保護。其它保護功能包括電壓和頻率保護、斷路器失靈保護等。測控方面的功能包括重合閘、故障測距、斷路器操作次數(shù)及開斷電流統(tǒng)計、同期檢測、事件及故障錄波、數(shù)據(jù)記錄及高、低壓側各種電量和需量的測量等功能。配置：F35-N03-HCH-F8F-H6E-M8F-P6D-U6D-WXX以上配置提供8CT/8VT輸入、8D0，16DI，16DI，RS485+10

12、/100Base T通信接口，通信規(guī)約：Modbus RTU，TCP/IP；DNP3.0，TCP/IP和UDP/IP；IEC61850通信系統(tǒng)。變壓器保護通過組一面屏安裝在110KV總降主控室。注：110KV間隔間以及間隔間的連鎖基于GOOSE的連鎖方式實現(xiàn)?；贕OOSE的連鎖方式的DI/DO，通過T3變壓器測控單元配置相應數(shù)量的DI/DO模塊實現(xiàn)。（3）10KV母線保護對新建的第三和第四段10KV母線各配置一臺B90母差保護，共配置2臺B90。功能：B90提供帶制動和無制動的母線電流差動保護，此外還對各輸入CT處提供過電流及接地故障保護。配置：B90-N00-HCH-F8H-H6C-L8H

13、-NXX-S8H-UXX-WXX以上配置提供24CT輸入、8DO、RS485+10/100Base T通信接口通訊規(guī)約：通信規(guī)約有Modbus RTU，TCP/IP；DNP3.0，TCP/IP和UDP/IP；IEC61850通信系統(tǒng)。二套10KV母線保護通過組一面屏安裝在110KV總降主控室。（4）10KV饋線每條10KV饋線配置一臺F650饋線保護裝置，共配置13臺F650。功能：F650主要提供完整的過流和速斷保護。其它保護功能包括電壓和頻率保護、斷路器失靈保護等。測控方面的功能包括重合閘、故障測距、斷路器操作次數(shù)及開斷電流統(tǒng)計、同期檢測、事件及故障錄波、各種電量及需量的測量功能。配置：F

14、650-B-F-B-F-1-G-0-HI-C-6以上配置提供4CT/4VT輸入、8DO/16DI、10/100Base T以太網通信接口，通信規(guī)約：Modbus RTU和TCP/IP；DNP3.0和UDP/IP；IEC61850通信系統(tǒng)。10KV饋線保護安裝在相應的饋線開關柜上。（5）10KV母聯(lián)每條10KV饋線配置一臺F650饋線保護裝置，共配置3臺F650。功能：F650主要提供完整的過流和速斷保護。其它保護功能包括電壓和頻率保護、斷路器失靈保護等。測控方面的功能包括斷路器操作次數(shù)及開斷電流統(tǒng)計、同期檢測、事件及故障錄波、各種電量及需量的測量功能。配置：F650-B-F-B-F-1-G-0

15、-HI-C-6以上配置提供4CT/4VT輸入、8DO/16DI、10/100Base T以太網通信接口通信規(guī)約：Modbus TCP/IP；DNP3.0 UDP/IP；IEC61850通信系統(tǒng)。10KV饋線保護安裝在相應的母聯(lián)開關柜上。三、系統(tǒng)軟件功能 綜合自動化軟件系統(tǒng)由多個軟件功能模塊體系構成，可以進行配電系統(tǒng)的一次接線圖的顯示與操作、相關參數(shù)設置、遙控閉鎖操作、報警、事件記錄、分析曲線、棒圖、實時與歷史報表打印、智能報警、負荷分析、定值計算等功能，通訊管理系統(tǒng)軟件可以實時采集站內各設備信息，并可同時向上一級自動化系統(tǒng)通過標準規(guī)約進行運行監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。1、電力信息的采集與處理 實現(xiàn)配電系

16、統(tǒng)中，各類電氣設備信息監(jiān)控： 遙測：采集線路的電壓、電流、有功功率、無功功率等模擬量信號； 遙調：變壓器分接頭調整，系統(tǒng)功率因數(shù)調整等； 遙信：開關位置、開關狀態(tài)、保護動作信號、跳閘信號等開關量信息； 遙控：開關量輸出，斷路器的閉合和斷開等； 保護：從電網中迅速切除故障設備和線路； 事件順序記錄（SOE）：記錄狀態(tài)量發(fā)生變化的時刻和先后順序 提供開放的Activex控件接口，通過網絡節(jié)點可以遠程訪問實時和歷史數(shù)據(jù)。 通過ODBC接口實現(xiàn)與關系數(shù)據(jù)庫雙向數(shù)據(jù)交換。 符合工業(yè)自動化的標準通訊，能夠以OPC標準和第三方軟件進行數(shù)據(jù)交換。 支持INTERNET/INTRANET直接訪問，可以用IE瀏覽

17、器作為一個瘦客戶端軟件來訪問服務器的數(shù)據(jù)及監(jiān)控畫面。2、 圖形功能運行工況圖顯示變電站或電網的地理位置圖、一次接線圖、電氣主接線圖、實時系統(tǒng)運行工況圖、故障報警的詳細記錄、 跳閘設定的曲線對比圖、模擬指針表圖等。分析曲線對實時數(shù)據(jù)以曲線的方式進行顯示，可以對實時電流、電壓和能耗等進行顯示，并可以靈活的進行設置 3、 報表功能通過報表工具可以制作實時數(shù)據(jù)報表和歷史數(shù)據(jù)報表報警記錄：對系統(tǒng)模擬量的越限報警、開關跳閘報警進行記錄。事件記錄：記錄系統(tǒng)發(fā)生的事件信息和操作信息，并且可以線路情況進行查詢。4 、 打印功能定時打印報表和運行日志開關操作記錄打印事件順序記錄打印5、 安全權限管理為保證系統(tǒng)的安

18、全性，系統(tǒng)可根據(jù)各工作站的不同用途設置相應權限，系統(tǒng)提供基于用戶權限的安全管理系統(tǒng)，可設置系統(tǒng)操作員、系統(tǒng)工程師、外部有關人員等多級的操作權限，每個用戶都有自己的加密的個人口令密碼。6、 軟件系統(tǒng)開放性（1） 數(shù)據(jù)庫開放接口提供開放的Activex控件接口，通過網絡節(jié)點可以遠程訪問實時和歷史數(shù)據(jù)。（2） ODBC架構通過ODBC接口實現(xiàn)與關系數(shù)據(jù)庫雙向數(shù)據(jù)交換。（3） OPC架構：符合工業(yè)自動化的標準通訊，能夠以OPC標準和第三方軟件進行數(shù)據(jù)交換。（4）WEB功能：支持INTERNET/INTRANET直接訪問，可以用IE瀏覽器作為一個瘦客戶端軟件來訪問服務器的數(shù)據(jù)及監(jiān)控畫面。7、 事件處理機

19、制系統(tǒng)含有完善的事件記錄服務機制，任何對數(shù)據(jù)庫的訪問、通訊數(shù)據(jù)的事件傳送、現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的變化報警、網絡通訊狀態(tài)等均產生相應的帶時間戳的事件，并可被歷史記錄，用戶可以訪問和查詢這些記錄。特別對SOE事件，嚴格按電力系統(tǒng)的相關規(guī)定處理，事件的存儲、分類、查詢及讀取十分方便。四、系統(tǒng)設備配置清單附注：下表中XX公司系統(tǒng)控制技術有限公司簡稱“XX”序號設備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注一、設備清單1、110KV主站監(jiān)控系統(tǒng)（1）主機(PIV2.4G、內存512MB、硬盤80GB、2塊以太網卡、DVD可刻錄光驅、1.44軟驅、聲卡)HP臺2HP公司（2）19液晶顯示器HP臺2HP公司（3）標準鍵盤、三鍵鼠標、

20、音箱套2（4）逆變電源2kVA在線臺1杭州奧能（5）針式打印機LQ-1900K臺1EPSON(6)IEC61850監(jiān)控主站軟件系統(tǒng)遠方調度、集控系統(tǒng)通訊接口軟件PowerEasy套1XX公司主站IEC 61850電站人機界面軟件套1XX公司主站IEC 61850通訊軟件套1XX公司主站基于61850的實時庫套1XX公司主站歷史數(shù)據(jù)庫套1XX公司主站數(shù)據(jù)管理及應用軟件套1XX公司主站IEC 61850軟件工具套1XX公司(7) IEC61850網關 嵌入式工業(yè)設備（串口數(shù)量:6個RS-232/485可選；網口數(shù)量:4個10/100M自適應；電源220V AC；厚度:19”1U）全密封，無風扇，寬

21、溫netEasy-1500臺1力通公司定制原系統(tǒng)五防系統(tǒng)通訊接口軟件netEasy套1XX公司網關IEC 61850協(xié)議轉換軟件套1XX公司網關基于61850的網關實時庫套1XX公司網關歷史數(shù)據(jù)庫套1XX公司網關數(shù)據(jù)管理及應用軟件套1XX公司網關站內直流系統(tǒng)通訊接口軟件套1XX公司網關站內電度表通訊接口軟件套1XX公司調度集控站通訊接口軟件套1XX公司(8)變電站監(jiān)控系統(tǒng)通信、控制、公共柜套2XX公司2、10KV子站監(jiān)控系統(tǒng)(1)IEC61850網關嵌入式工業(yè)設備（串口數(shù)量:6個RS-232/485可選；網口數(shù)量:4個10/100M自適應；電源220V AC；厚度:19”1U）全密封，無風扇，寬溫netEasy-1500臺1研華公司定制原綜合自動化系統(tǒng)設備通訊接口軟件netEasy套1XX公司網關IEC 61850就地維護界面軟件套1XX公司網關IEC 61850協(xié)議轉換軟件套1XX公司網關基于61850的實時庫套1XX公司網關歷史數(shù)據(jù)庫套1XX公司網關數(shù)據(jù)管理及應用軟件套1XX公司網關站內直流系統(tǒng)通訊接口軟件套1XX公司網關站內電度表通訊接口軟件套1XX公司(2)17”高分辯彩色LCD觸摸屏套1LG(4)控制回路操作盒SCX-022套20XX公司(5)10KV站標準監(jiān)控保護柜套1XX公司3、通訊輔助設備(