300MW機組繼電保護信息子站系統(tǒng)設(shè)計方案(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上   300MW機組繼電保護信息子站系統(tǒng)設(shè)計方案華電國際十里泉電廠 邵波摘要 本文通過介紹華電國際十里泉電廠繼電保護故障信息子站系統(tǒng)設(shè)計方案.詳述了繼電保護故障信息子站系統(tǒng)實現(xiàn)的功能及技術(shù)特點，客觀分析了建立該系統(tǒng)時應(yīng)注意的幾個問題。【關(guān)鍵詞】 繼電保護；故障信息子站；設(shè)計方案 前言 目前電力系統(tǒng)調(diào)度自動化（SCADA/EMS）系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，電力網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)運行監(jiān)控、管理、分析的自動化水平已經(jīng)得到空前的發(fā)展和進步。繼電保護、安全自動裝置和故障錄波器等（以下稱“二次設(shè)備”）作為實現(xiàn)電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的智能終端裝置，其本身的信息化、智能化水平

2、也很高，但從調(diào)度運行管理的角度講，對于二次裝置的設(shè)備管理、運行狀態(tài)監(jiān)視、動作定值整定、以及對二次裝置所記錄的電網(wǎng)異?；蚬收闲畔⒌木C合有效運用分析等，仍然較普遍處于較低的自動化水平，無法滿足調(diào)度運行管理自動化的要求。本文通過華電國際十里泉電廠現(xiàn)場實際，提出了適合我廠的繼電保護故障信息子站系統(tǒng)設(shè)計方案。客觀分析了建立該系統(tǒng)時應(yīng)注意的幾個問題。 繼電保護故障信息子站系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后將完整的保護裝置動作報告和錄波報告迅速傳送到省調(diào)、地調(diào)及相關(guān)繼電保護部門，使所有關(guān)心故障狀況的人員，能及時、準確地掌握電網(wǎng)的故障情況，提高事故的分析處理水平。同時，實現(xiàn)了基層保護人員在日常運行中對全網(wǎng)

3、微機型保護和錄波裝置運行狀況的動態(tài)、實時監(jiān)測，大大提高了系統(tǒng)保護裝置的健康運行水平。目 錄一、繼電保護故障信息子站系統(tǒng)介紹4（一）主要功能 4（二）硬件系統(tǒng)說明 5（三）軟件系統(tǒng)概要 6（四）主要技術(shù)特點 8二、設(shè)計方案 9（一）我廠簡介 9（二）二次設(shè)備介紹 9（三）設(shè)計方案 9（四）調(diào)試方案 10三、信息子站在運行中的問題 10（一）舊型號保護問題10（二）保護廠家通訊規(guī)約理解不一樣 11（三）施工分期進行 11（四）施工分期行11（五）信息子站主機柜、采集柜本身問題 11結(jié)束語 12參考文獻 12附錄 12專心-專注-專業(yè)一、繼電保護故障信息子站系統(tǒng)介紹（一） 主要功能 我廠繼電保護故障

4、信息子站系統(tǒng)選用山大電力有限公司生產(chǎn)的SDL-8003型繼電保護故障信息系統(tǒng)SDL-8003作為構(gòu)成繼電保護及故障信息系統(tǒng)（Power System Relay and Fault Information System , PRFIS。通常由主站系統(tǒng)、變電站子站系統(tǒng)、二次設(shè)備構(gòu)成）的變電站層的子站系統(tǒng)，其主要功能如下：1）數(shù)據(jù)匯集和轉(zhuǎn)發(fā)：作為變電站內(nèi)保護、錄波器等二次設(shè)備與PRFIS主站系統(tǒng)互聯(lián)的“通信網(wǎng)關(guān)”，可以在節(jié)省通信資源、減小通信處理瓶頸的前提下，實現(xiàn)主站與二次設(shè)備之間的有效數(shù)據(jù)通信。2)數(shù)據(jù)緩沖：其內(nèi)部配有小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以實現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的緩沖處理，從而，增強整個PRFIS系統(tǒng)的安全

5、可靠性。3)數(shù)據(jù)預(yù)處理：可實現(xiàn)部分信息預(yù)處理功能（如信息過濾等），一方面，減輕主站系統(tǒng)的負擔(dān)，同時可以提高數(shù)據(jù)處理的效率。屏蔽設(shè)備的多樣性，提高整個PRFIS系統(tǒng)的可維護性和可擴充性：SDL-8003配有通訊規(guī)約庫，可以“即插即用”式地接入不同廠家、不同型號的二次設(shè)備，同時對主站屏蔽接入二次設(shè)備的多樣性，以保證整個PRFIS系統(tǒng)的可維護性、可擴充性及開放性。由SDL-8003子站系統(tǒng)組成的繼電保護及故障信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：錄波器N錄波器1子站主機省調(diào)中心遠程接入設(shè)備或MODEM公用電話網(wǎng)或電力數(shù)據(jù)網(wǎng)串行線或以太網(wǎng)以太網(wǎng)或串行線以太網(wǎng)或串行線 國內(nèi)保護國外保護 地調(diào)中心GPSRS-232站內(nèi)終

6、端站內(nèi)自動化系統(tǒng)遠程終端SDL-8003產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖（二）硬件系統(tǒng)說明SDL-8003主機硬件系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)采用了當(dāng)今最流行的嵌入式硬件系統(tǒng)的設(shè)計思想，采用PC104 單板計算機作為系統(tǒng)運算和管理核心，整個硬件系統(tǒng)大大減小了體積，同時提高可靠性。它具有以下特點：1) 主機裝置化:整個系統(tǒng)只有2U高度，具有典型的裝置化特點。功耗低。整個裝置功耗不超過15W，無需任何風(fēng)扇進行散熱。可接鍵盤、顯示器。根據(jù)需要使用標準的顯示器和PS2鍵盤。支持220V交直流電。外形尺寸符合標準機柜要求，可直接安裝在機柜上。2) 板卡廠家:CPU板卡選用世界著名廠家的板卡，設(shè)計科學(xué)，保證了裝置的整體可靠性。3)接

7、口板的特點:接口板由專業(yè)人員進行設(shè)計，具有以下特點：a)422/485/232多種通訊方式兼容?？梢酝ㄟ^不同的連接方式，在一個端口中實現(xiàn)多種通訊方式轉(zhuǎn)換，無需任何跳線。b)通訊串口與主板卡實現(xiàn)光電隔離設(shè)計。所有的通訊端口均采用了光電隔離技術(shù)，保證了SDL-8003主機運行時不會受到外界的干擾，串口接口芯片均可以抗1500V靜電放電強度。c)串口聯(lián)接采用RJ45接口，方便可靠。使用該種接口方式，不僅能保證連接的可靠性，同時也能提供了連接的方便性。裝置外觀圖如下所示：（三）軟件系統(tǒng)概要為實現(xiàn)SDL-80003的整體設(shè)計目標，充分保證系統(tǒng)的可靠性、可擴充性、可維護性及開放性，SDL-8003子站系統(tǒng)

8、重點考慮其軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用分層、分布式系統(tǒng)模型，對上（主站系統(tǒng)）可以實現(xiàn)裝置本身的“即插即用”，對下可以實現(xiàn)“即插即用”地接入任意廠家、任意型號的二次設(shè)備。SDL-8003軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，其關(guān)鍵軟件構(gòu)件包括：1）端口處理線程（含可配置的通信規(guī)約處理程序）2）主處理進程3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)4)事件處理程序5)基于IEC 61850 的 webservice 服務(wù)器SDL-8003同時提供了豐富的軟件工具，可以就地或遠程實現(xiàn)在線監(jiān)控、數(shù)據(jù)維護、遠程調(diào)試、圖形編輯、數(shù)據(jù)分析等豐富、實用的功能。圖2 SDL-8003軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主處理進程端口處理線程可配置規(guī)約處理端口處理線程可配置規(guī)約

9、處理端口處理線程可配置規(guī)約處理子站 （基于IEC 61850 信息模型的） CORBA 對象組件IEDLDLNIEDLDLN端口處理線程可配置規(guī)約處理DBMS端口處理線程可配置規(guī)約處理至事件處理服務(wù)器CORBA 服務(wù)器（支持分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）事件處理 抽象通信接口服務(wù)映射（支持基于IEC 60870 103 等的通信服務(wù)）物理IED物理IED物理IED物理中間設(shè)備PRFIS主站系統(tǒng)子站應(yīng)用軟件向上通信服務(wù)界面向下通信服務(wù)界面（四）主要技術(shù)特點1）雙引導(dǎo)啟動每臺SDL-8003主機均配有一塊DOM（電子盤），一塊硬盤。每塊盤中均可獨立啟動和引導(dǎo)，保證了系統(tǒng)啟動、運行的可靠性。2）天生的病

10、毒免疫能力由于SDL-8003主機采用嵌入式linux操作系統(tǒng)，幾乎沒有什么病毒能感染SDL-8003主機，從而保證了SDL-8003主機在健康的“綠色環(huán)境”下運行。3）極高的安全性。SDL-8003主機系統(tǒng)本身自帶防火墻和數(shù)據(jù)加密功能，可以抵御網(wǎng)絡(luò)中其它程序?qū)ζ涞墓艉透`取。同時通過防火墻的設(shè)置，可嚴格限制未經(jīng)授權(quán)的用戶對SDL-8003主機的操作，保證了SDL-8003主機能在安全的環(huán)境下工作。4）信息采集的完備性。子站采集站內(nèi)保護/錄波器的信息，并完備地保存在本地。5）信息傳輸?shù)挠行?。采集的信息?jīng)過本地智能預(yù)處理，只把經(jīng)過濾后的信息上傳，從而實現(xiàn)信息傳輸和處理的有效性。6）管理/維護的

11、便捷性。本系統(tǒng)可遠程進行維護與管理，完全滿足變電站無人值守化和網(wǎng)絡(luò)化信息處理的發(fā)展趨勢及要求。7）系統(tǒng)運行的可靠性。系統(tǒng)完全裝置化，可象保護裝置一樣可靠運行，無需人為干預(yù)。8）無需添加任何硬件設(shè)備，就能完全支持VPN技術(shù)。二、設(shè)計方案（一）我廠簡介十里泉電廠是一座建廠32年的老廠?，F(xiàn)擁有 140MW機組一臺、300MW機組兩臺。升壓站系統(tǒng)分為110KV系統(tǒng)、220KV甲站系統(tǒng)、220KV乙站系統(tǒng).輸電線路：110KV線路5條、220KV線路11條.（二）二次設(shè)備介紹1）二次設(shè)備分布 我廠涉網(wǎng)二次設(shè)備主要集中分布140MW機組主控室、300MW機組集控室、220KV乙站網(wǎng)控室三處. 2）二次設(shè)備

12、自動化化水平較低二次設(shè)備經(jīng)過不斷更新改造，仍然不能適應(yīng)電網(wǎng)需求.有些保護裝置不具備聯(lián)網(wǎng)條件.十里泉電廠保護裝置一覽表如下屏編號保護屏名稱型號生產(chǎn)廠家安裝地點1#5發(fā)變組保護WFBZ-01國電南自140MW機組主控室2220KV甲站線路RCS-900、LFP-900南瑞140MW機組主控室3220KV甲站線路PSL-602、PSL603國電南自140MW機組主控室4220KV甲站母差RCS-915AS南瑞140MW機組主控室5220KV甲站高頻切機RCS-994南瑞140MW機組主控室6220KV甲站故障錄波器WDGL-山大電力140MW機組主控室7110KV線路保護CSL-162B四方140M

13、W機組主控室8#6、#7發(fā)變組保護RCS-985南瑞300MW機組主控室9220KV乙站線路RCS-900、LFP-900南瑞220KV乙站網(wǎng)控室10220KV乙站線路PSL-602、PSL603國電南自220KV乙站網(wǎng)控室11220KV乙站母差RCS-915AS南瑞220KV乙站網(wǎng)控室12220KV乙站故障錄波器WDGL-V/X山大電力220KV乙站網(wǎng)控室（三）設(shè)計方案1）硬件安裝根據(jù)我廠實際，在140MW機組主控室、300MW機組集控室分別安裝子站采集柜一臺。在220KV乙站網(wǎng)控室安裝子站主機柜一臺.2）布線施工a) 主機柜與采集柜之間用光纜聯(lián)接b) 主機柜與光端機房之間用光纖連接。在光端

14、機房裝設(shè)接口轉(zhuǎn)換裝置.c) 主機柜、采集柜與保護之間用網(wǎng)線聯(lián)接（四）調(diào)試方案a)敷設(shè)光纖連接信息子站主機屏和各個小室采集屏，設(shè)備初步調(diào)試保證繼電保護信息管理系統(tǒng)各部分連接正常。b)敷設(shè)網(wǎng)線，連接信息子站至保護設(shè)備屏，盡量采用點對點通訊，避免一個保護出現(xiàn)問題造成通道堵塞。c)設(shè)置保護裝置通訊地址，裝置地址在設(shè)置的時候保證全站唯一，取值范圍在1254之間.重啟復(fù)歸保護設(shè)備，固化裝置地址。d)設(shè)置信息子站串口通訊及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，和保護建立通訊連接，通過信息系統(tǒng)后臺軟件設(shè)置通訊點表，并核對點表的正確性保證設(shè)備正運行。e)通過后臺軟件測試通訊，調(diào)取保護設(shè)備所支持的定值、模擬量、開關(guān)變位信息獲取保護錄波，并核

15、對正確性。三、信息子站在運行中的問題（一）舊型號保護問題信息子站在現(xiàn)場調(diào)試，尤其是像我廠改造的時候最麻煩的就是碰到一些老型號的保護，如： #1主變保護、#2主變保#5發(fā)電機保護采用南自WFBZ-01保護不具備通訊條件或者功能支持比較弱，無法滿足現(xiàn)在多繼電保護信息多樣化的支持。（二）保護廠家通訊規(guī)約理解不一樣我廠二次設(shè)備廠家很多，因為各個保護廠家對于通訊規(guī)約的理解不一樣，在通訊的時候會造成通訊的困難，信息子站系統(tǒng)提前和保護廠家協(xié)商提前做好相關(guān)規(guī)約的聯(lián)調(diào)測試工作，將會大大減輕工程難度。（三）施工分期進行由于我廠二次設(shè)備眾多且分散.施工不可能在一期施工，所以子站在施工中一定要有完善的前期施工報告、設(shè)備調(diào)試報告，要把所敷設(shè)通訊線、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)備通訊地址、采用規(guī)約情況做一個詳細的報告以便后期進行維護。（四）信息子站硬件和軟件選型信息子站對于保護及錄波器的信息采集量比較大，子站長期穩(wěn)定性就顯得非常重要，所以對于子站硬件平臺和軟件平臺的選型、測試就顯得非常重要。（五）信息子站主機柜、采集柜本身問題信息子站主機柜、采集柜本身發(fā)生故障，運行人員無報警提示。施工時，將監(jiān)視上述裝置的直流電源。發(fā)生異常時，由DCS發(fā)出報警，提醒