.,1,第三章變電站綜合自動化系統(tǒng)的間隔層裝置,.,2,在分層分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)中，間隔層裝置大致可分成以下幾類：,1、保護測控綜合裝置：一般用于低壓（110KV以下）系統(tǒng)中，主要用于完成相應(yīng)的電氣間隔中設(shè)備的保護、測量及斷路器、隔離開關(guān)等的控制及其他與其對應(yīng)的電氣間隔相關(guān)的任務(wù)。對于110KV及以上的高壓等級的間隔層裝置，為了保證保護工作的獨立性及可靠性，保護裝置和測控裝置一般是相互獨立的。2、測控裝置：是監(jiān)控系統(tǒng)的必要組成部分。主要完成對某一間隔電氣量的測量、控制及其他與其對應(yīng)的電氣間隔相關(guān)的任務(wù)，它面向的對象主要是斷路器或變壓器本體等。,.,3,3、保護裝置：主要完成對某一間隔設(shè)備的保護任務(wù)。4、公用間隔層裝置：對于這類裝置，不同的廠家有著不同的配置，可以集中到一個或幾個公共測控裝置處理，也可分散到其他測控裝置中完成。5、自動裝置：如備用電源自動投入裝置、電壓無功控制裝置等。6、操作切換裝置以及其他的智能設(shè)備和附屬設(shè)備。,.,4,第一節(jié)輸電線路間隔的保護與監(jiān)控,在分層分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)中，對于不同的輸電線路，因其電壓等級不同，輸電線路的重要程度不同，保護及監(jiān)控的復(fù)雜程度也不相同，所以為它們配置的保護、測控裝置也各不相同。對于110KV以下電壓等級的輸電線路間隔，通常將輸電線路保護、監(jiān)控等功能用一個裝置完成-保護測控裝置。對于110KV的終端變電站，有時只需配置一個綜合測控裝置來完成對這種輸電線路間隔的監(jiān)控任務(wù)。對于220KV及以上電壓等級的輸電線路，保護和測控裝置時各自獨立的。,.,5,一、保護測控裝置,（一）裝置的結(jié)構(gòu)我國廠商生產(chǎn)的間隔層裝置一般采用模塊化的結(jié)構(gòu)，不同的產(chǎn)品由相同的功能組件按需要組合配置，這樣可實現(xiàn)功能模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，實際應(yīng)用中可以根據(jù)具體應(yīng)用場合的需要增、減模塊。這里要介紹的保護測控裝置就是由交流插件、CPU插件、邏輯插件、出口插件、電源插件、通信插件以及人機接口組件等模塊構(gòu)成。,.,6,.,7,裝置各模塊的作用：,1、CPU插件（CPU):是裝置的核心模塊，保護CPU系統(tǒng)、模擬量采集系統(tǒng)、開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)、實時硬時鐘系統(tǒng)和高速通信系統(tǒng)。2、邏輯插件（LOG）：提供保護跳合閘控制、遙控跳合閘控制、動作及告警信號輸出等功能，并起到電氣隔離的作用。該插件的主要構(gòu)成部件是繼電器。其原理接線圖如下，圖中，保護跳閘、保護合閘是由該保護測控裝置CPU發(fā)出的命令，遙控跳閘/合閘是由運行人員操作該裝置面板小鍵盤、站控層監(jiān)控設(shè)備或遠(yuǎn)動的調(diào)度端下發(fā)，再由該裝置CPU執(zhí)行輸出的命令；自檢告警和運行告警是CPU檢測到裝置的硬件或軟件出現(xiàn)異常時發(fā)出的閉鎖命令和信號；保護動作信號由CPU發(fā)出跳閘命令的同時發(fā)出。其中，所有重要出口只能在啟動繼電器QDJ開放以后才能執(zhí)行，以避免器件損壞造成的誤動。,.,8,裝置各模塊的作用：,.,9,裝置各模塊的作用：,3、跳閘插件（TRIP）：提供斷路器位置監(jiān)視、手動跳合閘、跳合閘保持及電氣防跳功能。該插件的主要構(gòu)成部件是繼電器。保護跳閘、手跳及合閘命令來自邏輯插件中相關(guān)繼電器的輸出，跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ以及用于電氣防跳的繼電器TBJ等的接線及工作原理與傳統(tǒng)的斷路器控制回路相似；運行人員操作跳閘時啟動手動跳閘繼電器STJ，用于閉鎖啟動重合閘等；跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ的觸點作為斷路器的跳、合狀態(tài)量送CPU采集。,.,10,.,11,裝置各模塊的作用：,4、通信插件（COM):主要用于光纖通信及通信擴展，包含一對光纖收發(fā)接口、一個LonWorks接口、IRIG-B碼對時接入。5、人機接口（MMI)：采用內(nèi)部通信方式與CPU模塊進行數(shù)據(jù)交換，為用戶提供對裝置的本地操作接口，包括LCD顯示屏、LED指示燈、操作按鍵以及RS-232調(diào)試端口。6、電源插件（POW):利用逆變原理將直流220/110V輸入轉(zhuǎn)換為裝置工作所需的四組直流電壓+24V、+12V、-12V、+5V，并為九路強電開關(guān)量提供輸入通道。,.,12,（二）裝置的接線,1、一次電氣間隔的模擬量分別通過保護TA、零序TA、測量TA以及母線TV和線路側(cè)TV送入該保護測控裝置。2、該保護測控裝置的跳閘及合閘命令由跳閘插件的4、5端子輸出到本輸電線路出線斷路器的操動機構(gòu)，分別與斷路器的跳閘線圈、合閘線圈以及斷路器的輔助觸點、閉鎖觸點連接。3、外部開關(guān)量分別經(jīng)該裝置的電源插件和CPU插件輸入。強電開關(guān)量由電源插件輸入，弱電開關(guān)量由CPU插件直接輸入，分別輸入CPU插件中不同開關(guān)量采集電路。4、該裝置可通過CPU插件的以太網(wǎng)接口和RS-485接口與變電站自動化系統(tǒng)的其他設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)連接。,.,13,.,14,（三）裝置的功能,1、保護功能三段式定時限過流保護（可經(jīng)低電壓、方向閉鎖），其中段可整定為反時限段。三段式定時限零序過流保護（可經(jīng)方向閉鎖），其中段可整定為反時限段。分散式小電流接地選線。過負(fù)荷保護。合閘加速保護（前加速、后加速和手合后加速）。分散式低周減載（按頻率自動減負(fù)荷）保護。低壓解列功能。三相一次重合閘（可實現(xiàn)檢同期、檢無壓或非同期重合閘）。,.,15,（三）裝置的功能,2、測量表計功能包括設(shè)備的實時運行數(shù)據(jù)計算、運行累計值計算以及外部電能表脈沖輸入計數(shù)。具體測量及監(jiān)視的量如下：電流Ia、Ib、Ic；電壓Ua、Ub、Uc；有功功率P，無功功率Q，功率因數(shù)cos；頻率；正向（或反向）有功電能，正向（或反向）無功電能；電流、電壓的平均值、最小值和最大值。運行小時數(shù)統(tǒng)計。極值監(jiān)視。計量電能表脈沖量采集。,.,16,（三）裝置的功能,3、開關(guān)量的監(jiān)視可完成外部開關(guān)量，如斷路器的位置、斷路器彈簧儲能微動開關(guān)位置、遠(yuǎn)動就地開入等開關(guān)量的采集。4、斷路器控制功能包括斷路器的正常分合操作。（可通過通信端口、保護屏柜上的操作手柄或裝置操作界面三種方式實現(xiàn)）。5、事故記錄和分析功能裝置能實時監(jiān)視并記錄運行設(shè)備、相關(guān)二次回路及裝置自身的運行工況，包括故障記錄、錄波記錄、事件順序記錄和裝置操作記錄。,.,17,（三）裝置的功能,6、操作記錄功能裝置記錄最近40次對裝置重要運行參數(shù)的修改操作和遙控跳合閘操作，記錄裝置操作的操作對象、發(fā)生的時間、數(shù)據(jù)的修改情況或操作原因，為事故追溯提供依據(jù)。7、通信功能（1）裝置前面板配備一個RS-232調(diào)試端口用來連接PC，PC借助工具軟件可對裝置進行參數(shù)設(shè)置、功能測試、下載軟件和數(shù)據(jù)分析等訪問操作。,.,18,（三）裝置的功能,（2）為滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的需要，該裝置提供如下通信端口供用戶選擇：光纖以太網(wǎng)接口；LonWorks（公用總線接口）；RS-485現(xiàn)場總線接口。利用這些接口中的一個即可經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)與站控層設(shè)備通信。,.,19,（三）裝置的功能,8、診斷功能裝置通過上電自診斷和運行自監(jiān)視來實現(xiàn)裝置的軟、硬件自檢和監(jiān)視，以確保裝置運行的高可靠性。自檢對象包括硬件關(guān)鍵部件（模擬量采集回路、開關(guān)量輸出回路、RAM、ROM）、硬件輔助部件（后備電池、通信接口）和重要運行參數(shù)（如定值、軟投退壓板）。此外，裝置內(nèi)置兩級軟件監(jiān)視器用以監(jiān)視軟件的運行狀況。當(dāng)裝置檢測到任何異常狀況時，將記錄相應(yīng)異常事件并驅(qū)動相關(guān)信號節(jié)點和LED指示燈，對于關(guān)鍵異常狀況，裝置將閉鎖保護功能和重要開出回路，防止裝置誤動作。用戶也可通過裝置測試命令來檢查裝置的重要硬件回路，如交流回路、開入回路、開出回路等。,.,20,（三）裝置的功能,8、診斷功能為配合自動化系統(tǒng)工程實施，裝置提供遠(yuǎn)動對點測試功能用以快速檢驗本地監(jiān)控和遠(yuǎn)動主站信息庫，免除了監(jiān)控及遠(yuǎn)動人員手動對點的繁瑣操作。主要包括：遙信對點、遙測對點、告警事件對點和動作事件對點。為檢驗裝置的通信狀況，發(fā)現(xiàn)裝置或裝置所在網(wǎng)絡(luò)中可能存在的通信性能缺陷，裝置提供相關(guān)通信端口的運行統(tǒng)計信息以提供部分網(wǎng)絡(luò)診斷數(shù)據(jù)。,.,21,（三）裝置的功能,9、TV回路斷線監(jiān)視用來檢測TV回路單相斷線、兩相斷線或三相失壓故障。,1）裝置計算的3U08V且三相電壓均8V，有電流0.125A，判為三相失壓。2）裝置計算的3U08V，最小線電壓16V，判為兩相TV斷線。3）裝置計算的3U08V，最大線電壓與最小線電壓差16V，判為單相TV斷線。,.,22,（三）裝置的功能,10、控制回路斷線檢測根據(jù)跳閘插件上的繼電器KC和KT的觸點位置判斷控制回路的完好性。當(dāng)監(jiān)測到KC和KT的觸點位置都為分位時，經(jīng)過延時確認(rèn)后，裝置面板將顯示“控母斷線”告警信息，點亮面板告警指示燈，發(fā)出告警信號。11、斷路器操動機構(gòu)彈簧未儲能告警當(dāng)斷路器操動機構(gòu)彈簧未儲能時（此時斷路器不能合閘），監(jiān)視彈簧儲能的微動開關(guān)狀態(tài)經(jīng)電源插件輸入CPU，經(jīng)過延時確認(rèn)后，裝置將顯示“彈簧未儲能”，并點亮面板告警指示燈，發(fā)出告警信號。,.,23,（四）裝置參數(shù)的整定,1、保護功能的投、退。根據(jù)具體輸電線路情況選擇保護功能，將不用的保護功能退出。2、保護定值的整定。根據(jù)制定好的保護定值對保護測控裝置進行操作，整定其各保護的定值。保護測控裝置一般會提供主要保護的軟壓板投退、保護定值整定等功能，用戶可利用站控層計算機通過通信端口或直接操作保護測控裝置界面在線投退裝置的部分保護功能或進行保護定值的整定，以滿足設(shè)備的運行需要。,.,24,（四）裝置參數(shù)的整定,保護測控裝置的設(shè)置需要通過操作裝置的軟件修改其存儲器中存儲的二進制數(shù)值來實現(xiàn)。這些二進制數(shù)分別代表了各種保護的功能和定值，常用軟壓板、定值清單、控制字來描述。軟壓板用于投、退常用的部分保護，其余的保護設(shè)置及定值整定需經(jīng)修改控制字和定值清單來完成。在保護測控裝置界面上顯示、修改時，用與常規(guī)連接片式硬壓板相似的表示方法表示軟壓板，保護定值已經(jīng)換算為十進制，控制字用十六進制表示。,.,25,.,26,（四）裝置參數(shù)的整定,上表中，從序號4-40都是數(shù)值型定值，修改時只需將數(shù)值修改為確定的值即可；序號1-3分別為控制字1、控制字2、控制字3，它們是開關(guān)型定值，控制著各種保護功能的投、退或選擇。控制字1、控制字2、控制字3各由16位二進制數(shù)組成，所以可換算為4位十六進制數(shù)。當(dāng)各控制字各位置“1”或置“0”后，將其換算為十六進制數(shù)，輸入保護測控裝置即可。,.,27,（四）裝置參數(shù)的整定,.,28,（四）裝置參數(shù)的整定,.,29,（四）裝置參數(shù)的整定,目前，我國多數(shù)廠商生產(chǎn)的保護測控裝置已經(jīng)將顯示界面漢化，有的裝置的界面已經(jīng)非常直觀，很容易理解。,.,30,二、輸電線路測控裝置,功能：1、開關(guān)量信號采集：采集對應(yīng)輸電線路間隔的開關(guān)量，如斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)的位置狀態(tài)以及一次設(shè)備如斷路器和隔離開關(guān)操動機構(gòu)中的告警信號，斷路器操作箱中的動作信號和告警信號。2、模擬量信號采集：采集電壓、電流瞬時值，并計算電流、電壓、有功功率、無功功率及功率因數(shù)等測量值。3、控制操作：遙控分合斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)4、脈沖量采集：接收脈沖電能表的輸出進行脈沖累計、轉(zhuǎn)換。,.,31,二、輸電線路測控裝置,5、同期功能：當(dāng)斷路器合閘操作時，對合閘兩側(cè)的電壓進行同期檢測以確定是否滿足合閘條件。當(dāng)單側(cè)無壓時，可直接進行合閘操作，當(dāng)雙側(cè)都有電壓時，則要求對兩側(cè)電壓的幅值、頻率、相角進行檢測比較，以決定是否可以合閘，當(dāng)條件不滿足時，裝置會發(fā)出報警提示信號并閉鎖出口。6、防誤聯(lián)鎖：通過測控裝置中的可編程邏輯控制邏輯功能來實現(xiàn)。根據(jù)間隔的防誤聯(lián)鎖條件，一方面通過本間隔的斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等信號，實現(xiàn)跟間隔自身的防誤聯(lián)鎖要求，另一方面通過網(wǎng)絡(luò)之間的信息互換，本間隔通過網(wǎng)絡(luò)得到所需的其他間隔的防誤聯(lián)鎖信息，再通過本間隔中的可編程邏輯控制功能來實現(xiàn)具有間隔之間防誤聯(lián)鎖的要求。,.,32,二、輸電線路測控裝置,7、通信功能：利用裝置的RS-232串行通信接口實現(xiàn)裝置的調(diào)試；利用RS-485、現(xiàn)場總線（如LonWorks、CAN、PROFIBUS等）、工業(yè)以太網(wǎng)等接口經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)與站控層設(shè)備通信。,.,33,三、輸電線路保護裝置,功能：1、必要的輸電線路保護功能。2、向變電站層以及遠(yuǎn)方調(diào)度傳送該保護裝置的管理信息，并接受變電站層以及遠(yuǎn)方調(diào)度下發(fā)的各種命令。3、故障記錄功能：當(dāng)被保護輸電線路發(fā)生故障時，保護裝置自動記錄保護動作前后有關(guān)的故障信息，包括短路電流、電壓、功率等系統(tǒng)參數(shù)變化以及故障發(fā)生時間、該輸電線路保護裝置中各種保護的動作情況和保護出口時間等信息，以便分析故障性質(zhì)及