110KV變電站綜合自

動化系統結構設計畢

設湖南水利水電職業技術學院2021屆畢業設計課題名稱：110KV變電站綜合自動化技術專業：電力系統自動化學生姓名：孫偉學號：202122030020班級：電力三班指導老師：朱雪雄時間：2021年12月、乙刖百變電站是電力系統中不可缺少的重要環節,它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任務,對電網的平安和經濟運行起著舉足輕重的作用.為了提升變電站平安穩定運行水平,降低運行維護本錢,提升經濟效益,向用戶提供高質量電能效勞,變電站綜合自動化技術開始興起并得到廣泛應用.變電站綜合自動化技術應用計算機技術,通信技術,檢測技術和限制技術等,將變壓器中傳統的繼電保護系統,測量系統,限制系統,調試系統,信號系統和運動系統等多個獨立的功能系統,經濟化,組合為一套智能化的綜合系統.這一技術的應用,提升了對變電站電氣設備和電力系統進行監視,限制和保護的自動化,智能化水平,提升保護,限制的可靠性和電力系統的平安運行水平,社會經濟效益十分顯著.此論文是以11OKV變電站綜合自動化系統主體的變電站綜合自動化系統的研究.限于作者水平有限,論文中難免存在錯誤和不當之處,敬請專家和讀者批評指正,作者不勝感謝.設計者：孫偉2021年12月第1章變電站綜合自動化概論變電站綜合自動化根本概念變電站綜合自動化是將變電站的二次設備〔包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等〕經過功能的組合和優化設計,利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術,實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動限制和微機保護,以及與調度通信等綜合性的自動化功能.變電站綜合自動化系統,即利用多臺微型計算機和大規模集成電路組成的自動化系統,代替常規的測量和監視儀表,代替常規限制屏、中央信號系統和遠動屏,用微機保護代替常規的繼電保護屏,改變常規的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷.變電站綜合自動化根本現狀變電站是電力系統中不可缺少的重要環節,隨著電壓等級的提升,供電范圍的擴大,輸電容量的增大,采用傳統的變電站及其限制技術越來越難滿足電力系統降低投資、提升效益的開展要求.研制和開發以計算機技術和網絡通信技術為根底的、各種電壓等級的變電站綜合自動化系統,取代、更新和改造傳統的變電站二次系統,逐步實現無人值班和調度自動化,以適應現代電力系統治理模式的需求.今后變電站自動化的運行模式將從無人值班,有人值守逐步向無人值守過渡.因此遙視警戒技術〔防火、防盜、防漬、防水汽泄漏及遠方監視等〕將應運而生,并將得到迅速開展.隨著計算機和網絡通信技術的開展,站內RTU幾TU或保護測控單元將直接上網,通過網絡與后臺機〔上位機〕及工作站通信.取消傳統的前置處理機環節,從而徹底消除通信“瓶頸〞現象.變電站綜合自動化開展趨勢計算機網絡通訊技術和微機實時技術在電力系統變電站自動化系統中的應用,為進一步提升變電站的自動化水平開辟了新途徑.建立一個監視限制自動化、治理信息化、實時信息共享的變電站綜合自動化系統已成為開展趨勢：(1)系統從集中限制、功能分散型向分散網絡型開展.(2)設備安裝就地化、戶外化.(3)測量、限制設備向通用化、標準化開展.(4)通訊網絡協議標準化.(5)系統信息交換、共享范圍進一步擴大.(6)變電站綜合自動化系統平安體系不斷升級.第2章變電站綜合自動化系統結構設計變電站綜合自動化系統結構電氣主接線本文以電壓等級為110KV為例進行變電站綜合系統的設計,一次電氣主接線總體設計方案如下：綜合自動化系統的硬件結構變電站綜合自動化系統的開展過程與集成電路技術、微計算機技術、通信技術和網絡技術密切相關.隨著這些高科技的不斷開展,綜合自動化系統的體系結構也不斷發生變化,其性能和功能以及可靠性等也不斷提升.從國內外變電站綜合自動化系統的開展過程來看,其結構形式有集中式、分層分布式、和全分散式等三種類型.集中式的結構形式集中式結構的綜合自動化系統,指采用不同檔次的計算機,擴展其外圍接口電路,集中采集變電站的模擬量、開關倆個和數字量等信息,集中進行計算與處理,分別完成微機監控、微機保護和一些自動限制等功能,集中式結構也并非指由一天計算機完成保護、監控等全部功能.這種系統的主要功能即特點是：1〕能實時采集變電站中各種模擬量、開關量,完成對變電站的數據采集和實時監控、制表、打印、事件順序記錄等功能.2〕完成對變電站主要設備和進出線的保護任務.3〕集中式結構緊湊、體積小、可大大減少占地面積.4〕造價低,尤其是對35kV或規模較小的變電站更為有利.集中式結構最大的缺點是：1〕每臺計算機的功能較集中,如果一臺計算機出故障,影響面大,因此必須采用雙機并聯運行的結構才能提升可靠性.2〕集中式結構,軟件復雜,修改工作量大,系統調試麻煩.3〕組態不靈活,對不同主線或規模不同的變電站,軟硬件都必須另行設計,工作量大,因此影響了批量生產,不利于推廣.4〕集中式保護與長期以來采用一對一的常規保護相比,不直觀,不符合運行和維護人員的習慣,調試和維護不方便,程序設計麻煩,只適合于保護算法比擬簡單的情況.分層分布式的結構形式在分層分布式結構的變電站綜合自動化系統中,將整個變電站的一次、二次設備分為三層,即變電站層、間隔層、和設備層.在所分的三層中,變電站層稱為2層,間隔層為1層,設備層位0層.變電站綜合自動化系統主要位于1層和2層,即間隔層和變電站層.設備層主要指變電站內的變壓器和斷路器、隔離開關及其輔助觸點,也包括電流互感器、電壓幅干起等一次設備.間隔層一般按斷路器間隔來劃分,具有測量、限制部件或繼電保護部件.測量、限制局部完成該單元的測量、監視、操作限制、聯鎖及事件順序記錄等功能；保護部分完成該單元線路或變壓器或電容器的保護、故障記錄等功能.變電站層包括站級監控主機、遠動通信機等.變電站層設現場總線或局域網,供各主機之間和監控主機與間隔層之間交換信息.變電站綜合自動化系統主要位于1層和2層.變電站層的有關自動化設備一般安裝于限制室,而單元層的設備宜安裝于靠近現場,以減少限制電纜長度.分層分布式系統的特點如下：1〕分層分布式的配置,系統采用按功能劃分的分布式多CPU系統.這種分散模塊化結構具有軟件相對簡單、調試維護方便、組態靈活、系統整體可靠性高等特點；2〕繼電保護相對獨立；3〕具有與限制中央通信功能；4〕可靠性高；5)維護治理方便；6)需要電纜較多.全分散式的結構形式硬件結構為完全分散式的綜合自動化系統,是指以變壓器、斷路器、母線等一次主設備為安裝單位,將保護、限制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設備的開關屏上,安裝在主限制室內的主控單元通過現場總線與這些分散的單元進行通信,主控單元通過網絡與監控主機聯系.這種完全分散型結構的綜合自動化系統的主要特點是：(1)系統部件完全依主設備分散安裝.(2)節約限制室面積.(3)節約二次電纜.(4)綜合性強.綜上所述,經過三種綜合自動化結構形式的比照,本設計選擇分層分布式的結構形式進行詳細闡述,并充分利用其優點來滿足系統的要求.變電站綜合自動化系統的硬件配置綜合自動化系統變電站主控室的結構分為三類：(1)模擬屏式：在主控室模擬屏前設微機臺,臺內裝微機及UPS電源,臺上放主機顯示器CRT,鍵盤和打印機.模擬屏主接線圖上安裝儀表和操作把手.其他如保護

柜,變送器柜,電度表柜,監控柜,交直流電源柜等均放在模擬屏后,或分置于其他房間.(2)限制臺式：再主控室前部設限制臺,無模擬屏.在限制臺對面設保護柜,變送器柜,監控柜,電度表柜和交直流電源柜等設備.限制臺上或旁邊放主機顯示器CRT.打印機和鍵盤.模擬主接線,操作把手,必要的儀表和光字均安裝在限制臺面上.主控室主控室前部的

限制臺上面安裝顯示器,打印機,

鍵盤,模擬主接線,操作把

手,必要儀表OPPOSI保護柜,變送二器柜,監控柜,電度表柜,電流柜(3)微機臺式：在主控室前部設微機臺,無模擬憑,無限制臺.主控室后部設保護柜,變送器柜,監控柜,電度表柜,交直流電源柜等設備.微機臺內裝主機和微機電源,微機臺上放CRT,打印機和鍵盤.保護柜,變送器柜,監控柜,電度表柜,交直流電流柜前部微機臺內設有主機和微機電源,打印機,鍵盤變電站綜合自動化系統的功能變電站綜合自動化系統的功能主要包括監測,監控,遠傳,保護四局部.監測：綜合自動化系統通過對變電站的數據進行采集,處理,顯示和打印,使運行人員了解變電站的運行工況,并采取相應的舉措.所采集的數據分為三大類：模擬量,開關量和脈沖量.(1)模擬量：變電站需要監測的各種模擬量包括主變一次,二次和各線路的電流,各段母線及重要線路的電壓,各線路零序電流,母線零序電壓,主變溫度和室溫.(2)開關量：變電站內需要監測的各種開關量,包括各個開關,刀閘,變壓器分接頭,繼電保護動作信息,開關機構運行狀態,交直流電源運行狀態,各微機運行狀態等.(3)脈沖量：變電站需要監測的各種脈沖量,包括線路,主變一次和二次的有功電度量和無功電度量,電容器的無功電度量,所用電的有功電度量等.監控：綜合自動化系統提供方便可靠的人機對話,運行人員利用鍵盤和顯示器操作開關,刀閘和變壓器分接頭.該系統還可以根據電網運行情況自動限制開關或變壓器分接頭.所有操作的可靠性在軟硬件設計中都應符合雙重化原那么.操作方式分為手動操作和遙控執行.手動操作分為三種方式：鍵盤操作,把手操作,保護柜操作.正常時利用鍵盤操作,非正常時通過模擬屏把手操作或保護柜操作.保護柜操作可通過保護機鍵盤或柜上按扭實現.遙控執行：當調度端發出遙控開關或遙調變壓器分接頭的命令后,該系統能可靠的執行.變電站監控的內容主要有以下幾個方面：(1):跳閘統計：統計開關跳閘次數.分為有事故跳閘次數和手動跳閘次數兩種.(2):接地選相：對于中性點不接地系統,當電網出現單相接地故障時利用零序電壓,零序電流增量以及壓降可判斷接地線路及相別,也可以利用功率方向等其它方法來判別.也可利用功率方向法等其他方法來判別.為了保證可靠性,應屢次采樣后才能確定.確定后,主機報警,并顯示和打印.運行人員根據提示,用人工檢除方法跳開開關自動重合,驗證主機的判斷.(3):無功電壓自動限制：根據電網無功,電壓計算和判斷是投切電容器,還是調節變壓器分接頭位置.以使無功和電壓滿足要求.在變壓器.電容器.或電網故障時不應該誤動.當電容器檢修時,不應參與限制.遠傳：當變電站正常運行或發生事故及報警等事件時,遠傳時機實時的向上級調度傳送該站信息,使調度人員了解該站的運行情況.保護：微機保護不僅有較高的可靠性和靈敏性,而且使用方便.其特點：(1):用鍵盤和八段顯示器(LED)顯示采樣值(電流,電壓,和開關狀態)和整定值,并可修改整定值.(2):具有事故追憶功能.能夠記錄事故前后的線路電流和母線電壓.(3):具備實時自檢功能.能夠對保護柜包括主機在內的各元件進行在線檢查.變電站保護分為以下幾種類型：(1):線路保護：包括電流速斷保護,定時限過電流保護,方向性電流保護,零序電壓,電流及方向保護,反時限過流保護,高頻保護,距離保護.雙回線方向橫差保護和低周減載保護.

(2):變壓器保護：包括差電流速斷保護,帶二次諧波制動的比例差動保護.本體保護(重瓦斯,輕瓦斯,有載重瓦斯,有載輕瓦斯等),過流保護(包括低壓啟動,復合電壓啟動),過負荷保護.零序保護,高壓側備用電源自投和低壓側備電源自投.(3):電容器保護：包括電流速斷保護,過流保護,反時限過流保護,相間過電壓保護,相間低電壓保護和零序過電壓保護.(4)：母線保護：包括完全電流差動母線保護和電流比相式2.4分層分布式變電站綜合自動化工程應用本文所采用的變電站綜合自動化系統的結構形式：變電站綜合自動化系統分為變電站層和間隔層,這兩層之間建立了基于以太網的站內通信網,問隔層設備間建立CAN總線通信網.如圖2-5所示,變電站層包括前置機通信單元和后臺監控主機單元,這些構成了上位機系統.間隔層也就是下位機系統,按斷路器間隔劃分,包括主變監控保護單元、主變后備保護單元、線路監控保護單元、電容器保護單元等.系統變電站層間隔層變電站系統變電站層間隔層變電站綜合自動化前置通信單元上位機系統后臺監控主機下位機系統圖2-5變電站綜合自動化系統分層結構框圖RCS--9000變電站綜合自動化系統RCS-9000是新一代的,集保護、限制、監視、測量和其他自動化功能于一體的35kV-500kV變電站綜合自動化系統.它分為三層的體系結構.RCS-900配分布式系統,配置有一系列單元監控裝置.這些裝置可以安裝在變電站的間隔里,長期穩定地運行在高溫、強電磁干擾和潮濕的惡劣環境中.通信層采用標準通信規約,可以方便地實現不同廠家的設備互連.為保證通信可靠性采用雙網通信方式.變電站層主要是位于變電站限制室里的總控單元.可以同時用不同的規約向兩個或多個調度所或集控站發送報文.系統功能強大,用戶界面友好,可以很好地滿足變電站自動化的要求.單元監控裝置將保護、測控和其他功能按對象進行設計,可以就地安裝在開關柜里,通過通信電纜或光纜和總控單元聯系,從而取消了接往限制室的大量信號、測量、限制、保護和其他電纜,提升了系統的可靠性,也節約了投資.RCS總線采用電力行業標準DL/T667-1999(IEC60870-5-103)通信規約,用于站內保護和測控的綜合通信,實時性強,可靠性高,具有不同廠家同種規約產品的互操作性.為所有裝置提供兩個獨立的通信網.兩網可以都用于通信,從而提升通信的可靠性.也可以將兩網分別用于通信和故障錄波.以GPS寸時網絡為系統內所有設備進行時間同步.為此,GPSg置只需提供一副觸點,預防了以往為每臺設備提供一副觸點和一對接線的麻煩.監控系統采取開放式、模塊化設計；基于WindowsNT通過不同設置實現各種監控功能,工作可靠,平安；可以提供保護和錄波分析的全部信息.RCS--9000變電站綜合自動化系統主要功能有：數據采集和處理、超高壓線路和低壓饋線保護及測控、備自投、低頻減載、自動同期、電壓無功限制等自動限制功能；數據統計和處理,例如電量統計、電壓合格率統計以及主變負荷率計算等；異常和事故報警及處理、保護及故障信息治理和處理.上位機系統上位機系統相對于下位機系統來說相當于主站,主要是對下位機各測控、保護單元進行監控；相對于遠方的調度部門來說,又相當于子站,上傳變電站的運行信息,同時執行該調度的限制和調節命令,完成相應的功能.后臺監控主機后臺監控主機主要作用是完成當地監控的功能.除了要完成變電站正常運行時主設備的運行參數和狀態數據實時采集和處理的任務外；還要對不正常運行狀態和事故狀態運行的數據進行分析和處理與數據收集(SCADA;同時還要完成保護定值的修改與下發、調度命令的隨時解釋和下達執行等等.具體說來其功能可以分成以下幾個方面：(1)收集并存儲變電站下位機各檢測保護單元采集的現場數據,錄入并保存反映變電站和各一次設備運行狀態的離線數據.(2)運行系統軟件和應用軟件,處理實時數據,下發限制、調節命令,對歷史數據進行運算、統計、繪圖、打印和輸出等處理,為系統運行治理提供科學依據.(3)提供報警提示.報警分為計算機圖形報警、文字報警和語音告警三種；報警類型分為事故告警、變位報警和越限報警三種.當各設備出現故障,包括斷路器跳閘、保護裝置動作等故障,以及各種不正常事件,如設備變位、狀態異常、模擬量越限以及下位機各間隔單元狀態異常的情況時,后臺監控主時機發出相應的提示.(4)給操作人員提供各種形式的信息顯示界面,其中包括以地圖為背景的實時系統運行工況圖.(5)事故記錄和事故追憶.變電站運行的各種事件被分別登錄到狀態變化、遙測越限和SOE(事件順序記錄儀)登錄表中.將事故前M分鐘和事故后N分鐘的重要運行數據自動存入歷史數據庫.本方案中上位機的后臺主機為監控主機.作為調度、運行及保護等各個專業人員的人機交互窗口,該監控主機以圖形顯示、報表打印、語音報警等各種方式對系統運行狀況進行實時監控、對可控裝置進行限制調節等,并協助調度中央完成“四遙〞功能.2.4.7下位機監測、限制和保護單元單元可分為以下幾種裝置：通用測控裝置NSD20Q線路測控裝置NSD10Q保護測控裝置NSR60嚇位機監測、限制和保護單元由三個功能模塊組成：采集保護模塊、主CPU模塊和通信模塊.為了提升系統的運行速度,減輕單個CPU運行負荷,每個模塊單元均采用雙CPU結構：一片CPU完成模擬量采集和處理、開關量輸入/輸出和人機接口等功能；另一片CPU完成與CAN總線接口的通信任務.應用雙口RAM,以便使兩CPU之間的數據順利交換.電力系統的保護單元裝置中,現場數據在進入保護功能處理程序之前,要進行一系列的預處理.從電力系統中輸入到繼電保護裝置的模擬信號主要有兩類：來自PT或CT的交流電壓、電流信號,來自分壓器或分流器的直流電壓電流信號.這些信號首先被轉換成與微型計算機相匹配的電平,通過模擬濾波削去其中的高頻成分,然后由采樣保持環節將連續信號離散化.由于輸入的信號往往不止一個,不可能要A/D轉換器與這些輸入信號一一對應.所以,設置一臺多路轉換器,由它逐一限制輸入信號的采集,并把它們按一定規律傳給A/D轉換器,A/D轉換器接著把它們一一轉換成數字量.這些數字量還應在存儲器中按先后順序排列,以方便處理程序的調用.通信模塊主要負責測控保護單元與CAN總線的接口白包括從CAN總線接收數據和向CAN總線發送數據.為了保證系統的可靠性和運行獨立性,通信模塊由一片專門的CPUZ(80C196負責,與測控保護模塊分開,互不影響.任何一個模塊出錯不會影響另一模塊的正常運行.下位機與CAN總線接口的通信,總^線限制器可完成CAN通信協議所要求的大局部功能,包括數據的組幀、解幀、幀校驗等.在本系統中,選用PHILIPS公司生產的獨立CAN總線限制器SJA100Q總線收發器是CANg制器與物理總線間的接口,系統中選用PHILIPS公司生產的芯片PCA82C25O它可以提供對總線的差動收發水平.各測控保護單元采用雙CPU吉構,一塊用于保護,另一塊用于通信.這兩個CPU?選用為80C196KB它擁有一套效率高、執行速度快的指令系統.2.5微機保護硬件的一般結構：微機保護的硬件類型分為三種：高壓線路微機保護,微機元件繼點保護,低壓線路的微機保護.①高壓線路微機保護：目前我國的高壓線路微機保護裝置的原理,性能,主要指標以及制造工藝方面以到達了國際先進水平,微機保護的動作正確率也已經超過了常規保護.對于高壓和超高壓輸電線路微機保護裝置,多單片機構成的多CPU硬件結構已成為現行的實際標準.這種類型的微機保護裝置的根本特點是：電壓頻率轉換原理的數據采集系統為整套裝置的公共局部,其頻率輸出信號分別傳送給各個保護插件,再由各個保護插件完成相應的測頻,采樣值標度變換,保護功能計算.3個保護CPU分別完成高頻保護,距離保護,零序保護功能.監控CPU主要負責人機接口,保護定值治理.通信限制,保護CPU運行狀態監控等功能.3個保護插件啟動元件按三取二的原那么啟動各套保護裝置的出口回路,從而大大的提升了保護裝置的可靠性.但是這種多CPU微機保護裝置采用了不完全冗余技術.保護輸入和輸出通道不采用冗余技術,而只是在信號處理器局部采用.如果模擬輸入通道和數據采集系統發生故障,那麼輸入3個CPU插件的故障數據將不在準確,整套裝置不能正確工作；跳閘出口通道發生故障,整套裝置同樣不能正確工作.因此整個保護裝置并不由于采用了多CPU技術而使可靠性大幅度的提升.多CPU微機保護裝置除完本錢線路的繼電保護功能外,同時還必須完成相鄰線路的遠后備保護功能.廣泛的使用多CPU微機保護裝置中,距離保護三段和零序保護三段,都具有遠后備的功能.在距離保護CPU插件或者零序保護CPU插件發生故障時,即使線路的主保護可以正常工作,仍將失去遠方后備保護的功能.由于以上的原因,在高壓和超高壓輸變電線路中,不但主保護必須雙重化配置,后備保護也必須雙重化配置.②微機元件繼電保護：微機元件保護的種類很多,硬件結構也各有特色,根本的類型有單片機型和工控機型微機元件保護.許多廠家得宜于線路微機保護的成功開發和應用中的成功經驗,推出了許多與微機線路保護硬件結構相似的單片機型微機元件保護.比方采用了高壓線路保護類似的VFC數據采集系統和高性能單片機構成的雙CPU系統,變壓器主保護與變壓器各側的后備保護分別采用不同的CPU完成保護功能.為適合變電站自動化的開展,新型微機變壓器保護也提供了基于現場總線的通信接口功能.采用工控機實現的微機保護,具有小型化,低本錢,高可靠性等優點.工控機總線接口簡單,模塊化程度高,容易結合,使用維護方便,系統功能容易擴展.可以大大縮短微機保護裝置的開發周期,實現微機繼電保護裝置的系列化和標準化,便于運行部門的運行維護,必將在微機保護的開展中發揮重要的作用.③低壓線路的微機保護：這種類型的保護裝置可以分為兩種：一種為?對一〞方式,即一套裝置實現一條線路的保護；另一種為j對N'方式,即一套裝置實現多條線路保護.采用對一：實現時,一套裝置負責一條線路或一臺變壓器的測量,保護和限制.使用乙對N'方式實現時,一套裝置負責多條線路或變壓器的測量,保護和限制.它具有分布式結構的全部優點而且又便于設計安裝及運行維護.為中低壓變電站廣為采用.2.4.4110KV變電站綜合自動化系統保護測控裝置詳細配置2.4,4(1)110kv側保護測控裝置配置本設計采用RCS-9700cg列測控裝置.系統概述RCS-9700c系列測控裝置是為將測控功能分散實現而設計開發的,在設計的過程中充分考慮了裝置惡劣的運行條件.裝置具有良好的電磁兼容性能,抗電磁干擾水平強,功耗低,工作溫度范圍寬.RCS-9700c系列測控裝置綜合考慮變電站對數據采集、處理的要求,以計算機技術實現數據采集、限制、信號等功能.該裝置完全根據分布式系統的設計要求,在信息源點安裝小型的高可靠性的單元測控裝置,采用工業測控網絡與安裝于限制室的中央設備相連接,實現全變電站的監控.該系列裝置除完成常規的數據采集外,還可實現豐富的測量、記錄、監視、限制功能,取代了其它常規的專門測量儀表.因此,這種系統充分滿足各種電壓等級的變電站對實現綜合自動化和無人值班的要求.裝置在設計的過程中充分考慮了運行的平安性,限制系統中的各種閉鎖、開放控制電路的設置,高可靠性連接元件的選用,通信技術的應用,新型大節點容量繼電器的使用,出口繼電器檢驗,保證了裝置能更平安可靠的接地運行.RCS-9700c系列測控裝置采用新型的ARM+DSP件平臺,14位并行AD轉換器,160*240圖形點陣液晶,100M以太網雙網,工業用實時多任務操作系統,實現了大容量、高精度的快速、實時信息處理,裝置支持主接線圖顯示圖形可網絡下載,裝置具備完善間隔層聯鎖功能,聯鎖邏輯可網絡下裝.RCS-9702CRCS-9703CRCS-9705GRCS-9706CRCS-9709CRCS-9701CM提供硬件邏輯閉鎖接點輸出.2.主要功能RCS-9700c系列測控裝置主要包括交直流測量單元、獨立遙控單元、狀態量采集單元、脈沖累計計算單元、網絡接口.各局部功能如下：1〕測量單元現場CT、PT來的5A和1A、100V的交變波形經高精度的變換器轉換成適合計算機采集的小信號,經濾波后送入A/D變換成數字信號,最后進入CPU!行計算.本裝置按每個周波采集32點,對CTPT和直流變送器進行交直流采樣,并按N次等間隔采樣的離散表達式計算電流、電壓、有功、無功、有功電度、無功電度、功率因素、頻率等交流值和溫度、電流、電壓等直流測量值.2〕遙信單元信號以空節點方式引入,經過光電隔離后轉換成數字信號進入裝置,從而取得狀態信號,變位信號.信號量的采集帶有濾波回路,裝置每0.625毫秒查詢一次信號狀態,有變位即進行記錄,信號采集具有預防接點抖動的水平.此外每一信號的采集帶有現場可整定的時限,以保證信號功能的準確性.3〕限制單元限制操作由調度或當地監控下達命令,裝置接收此命令并返回校核無誤,即輸出此命令對開關進行跳/合操作.該限制受開放限制電路的限制,每一對象的遙控輸出都受雙CPU勺限制,操作步驟為：選擇、返校、執行三局部,實現繼電器出口校驗,保證了遙控能平安、可靠地執行.4〕脈沖計數功能脈沖電度表發出的脈沖信號經光電隔離轉換成數字信號,經去抖過程后進入脈沖計數功能.5〕通訊接口裝置支持電力行業標準DL/T667-1999〔IEC60870-5-103標準的通訊規約,配有以太網,雙網,100Mbps,超五類線或光纖通訊接口.6〕人機接口160*240大屏幕點陣液晶顯示及薄膜式鍵盤,能方便地實現人機對話.圖形化人機接口,主接線圖、開關、刀閘及模擬量的顯示,菜單及圖形界面可編輯,并可通過系統網絡直接下載.7〕當地操作可在主接線圖上,直接對開關、刀閘進行就地操作,減少誤操作的可能性.8〕邏輯閉鎖功能當裝置邏輯閉鎖功能投入時,裝置能夠接受邏輯閉鎖編程,當遠方遙控或就地操作時,裝置自動啟動邏輯閉鎖程序,以決定是否允許操作.CPU?主要功能主CPUK以32位ARM+DSP核心,CPLDEPROM,RAM外圍接口芯片支持,構成-最根本的單片機系統,主管一下任務：A.遙測數據采集及計算；B.遙信采集及處理〔變位及SO日言息的記錄及發送〕；C.遙脈采集及計算〔累計〕；D.遙控命令的接受與執行；E.檢同期合閘；F.邏輯閉鎖；G.與顯示板通訊,支持人機界面；H.通過網絡接口將信息讀入或發出；I.GPS對時；J.對關鍵芯片的定時自檢.遙測采集及計算遙測量通過PT/CT將強電壓、電流量轉換成相應的弱電電壓信號后,由A/D轉換進入主CPU可輸入四個電壓和三個電流.本裝置測量采用32點采樣.本裝置對頻率進行跟蹤計算,調整采樣周期后進行等間隔采樣.遙測采用三表法.遙信測量遙信輸入采用光耦進行隔離,以預防外部干擾的闖入.CPUM遙信的掃描時間為0.625ms,并加有軟件去抖動算法,其時序如圖,遙控輸出限制單元主要負責完成接受命令并根據命令輸出相應的限制信息,為了保證遙控輸出的可靠性,每一對象的遙控都由三個繼電器完成,輸出都由兩個CPUM行,并增加了一閉鎖限制電路,由限制電路來限制遙控的輸出.對象操作嚴格根據選擇、校核、執行三步驟,實現出口繼電器校驗.另外本裝置具有硬件自檢閉鎖功能,以預防硬件損壞導致誤出口.GPS寸時本裝置可與GPS對時,實現裝置時鐘與天文時鐘同步.通信通信規約符合電力行業標準DL-T677-1999(IEC60870-5-103標準),配有以太網,雙網,100Mbp6超五類線或光纖通訊接口..測控裝置結構和安裝圖RCS-9700系列C型測控裝置均為后插式結構,110KV側變壓器本體保護采用RCS-9703CW空裝置,它是二分之一的6U機箱..RCS-9703C測控裝置典型應用及功能RCS-9703C測控裝置主要用于站內主變本體及低壓側測控,裝置擁有單斷路器測控、分接頭的調節、地刀的限制及與用于溫度、直流系統測量的常規變送器的接口.1.主要功能有：56路開關量變位遙信,開工量輸入為220V/110V光電隔離輸入；一組電壓、一組電流的模擬量輸入,其根本內容有電流、電壓、電度計算、頻率、功率及功率因素；8路變送器接口單元；15次諧波測量；5)遙控輸出可配置為16路遙控分合,遙控出口為空接點,遙控分合閘無公共點,出口動作保持時間可程序設定；6)1路檢同期合閘；7)分接頭測量與調節；4路脈沖累加單元,空接點開入；9)遙控事件記錄及事件SOE10)支持電力行業標準DL/T667-1999(IEC60870-5-103標準)標準的通訊規約,配有以太網,雙網,100Mbps超五類線或光纖通訊接口；11)邏輯閉鎖功能,閉鎖邏輯可編程；12)大屏幕液晶,圖形化人機接口,主接線圖、開關、刀閘及模擬量的顯示,菜單及圖形界面可編輯,并可通過系統網絡直接下載..硬件結構本裝置主要包括：AC板,交流輸入；CPUS;DC板：電源,遙信輸入；Yx接口板：遙信；ZL板：變送器接口、遙信輸入；Yk1接口板：遙控；Yk2接口板：遙控；.技術指標1)容量測量：8路變送器一組CT加一組PT遙信：56路遙控：16路

2〕測量脈沖量2〕測量脈沖量：4路輸入信號范圍0-120%In輸入方式CT3〕信息速率測量刷新周期信號刷新周期0-120%UnUn=100VIn=5A/1A、PT隔離01秒01秒4〕信號事件分辨率信號輸入方式5〕網絡接口接口標準<2Ms無源節點以太網支持DL/T667-1999(IEC60870-5-103標準〕6〕工作電源輸入電壓220V,110V允許偏差+15%,-20%功耗<25W7〕父流參數電壓100V或100/1.732V電流5A,1A

頻率50Hz電壓功耗<0.5VA/相電流功耗<1VA/相〔Is=5A〕<0.5VA/相〔Is=1A〕8〕物理特性正常工作溫度-25C-60C抗干擾滿足IEC255—22—4濕度和壓力滿足DL478以太網接口雙絞線以太網或光纖以太網可選擇支持IEC61850、DL/T667-1999103:1997)〔idtIEC60870-5-對時接口標準EIA-RS-485接口,支持秒脈沖和IRIG-B差分信號輸出形式空接點接點抖動時間<1ms事件分辨率<2ms信號輸入方式無源接點電流輸入范圍4-20mA電壓輸入范圍0?10V或0-250V精度<0.2%滿刻度值U、I測量誤差0.2%P、Q、S、Cos測量誤差0.5%系統側頻率測量誤差士0.01Hz線路側頻率測量誤差士0.01Hz相角差測量誤差<1°輸入信號范圍0?120%UnUn=100V0?200%InIn=5A/1A輸入方式PT、CT隔離采樣頻率1600Hz額定電壓(Un)110V,220V輸入范圍80%Un?120%Un靜態功耗<15W動作時功耗<25WC型測控裝置同期參數的設置、測控裝置同期和無壓具體實現過程.檢同期關鍵過程：首先,需要指令啟動同期檢測過程.其次,裝置沒有發現母線電壓PTDX,線路電壓PTDX不會影響同期檢測過程.最后,等參與同期的兩側電壓的壓差、相角、頻差均小于定值并且兩側電壓均不低于低壓閉鎖定值時,合閘出口.否那么,將在同期復歸時間之后,退出同期檢測過程,宣告檢同期失敗..檢無壓關鍵過程：首先,需要指令啟動無壓檢測過程.其次,裝置沒有發現母線或者線路電壓PTDXo最后,參于檢無壓的兩側電壓中任何一側電壓小于無壓定值,合閘出口.否那么,將在同期復歸時間之后,退出無壓檢測過程,宣告檢無壓失敗.RCS9700c型測控同期定值廳P定值名稱一定值廳p一定值名稱定值1低壓閉鎖值UBS7同期復歸時問TRS2壓差閉鎖值DelU8線路電壓類型Utyp3頻差閉鎖值一DelF9［線路補償角0?360°4頻差加速度閉鎖Dfdt10不檢方式BJ5開關動作總時問Tdq11檢無壓力式Jwy6允許合閘角Dazd12:檢同期方式JTQ13檢無壓比率0~100%說明：.線路電壓類型中“0?5〞分別代表所用線路電壓采用Ua,Ub,Uc,Uab,Ubc,Uca.例：線路電壓類型整定為0,即參于同期的電壓相別是A相,所有與電壓有關的定值如低壓、壓差、無壓都以相電壓為基準.如果線路電壓類型整定為3,即參于同期的電壓相別是AB相,所有與電壓有關的定值如低壓、壓差、無壓都以線電壓為基準..低壓閉鎖值：當參與檢同期判別的兩個電壓中任一個電壓小于該定值時,不允許合閘..壓差閉鎖值：當參與檢同期判別的兩個電壓的差值大于該定值時,不允許合閘..頻差閉鎖值：當參與檢同期判別的兩個電壓的頻率差值大于該定值時,不允許合閘..頻差加速度閉鎖：當參與檢同期判別的兩個電壓的頻率差的速度大于該定值時,不允許合閘..開關動作總時間：發出合閘脈沖到開關合上所花費的時間,用于計算合閘導前角,即提前下令合閘,等開關合上時,兩側電壓正好到達同期點.7,允許合閘角：當參與檢同期判別的兩個電壓的相角大于該定值時,不允許合閘.例：線路電壓類型整定為0,參于同期檢測的相別就為A相,母線A相電壓和線路電壓之間的相位角即為合閘角,在測控單元中可看到該角度的實際值Vxmo同期〔無壓〕復歸時間：指同期檢測或是無壓檢測的最長時間,在這段時間內如果同期條件或無壓條件仍得不到滿足,那么退出檢測過程,宣告檢同期〔檢無壓〕失敗.在不檢方式,檢無壓和檢同期方式這三個限制字中,“0〞代表退出,1'代表投入.三種方式原那么上只能投入一種,由此決定一般遙控和就地合閘的電壓檢測方式.需要說明的是監控后臺遙控時可選擇檢同期、檢無壓或不檢方式,它的優先級高于測控裝置上的相應設置.線路補償角：檢同期的時候,將母線電壓的相角加上該角度后再與線路電壓的相角比擬,例：主變兩側同期合閘,正常運行時,同是A相電壓,就有30.的角差,用于此類情況的角度校正.老版本的測控裝置中,檢無壓方式中的無壓定值,固定為30V.當參與判別的兩個電壓中線路電壓小于30V或者母線電壓三相均小于30V時,判斷為無壓.新版本的測控裝置中,增加檢無壓比率定值.當該參數設定好一個定值后,在進行檢無壓判斷時候根據測控裝置監控參數中【母線電壓二次值】和【線路電壓二次值】乘以該定值得到檢無壓的門檻值,再分別對母線電壓和線路電壓進行無壓判斷.注意：.測控裝置中【參數設置】—＞【監控參數】—＞【線路電壓二次值】需要根據實際輸入的線路電壓來設置.如果設置的是100V,且線路電壓類型為0~2〔Ua、Ub、Uc〕時,裝置會對測量到的Ux除以,3再進行檢同期或檢無壓過程.但電壓類型選擇3~5時,無論【線路電壓二次值】怎樣設定,裝置都默認把Ux直接與母線上對應的線電壓進行比擬..測控裝置對母線電壓的PTDX檢測,條件是負序電壓大于一個門檻或者開關有流且正序電壓小于一個門檻.如果母線PTDXffi警,將閉鎖檢同期和檢無壓過程..測控裝置對線路電壓的PTDX檢測,條彳是開入5為1,即重新定義開入5為線品&PTDX信號輸入,如果線路PTDXffi警,將閉鎖檢同期和檢無壓過程.〔該功能只在福建省使用,其他地區并無該功能〕三、現場例子：福建某地區,作測控裝置的同期試驗.初始同期參數中不檢方式0檢同期1檢無壓1不加外部交流量,進行檢無壓合閘操作,裝置報TQ失敗.查看同期復歸參數為1秒,擔憂太短,整定20秒后再試,仍然失敗.參加交流電壓,使電壓條件滿足檢同期的條件,合閘操作成功.經過仔細查看,裝置的線路PTDX信號〔開入5〕始終為1,因此閉鎖了檢無壓過程.使人迷惑的是,該線路PTDX信號只閉鎖檢無壓合閘而不影響檢同期合閘.查閱?RCS9705c同期判斷流程圖?,便能加深對檢同期過程的理解.2.4,4〔2〕35KV側保護測控裝置配置35KV側線路保護采用RCS-9707CW控裝置1,應用范圍：主要用于35KV側線路單元的限制2.主要功能：

①86路開關量變位遙信,開關量輸入為220V/110V光電隔離輸入；②一組電壓、一組電流的模擬量輸入,其根本內容有電流、電壓、電度計算、頻率、功率、功率因素；③15次諧波分量；④遙控輸出可配置為8路遙控分合,遙控出口為空接點,遙控分合閘無公共點,出口動作保持時間可程序設定；⑤I路檢同期合閘；⑥遙控事件記錄及事件SOE支持電力行業標準DL/T667-1999〔IEC60870-5-103標準〕標準的通訊規約,配有以太網,雙網,100Mbps超五類線或光纖通訊接口；邏輯閉鎖功能,閉鎖邏輯可編程；大屏幕液晶,圖形化人機接口,主接線圖、開關、刀閘及模擬量的顯示,菜單及圖形界面可編輯,并可通過系統網絡直接下載.3.技術參數物理特性正常工作溫度-25C—60C抗干擾滿足IEC255—22—4濕度和壓力滿足DL478電氣參數工作電源輸入電壓輸入電壓220V,110V允許偏差+15%,-20%<25W技術指標容量測量：8路變送器一組CT加一組PT遙信：56路遙控：16路脈沖量：4路測量輸入信號范圍0-120%UnUn=100V0-120%InIn=5A/1A輸入方式CT、PT隔離信息速率測量刷新周期01秒信號刷新周期01秒信號事件分辨率<2Ms信號輸入方式無源節點網絡接口接口標準以太網支持DL/T667-1999〔IEC60870-5-103標準〕2.4,4(3)10KV側保護測控裝置配置本設計采用RCS-9705蹤列測控裝置,其主要監控對象為變電站內的開關單元,裝置組屏安裝.本裝置功能配置同RCS-900原列的測控裝置.性能特征RCS-9705c系列裝置采用整體式結構,強弱電嚴格分開,全密封機箱設計,加上精心設計的抗干擾組件,使抗振水平,抗電磁干擾水平強.本裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示,其樹形菜單,分合閘報告,SOE艮告,模擬量,開關量,定值整定,限制字整定等都在液晶上有明確的漢字標識,現場運行調試人員操作方便.裝置內部的任何狀態變化都能在液晶上反映,包括開入開出,所有電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素以及頻率的有效值等等.本裝置采用了高精度的并行14位A/D轉換器,采樣精度高,通信規約支持電力行業標準IEC-61850,本裝置根本免調驗.技術數據1.裝置根本參數及根本性能指標測量一組CT,一組PT遙信64路遙控標配8路,最多16路一遙測精度U、I0±0.2%遙測精度P、Q0±0.5%頻率0±0.01HzSO附辨率<0.1Ms2,環境條件

遵循標準GB/T13729-2002(IDTIEC60255-6:1988)正常工作溫度范圍-10C—+55c極限工作溫度范圍-25C—+55C貯存運輸溫度范圍-40C—+55C相對濕度5395%設備內部不應凝露,結冰大氣壓力70Kpa,106Kpa3.交流電流額定頻率50Hz±5Hz相序ABC額定電流1A5A線性范圍20A100A連續過載水平2A10A10S過載水平10A50A1S過載水平40A200A動穩定電流〔半波值〕］250A1250A額定電流卜的功耗<0.2VA/相<0.5VA/相4.交流電壓YH系列電壓互感器額定電壓Vn100/1.732V110/1.732V100V,110V線性范圍106V173V連續過載水平120V120V/10SSaig力200V200V/額定電壓卜的功耗］<0.2VA/相<0.5VA/相TV系列新型電壓互感器額定電壓Vn100/1.732V110/1.732V100V,110V線性范圍|106V173V連續過載水平160V150V10SSaig力200V200V

額定電壓卜的功耗<0.2VA/相<0.4VA/相5,直流電源輸入額定電壓Vn110/125VDC][220/250VDC輸入范圍88—144VDC176—288VDC紋波按GB/T8376-1987(IEC60255-11:1979,EQV最大為直流值的12%直流中斷按GB/T8376-1987(IEC60255-11:1979,EQV直流中斷20Ms,不會導致裝置重啟靜態功耗動作時功耗<15W<25W啟動時間<10s6,開關量輸入額定電壓110V220V動作電壓77V「54V返回電壓60.5V121V最大允許電壓150V300V額定電流2.2mA[2.2mA耐壓水平2KVac2KVac7,開關量輸出輸出形式繼電器無源節點〔DSR1電器〕繼電器無源節點〔ST繼電器〕繼電器無源節點〔DSP/S接點并聯〕額定電壓250Vac/dc250Vac/dc250Vac/dc接通電流5A8A13A過載水平(1s)30A35A35A動作時間<5ms<10ms<5ms接點抖動時間1ms1ms1ms)斷弧水平|(L/R=40msat250Vdc)0.2A0,4A0.4A

8.機械結構機械尺寸【寬＞高X深〕(1/2)6U機箱,213.2mrriX261mmX291mm［安裝尺寸(寬><)嵌入式安裝〔開關柜/組屏〕開孔尺寸：215mmX267mm,M5螺絲顏色銀灰「裝置質量約4Kg防護等級IEC60529前面板IP51、箱體側面IP30、后面板IP209.電氣絕緣性能絕緣電阻GB/T14598.3-2006(IDTIEC60255-5:2000)用500V兆歐表下述端口之間絕緣電阻不小于100MO,所有端口對地之間、電源及開人開出回路對交流電壓電流回路之間、電源及開人回路對開出回路之間］匚耐壓GB/T14598.3-2006(IDTIEC60255-5:2000)在下述端口之問加2KV交流或2.8KV直流1分鐘,泄漏電流小于10mA所以端口對地之間、電源及開人開出回路對交流電流電壓回路之間、電源及開入回路對開出回路之間,無擊穿和閃絡沖擊電壓GB/T14598.3-2006(IDTIEC60255-5:2000)在下述端口之間加前沿時間為1.2us±30%至半峰時間為50us±20%勺短時沖擊電壓5KY所有端口對地之間、電源及開人開出回路對交流電流電壓回路之間、電源及開入回路對開出回路之問,無擊穿和閃絡］2.4.4〔4〕主變壓器保護側控裝置配置本設計采用RCS-9679嘎壓器保護裝置.應用范圍RCS-9679吸壓器保護裝置由多微機實現的變壓器保護,適用于110KV及以下電壓等級的變壓器保護..保護配置和功能1〕保護配置①差動速斷保護；②比率差動保護〔經二次諧波制動〕；高、低側復壓過流保護〔各三段〕；過負荷發信,過載閉鎖有載調壓,過負荷啟動風冷和零序過電壓報警等功能；⑤8路非電量保護,其中4路可以直接跳閘〔通過選配F3插件,可到10路非電量保護,6路可以直接跳閘〕；裝置還有3路不按相操作斷路器的獨立的跳合閘操作回路.4.2.1變壓器后備保護〔1〕：三段式復壓閉鎖過流保護：配有三段共九時限〔每段三時限〕的復壓閉鎖過流保護,每段都有獨立的電流定值,時間定值和方向定值.通過定植的整定,每段過流保護可以選擇是否經過復壓元件閉鎖,是否經過方向元件閉鎖以及方向元件的設定.復壓閉鎖過流保護的復壓閉鎖元件,有本側復壓閉鎖和外部接入的復壓開入閉鎖或門構成.外部接入的復壓開入閉鎖方式配合復壓出口功能,可實現各側復合電壓的并聯方式.在PT斷線期間,可以選擇復壓閉鎖或不閉鎖.(2):三段式零壓閉鎖零序過流保護：配有三段共九時限(每段三時限)的零壓閉鎖零序過流保護,作為變壓器中性點接地運行方式下的接地保護.每段可獨立投退,并且保護可以選擇是否經過零壓元件閉鎖,是否經過方向元件閉鎖以及方向元件的設定.零壓閉鎖元件的零序電壓,采用三相電壓計算自產零序電壓3Uz零序電流可選擇取自變壓器中性點零序電流或三相電流計算自產零序電流.(3):二段式間隙零序過流保護：配有二段兩時限間隙零序電流保護.作為變壓器中性點接地運行方式下的接地保護,每段都可以獨立投退.(4):過復合保護：包括過復合警告,啟動風冷,閉鎖有載調壓,各一段一時限.每個時限都可獨立投退,采用最大相電流判別.啟動風冷,過負荷告警觸點為常開觸點.閉鎖有載調壓可選擇常開或常閉觸點.(5):復合電壓出口功能：為實現各側復合電壓并聯的方式,本裝置配有復合電壓出口功能,有獨立的低電壓和負序電壓定值,當復合電壓滿足條件,接通復壓出口觸點,并異常告警.(6):PT斷線告警：三相電壓均小于16V,某相電流大于002A,判為三相失壓.三相電壓和大于8V,最大線電壓小于16V,判為二相PT斷線.三相電壓和大于8V,最大線電壓和最小線電壓差大于16V,判為單相PT斷恢復正常以后,告警自動消失.2.4.5網絡適配器上位機系統中的網絡適配器在變電站層里相當于前置通信單元,擔負著數據傳輸和規約轉換的任務.為了實現監視和限制功能,上位機需要與下位機交換數據.不同的下位機可能采集不同的數據、實現不同的功能、有不同的通信協議.為此,上位機如果要取得變電站運行的實時數據和下達遙控、遙調命令時,必須得經過前置通信單元的解釋、整理和傳送.當上位機想得到下面的實時信息時,網絡適配器從下位機那里取得數據,進行解釋、整理后,然后上發給上位機；上位機在下達遙控、遙調命令時,先將指令發到網絡適配器,網絡適配器再根據下位機的協議下發到指定單元,從而實現這些命令.網絡適配器主要有以下三方面的功能：一是提供CAN總線的接口；二是提供PC機即當地監控機的接口；另外還要與調度中央的通信接口,即與MODEM接.本系統采用了NSC20朦列網絡適配器.它可以采用單機和雙機冗余這兩種配置方式.第3章變電站綜合自動化系統的通信網絡通信網絡的開展：目前,國內變電站綜合自動化系統用的通信網絡主要是總線式網絡.該系統最初使用RS-232總線,后來用到RS-485總線.近年來隨著新型現場總線CANBUS和LONWORKS的推出,變電站綜合自動化系統的網絡通信得到了新的開展,新型現場總線CANBUS是變電站綜合自動化系統通信網絡性價比最好的一種.RS-232RS-42卻口RS-485總線：RS-232串口通信標準是美國電子工業協會于1969年公布的,該標準定義了數據終端設備和數據通信設備之間按位用行傳輸的接口通信.通常用于近距離傳輸,此時可將兩臺具有RS-232接口的通信設備直接相連,如果要進行遠距離傳輸,可以再加調制器即可.RS-422為全雙工,可以同時接收和發送.采用RS-422標準,可以削弱干擾的影響,獲得更長的傳輸距離和允許更大的信號衰減.采用RS-422標準通信時位率可到達10Mbi/s.RS-485為半雙工通信方式,在某一時刻,一個發送一個接受,當用于多站互連時,可節省信號線,便于高速遠距離的傳送.LONWORKS、線LONWORKS是美國Echeton公司推出的一種新型現場總線.它的根本思想是將限制系統按局域網絡的方式構造,用網絡節點代替局域網中的工作站,網絡節點安裝在監控現場,直接于各種傳感器和限制器相連.LONWORKS總線的技術特性有以下9點：(1):開放性.網絡協議開放,對任何用戶平等.(2):通信介質開放.可以在任何通信介質條件下通信,包括雙絞線,電力線,光纖,同軸電纜,射線電纜,紅外線等,并且多種介質可以在同一網絡中混合使用.(3):互操作性.Lonworks通信協議符合OSI模型,任何制造商的產品都可以實現互操作.(4):Lonworks通信采用了網絡變量〞,使網絡通信的設計簡化成為參數設置增加了通信技術的可靠性.(5):它的通信每楨有效字節可以到達0到228個字節.(6):它的通信速度可達1.25Mb倒s,此時的有效距離為130m(7):Lonworks技術的一個測控網絡的節點數可達32000個.(8):Lonworks直接通信距離長達2700m(9):Lonworks技術的核心是神經元芯片.該芯片內部裝有3個微處理器；MAC處理器完成介質訪問限制.網絡處理器完成OSI的3-6層網絡協議.應用處理器完成用戶現場限制應用.它們之間通過公共存儲器傳遞數據.CANBUSK場總線CANBUS德國BOSCH公司設計的,它是一種基于優先級的高速.抗干擾水平強并具有檢錯功能的現場總線,可采用多種媒體通信,比方光纜和雙絞線.CANBUS通信設備本身又具有較低的造價,從而它的應用范圍很廣,特別是在電氣自動化領域.CANBUS的主要技術特性如下：(1):CANBUS可以多主方式工作,網絡上任意一個接點均可以在任何時刻主動向其它節點發送信息,而不分主從,通信方式靈活.(2):CANBUS網絡上節點可分為不同的優先級,并可滿足不同的實時要求.(3):CANBUS采用非破壞性總線裁決技術,當兩個節點同時向網絡上傳送數據時,優先級別低的自動的主動停止數據發送,而優先級高的網絡節點不受任何影響繼續傳送數據,大大的節省了總線沖突裁決時間.(4):CANBUS可以點對點,一點對多點全局播送幾種方式傳送接收數據.(5):CANBUS直接通信距離最遠可達10km,CANBUS的通信速率最高可達1Mbit/s.(6):CANBUS上的節點數實際上可達110個,理論上可達2000多個.(7):CANBUS采用短砧結構,每一砧的有效字節數為8個,這樣傳輸時間短,受干擾的概率低,重新發送時間短,尤其適合在強電磁場環境下工作.(8):CANBUS每砧信息都有CRC校驗及其它檢驗舉措,保證了數據出錯率極低.(9):CANBUS節點在錯誤嚴重的情況下,具有自動關閉總線的功能,切斷它和總線的聯系,以使總線的其操作不受影響.(10):NZR編碼/解碼方式,并采用位填充技術.各種總線技術的優缺點RS-232總線通信速度快,距離短.RS-422和RS-485雖然在傳輸速度和距離上有所提升,但存在以下缺點：網絡上只能有一個主節點,無法構成多主冗余系統,系統可靠性差,數據通信方式為命令響應方式,從節點只有在接到主節點命令后才能響應,重要信息得不到及時傳送,致使靈活性和實時性差,糾錯水平差.LONWORKS總線性能較強,但系統復雜,造價較高.因而實用性較差.CANBUS總線是基于優先級的多主從節點結構,具有較強的糾錯水平,克服了RS-422,和RS-485總線的缺點,而與LONWORKS總線相比,具有系統結構簡單,造價低,實用性強等優點,因此CANBUS是變電站綜合自動化系統的一種性價比最優的選擇.現場總線在變電站綜合自動化內部網的應用變電站綜合自動化系統內部通信網主要可以分為三種：LONWORKS現場總線網方案,嵌入式以太網方案,基于CANBUS總線的通信系統方案.LONWORKS現場總線網方案：如下圖,變電站內部有兩個LONWORKS網絡,分別為監控網和錄波網.監控網用來傳送各種限制和狀態信息.錄波網那么傳送電力系統故障錄波信息.網絡的通信速率為78kb/s,最大通信距離為2km.通信介質為屏蔽雙絞線或光纖.每個保護裝置都帶有LONWORKS網絡接口,后臺機,工程師站,遠動機等pc機上均有PCLTA卡,于是保護裝置和PC機就可以連接到LONWORKS網絡上.這種方案適用于中低壓變電站自動化系統,當用于220KV及以上的大型高壓變電站時,由于網絡節點增多,網絡流量增大,網絡帶寬就顯得不夠了,特別是當多個保護共同動作時,網上沖突加劇,重發次數增多,通信效率降低,因此這種方案只使用于中小變電站自動化系統.嵌入式以太網方案:如圖2所示,同陽*1m?nIV'2以太網J.011科門觸網相結合廳案系統配置國站內有3個相互獨立的光纖以太網,網絡1,2為監控網,網絡3為錄波網.將站內通信網絡分為兩層.間隔以上和間隔內部.間隔以上用10MB/S的嵌入式以太網構成站內通信的主干網絡,負責后臺機,遠動機等PC機和各間隔進行通信.在間隔內部使用LONWORKS總線,網上的信息通過間隔層的測控單元上傳到主干網上.最低層的各種設備保護可不做任何改動,保持了向下的兼容性.這種方案實際上是將嵌入式以太網和LONWORKS現場總線技術相結合,發揮了各自的優勢.測控單元是整個方案的核心和關鍵.圖3中詳細的介紹了測控單元的工作原理.

CPULonWoriuM^IOMUjCPUK培iirnn■—>芯Lun片三叫以太瑞ur*圖3測控單元示意圖其中Neuron芯片作為CPU的通信處理器完成了LONWORKS網絡的通信任務,利用它可和保護裝置通信.CPU采用32b單片機,CPU局部采用了嵌入式軟件設計,利用實時多任務操作系統及TCP/IP模塊,完成以太網的通信和測控任務第4章繼電保護設備和綜自設備的設置35KV開關柜智能保護單元本變電站中35KV開關柜采用的是ABB公司的SF6開關柜ZX2,它的保護和限制單元柜為柜上安裝的REF542plus它由主機和作為限制單元的人機接口HMI兩局部組成,HMI可于一個運行WINDOWSNT的PC機相連接.REF542plus具有保護,測量,限制,監測的功能.REF542plus中的數字處理器DSP執行測量和保護的功能,電流傳感器適用于距離保護和差動保護.10KV開關柜智能保護單元本變電站10KV開關柜選用的是LG公司的LV1真空開關,配置的是SIEMENS系列產品NSP7系列保護及測控裝置.4.2.2電容器保護(1)：三相式相間電流保護：裝置設三段相間電流保護,每段均可獨立投退.三段相間電流保護可以反映的故障類型有：電容器組引接母線,電流互感器,放電線圈電壓互感器,用聯電抗器等回路發生相問短路.或者電容器本身元件全部擊穿形成相間短路.H1IaH1Ia>It.setIb>It.setIc>It.setIa>It.setIb>It.setIc>It.setIa>It.setIb>It.setIc>It.set三段式相間電流保護原理圖(2):過電壓保護：為預防使用相電壓在單相接地時引起過電