【正文】 保護(hù)。 由于本人學(xué)識(shí)淺薄，水平有限，初次進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏經(jīng)驗(yàn)，考慮問(wèn)題不一定很全面，加之時(shí)間上的倉(cāng)促，還有其它的原因，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。 為了貫徹和推廣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)使用的所有電氣符號(hào)和文字代號(hào)一律采用國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)。大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 35KV 變電所微機(jī)監(jiān)控與保護(hù)系統(tǒng)一次方案的設(shè)計(jì) 前 言 本設(shè)計(jì)為鮑店 35KV變電所微機(jī)監(jiān)控與保護(hù)系統(tǒng)一次方案的設(shè)計(jì)。 由于基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)隊(duì)伍、一次設(shè)備質(zhì)量等具體條件的限制，國(guó)內(nèi)變電所的綜合自動(dòng)化仍處于探索試用階段，有關(guān)部門一直保 持慎重態(tài)度。 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 2 頁(yè) 第 1 章 概述 變電所的現(xiàn)狀和需要解決的問(wèn)題 鮑店 35KV變電所位于兗礦集團(tuán)焦化廠的南側(cè)，焦化廠位于鄒城市的西郊，東靠津浦鐵路及城區(qū)營(yíng)公路，南臨嵐?jié)?，沙河在變電所北?cè)流過(guò)。因此，有必要對(duì) 35KV變電所的控制及保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造。 鮑店 35KV變電所高低壓系統(tǒng)接線方式為以下所述， 35KV系統(tǒng)采用橋形接線，選用 6300KVA變壓器兩臺(tái)； 6KV系統(tǒng)短路器分段單 母線接線，并與焦化廠 6KV配電系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)，由降壓變電所采用 6KV電纜放射式向電煅燒爐整流機(jī)組及各車間變壓器供電。信息就地處理的自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是能對(duì)電力系統(tǒng) 的情況作出快速的反應(yīng)，如高壓輸電線上發(fā)生短路故障時(shí)，要求繼電保護(hù)要在 20ms左右動(dòng)作，以便快速切除故障，而同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，可以保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無(wú)功出力的分配，在故障時(shí)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，有功功率自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，能跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)，保證電能的頻率質(zhì)量，按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置能在系統(tǒng)事故情況，電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的有功缺額時(shí)，快速的切除一些較為次要的負(fù)荷，以免造成系統(tǒng)的頻率崩潰，以上這些信息就地處理裝置，其重要的優(yōu)點(diǎn)是能對(duì)系統(tǒng)中的情況作出快速的反應(yīng)，尤其在電力系統(tǒng)發(fā)生故 障大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 3 頁(yè) 時(shí)，其作用更為明顯，但由于其獲得的信息有局限性，因而不能從全局的角度來(lái)處理問(wèn)題，例如通過(guò)自動(dòng)頻率調(diào)節(jié)，雖然可以跟蹤負(fù)荷的變化，但總還存在與額定頻率的偏差，更不能實(shí)現(xiàn)出力的經(jīng)濟(jì)分配。調(diào)度員在掌握這些信息后可以知道故障的情況及原因，并采取相應(yīng)的措施，使電網(wǎng)恢復(fù)正常供電，但是由于信息的采集、傳輸需要一定的時(shí)間，所以系統(tǒng)的故障不可能依靠信息集中處理系統(tǒng)來(lái)作為切除故障的手段。 電力系統(tǒng)自動(dòng)化是供電系統(tǒng)的核心，而自動(dòng)化的方向是計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的應(yīng)用；變電所既是高壓配電網(wǎng)的負(fù)荷，又是下一級(jí)配電網(wǎng)的電源，其正常運(yùn)行是下一級(jí)負(fù)載正常運(yùn)行的根本保證，在配電系統(tǒng)的地位十分重要，作為煤礦變電所其正常運(yùn)行則是礦山安全生產(chǎn)的根本保障。采用微機(jī)技術(shù)對(duì)變電所實(shí)施技術(shù)改造，適合礦山供電需要，符合電力系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有利于提高供電系統(tǒng)的可靠性，預(yù)防事故的發(fā)生、故障后的及時(shí)處理，以及避峰就谷、科學(xué)管理。 微機(jī)監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的主要性能 A、 檢測(cè)功能 ①、模擬量： 高壓側(cè)進(jìn)線電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、有功電度、無(wú)功電度、功率因數(shù)，高壓各支路出線 電流、有功功率、無(wú)功功率，變壓器溫度、變壓器側(cè)電流，母線電壓、分段電流、功率因數(shù)，各支路出線電流，補(bǔ)償電容器電流，備用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、油壓、油溫、水溫、蓄電池電壓、電壓及電壓不平衡度等參數(shù)檢測(cè)。監(jiān)控系統(tǒng)所采集和通過(guò)采集信息所計(jì)算出來(lái)的有功電能、無(wú)功電能及主變壓器溫度、系統(tǒng)頻率等，都可以在CRT的屏幕上實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，同時(shí)在潮流等運(yùn)行參數(shù)的顯示畫面上應(yīng)顯示日期和時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒）。各項(xiàng)操作都應(yīng)有漢字提示； 事件順序記錄顯示。包括故障記錄顯示、設(shè)備運(yùn)行狀況顯示等。 一次接線圖應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的變動(dòng)情況，由具備操作資格的人員變更、擴(kuò)展。 E、數(shù)據(jù)記錄 實(shí)現(xiàn)重要模擬量、開關(guān)量和操作輸出 (按有關(guān)規(guī)定列出變量明細(xì) )的歷史事件記錄，以及累計(jì)變量的自動(dòng)累加，記錄安全運(yùn)行天數(shù)，同時(shí)可以打印有關(guān)報(bào)表及運(yùn)行日志，以便于事故處理、經(jīng)驗(yàn)分析和科學(xué)管理。 靈敏度、可靠性、反應(yīng)時(shí)間等各方面性能有明顯的提高。向控制中心傳遞變電所的實(shí)時(shí)信息，電壓、電流、工綠的數(shù)值大小、開關(guān)位置狀況、事件記錄等；接受控制中心的開關(guān)操作控制命令大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 6 頁(yè) 以及查詢和其他操作控制命令。 K、打印功能 定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行日志； 開關(guān)操作記錄打??； 事件順序記錄打??； 越限打印； 召喚打印； 抄屏打印； 事故追憶打印； 顯示畫面 (歷史曲線、實(shí)時(shí)畫面 )拷屏。 O、詳細(xì)功能 *35KV進(jìn)線保護(hù)測(cè)控系統(tǒng) (1)設(shè)置方向定時(shí)限過(guò)流保護(hù)； (2)設(shè)置過(guò)電流保護(hù)； (3)設(shè)置三相一次重合閘； (4)專用測(cè)量回路，測(cè)量 U、 I、 P、 Q、 COSφ； (5)五路以上的遙信量輸入； (6)多路遙脈輸入； (7)采用集中組屏方式。 *監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 組態(tài)完成監(jiān)控功能，整流器提供保護(hù)信息功能及保護(hù)錄波分析，具有以下功能： 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理； 操作控制； 運(yùn)行記錄； 報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)； 人機(jī)界面； 保護(hù)信息； 操作票打??； 事故追憶。 該方案可以解決存在和可能出現(xiàn)的有關(guān)問(wèn)題，保障供電系統(tǒng)的安全、可靠，提高控制、管理水平，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。集中監(jiān)控形成局域網(wǎng) 絡(luò)，提供信息的集中監(jiān)視和遠(yuǎn)方通信功能，可以同時(shí)以不同的規(guī)約向兩個(gè)調(diào)度所或監(jiān)控站轉(zhuǎn)發(fā)不同的信息報(bào)文；提供的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)功能強(qiáng)大，界面友好，能很好地滿足綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的需要。 綜合保護(hù)單元完成單元設(shè)備及饋線的保護(hù)、控制和信息處理，并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通訊。通過(guò)通信操作單元控制和協(xié)調(diào)，使得各保護(hù)測(cè)控單元，可實(shí)時(shí)、有序、可靠地與變電所計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)交換信息，傳遞變電所各種運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作情況，接收各種控制命令，完成變電所計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)所要求的各種操作和控制。 集中監(jiān)控單元 通過(guò)高效的通訊網(wǎng)絡(luò)與通信操作單元相連，實(shí)現(xiàn)信息的集中管理，主要完成各種實(shí)時(shí)信息的最終處理和實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)管理信息的預(yù)處理，大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 12 頁(yè) 進(jìn)行畫面顯示，包括數(shù)據(jù)采集、記錄、存儲(chǔ)和分析；事故報(bào)警和打??；建立當(dāng)日、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)以供網(wǎng)絡(luò)調(diào)用處理、現(xiàn)場(chǎng)模擬、以及與更大的網(wǎng)絡(luò)相連向上級(jí)調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)信息，并與大型模擬屏控制裝置相連進(jìn)行模擬顯示。數(shù)據(jù)庫(kù)供網(wǎng)絡(luò)共享。 、微機(jī)綜合保護(hù)單元的工作原理 微機(jī)型保護(hù)是由在微處理器、存貯器、通訊接口等硬件構(gòu)成的，微機(jī)硬件的發(fā)展必然會(huì)促進(jìn)微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。從電網(wǎng)一次設(shè)備 CT及 PT采集的電流、電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)主模塊上的精密電流、電壓傳感器采樣，再經(jīng)過(guò)低通濾器濾波、高精度運(yùn)算放大器放大、限幅保護(hù)，變換成一定幅度的交流電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)多路模擬開關(guān)進(jìn)入微機(jī)的 A/D轉(zhuǎn)換通道進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量由 CPU進(jìn)行運(yùn)算、處理。與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控等功能，實(shí)現(xiàn)定值的遠(yuǎn)方查詢定及控制功能。 開關(guān)量保護(hù)可實(shí)現(xiàn)瓦斯、溫度等非電量的保護(hù)。 、母聯(lián)保護(hù)單元的功能 見饋線保護(hù)； 實(shí)現(xiàn)分段的保護(hù)、測(cè)量、控制等功能； 運(yùn)動(dòng)功能。這種操作對(duì)操作人員的素質(zhì)要求提高、手續(xù)繁雜、勞動(dòng)強(qiáng)度也大。 、模擬屏 模 擬屏通過(guò) RS232通信口接受來(lái)自微機(jī)后備站的信號(hào)，顯示刀閘、斷路器的開關(guān)狀態(tài)，顯示主要的保護(hù)單元采集的電壓、電流、功率等信息。 、微機(jī)綜合保護(hù)監(jiān)控裝置的技術(shù)指標(biāo) ①、額定數(shù)據(jù)： 電 源電壓： DC/AC 220V/110V 交流電壓： 110V 交流電流： 5A/1A 頻率： 50Hz ②、交流回路的過(guò)載能力： 交流電壓：連續(xù)工作 交流電流：持續(xù)工作 2In， 20In時(shí)可持續(xù) 1S ③、功耗： 直流功耗：正常 15W，跳閘 20W 交流電壓： 交流電流： ④、主要技術(shù)指標(biāo)： 電流元件：電流定值 ～ 20In 時(shí)間定值 0S～ 重合閘時(shí)間： 0S～ 低周減載：低周定值 45Hz～ 50Hz 低周低 壓閉鎖 0～ 120Vdf/dt 閉鎖 1Hz～ 10Hz 頻率計(jì)算誤差 瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)間 25ms保護(hù)動(dòng)作定值誤差 5% 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 15 頁(yè) 事故順序記錄分辨率 4ms 正確率 100% 調(diào)出畫面及數(shù)據(jù)更新時(shí)間 3S ⑤、測(cè)量誤差： 電流、電壓 % 有功功率、無(wú)功功率 % 頻率 ⑥、耐壓性能： 符合 IEC2555， GB/T1514594 ⑦、干擾性能： 符合 IEC2555， GB/T1514594 ⑧、沖擊電壓： 各輸入輸出端子分別對(duì)地，交流和直流回路之間，交流回路和交 流電壓回路之間，能承受 5KV峰值的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊實(shí)驗(yàn)。 、變電所改造中 所需的設(shè)備配置如下表所示： 設(shè)計(jì)所需的設(shè)備配置清單表 序號(hào) 單 元 名 稱 設(shè) 備 名 稱 數(shù)量 備 注 1. 35KV主變 綜合保護(hù) 測(cè)控單元 主變保護(hù)單元 RCS9679 2 主變測(cè)控單元 RCS9603 1 主變保護(hù)測(cè)控屏 2 面 2. 35KV線路保 護(hù)測(cè)控單元 35KV線路保護(hù)單元 RCS9612 2 光纖縱差保護(hù)單元 RCS9613 4 35KV線路保護(hù)測(cè)控柜 2 面 35KV母聯(lián)保護(hù)單元 RCS9611 1 3. 6KV線路保 6KV線路保護(hù) 32 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 16 頁(yè) 護(hù)測(cè)控單元 測(cè)控單元 RCS9611 4. 電壓并列單元 電壓并列 RCS9662A 2 5. 電容器保護(hù)單元 電容器保護(hù)單元 RCS9631 6. 集中監(jiān)控單元（工 作站） 主機(jī) HPP3 766/64M/20G/15’多媒體 2 臺(tái) 21’顯示器 2 臺(tái) EPSON 打印機(jī) LQ1600 2 臺(tái) UPS 不間斷電源 1KW2H 1 臺(tái) 微機(jī)桌椅 網(wǎng)卡、集線器 3 模擬操作及工作票制作軟件 1 7. 通訊單元 總控單元 RCS9698A 1 測(cè)控柜 1 通訊軟件 1 接收分站遙測(cè)軟件 1 8. 電纜 網(wǎng)絡(luò)電纜 1600M 3 信號(hào)電纜 RVVP1000M179。 18M 15 9. 其它配件 按鈕及指示燈 68 各 就地遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān) 37 接線端子及導(dǎo)軌支架 線纜固定支架 32 按裝材料 模擬屏 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 17 頁(yè)