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畢業(yè)設(shè)計110kv變電站綜合自動化技術(shù)(完整版)

2025-01-18 21:12上一頁面

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【正文】 號: 202122030020 班 級:電力三班 指導(dǎo)老師:朱雪雄 時 間: 2021 年 12 月 前 言 變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié),它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù),對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。 變電站綜合自動化基本現(xiàn)狀 變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié),隨著電壓等級的提高,供電范圍的擴(kuò)大,輸電容量的增大,采用傳統(tǒng)的變電站及其控制技術(shù)越來越難滿足電力系統(tǒng)降低投資、提高效益的發(fā)展要求 。 ( 2) 設(shè)備安裝就地化、戶外化。 集中式的結(jié)構(gòu)形式 集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng),指采用不同 檔次的計算機(jī),擴(kuò)展其外圍接口電路,集中采集變電站的模擬量、開關(guān)倆個和數(shù)字量等信息,集中進(jìn)行計算與處理,分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動控制等功能,集中式結(jié)構(gòu)也并非指由一天計算機(jī)完成保護(hù)、監(jiān)控等全部功能。 4)集中式保護(hù)與長期以來采用一對一的常規(guī)保護(hù)相比,不直觀,不符合運(yùn) 行和維護(hù)人員的習(xí)慣,調(diào)試和維護(hù)不方便,程序設(shè)計麻煩,只適合于保護(hù)算法比較簡單的情況。變電站層設(shè)現(xiàn)場總線或局域網(wǎng),供各主機(jī)之間和監(jiān)控主機(jī)與間隔層之間交換信息。 ( 3)節(jié)約二次電纜??刂婆_上或旁邊放主機(jī)顯示器 CRT。所采集的數(shù)據(jù)分為三大類:模擬量,開關(guān)量和脈沖量。手動操作分為三種方式:鍵盤操作,把手操作,保護(hù)柜操作。為了保證可靠性,應(yīng)多次采樣后才能確定。當(dāng)電容器檢修時,不應(yīng)參與控制。 變電站保護(hù)分為以下幾種類型: (1): 線路保護(hù):包括電流速斷保護(hù),定時限過電流保護(hù),方向性電流保護(hù),零序電壓,電流及方向保護(hù),反時限過流保護(hù),高頻保護(hù), 距離保護(hù)。間隔層也就是下位機(jī)系統(tǒng),按斷路器間隔劃分,包括主變監(jiān)控保護(hù)單元、主變后備保護(hù)單元、線路監(jiān)控保護(hù)單元、電容器保護(hù)單元等??梢酝瑫r用不同的規(guī)約向兩個或多個調(diào)度所或集控站發(fā)送報文。為此, GPS 裝置只需提供一副觸點(diǎn),避免了以往為每臺設(shè)備提供一副觸點(diǎn)和一對接線的麻煩。 ( 3)提供報警提示。作為調(diào)度、運(yùn)行及保護(hù)等各個專業(yè)人員的人機(jī)交互窗口,該監(jiān)控主機(jī)以圖形顯示 、報表打印、語音報警等各種方式對系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控、對可控裝置進(jìn)行控制調(diào)節(jié)等,并協(xié)助調(diào)度中心完成“四遙”功能。所以,設(shè)置 一臺多路轉(zhuǎn)換器,由它逐一控制輸入信號的采集,并把它們按一定規(guī)律傳給 A/D 轉(zhuǎn)換器, A/D 轉(zhuǎn)換器接著把它們一一轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這兩個 CPU都選用為 80C196KB。 3 個保護(hù)插件啟動元件按三取二的原則啟動各套保護(hù)裝置的出口回路,從而大大的提高了保護(hù)裝置的可靠性。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(hù)必須雙重化配置,后備保護(hù)也必須雙重化配置。 ③ 低壓線路的微機(jī)保護(hù): 這種類型的保護(hù)裝置可以分為兩種:一種為 “一對一 ”方式,即一套裝置實現(xiàn)一條線路的保護(hù);另一種為 “一對 N”方式,即一套裝置實現(xiàn)多條線路保護(hù)。該裝置完全按照分布式系統(tǒng) 的設(shè)計要求,在信息源點(diǎn)安裝小型的高可靠性的單元測控裝置,采用工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)與安裝于控制室的中心設(shè)備相連接,實現(xiàn)全變電站的監(jiān)控。本裝置按每個周波采集 32點(diǎn),對 CT、 PT 和直流變送器進(jìn)行交直流采樣,并按 N 次等間隔采樣的離 散表達(dá)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。 6) 人機(jī)接口 160*240大屏幕點(diǎn)陣液晶顯示及薄膜式鍵盤,能方便地實現(xiàn)人機(jī)對話。遙測采用三表法。 測控裝置典型應(yīng)用及功能 RCS9703C 測控裝置主要用于站內(nèi)主變本體及低壓側(cè)測控,裝置擁有單斷路器測控、分接頭的調(diào)節(jié)、地刀的控制及與用于溫度、直流系統(tǒng)測量的常規(guī)變送器的接口。最后,等參與同期的兩側(cè)電壓的壓差、相角、頻差均小于定值并且兩側(cè)電壓均不低于低壓閉鎖定值時,合閘出口。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(guān)的定值如低壓、壓差、無壓都以相電壓為基準(zhǔn)。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 Vxm 。當(dāng)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。 3. 測控裝置對線路電壓的 PTDX檢測,條件是開入 5為 1,即重新定義開入 5為線路 PTDX信號輸入,如果線路 PTDX報警,將閉鎖檢同期和檢無壓過程。 查閱《 RCS9705C 同期判斷流程圖》,便能加深對檢同期過程的理解。 技術(shù)數(shù)據(jù) 1. 裝置基本參數(shù)及基本性能指標(biāo) 2. 環(huán)境條件 遵循標(biāo)準(zhǔn) GB/T137292021( IDT IEC60255 6:1988) 正常工作溫度范圍 10℃ — +55℃ 極限工作溫度范圍 25℃ — +55℃ 貯存運(yùn)輸溫度范圍 40℃ — +55℃ 相對濕度 5%— 95%,設(shè)備內(nèi)部不應(yīng)凝露,結(jié)冰 大氣壓力 70Kpa_— 106Kpa 3. 交流電流 額定頻率 50Hz177。 變壓器后備保護(hù) (1):三段式復(fù)壓閉鎖過流保護(hù): 配有三段共九時限(每段三時限 )的復(fù)壓閉鎖過流保護(hù),每段都有獨(dú)立的電流定值,時間定值和方向定值。 (3): 二段式間隙零序過流保護(hù): 配有二段兩時限間隙零序電流保護(hù)。 2A,判為三相失壓。當(dāng)上位機(jī)想得到下面的實時信息時,網(wǎng)絡(luò)適配器從下位機(jī)那里取得數(shù)據(jù),進(jìn)行解釋、整理后,然后上發(fā)給上位機(jī);上位機(jī)在下達(dá)遙控、遙調(diào)命令時,先將指令發(fā)到網(wǎng)絡(luò)適配器,網(wǎng)絡(luò)適配器再按照下位機(jī)的協(xié)議下發(fā)到指定單元, 從而實現(xiàn)這些命令。通常用于近距離傳輸,此時可將兩臺具有 RS232 接口的通信設(shè)備直接相連,如果要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,可以再加調(diào)制器即可。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開放,對任何用戶平等。 (8): Lonworks 直接通信 距離長達(dá) 2700m (9): Lonworks 技術(shù)的核心是神經(jīng)元芯片。 CANBUS 的主要技術(shù)特性如下: (1): CANBUS 可以多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任意一個接點(diǎn)均可以在任何時刻主動向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,而不分主從,通信方式靈活。 (10): NZR 編碼 /解碼方式,并采用位填充技術(shù)。監(jiān)控網(wǎng)用來傳送各種控制和狀態(tài)信息。間隔以上和間隔內(nèi)部。 CPU 采用 32b 單片機(jī), CPU 部分采用了嵌入式軟件設(shè)計,利用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)及 TCP/IP 模塊,完成以太網(wǎng)的通信和測控任務(wù) 第 4 章 繼電保護(hù)設(shè)備和綜自設(shè)備的設(shè)置 35KV 開關(guān)柜智能保護(hù)單元 本變電站中 35KV 開關(guān)柜采用的是 ABB 公司的 SF6 開關(guān)柜 ZX2,它的保護(hù)和控制單元柜為柜上安裝的 由主機(jī)和作為控制單元的人機(jī)接口 HMI 兩部分組成,HMI 可于一個運(yùn)行 WINDOWS NT 的 PC 機(jī)相連接。過電壓保護(hù)取母線電壓是為了防止母線電壓過高時損壞電容器,且切除電容器可降低母線電壓。U a b U s e tU b c U s e tU c a U s e tI a I s e tI b I s e tI c I s e tt0跳 閘k t p欠 電 壓 保 護(hù) 原 理 圖 在電容器組中過電壓和欠電壓保護(hù)均可通過延時來判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。 ≥ 1I I s e t 1零 序 電 流 保 護(hù)投 入I I s e t 2 零 序 電 流 保 護(hù)投 入S w 1S w 2t 1t 100跳 閘兩 段 零 序 過 電 流 保 護(hù) 原 理 圖 (7):橋差電壓保護(hù): 三相橋差電壓保護(hù)為反映橋式接線電容器組中電容器內(nèi)部短路而設(shè)置。正常運(yùn)行時 C1=C2,壓差為 0。做為雙星性接線電容器組的內(nèi)部故障保護(hù)。amp。 REF542plus 中的數(shù)字處理器 DSP 執(zhí)行測量和保護(hù)的功能,電流傳感器適用于距離保護(hù)和差動保護(hù)。在間隔內(nèi)部使用 LONWORKS 總線,網(wǎng)上的信息通過間隔層的測控單元上傳到主干網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò)的通信速率為 78kb/s,最大通信距離為 2km。 RS422 和 RS485 雖然在傳輸速度和距離上有所提高,但存在以下缺點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)上只能有一個主節(jié)點(diǎn),無法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng),系統(tǒng)可靠性差,數(shù)據(jù)通信方式為命令響應(yīng)方式,從節(jié)點(diǎn)只有在接到主節(jié)點(diǎn)命令后才能響應(yīng),重要信息得不到及時傳送,致使靈活性和實時性差,糾錯能力差。 (3): CANBUS 采用非破壞性總線裁決技術(shù),當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時,優(yōu)先級別低的自動的主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送,而優(yōu)先級高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不受任何影響繼續(xù)傳送數(shù)據(jù),大大的節(jié)省了總線沖突裁決時間。網(wǎng)絡(luò)處理器完成 OSI 的 36 層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議??梢栽谌魏瓮ㄐ沤橘|(zhì)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(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。采用 RS422 標(biāo)準(zhǔn),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。本系統(tǒng)采用了 NSC200 系列 網(wǎng)絡(luò)適配器。 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 斷線。 (4): 過復(fù)合保護(hù): 包括過復(fù)合警告,啟動風(fēng)冷,閉鎖有載調(diào)壓,各一段一時限。 復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)的復(fù)壓閉鎖元件,有本側(cè)復(fù)壓閉鎖和外部接入的復(fù)壓開入閉鎖或門構(gòu)成。 % 遙測精度 P、 Q ≤177。 物理特性 正常工作溫度 25℃ — 60℃ 抗干擾 滿足 IEC255— 22— 4 濕度和壓力 滿足 DL478 電氣參數(shù) 工作電源 輸入電壓 220V,110V 允許偏差 +15%,20% 功 耗 ≤ 25W 4. 技術(shù)指標(biāo) 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 0120%Un Un=100V 0120%In In=5A/1A 輸入方式 CT、 PT 隔離 信息速率 測量刷新周期 ≤ 1秒 信號刷新周期 ≤ 1秒 信號 事件分辨率 2Ms 信號輸入方式 無源節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)接口 接口標(biāo)準(zhǔn) 以太網(wǎng)支持 DL/T6671999( IEC608705103標(biāo)準(zhǔn)) ( 3) 10KV側(cè)保護(hù)測控裝置配置 本設(shè)計采用 RCS9705C系列測控裝置 ,其主要監(jiān)控對象為變電站內(nèi)的開關(guān)單元,裝置組屏安裝。初始同期參數(shù)中不檢方式 0 檢同期 1 檢無壓 1。當(dāng)該參數(shù)設(shè)定好一個定值后,在進(jìn)行檢無壓判斷時候根據(jù)測控裝置監(jiān)控參數(shù)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(jìn)行無壓判斷。 9. 在不檢方式,檢無壓和檢同期方式這三個控制字中,“ 0”代表退出,“ 1”代表投入。 2. 低壓閉鎖值:當(dāng)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。 2. 檢無壓關(guān)鍵過程: 首先,需要指令啟動無壓檢測過程。 本裝置主要包括: 1) AC 板,交流輸入; 2) CPU 板; 3) DC 板:電源,遙信輸入; 4) Yx 接口板:遙信; 5) ZL 板:變送器接口、遙信輸入; 6) Yk1接口板:遙控; 7) Yk2接口板:遙控; 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 脈沖量: 4路 2) 測量 輸入信號范圍
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