【文章內(nèi)容簡介】 特點是：電壓頻率轉換原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整套裝置的公共部分,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(jiān)控CPU主要負責人機接口，保護定值管理。通信控制，保護CPU運行狀態(tài)監(jiān)控等功能。3個保護插件啟動元件按三取二的原則啟動各套保護裝置的出口回路，從而大大的提高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部分采用。如果模擬輸入通道和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生故障，那麼輸入3個CPU插件的故障數(shù)據(jù)將不在準確，整套裝置不能正確工作；跳閘出口通道發(fā)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因為采用了多CPU技術而使可靠性大幅度的提高。多CPU微機保護裝置除完成本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(fā)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，基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(fā)和應用中的成功經(jīng)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。比如采用了高壓線路保護類似的VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高性能單片機構成的雙CPU系統(tǒng)，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發(fā)展，新型微機變壓器保護也提供了基于現(xiàn)場總線的通信接口功能。采用工控機實現(xiàn)的微機保護，具有小型化，低成本，高可靠性等優(yōu)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(tǒng)功能容易擴展?？梢源蟠罂s短微機保護裝置的開發(fā)周期，實現(xiàn)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，必將在微機保護的發(fā)展中發(fā)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“一對一”方式，即一套裝置實現(xiàn)一條線路的保護；另一種為“一對N”方式，即一套裝置實現(xiàn)多條線路保護。采用“一對一：實現(xiàn)時，一套裝置負責一條線路或一臺變壓器的測量，保護和控制。使用“一對N”方式實現(xiàn)時，一套裝置負責多條線路或變壓器的測量，保護和控制。它具有分布式結構的全部優(yōu)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。 小節(jié) 本節(jié)介紹了變電站綜合自動化系統(tǒng)的結構形式，并介紹了各種結構形式的特點；變電站綜合自動化系統(tǒng)主要包括監(jiān)測，監(jiān)控，遠傳和保護四部分，介紹了各部分的主要功能。介紹了綜合自動化系統(tǒng)的硬件結構以及主要的配置，為下一章的通信協(xié)議做好了第3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，HMI可于一個運行WINDOWS NT的PC機相連接。REF542plus具有保護，測量，控制，監(jiān)測的功能。REF542plus中的數(shù)字處理器DSP執(zhí)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(chǎn)品NSP7系列保護及測控裝置。 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(jīng)過復壓元件閉鎖，是否經(jīng)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(xiàn)各側復合電壓的并聯(lián)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(jīng)過零壓元件閉鎖，是否經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(diào)壓可選擇常開或常閉觸點。(5) 復合電壓出口功能：為實現(xiàn)各側復合電壓并聯(lián)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0。2A，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斷線。恢復正常以后，告警自動消失。 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，串聯(lián)電抗器等回路發(fā)生相間短路?；蛘唠娙萜鞅旧碓繐舸┬纬上嚅g短路。(2) 過電壓保護 為避免使用相電壓在單相接地時引起過電壓保護誤動，過電壓保護采用相電壓。過電壓保護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。為防止電容器未投時誤發(fā)信號或保護動作后裝置不復歸，過電壓保護中加有斷路器位置判斷(3) 欠電壓保護 如果母線失去電源而造成失壓，當母線電壓恢復時，可能因電容器組未放完電而使電容器承受過電壓，為此設置低電壓保護，發(fā)現(xiàn)母線電壓低于定值后帶延時，切除電容器組。在電容器組中過電壓和欠電壓保護均可通過延時來判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。(4) 不平衡電流保護 反映了電容器組內(nèi)部的故障。做為雙星性接線電容器組的內(nèi)部故障保護。當同相的兩電容器組C1和C2中發(fā)生多臺電容器故障時，即C1的電抗不等于C2的電抗，此時流過C1和C2的電流不相等，因此流過不平衡電流Iund，而當IunbIset時保護系統(tǒng)動作。(5) 不平衡電壓保護 當雙星型接線采用不平衡電壓保護時，可用電壓互感器的一次繞組串在中性線中，當某電容器組發(fā)生多臺電容器故障時，故障電容器組所在星型的中性點電位發(fā)生偏移，從而產(chǎn)生不平衡電壓，當UunbUset時，保護動作。(6)兩段式零序過流保護配有兩段式零序過流保護，可選擇投退。當IunbIset時，保護動作。(7)橋差電壓保護 三相橋差電壓保護為反映橋式接線電容器組中電容器內(nèi)部短路而設置。如圖所式： TV的一次繞組可以兼做電容器組的放電回路，二次繞組接成壓差式即反極性相串聯(lián)。正常運行時C1=C2，壓差為0。當電容器組C1或C2中有多臺電容器組被損壞時，由于C1和C2容抗不等，因此兩只TV的一次繞組分壓不等，壓差接線的二次繞組中將出現(xiàn)差電壓，當壓差超過定值時，保護動作。(8)橋差電流保護 三相橋差電流保護為反應橋式接線電容器內(nèi)部短路而設置。電容器組為單星型接線，而每相接成四個平衡臂的橋路時，可以采用橋差接地保護方式。當正常運行時四個橋臂容抗平衡，Xc1=Xc2, Xc3=Xc4因此M和N之間無電流通過。當有一個電容器組存在多個電容器損壞時，橋臂之間因此不平衡，再橋差接線MN之間流過不平衡差電流。當差流超過定值時，保護系統(tǒng)動作。(9)PT斷線告警保護 三相線電壓均小于16V，判斷為三相失壓。 三相電壓和大于8V，最大線電壓小于16V，判斷為二相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，判斷為單相PT斷線。 恢復正常后，告警自動消失。 配電變壓器保護 (1) 三段式相間電流保護設有三段相間電流保護，每段均可獨立投退，電流和時間定值也分別整定，且均可帶復合電壓閉鎖，可分別投退。(2) 兩段式零序過流保護各段均可獨立投退，主要考慮在小電阻接地系統(tǒng)中發(fā)生的單相接地故障。(3) 過負荷保護和上面的電容器過負荷保護相同。 (4)：充電保護設有一段充電相過流保護和一段充電零序過電流保護，可選擇投退。(5) 小電流單相接地保護中性點不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的方向和大小判別接地線路。經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的五次偕波方向和大小判別接地系統(tǒng)。(6) PT斷線告警三相電壓均小于16V，判斷為三相失壓。三相電壓和大于8V，最大線電壓小于16V，判斷為二相PT斷線。三相電壓和大于8V，最大線電壓和最小線電壓的壓差大于16V，判斷為單相PT斷線恢復正常后，告警自動消失 饋線保護(1)三段電流保護方向元件采用90度接線，按相啟動。方向元件具有記憶功能用來消除近處三相短路時方向元件的死區(qū)。低電壓元件檢測三個線電壓的值，過流1，2，3段來判斷邏輯是否一致。(2)三相二次重合閘啟動方式：保護啟動重合閘以及開關位置不對應啟動重合閘。抽取電壓：線電壓和相電壓。檢同期和檢無壓 ：閉鎖條件：控制回路斷線確認后/彈簧未儲能信號/外部閉鎖重合閘信號/低周減載元件動作/手合后加速動作/過負荷跳閘動作(3)充電保護設有充電相電流和充電零序電流保護，充電相過流可帶低壓閉鎖以及方向閉鎖。(4)小電流單相接地保護 中性點不接地系統(tǒng)：零序電壓啟動，零序電流的方向和大小判別接地回路。經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)： 零序電壓啟動，零序電流的五次偕波的方向和大小判別接地線路。 備自投保護裝置引入兩段母線電壓，用于進行有壓，無壓判別以及啟動備用電源自投裝置，每個進線開關各引入任一相電流，是為了防止PT全相斷線后造成備自投裝置誤投，也是為了更好的確認進線開關已斷開，如果需要自投后聯(lián)切負荷，則利用進線該相電流判別是否超過過負荷定值，以實現(xiàn)聯(lián)切功能。裝置引入單相電壓，是為了在進線互投時判別備用進線電壓是否合格；裝置引入開關和母聯(lián)位置，作為系統(tǒng)運行方式判別以及自投準備和選擇自投方式，裝置還引入閉鎖備自投開入量以及各開關的合后位置和允許備自投開入量，以便手跳時閉鎖，以及變壓器后備保護動作時閉鎖自投裝置。裝置具有多種備投方案，并有PT斷線告警功能。 測控及自檢功能的配置A：自診斷及故障記錄功能當CPU自檢到硬件故障（定值RAM故障，內(nèi)部RAM故障，外部RAM故障，ROM校驗出錯，EPROM定值出錯，采樣異常等）時，故障告警燈亮，告警繼電器觸點閉合，并閉鎖保護，同時信息遠傳。(1) 遙控記錄（遠方，當?shù)兀?，定值修改記錄?2) 故障記錄(3) 可存儲四套定值。(4) 可記錄256個SOE報文紀錄。B ： 測控功能(1) 遙測功能：對于相電壓輸入的接線方式，裝置可以完成一條線路的測量，總共有15條線路。(2) 遙信功能：共有15路開入量，可采集2路脈沖電度。(3) 遙控功能：正常斷路器遙控開合。C： 通訊功能(1) 一個標準的RS485接口。(2) 一個可選的CANBUS接口，通信速率可選。(3) 一個可選的以太網(wǎng)接口。(4) 一個RS232調(diào)試串行接口。(5) 系統(tǒng)可以方便的拓展為雙RS485網(wǎng)絡D：特點(1) 采用了先進的工業(yè)級芯片，各裝置內(nèi)部含保護CPU和管理CPU，保護CPU為32位DSP芯片，存儲定值安全可靠；管理CPU為RCM3200，硬件系統(tǒng)具有高的抗干擾能力和工作可靠性。(2) 采用16位A/D采集芯片，提高了數(shù)據(jù)采集的分辨率和測量精度。(3) 主要芯片采用表面貼裝技術(4) 裝置電氣隔離和屏蔽按國際標準電磁兼容設計。(5) 所采用的保護原理成熟可靠，并且已經(jīng)有豐富的運行經(jīng)驗。(6) 裝置保護功能相對獨立。(7) 具有豐富的通信接口。(8) 采用大屏幕液晶顯示。(9) 具有GPS硬件對時功能。(10) 裝置配有大容量掉電保持的NVRAM芯片，可保存事件報文及故障濾波報文。(11) 具有看門狗和電源監(jiān)測電路，系統(tǒng)安全，可靠。 小結 本章通過對變電站二次設備的配置要求，以及變電站各種保護裝置功能。實現(xiàn)了變電站綜合自動化的硬件保護及配置功能。 第4章 變電站自動化的功能設計原則 變電站綜合自動化的功能