【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 特點(diǎn)是：電壓頻率轉(zhuǎn)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(hào)分別傳送給各個(gè)保護(hù)插件，再由各個(gè)保護(hù)插件完成相應(yīng)的測(cè)頻，采樣值標(biāo)度變換，保護(hù)功能計(jì)算。3個(gè)保護(hù)CPU分別完成高頻保護(hù)，距離保護(hù)，零序保護(hù)功能。監(jiān)控CPU主要負(fù)責(zé)人機(jī)接口，保護(hù)定值管理。通信控制，保護(hù)CPU運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等功能。3個(gè)保護(hù)插件啟動(dòng)元件按三取二的原則啟動(dòng)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。 但是這種多CPU微機(jī)保護(hù)裝置采用了不完全冗余技術(shù)。保護(hù)輸入和輸出通道不采用冗余技術(shù)，而只是在信號(hào)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(gè)CPU插件的故障數(shù)據(jù)將不在準(zhǔn)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(gè)保護(hù)裝置并不因?yàn)椴捎昧硕郈PU技術(shù)而使可靠性大幅度的提高。多CPU微機(jī)保護(hù)裝置除完成本線路的繼電保護(hù)功能外，同時(shí)還必須完成相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。廣泛的使用多CPU微機(jī)保護(hù)裝置中，距離保護(hù)三段和零序保護(hù)三段，都具有遠(yuǎn)后備的功能。在距離保護(hù)CPU插件或者零序保護(hù)CPU插件發(fā)生故障時(shí)，即使線路的主保護(hù)可以正常工作，仍將失去遠(yuǎn)方后備保護(hù)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(hù)必須雙重化配置，后備保護(hù)也必須雙重化配置。② 微機(jī)元件繼電保護(hù)微機(jī)元件保護(hù)的種類很多，硬件結(jié)構(gòu)也各有特色，基本的類型有單片機(jī)型和工控機(jī)型微機(jī)元件保護(hù)。許多廠家得宜于線路微機(jī)保護(hù)的成功開發(fā)和應(yīng)用中的成功經(jīng)驗(yàn)，推出了許多與微機(jī)線路保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)相似的單片機(jī)型微機(jī)元件保護(hù)。比如采用了高壓線路保護(hù)類似的VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高性能單片機(jī)構(gòu)成的雙CPU系統(tǒng)，變壓器主保護(hù)與變壓器各側(cè)的后備保護(hù)分別采用不同的CPU完成保護(hù)功能。為適合變電站自動(dòng)化的發(fā)展，新型微機(jī)變壓器保護(hù)也提供了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的通信接口功能。采用工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的微機(jī)保護(hù)，具有小型化，低成本，高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。工控機(jī)總線接口簡(jiǎn)單，模塊化程度高，容易結(jié)合，使用維護(hù)方便，系統(tǒng)功能容易擴(kuò)展?？梢源蟠罂s短微機(jī)保護(hù)裝置的開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，便于運(yùn)行部門的運(yùn)行維護(hù)，必將在微機(jī)保護(hù)的發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。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(duì)一”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)一條線路的保護(hù)；另一種為“一對(duì)N”方式，即一套裝置實(shí)現(xiàn)多條線路保護(hù)。采用“一對(duì)一：實(shí)現(xiàn)時(shí)，一套裝置負(fù)責(zé)一條線路或一臺(tái)變壓器的測(cè)量，保護(hù)和控制。使用“一對(duì)N”方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，一套裝置負(fù)責(zé)多條線路或變壓器的測(cè)量，保護(hù)和控制。它具有分布式結(jié)構(gòu)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)而且又便于設(shè)計(jì)安裝及運(yùn)行維護(hù)。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(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，并介紹了各種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)；變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括監(jiān)測(cè)，監(jiān)控，遠(yuǎn)傳和保護(hù)四部分，介紹了各部分的主要功能。介紹了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)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(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，HMI可于一個(gè)運(yùn)行WINDOWS NT的PC機(jī)相連接。REF542plus具有保護(hù)，測(cè)量，控制，監(jiān)測(cè)的功能。REF542plus中的數(shù)字處理器DSP執(zhí)行測(cè)量和保護(hù)的功能，電流傳感器適用于距離保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)。 10KV開關(guān)柜智能保護(hù)單元本變電站10KV開關(guān)柜選用的是LG公司的LV1真空開關(guān)，配置的是SIEMENS系列產(chǎn)品NSP7系列保護(hù)及測(cè)控裝置。 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(shí)限（每段三時(shí)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(shí)間定值和方向定值。通過定植的整定，每段過流保護(hù)可以選擇是否經(jīng)過復(fù)壓元件閉鎖，是否經(jīng)過方向元件閉鎖以及方向元件的設(shè)定。 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。外部接入的復(fù)壓開入閉鎖方式配合復(fù)壓出口功能，可實(shí)現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓的并聯(lián)方式。在PT斷線期間，可以選擇復(fù)壓閉鎖或不閉鎖。(2): 三段式零壓閉鎖零序過流保護(hù) 配有三段共九時(shí)限（每段三時(shí)限 ）的 零壓閉鎖零序過流保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式下的接地保護(hù)。每段可獨(dú)立投退，并且保護(hù)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(shè)定。零壓閉鎖元件的零序電壓，采用三相電壓計(jì)算自產(chǎn)零序電壓3Uz零序電流可選擇取自變壓器中性點(diǎn)零序電流或三相電流計(jì)算自產(chǎn)零序電流 。(3): 二段式間隙零序過流保護(hù)配有二段兩時(shí)限間隙零序電流保護(hù)。作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式下的接地保護(hù)，每段都可以獨(dú)立投退。(4): 過復(fù)合保護(hù)包括過復(fù)合警告，啟動(dòng)風(fēng)冷，閉鎖有載調(diào)壓，各一段一時(shí)限。每個(gè)時(shí)限都可獨(dú)立投退，采用最大相電流判別。 啟動(dòng)風(fēng)冷，過負(fù)荷告警觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)。閉鎖有載調(diào)壓可選擇常開或常閉觸點(diǎn)。(5) 復(fù)合電壓出口功能：為實(shí)現(xiàn)各側(cè)復(fù)合電壓并聯(lián)的方式，本裝置配有復(fù)合電壓出口功能，有獨(dú)立的低電壓和負(fù)序電壓定值，當(dāng)復(fù)合電壓滿足條件，接通復(fù)壓出口觸點(diǎn)，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?；謴?fù)正常以后，告警自動(dòng)消失。 電容器保護(hù) (1) 三相式相間電流保護(hù)裝置設(shè)三段相間電流保護(hù)，每段均可獨(dú)立投退。三段相間電流保護(hù)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。或者電容器本身元件全部擊穿形成相間短路。(2) 過電壓保護(hù) 為避免使用相電壓在單相接地時(shí)引起過電壓保護(hù)誤動(dòng)，過電壓保護(hù)采用相電壓。過電壓保護(hù)取母線電壓是為了防止母線電壓過高時(shí)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(shí)誤發(fā)信號(hào)或保護(hù)動(dòng)作后裝置不復(fù)歸，過電壓保護(hù)中加有斷路器位置判斷(3) 欠電壓保護(hù) 如果母線失去電源而造成失壓，當(dāng)母線電壓恢復(fù)時(shí)，可能因電容器組未放完電而使電容器承受過電壓，為此設(shè)置低電壓保護(hù)，發(fā)現(xiàn)母線電壓低于定值后帶延時(shí)，切除電容器組。在電容器組中過電壓和欠電壓保護(hù)均可通過延時(shí)來判別穩(wěn)態(tài)過電壓和欠電壓。(4) 不平衡電流保護(hù) 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(hù)。當(dāng)同相的兩電容器組C1和C2中發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，即C1的電抗不等于C2的電抗，此時(shí)流過C1和C2的電流不相等，因此流過不平衡電流Iund，而當(dāng)IunbIset時(shí)保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作。(5) 不平衡電壓保護(hù) 當(dāng)雙星型接線采用不平衡電壓保護(hù)時(shí)，可用電壓互感器的一次繞組串在中性線中，當(dāng)某電容器組發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，故障電容器組所在星型的中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移，從而產(chǎn)生不平衡電壓，當(dāng)UunbUset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。(6)兩段式零序過流保護(hù)配有兩段式零序過流保護(hù)，可選擇投退。當(dāng)IunbIset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。(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。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(yùn)行時(shí)C1=C2，壓差為0。當(dāng)電容器組C1或C2中有多臺(tái)電容器組被損壞時(shí)，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(dāng)壓差超過定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。(8)橋差電流保護(hù) 三相橋差電流保護(hù)為反應(yīng)橋式接線電容器內(nèi)部短路而設(shè)置。電容器組為單星型接線，而每相接成四個(gè)平衡臂的橋路時(shí)，可以采用橋差接地保護(hù)方式。當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)四個(gè)橋臂容抗平衡，Xc1=Xc2, Xc3=Xc4因此M和N之間無電流通過。當(dāng)有一個(gè)電容器組存在多個(gè)電容器損壞時(shí)，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(dāng)差流超過定值時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作。(9)PT斷線告警保護(hù) 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(fù)正常后，告警自動(dòng)消失。 配電變壓器保護(hù) (1) 三段式相間電流保護(hù)設(shè)有三段相間電流保護(hù)，每段均可獨(dú)立投退，電流和時(shí)間定值也分別整定，且均可帶復(fù)合電壓閉鎖，可分別投退。(2) 兩段式零序過流保護(hù)各段均可獨(dú)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(fù)荷保護(hù)和上面的電容器過負(fù)荷保護(hù)相同。 (4)：充電保護(hù)設(shè)有一段充電相過流保護(hù)和一段充電零序過電流保護(hù)，可選擇投退。(5) 小電流單相接地保護(hù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓?jiǎn)?dòng)，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?jiǎn)?dòng)，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(fù)正常后，告警自動(dòng)消失 饋線保護(hù)(1)三段電流保護(hù)方向元件采用90度接線，按相啟動(dòng)。方向元件具有記憶功能用來消除近處三相短路時(shí)方向元件的死區(qū)。低電壓元件檢測(cè)三個(gè)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(dòng)方式：保護(hù)啟動(dòng)重合閘以及開關(guān)位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)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(rèn)后/彈簧未儲(chǔ)能信號(hào)/外部閉鎖重合閘信號(hào)/低周減載元件動(dòng)作/手合后加速動(dòng)作/過負(fù)荷跳閘動(dòng)作(3)充電保護(hù)設(shè)有充電相電流和充電零序電流保護(hù)，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(hù) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：零序電壓?jiǎn)?dòng)，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?jiǎn)?dòng)，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(hù)裝置引入兩段母線電壓，用于進(jìn)行有壓，無壓判別以及啟動(dòng)備用電源自投裝置，每個(gè)進(jìn)線開關(guān)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(rèn)進(jìn)線開關(guān)已斷開，如果需要自投后聯(lián)切負(fù)荷，則利用進(jìn)線該相電流判別是否超過過負(fù)荷定值，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)切功能。裝置引入單相電壓，是為了在進(jìn)線互投時(shí)判別備用進(jìn)線電壓是否合格；裝置引入開關(guān)和母聯(lián)位置，作為系統(tǒng)運(yùn)行方式判別以及自投準(zhǔn)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(guān)的合后位置和允許備自投開入量，以便手跳時(shí)閉鎖，以及變壓器后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)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(cè)控及自檢功能的配置A：自診斷及故障記錄功能當(dāng)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(yàn)出錯(cuò)，EPROM定值出錯(cuò)，采樣異常等）時(shí)，故障告警燈亮，告警繼電器觸點(diǎn)閉合，并閉鎖保護(hù)，同時(shí)信息遠(yuǎn)傳。(1) 遙控記錄（遠(yuǎn)方，當(dāng)?shù)兀ㄖ敌薷挠涗浀?2) 故障記錄(3) 可存儲(chǔ)四套定值。(4) 可記錄256個(gè)SOE報(bào)文紀(jì)錄。B ： 測(cè)控功能(1) 遙測(cè)功能：對(duì)于相電壓輸入的接線方式，裝置可以完成一條線路的測(cè)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口。(2) 一個(gè)可選的CANBUS接口，通信速率可選。(3) 一個(gè)可選的以太網(wǎng)接口。(4) 一個(gè)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(luò)D：特點(diǎn)(1) 采用了先進(jìn)的工業(yè)級(jí)芯片，各裝置內(nèi)部含保護(hù)CPU和管理CPU，保護(hù)CPU為32位DSP芯片，存儲(chǔ)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(cè)量精度。(3) 主要芯片采用表面貼裝技術(shù)(4) 裝置電氣隔離和屏蔽按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容設(shè)計(jì)。(5) 所采用的保護(hù)原理成熟可靠，并且已經(jīng)有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。(6) 裝置保護(hù)功能相對(duì)獨(dú)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(duì)時(shí)功能。(10) 裝置配有大容量掉電保持的NVRAM芯片，可保存事件報(bào)文及故障濾波報(bào)文。(11) 具有看門狗和電源監(jiān)測(cè)電路，系統(tǒng)安全，可靠。 小結(jié) 本章通過對(duì)變電站二次設(shè)備的配置要求，以及變電站各種保護(hù)裝置功能。實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化的硬件保護(hù)及配置功能。 第4章 變電站自動(dòng)化的功能設(shè)計(jì)原則 變電站綜合自動(dòng)化的功能