【正文】 小結 平煤八礦 35kv 變電站目前已經(jīng)投運，經(jīng)過實踐表明，系統(tǒng)性能達到設計要求，并在快速性、安全性、可靠性三方面取得了良好效果。 １、變壓器綜合保護測控裝置（ 378G） 保護功能：差動速斷保護；復式比率差動保護； CT 斷線告警：差動電流越限告警；高壓側／低壓側各三段復合電壓閉鎖過流保護；三段過負荷保護；兩側母線ＰＴ斷線告警；母線接地告警；兩側斷路器控制回路斷線告警；變壓器本體保護。本節(jié)將對間隔層部分設備和站控層設備進行介紹和研 究。 10KV出線保護測控單元、電容保護測控單元分散安裝在開關柜 ）通信層硬件平臺： 32位 。 角度上邊界誤差：≤ 5。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 26 頁 其他定值誤差：≤177。 檢同期角度定值誤差：≤177。 5％ 頻率定值誤差：≤177。 2V 交流電壓回路： UN＝ ，每相不大于 交流電流回路： IN＝ 5A，每相不大于 1VA 交流電流回路： IN＝ 1A，每相不大于 ＝ ，每相不大于 直流電源回路：正常工作時，不大于 15W 保護動作時，不大于 25W 保護回路過載能力： 交流電壓回路： 倍額定電壓，連續(xù)工作交流電流回路： 2 倍額定電流，連續(xù)工作 10S0 倍額定電源，允許 140 倍額定電流，允許 1S 直流電源回路： 80~115％額定電壓，連 續(xù)工作裝置經(jīng)受上述的過載電流／電壓后，絕緣性能不下降。 20％數(shù)字系統(tǒng)工作電壓 ： +5V 允許偏差177。 2）通訊管理機標準通信容量 遙測量： 2048 遙信量： 4096 遙脈量： 1024 遙控量： 1024 裝置技術指標 裝置技術指標包括間隔層裝置、通信接口設備等。 系統(tǒng)性能指標 1）模擬量測量綜合誤差：≤ ％ 2）電網(wǎng)頻率測量誤差：≤ 3）站內(nèi)事件順序記錄分辨率（ SOE）：≤ 2ms 4）遙測信息響應時間（從 I／ O 輸入端至遠動通信裝置出口）≤ 3S 5）遙信變化響應時間（從 I／ O 輸入端至遠動通信裝置出口）≤ 2S 6）控制命令從生成到輸出的時間：≤ 1S 7）畫面實時數(shù)據(jù)更新模擬量周期：≤ 3S 8）畫面實時數(shù)據(jù) 更新開關量周期：≤ 2S 9）控制操作正確率：＝ 100％ 10）遙控動作成功率：≥ ％ 11）事故時遙信年正確動作率：≥ ％ 12）系統(tǒng)可用率：≥ ％ 13）系統(tǒng)平均故障間隔時間（ MTBF）：≥ 20200H,BF≥ 50000H） （其中 I／ O 單元模件 MT 14）間隔級測控單元平均無故障間隔時間：≥ 40000H 15）各工作站的 CPU 平均負荷率： 0H≤ 30％ 正常時（任意 3H 內(nèi)）：電力系統(tǒng)故障（ 10s 內(nèi)）：≤ 50％ 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 24 頁 16）監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡平均負荷率： 正常時（任意 30min 內(nèi)）：≤ 30％ 0≤ 50％ 電力系統(tǒng)故障（ 1s 內(nèi)）： 17）模數(shù)轉換分辨率： 16 位 18）ＧＰＳ對時精度：≤ 1ms 19）非電氣量變送器輸出： 420mA 或 05V，可調(diào) 20）歷史曲線采樣間隔：≥ 1 年 21）歷史曲線日報、月報儲存時間： 22）事故追憶：事故前后共追憶 1200 點 23）系統(tǒng)支持靈活的組網(wǎng)，支持多通信機模式，輸入輸出的容量僅受硬件資源的限制，測點數(shù)不限。 3）簡化變電站自 動化設備及有關二次設備的硬件配置，避免重復，實現(xiàn)資源共享。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 23 頁 1）符合國家、所在地區(qū)及行業(yè)相關的規(guī)范。該計算機監(jiān)控系統(tǒng)具有如下特點： 系統(tǒng)解決方案：保護、監(jiān)視和控制整體考慮，功能分布合理，設備之間無縫連接； 分布式網(wǎng)絡結構：系統(tǒng)組織方式多樣，可選用單機、多機或網(wǎng)絡方式，擴展方便；商用數(shù)據(jù)庫， ANSI 標準 SQL 接口：數(shù)據(jù)管理方便可靠，有利 于數(shù)據(jù)進一步處理； WindowsNT/98 環(huán)境：全新 32 位多任務、多進程（設計），實時性更強，更為可靠；多媒體人機界面；畫面完善明快、操作簡單；電子表格易于使用，方便統(tǒng)計；語音報警，清晰、明嘹；在線幫助， 系統(tǒng)開放：支持不同廠商的設備，適應各種規(guī)模要求，保護用戶投資。 概述 RCS9000 計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計用于綜合自動化變電站的計算機監(jiān)視、管理和控制或用于集控中心對無人值班變電站進行遠方監(jiān)控。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 22 頁 第四章 以新建平煤八礦 35KV 變電站為研究對象 以南瑞 RCS9000 系統(tǒng)為例，簡介監(jiān)控系統(tǒng)結構和功能。軟件計算方法并非不需要任何硬件設備，其實質是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用交流采樣得到的電流、電壓值，通過軟件計算出有功電能和無功電能。這種方法的實質是傳統(tǒng)的感應式的電能表與電子技術結合的產(chǎn)物，即對原來感應式的電能表加以改造，使電能表轉盤每轉一圈便輸出一個或兩個脈沖，用輸出的脈沖數(shù)代替轉盤轉動的圈數(shù)，計算機可以對這個輸出脈沖數(shù)進行計數(shù)，將脈沖數(shù)乘以標度系數(shù)，便得到電能量。下面介紹兩種測量的方法。 (3)電能量的采集。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 21 頁 (2)開關量的采集。直流采樣是將外部信號，如交流電壓、電流，經(jīng)變送器轉換成適合數(shù)據(jù)采集單元處理的直流電壓信號后，再接入數(shù)據(jù)采集單元。 模擬量采集有交流和直流采樣兩種形式。變電站需采集的模擬量有：各段母線電壓、線路電壓、電流、有功功率、無功功率，主變壓器電流、有功功率和無功功率，電容器的電流、無功功率、饋出線的電流、電壓、功率以及頻率、相位、功率因數(shù)等。這種方式，在變電站自動化系統(tǒng)中，已基本上被計算機通信方式所替代，或者說，可以看作系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)交換。 2)變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。如斷路器的分合，隔離手車的位置、地刀的分合位置等。 (2)開關量：指控制繼電器的接通或者斷開所對應的值，即“１”和“０”。 (1)模擬量：指控制系統(tǒng)量 的大小是一個在一定范圍內(nèi)變化的連續(xù)數(shù)值，如電流、電壓、溫度等。原始數(shù)據(jù)指直接來自一次設備，如電壓互感器 （ PT） 、電流互感器 （ CT） 電壓電流信號、變壓器溫度以及開關輔助觸點、一次設備狀態(tài)信號。 智能設備互連規(guī)約： MODBUS 規(guī)約、保護規(guī)約、遠動規(guī)約、企業(yè)自定義規(guī)約 變電站內(nèi)的信息 采集 傳輸內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集是變電站自動化系統(tǒng)得以執(zhí)行其他功能的基礎。 ： 103 規(guī)約、 61850 規(guī)約、 LFP 規(guī)約。 ：遠動規(guī)約、保護規(guī)約、電度表規(guī)約、智能設備互連規(guī)約。通信規(guī)約定義為控制計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的一套規(guī)則。有的用于傳輸中的控制，有的是通信雙方的地址，有的是通信要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，還有些是為檢測差錯而附加上的監(jiān)督碼元。數(shù)據(jù)通信中，計算機間傳輸?shù)氖且唤M二進制 “0” 、 “1” 代碼串。 計算機通信如同兩個人相互交流，必須說同一種語言。 WorldFIP 現(xiàn)場總線，是現(xiàn)場總線技術中 的一種，具有通信速度快、通信距離遠、介質冗余以及良好的抗電磁干擾能力，是變電站自動化系統(tǒng)中一種十分理想操作員站 工程師站 交換機 1 交換機 2 A 網(wǎng) B 網(wǎng) 操作員站 工程師站 交換機 1 交換機 2 A 網(wǎng) 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 19 頁 的通信方式。該種方式的優(yōu)點是結構簡 單 、數(shù)據(jù)傳送速度較快。根據(jù)其設備不 同 ，采用的網(wǎng)絡方式也不盡相同。雙網(wǎng)結構在 A網(wǎng)故障時，后臺機可以由 B 網(wǎng)繼續(xù)進行通訊，可靠性高 ，多用于 110KV 及以上變電站 。根據(jù)配置不同，可以分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)，如圖 33 所示 。 八礦降壓站 用到的綜合自動化系統(tǒng) 的 站控層網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)結構。在該系統(tǒng)中，各計算機 既能獨立工作，又能交換數(shù)據(jù)進行通信。如圖 32所示 。 專用通訊控制器 —— 集基本功能與擴展功能與一體，通訊能力提高了，但通用性降低了，如以太 網(wǎng)、現(xiàn)場總線的通訊控制器就屬于此類。 現(xiàn)場總線： WorldFip、 CanBus、 LonWork 等 。 數(shù)據(jù) 通訊系統(tǒng)的構成 通訊系統(tǒng)的構成有：通訊介質、通訊接口、通訊控制器、通訊規(guī)約 等， 如圖31 所示 。變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設備的運行和操作。 變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護，改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。 通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務。通過監(jiān)視和管理，隨時了解各設備、單元通信狀態(tài)以及通信網(wǎng)絡狀態(tài)，對異常情況及時報警，甚至采取必要措施，如通道切換，以維持系統(tǒng)正常的通信。 通信控制單元在變電站自動化系統(tǒng)中，承擔著保護測控單元、自動化設備和輔助設備與變電站計算機系統(tǒng)以及電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信的控制、協(xié)調(diào)、監(jiān)視和管理作用。借助于通信，各開關間隔中保護測控單元、變電站計算機系統(tǒng)、電網(wǎng)控制中心自動化系統(tǒng)得以相互交換信息，信息共享 ，提高了變電站運行可靠性，減少了連接電纜和設備數(shù)量，實現(xiàn)變電站遠方監(jiān)視和控制。分散（層）分 布有兩層含義：其一，對于中低壓電壓等級，無論是Ｉ／０單元還是保護單元皆可安裝在相應間隔的開關盤柜上，形成地理上的分散分布；其二，對于１１ＯｋＶ及以上的電壓等級，即使無法把間隔單元裝在相應的開關柜上，也應集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應間隔對應的單元，在 物理結構上相對獨立，以方便各間隔單元相應的操作和維護 。目前，此種系統(tǒng)結構在自動化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的ＩＥＤ設備大多是按面向對象設計 的，如專門的線路保護單元、主變保護單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護功能綜合為一體的趨勢，但具體在保護安裝接線中仍是面向對象的；②利用了現(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢， 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 14 頁 省去了大量二次接線，控制設備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設計規(guī)范，設備布置整齊，調(diào)整擴建也很簡單，成本低，運行維護方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡性強，不依賴于通信網(wǎng)和主機，主機或１臺 IED 設備損壞并不影響其它設備的正常工作，運行可靠性有保證。所謂面向對象，就是面向電氣一次回路設備或電氣間隔設備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元（ I/O 單元）和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡相連，與監(jiān)控主機通信168。系統(tǒng)結構如圖 22 所示。分布式結構有助于其它模塊正常運行。系統(tǒng)結構如圖 21 所示： 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 13 頁 圖 21 集中式結構 分布式結構 分布式結構則按功能設計，如按保護和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實施。受計算機硬件水平的限制，該結構在早期自動化系統(tǒng)中