【正文】 中心配電站的主進(jìn)、母聯(lián)以及出線柜中采用電力綜合儀表與綜合繼電保護(hù)裝置進(jìn)行配合使用，來實(shí)現(xiàn)高壓 10kV中心配電站的監(jiān)測(cè)與保護(hù)要求，具體接線如圖 。實(shí)現(xiàn)該回路的“遙測(cè)”； （ 2） 該儀表的八路開關(guān)量輸入分別采集該柜： 圖 電力綜合儀表與綜合繼電保護(hù)裝置的接線圖 說明： 綜合繼電保護(hù)裝置輸出繼電器 B內(nèi)的輔助點(diǎn) (端子 為 68， 69)引至電力綜合儀表，提供接地故障跳閘信號(hào)。 綜合繼電保護(hù)裝置輸出繼電器 E內(nèi)的輔助點(diǎn) (端子為 74， 75)弓 1至電力綜合儀表。 綜合繼電保護(hù)裝置輸出繼電器 F內(nèi)的輔助點(diǎn) (端子為 70， 72)弓 1至電力綜合儀表，提 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 48 頁(yè) 供綜合繼電保護(hù)器內(nèi)部故障跳閘信號(hào)。實(shí)現(xiàn)該回路的“遙信”； （ 3） 該儀表的繼電器輸出分別接至斷路器的分、合閘線圈上，實(shí)現(xiàn)斷路器的遠(yuǎn)程控制，即斷路器的“遙控”。該儀表與 CT、母線直接相連，采集高精度交流信號(hào)，測(cè)量該回路的實(shí)際電量，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，同時(shí)對(duì)主進(jìn)、母聯(lián)開關(guān)的斷路器合、分閘狀態(tài)，框架式開關(guān)的位置以及故障報(bào)警等開關(guān)量實(shí)現(xiàn)遙信，并對(duì)斷路器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。 根據(jù)電力綜合儀表的功能特點(diǎn)也可實(shí)現(xiàn)低壓配電出線回路的“三遙”功能， 因配電室低壓出線回路較多，故采用該儀表分散安裝于開關(guān)柜內(nèi)，分別對(duì)各回路實(shí)現(xiàn)“三遙”功制”。 遙信 利用開關(guān)量采集輸入模塊采集各出線回路開關(guān)分合閘狀態(tài)、開關(guān)故障報(bào)警信號(hào)、失壓報(bào)警信號(hào)、過壓報(bào)警信號(hào)以及框架式開關(guān)的位置，并對(duì)變壓器的風(fēng)機(jī)狀態(tài)、高溫、超高溫信號(hào)等開關(guān)量實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，一個(gè)單獨(dú)模塊可采集 16路開關(guān)狀態(tài)。具體接線方式如圖 。 （ 2） 通過模擬量輸入模塊采集變壓器的溫度信號(hào)、濕度信號(hào)以及液位信號(hào)等模擬量信號(hào) (各個(gè)模擬量信號(hào)需有 4,,20mA或 O一 5V輸出 )。單個(gè)模塊共有 16路繼電器輸出。 圖 繼電器控制輸出模塊接線原理圖 現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)在本系統(tǒng)中位于中央管理機(jī)與各模塊之間，作為一級(jí)底層控制單元，增加系統(tǒng)的可靠性?？勺鳛橹醒牍芾頇C(jī)的備用機(jī)，具有顯示功能、自檢功能。這部分的軟件實(shí)現(xiàn)各廠家在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中均已編寫好程 序，這里不作簡(jiǎn)單的重復(fù)，大概予以介紹。 變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所安裝的監(jiān)控軟件是基于 Windows環(huán)境下的電力 系統(tǒng)專用組態(tài)軟件，能夠運(yùn)行在 Microsoft晰 11dOW$9x、 NT、 202 XP平臺(tái)上 。允 許通過第三方，如 MicrosoftAccess，SQL Server， Oracle等訪問本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。 系統(tǒng)軟件功能： (1)顯示功能 顯示變配電站實(shí)際開關(guān)柜體圖、一次系統(tǒng)圖，并在一次系統(tǒng)圖上顯示各開關(guān)的分、合狀態(tài)； 顯示各配電回路的三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、有功電度、 無功電度、頻率以及功率因數(shù)等電量參數(shù)； 顯示各開關(guān)的分、合狀態(tài)和事故報(bào)警類別等； 顯示各回路電量參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線圖； 顯示變壓器的運(yùn)行狀態(tài)以及高溫、 超高溫報(bào)警； 顯示其他工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障情況。 超限報(bào)警：當(dāng)變配電系統(tǒng)的各電量參數(shù)出現(xiàn)超過額定值時(shí)或其他工藝設(shè)備超限運(yùn)行時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠通過多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、 回路名稱。 (3)控制功能 在變配電站總值班室中央管理機(jī)處，可以通過鼠標(biāo)器控制各種高、低壓開關(guān) (帶有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或者帶有交流接觸器 )的合閘和分閘；同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖功能，以防止具有閉鎖回路的開關(guān)誤操作； 在中央管理機(jī)處鼠標(biāo)下達(dá)操作命令時(shí)具有密碼識(shí)別功能，只有操作人員輸入正確密碼時(shí) 才可下達(dá)操作命令。 (5)歷史記錄 值班室計(jì)算機(jī)軟件能將所監(jiān)測(cè)并統(tǒng)計(jì)的各種電量參數(shù)、各斷路器或開關(guān)的狀態(tài)變化時(shí)間、報(bào)警故障類別、操作人員代碼和時(shí)間、開關(guān)機(jī)時(shí)間等永久保存，以便對(duì)整個(gè)變、配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。與上位機(jī)通訊遵循 RS485或 TCP／口通訊 協(xié)議。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，診斷功能將提供詳細(xì)的故障信息，以 便及時(shí)排除故障。 Sepam 1000+20綜合繼電保護(hù)系統(tǒng) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 48 頁(yè) 1000+$20系列的特點(diǎn) Sepam系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以完成各種電壓等級(jí) 下的保護(hù)、控制、監(jiān)控、 PLC(可 編程 )、四遙、報(bào)警、事件記錄等功能 。為了查 找故障原因及了解故障的嚴(yán)重程度，能提供跳閘時(shí)每相及接地故障電流值；根 據(jù)開關(guān)檢修及預(yù)試周期的特點(diǎn)，能記錄開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，以便及時(shí)查詢哪臺(tái)開關(guān) 需要檢修。 設(shè)置獨(dú)有的 EMS(電磁兼容 )板，即使在有強(qiáng)干擾的環(huán)境下 (如 IIV變電站 )也能安全可靠運(yùn)行，全面符合 IEC標(biāo)準(zhǔn)；使它能夠在變電站內(nèi)采用高級(jí)的數(shù)字技 術(shù)而不 需要采用任何防護(hù)措施。控制邏輯功能強(qiáng)大，通過簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)定就能 滿足多種應(yīng)用模式的需要。該系統(tǒng)具有連續(xù)動(dòng)態(tài)自檢能力的智能電子裝置，輸入輸出接點(diǎn)的數(shù)量可通過加裝擴(kuò)展板來實(shí)現(xiàn)，讀取數(shù)據(jù)可以帶有相位，給運(yùn)行、維護(hù)人員帶來了極大的方便。 1000+$20系列模塊化連接 施耐德電氣 Sepaml000+$20綜合繼電保護(hù)系統(tǒng)模塊化連接如圖 3． 1所示，其系統(tǒng)的模塊化有如下特點(diǎn)： (1)有四種可選模塊： 邏輯輸入／輸出擴(kuò)展模塊： MESll4(101／ 40)、 MESIl4E(101／ 40)、 MESll4F(10I／ 40)： 通訊接口模塊： ACE9492(2線 RS485)、 ACE959(4線 I塔 485)、 ACE937 (光纖 )； 溫度檢測(cè)模塊： METl48(8路溫度 )； 模擬量輸出模塊： MSA 141(可選擇不同的輸出范圍 )； (2)可漢化的人機(jī)界面以及整定軟件； (3)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡(jiǎn)便； 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 48 頁(yè) 圖 Sepatal000+$20的模塊化連接 CV1高壓斷路器 CV1真空斷路器是常熟開關(guān)有限公司提供的新一代高壓電器產(chǎn)品，適用于 交流50Hz、額定電壓 12KV及以下的電網(wǎng)，起控制和保護(hù)作用，廣泛用于工礦企業(yè)、變電站等場(chǎng)所 1191。 CVl戶內(nèi)高壓真空斷路器按 GBl984． 2021最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通過了國(guó)家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心全部型式試驗(yàn)，短路電流開斷次數(shù)達(dá) 277次，通過了 EMC電磁兼容性試驗(yàn)，在預(yù)期的短路電流開斷次數(shù)期間，不需維修 (E2級(jí) )，在容性電流開斷過程中具有非常低的重?fù)舸└怕?(C2級(jí) )，可進(jìn)行免維護(hù)頻繁操作，機(jī) 械壽命不小于 10000次 (M2級(jí) )。在正常使用條件下，只要在斷路器的技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)，它就可以保證安全，可靠地運(yùn)行于相應(yīng)電壓等 級(jí)的電網(wǎng)中。經(jīng)過對(duì)兩種產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比分析，認(rèn)為 CV1在各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)上均和 VD4不相上下，但是價(jià)格上具有較大的優(yōu)勢(shì)，最后決定在設(shè)計(jì)中采用 CV1斷路器。任何一臺(tái)運(yùn)行在線監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)器，都稱為監(jiān)控終端。 本課題中選用的 高壓中置柜為額定電壓 312kV三相交流 50Hz單母線及單 母線分段系統(tǒng)的成套配電裝置，該型號(hào)中置柜適用于發(fā)電廠送電、電業(yè)系統(tǒng)和工礦企業(yè)變電所受電、配電及高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等，實(shí)現(xiàn)控制、保護(hù)、檢測(cè)之目 的。該裝置適用于交流 50(60)HZ、額定工作電壓小于等于 690V、額定電流 4000A及以下的控配電系統(tǒng)，作為動(dòng)力配電、電動(dòng)機(jī)控制 及照明等配電設(shè)備。在本項(xiàng)目中，由于低壓配電柜的主要作用是針對(duì)各主要用電點(diǎn)，其后端還有相應(yīng)的低壓配電裝置，饋出線徑比較大，而象 GCS等型號(hào)的低壓配電柜，均在右側(cè)小門內(nèi)進(jìn)行饋出電纜的連接，不適合大線徑的電纜出線，并且 GCK在價(jià)格上比其他型號(hào)更經(jīng)濟(jì)，因此在本項(xiàng)目中采用 GCK低壓配電柜。且具有分?jǐn)嗄芰Ω?、?dòng)熱穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理、電氣方案靈活、系列 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 48 頁(yè) 性、通用性強(qiáng)、各種方案單元任意組合、一臺(tái)柜體所容納的回路數(shù)較多、節(jié)省占地面積、防護(hù)等級(jí)高、安全可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 (1)存儲(chǔ)和 運(yùn)算、軟件功能的可擴(kuò)充性 ①存儲(chǔ)能力 裝置除能存儲(chǔ)定值、程序、故障信息及一些重要的數(shù)據(jù)外，還應(yīng)存放采樣值，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，尤其是故障前后的數(shù)據(jù)。 ②定值轉(zhuǎn)換 i)電流電壓定值 A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量要除以一定的比例系數(shù)才能真實(shí)地反映實(shí)際的電流電壓值。另外由于傅氏計(jì)算中為了避免開方運(yùn)算，實(shí)際得到的是幅值平方。 ii)時(shí)間定值 時(shí)間計(jì)數(shù)是在軟件定時(shí)器中斷中完成的，時(shí)間定值轉(zhuǎn)換成定時(shí)器中斷次數(shù) 與時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。式中 ik為第 k次原始采樣值， ik2為第 k2次原始采樣值。以基 頻分量為例，按每周波采樣 12次： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 48 頁(yè) 由于全周傅氏算法必須在系統(tǒng)發(fā)生故障一周 后計(jì)算才有效，其最小響應(yīng)時(shí)間至少為20ms。 ④突變量方式啟動(dòng) 投跳閘保護(hù)采用突變量方式起動(dòng)，即連續(xù)三次 ||IkIk_12||Ik_12Ik_24||≥ 突變量時(shí)啟動(dòng)保護(hù)。式中 Ik為當(dāng)前差分樣值， Ik_12為一周波前差分樣值， Ik24為兩周波前差分樣值。為了方便用戶調(diào)試整套裝置的硬件，可專門設(shè)置一些人機(jī)對(duì)話形式的調(diào)試程序。 (2)設(shè)備抗干擾、自檢和自適應(yīng) ①硬件抗干擾 i)磁環(huán)和抗干擾電容 所有交流輸入端子、開關(guān)量輸入端子、直流電源輸入端子均先經(jīng)磁環(huán)和抗干擾電容后再進(jìn)入裝置。本措旌具有極強(qiáng)的電磁兼容性。在一定的時(shí)間內(nèi)看門狗輸入未被觸發(fā)， 則看門狗輸出使 CPU復(fù)位。MAX706看門狗功能與 CPU內(nèi)部的看門狗功能配合使用以達(dá)到 雙重化的目的。當(dāng)熱啟動(dòng)的初始化工作不同于冷啟動(dòng)時(shí)，可采用冷、熱 啟動(dòng)入口不同的方法解決。 冷啟動(dòng)時(shí)由于放置校驗(yàn)字的單元為隨機(jī)數(shù)，故執(zhí)行冷啟動(dòng)初始化程序并置校驗(yàn)字單元的值。 (具體流程見 圖 4． 10)。 ③裝置自檢 圖 ROM自檢流程圖 開始 累加器內(nèi)容清 0 置地址指針為 ROM起始地址 累加器內(nèi)容與當(dāng)前地址內(nèi)容 相加 結(jié)果送累加器 最后一個(gè)單元？ 累加器內(nèi)容與校驗(yàn)碼相等？ ROM 自檢正常 地址指針加 1 ROM 自檢出錯(cuò) N N 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 48 頁(yè) EPROM、 EEPROM 芯片自檢可采用求和尾碼校驗(yàn)法。(具體流程見圖 4． 11)。再將 AAH寫入待檢驗(yàn)單元，再讀該單元值，檢查是否正確。這種方法可測(cè)試每個(gè)存儲(chǔ)單元每一位的兩種二進(jìn)制狀態(tài)，對(duì)于檢測(cè)壞單元數(shù)據(jù)線粘連有較好的效果。 圖 RAM自檢流程圖 開始 置地址指針為RAM起始地址 保存當(dāng)前地址單元內(nèi)容 55H寫入當(dāng)前地址單元 請(qǐng)當(dāng)前地址單元內(nèi)容 當(dāng)前地址單元內(nèi)容等于55H AAH寫入當(dāng)前地址單元 讀當(dāng)前地址單元內(nèi)容 當(dāng)前地址單元內(nèi)容等于 AAH 恢復(fù)當(dāng)前地址單元內(nèi)容 最后一個(gè)單元？ RAM自檢正常 RAM自檢出錯(cuò) 地址指針加 1 N N 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 48 頁(yè) 出口回路自檢 可采用一路開關(guān)量，專門用來監(jiān)視出口繼電器的開閉狀態(tài)。任何裝置自檢故障，均立即閉鎖跳合閘出口回路 。 ①硬件連接 采用光電隔離的 RS485／ RS422標(biāo)準(zhǔn)通信接口與外界進(jìn)行通信聯(lián)系。 (其連接如圖 4． 13所示 )。保護(hù)裝置與 RTU之間可通過通信管理機(jī)相連，亦可將 RS485／ RS422接口轉(zhuǎn)換為 RS232接口后直接與 RTU相連。通信管理機(jī)為主機(jī)，保護(hù)裝置為從機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)接受來自通信管理機(jī)的查詢命令并作出相應(yīng)的應(yīng)答。 ⑨微機(jī)保護(hù)與 打印機(jī)相連 由圖 4． 14可見，保護(hù)裝置與打印機(jī)之間相連有以下幾種方式： A、將 RS485瓜 S422接口轉(zhuǎn)換為 RS232接口后與串行打印機(jī)相連； B、將 RS232接口轉(zhuǎn)換為并行接口后與并行打印機(jī)相連； C、通過通信管理機(jī)與并行打印機(jī)相連； D、通過 RTU與并行打印機(jī)相連。 圖 N臺(tái)保護(hù)裝置共享 一 臺(tái)打印機(jī)示意 圖 5 軟件設(shè)計(jì)及參數(shù)整定 自動(dòng)保護(hù)裝置由硬件電路和軟件軟件程序共同構(gòu)成，而保護(hù)裝置的原來、特性及性能特點(diǎn)更多地由軟件來體現(xiàn)，自動(dòng)保護(hù)裝置許多特有的優(yōu)良輔助功能也主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)。 保護(hù)功能不是等同的概念，而是前者包含后者。自動(dòng)保護(hù)裝置的基本軟件結(jié)構(gòu)及