PCS系列交流保护控制系统介绍wenjifeng.ppt

PCS系列交流保护控制装置简介,保护控制平台发展历史PCS平台介绍线路及辅助保护元件保护发电机组相关保护变电站自动化测控装置保护测控一体化系统数字化变电站应用总结,介绍内容,平台发展历史,LFP平台RCS平台PCS平台内涵的变化,LFP平台（上世纪90年代初）：基于Intel80C196微控制器；开创了实时的保护并行计算、可靠的独立起动元件的保护控制设计理念；加速了微机保护全面国产化的历程；产品系列：高压线路及辅助保护、元件保护、变电站综合自动化系统；,平台发展历史_LFP平台,RCS平台（本世纪初）：基于Intel 80C196、Motorola MC68332微控制器；引入DSP数字信号处理器参与保护计算，大大提升了保护控制性能；交流保护占据了重要的市场份额；产品系列：高压线路及辅助保护、元件保护、变电站综合自动化系统、稳定控制系统、励磁控制系统；,平台发展历史_RCS平台,PCS平台：基于Motorola PowerPC微处理器；根据不同应用可选定点、浮点DSP；灵活配置的适应常规变电站、数字化变电站各种输入输出接口，统一的配置调试分析工具软件，满足当今各类形式的智能变电站的应用需求；产品系列：高压线路及辅助保护、元件保护、变电站综合自动化系统、稳定控制系统、励磁控制系统，故障录波器、PMU、直流保护控制系统，电子式互感器合并单元、智能终端等智能一次设备、SVC控制系统等等；,平台发展历史_PCS平台,LFP-RCS-PCS：从名称看变化LFP（Line Fast Protection)：从线路保护开始起家RCS（Relay and Control System）：继电器及变电站控制系统PCS（Protection and Control System）：整个电力系统二次及一二次融合保护、控制系统,7,平台发展历史_内涵的变化,PCS平台介绍_介绍内容,总体架构平台硬件架构系统软件架构高可靠性保障PCS平台优势,总体架构UAPC架构 Unified Advanced Platform for Control&Protection 统一、先进的控制保护平台硬件、软件通用灵活，同时满足各种控制和保护的应用需求平台设计面向长生命周期、可持续发展的需求,9,PCS平台介绍_总体架构,硬件按不同接口、不同应用标准化；系统软件提供硬件 平台与应用软件的 标准化接口；继电保护等应用软 件独立开发，不依 赖于硬件；,10,PCS平台介绍_总体架构,平台硬件架构所有插件采用标准化、模块化、可扩展理念设计，扩展能力强，支持分层分布式系统；具备广泛的外部接口兼容性；支持Ethernet、IEC60044-8、TDM、HDLC等通讯接口支持IRIG-B、IEEE1588、SNTP等对时接口,11,PCS平台介绍_硬件架构,采用自主设计的高速总线（HTM）实现装置内部高性能CPU插件的横向扩展；采用通用的CAN总线实现装置内部IO插件的横向扩展；可裁剪的特性：根据各种不同复杂程度应用的需求灵活选用扩展总线；,12,PCS平台介绍_硬件架构,平台软件架构嵌入式系统软件 提供与应用程序的标准接口，完成装置内部任务调度、报文管理、录波管理、定值管理、人机界面、后台通信等功能。可视化工具软件 在PC端实现装置的输入/输出资源配置、保护功能逻辑编程、智能变电站工程文件配置、可视化调试等。,PCS平台介绍_软件架构,嵌入式系统软件提供标准化的应用程序接口，屏蔽硬件差异，使得应用程序跨CPU兼容，不受制于元件生命周期的影响；,14,PCS平台介绍_软件架构,管理CPU板系统程序、从CPU板系统程序、公用功能模块、可视化编程符号库等部分支持模块化编程，功能结构清晰，具有重用性，为可视化编程提供了基础；支持自动变量交换，为应用功能集中或分散在多个插件上执行提供了统一的环境，增加了应用的灵活性；应用功能在插件间可无缝扩展，进行分布式实时并行计算,15,PCS平台介绍_软件架构,可视化工具软件可视化逻辑编程，缩短开发周期，满足不同用户的需求；支持可视化的装置配置和IEC61850建模，实现保护配置与61850模型的同源维护；方便的硬件资源配置管理；工程配置可视化，满足智能变电站的灵活配置要求；支持在线可视化调试；,16,PCS平台介绍_软件架构,可视化编程和工程化配置技术,复压闭锁,方向元件,过流加速,过负荷,过流一段,过流二段,过流三段,过流四段,PCS平台介绍_软件架构,高可靠性保障双重化冗余采样，起动元件独立的设计原则,PCS平台介绍_高可靠性保障,提供了完善的监视功能板卡级监视（电源、通信链路等）装置级监视（总线监视、异常统计等）系统级监视（平台自动闭环测试系统）,19,PCS平台介绍_高可靠性保障,对比RCS基于软硬件解耦理念设计，应用软件独立于硬件开发，有利于提高应用软件的稳定性和产品生命周期；输入输出资源、软件处理能力扩展性强，更适应于海外等特殊应用的需求，满足更复杂的并行实时计算，研发周期短；能够提供可视化配置、可视化编程等工具手段，方便海外等用户自行配置硬件资源和保护逻辑功能的要求；,20,PCS平台介绍_PCS平台优势,齐全的常规及数字化站的过程层、站控层各种接口，原生支持IEC61850，支持智能变电站各种应用；面板LED、LCD显示、人机对话操作界面更加友好，支持多语言切换；更加齐全的事件记录、更大容量事件存储和录波；更强的电磁兼容能力；,21,PCS平台介绍_PCS平台优势,PCS系列保护型号及配置PCS系列技术优势PCS系列保护的工程应用,PCS-900系列线路及辅助保护,22,PCS系列保护型号及配置适用于66kV1000kV各电压等级；PCS平台系列产品名称与RCS平台一致，如RCS-931系列仅是名称修改为PCS-931系列；PCS平台的细分型号与RCS平台的型号若功能相同则型号名称保持一致；在RCS平台基础上有所丰富，如针对电子式互感器，GOOSE跳闸的应用，功能集成后的相关应用等；,23,线路及辅助保护_型号及配置,24,线路及辅助保护_型号及配置,25,线路及辅助保护_型号及配置,26,线路及辅助保护_型号及配置,PCS技术优势在RCS-900系列线路及辅助保护的成熟运行经验基础上，继承并发展了其先进的原理和技术；开发和应用了一些新原理与新技术，如无需整定的防止过负荷时距离段的新方法，防止纵联零序方向误判的新方案，更加强大的通道适应能力和监视、记录技术，支持多种通信协议；,27,线路及辅助保护_技术优势,功能更加集成，如线路保护集成过电压保护，纵联差动保护集成纵联距离保护，简化二次回路和通道配置；支持保护软件的模块化开发；,28,线路及辅助保护_技术优势,PCS系列保护的工程应用PCS替换RCS一侧为RCS、一侧为PCS的应用,29,线路及辅助保护_工程应用,PCS替换RCSPCS与RCS装置背板端子位置及定义基本相同，模拟量、开关量输入输出端子与RCS系列完全一致，方便现场更换装置；由于不需要进行屏内配线更换工作，避免接线出错，大大缩短保护改造工期；,30,线路及辅助保护_工程应用,一侧为RCS、一侧为PCS纵联差动（931/943/953）以2181为主用DSP的RCS系列差动保护装置，若对侧为PCS时，需要升级以2191为主用DSP的CPU；V版的RCS系列差动保护装置若对侧为PCS时，可以不用升级CPU，升级对应可以互通的程序即可；,31,线路及辅助保护_工程应用,纵联距离、方向（901/902/941）对侧若为PCS系列纵联距离和方向保护，本侧若需要采用标准化程序，需要更换以2191为主用DSP的CPU，否则不需要更换，可以对通；,32,线路及辅助保护_工程应用,PCS-978系列主变保护PCS-917系列电抗器保护PCS-915系列母线保护分布式应用,PCS-900系列元件保护,33,34,元件保护_主变保护,PCS-978系列保护型号及配置PCS-978系列技术优势,主变保护_型号及配置,PCS-978系列主变保护适用于110kV1000kV各电压等级110kV实现主、后备保护一体化；220kV 1000kV配置方案延续RCS系列产品的常规配置方案。可实现分布式变压器保护配置方案，解决 二次电缆较长带来的各种回路问题。海外应用版本集成PCS-917完整功能。,35,主变保护_新技术特点,基于浮动门槛、二次谐波含量趋势、循环闭锁的励磁涌流综合识别判据；2.基于电压跌落的快速比率差动保护（获中国优秀专利奖）；3.基于异步法的突变量检测CT饱和判据；4.完全模块化的保护功能设计，同一平台实现各电压等级的保护方案配置。5.输入输出均可灵活配置4U装置，最多可接入48个模拟量采样；8U装置，最多可接入84个模拟量采样；,36,37,主变保护_型号及配置,38,主变保护_型号及配置,39,主变保护_型号及配置,40,主变保护_型号及配置,PCS-978地区版本 按照各地保护配置的与要求，提供地区版本。命名规则参考目前的91平台的RCS-978命名规则，国网地区版本通过PCS-978GB_+地区英文缩写，南网地区版本通过PCS-978+地区英文缩写。,元件保护_电抗器保护,41,PCS-917系列保护型号及配置PCS-917系列技术优势,PCS-917系列电抗器保护适用于220kV1000kV各电压等级配置方案延续RCS-917G的配置方式；可提供高电压等级母线电抗器（首端CT变比较大）保护的优化配置方案。,电抗器保护_型号及配置,42,电抗器保护_新技术特点,基于谐波闭锁的高、低值比例差动保护，防止由于CT暂态特性不一致等引起的差动保护误动。完善的匝间保护原理，即能避免在非全相、重合闸、振荡等情况下的误动，又能保证在非全相、振荡等多种复杂方式下故障时的正确动作。可实现所有保护功能定值免整定。,43,44,电抗器保护_型号及配置,PCS-915系列母线保护PCS-915功能配置PCS系列技术优势,元件保护_母线保护,45,PCS-915保护功能配置适应各种主接线的母线差动保护成熟的“自适应加权抗CT饱和”判据断路器失灵保护、断路器失灵联跳功能母联死区、过流、非全相保护出线断路器死区保护（海外）,元件保护_母线保护,46,PCS系列技术优势8U装置，最多可接入25个支路，并可根据需要增加机箱，扩至61个支路；,元件保护_母线保护,改变传统以母线为对象，采用面向间隔对象的母线保护设计方法(发明专利），一套程序可通过配置适用于各种已知和未知主接线，特别适用于石化等特殊系统主接线及海外工程；,元件保护_母线保护,分布式应用分布式主变保护分布式母线保护,49,元件保护_分布式应用,适用于各种分布式应用场合，分布式母线保护是国产第一套商业化运行的分布式保护；,50,元件保护_分布式应用,PCS分布式保护特点子站与主站间采用点对点的光纤通讯，实时性高、相互影响小、可靠性高；基于光纤链路数据时标锁定的高精度采样同步方案软件同步硬件同步,51,元件保护_分布式应用,PCS系列型号及配置PCS系列技术优势,PCS-900发电机组相关保护,52,PCS系列保护型号及配置适用于100MW1000MW发电机组；延续RCS系列产品的程序命名原则，如985B/985G/985T/985AW/985GW/986TW/TM等，将985A和985B合并成1个程序版本985B，其他的型号不变；RCS-985A/B/C为12U机箱，而PCS-985B/AW为8U机箱4U信号扩展机箱；PCS-985G/T/GW/TW/TM的所有信号均在8U机箱内完成，无需再配置信号扩展机箱；,53,发电机组相关保护_型号及配置,相关产品系列PCS-985F SFC（静止变频器）差动保护装置PCS-986发变组故障录波装置PCS-987R汽轮发电机轴系扭振保护装置水轮发电机匝间监测装置无刷励磁机组旋转型转子接地保护装置,发电机组相关保护_型号及配置,PCS系列技术优势在RCS平台基础上新增加了以下专利技术：TV中性线（N线）断线新判据；进相运行深度越限预警判据；模拟量通道达84路（RCS平台为67路），且均可配置，适应性更强；,发电机组相关保护_技术优势,具有29组（RCS平台为14组）跳闸出口，且所有出口的名称可进行设定（RCS平台不能设定名称），是否展宽以及展宽时间均可设定；4路非电量接口，均为大功率继电器，具有抗交流电压功能（RCS平台不具备），且非电量的名称均可设定（RCS平台不能设置）；具有电子式互感器输入接口，支持IEC61850通讯规约（RCS平台不具备该功能）；,发电机组相关保护_技术优势,PCS-985T多分支起备变保护，8U机箱，低压侧最多支持8个分支输入（RCS-985T为6分支），可完成10侧差动（RCS985T为7侧）；,发电机组相关保护_技术优势,PCS-985F SFC差动保护突破传统差动保护的思维方式，解决了被保护对象两侧电流频率不同工况下的差动保护，填补了国内该技术领域的空白；保护的动作速度快，动作时间与机桥侧频率无关，动作时间小于30ms（2倍定值）；目前，国内、外保护厂家中只有Alstom和我公司具有该产品；,发电机组相关保护_技术优势,PCS-986发变组故障录波装置录波数据兼有装置本地存储和后台保存两种方式，装置自身具有大容量高速掉电非易失电子盘（2G），保证了录波数据记录和存储的安全性；支持102路模拟量及200路开关量，记录量可灵活配置；支持24小时不间断高速录波，有效记录运行过程全部电气量；,发电机组相关保护_技术优势,PCS-987R轴系扭振保护111；222；,发电机组相关保护_技术优势,主要功能配置及型号PCS-9705技术优势,PCS-9705变电站自动化测控装置,61,PCS-9705主要功能基本功能遥测、遥信、遥控、遥脉间隔层联锁可编程逻辑,62,测控装置_功能及型号,高级应用功能程序化操作在线五防网络备自投、故障录波一次设备在线监测功能变压器绕组变形监测变压器档位、温度监测、风冷控制,63,测控装置_功能及型号,64,测控装置_功能及型号,65,测控装置_功能及型号,66,测控装置_功能及型号,67,测控装置_功能及型号,68,测控装置_功能及型号,69,测控装置_功能及型号,70,测控装置_功能及型号,PCS-9705技术优势以测控装置为核心的程序化操作技术以测控装置为程序化操作服务器，操作票按间隔划分，间隔内操作由本间隔测控完成，跨间隔操作通过操作票的批处理完成；解决了程序化操作变电站的扩建问题,71,测控装置_技术优势,在线五防闭锁方法 传统五防操作过程不能在线监视，锁具易损坏；以保护测控为核心，将操作票参与本地联锁运算，通过装置的闭锁接点代替锁具实现五防功能；,72,测控装置_技术优势,变压器绕组变形在线监测技术，通过励磁补偿方法计算变压器绕组漏抗的变化率，监视变压器绕组变形情况；,73,测控装置_技术优势,相量实部虚部旋转测频技术，通过计算电压分量的实、虚部的过零点的角速度，从而使频率的测量精度达到0.002Hz；,74,测控装置_技术优势,高品质遥测通信技术采用了“将遥测数据在数据处理中断中直接发送到TCP/IP协议栈”技术；提高了遥测传输的实时性，并且实现了遥测打时标，为EMS系统提供了高质量的数据；,75,测控装置_技术优势,76,测控装置_技术优势,应用领域PCS-9600主要型号PCS系列功能对比PCS系列技术优势,PCS-9600系列保护测控一体化装置,77,应用领域中低压常规变电站、智能变电站、工业自动化领域的保护、监视、控制；,78,保护测控一体化装置_应用领域,保护测控一体化装置_主要型号（国内）,保护测控一体化装置_主要型号（国内）,保护测控一体化装置_主要型号(国内）,保护测控一体化装置_主要型号(海外）,保护测控一体化装置_主要型号(海外）,84,保护测控一体化装置_功能对比（RCS）,85,保护测控一体化装置_功能对比（RCS）,86,保护测控一体化装置_功能对比（其他）,PCS系列技术优势将双核双通道采样技术应用于中低压保护领域，确保保护采样的可靠性和保护行为的正确性；实现了保护、测量、控制、遥信、合并单元、远端模块六功能合一技术，减少了中间传送环节，提高了可靠性；,87,保护测控一体化装置_技术优势,采用可视化编程和图形化配置技术，实现了备自投等装置图形化开发和产品的灵活配置；具备扩展插件和防误逻辑专用软件模块，支持变电站防误最新技术在线五防功能；基于网络化实现简易母线保护、过负荷联切和备自投功能；,88,保护测控一体化装置_技术优势,数字化接口组网及同步方式兼容智能化改造技术优势,PCS系列保护测控智能变电站应用,89,灵活配置的与数字化接口采样值传输IEC60044-8协议接口采样值传输IEC61850-9-2协议接口开关量传输IEC61850-8-1 GOOSE接口原生IEC61850 MMS接口,90,智能变电站应用_数字化接口,组网及同步方式支持SV、GOOSE点对点传输，其中61850-9-2采用FPGA构建以太网，严格保证同步的精度；支持SV、GOOSE组网传输，适应单网和双网方式，完善的双网切换机制，保证高安全性和可靠性；,91,智能变电站应用_组网及同步方式,同步技术点对点同步 基于光纤链路数据时标锁定的采样同步方案；,智能变电站应用_组网及同步方式,2.组网方式下的同步 根据MU数据自动跟踪同步脉冲，使其对站内信息的同步可以不依赖于同步脉冲（线路纵差保护除外）；,智能变电站应用_组网及同步方式,兼容智能化改造支持数字接口、模拟接口混合使用（线路、主变、母差）自动补偿各采样通道的不同数据延迟；分布式应用，支持常规变电站数字化改造的无缝过渡；,智能变电站应用_智能化改造,技术优势超过20个智能化变电站新建及改造的运行经验；具备智能变电站各种组网方式、安装方式等不同集成方式的集成能力和运行经验；能够提供电子式互感器、智能终端等智能一次设备，保护、测控、录波器等间隔层二次设备，后台监控、远动机、保信子站等站控层设备，并具备全站集成能力；,智能变电站应用_技术优势,根据公司平台化产品研发的发展战略开发了PCS保护控制软硬件平台，实现了硬件标准化，软件开发模块化、可视化，填补了国内保护控制领域的空白；PCS平台产品涵盖了电力系统发、输、配、用各环节常规厂站、智能化厂站几乎所有的二次及一二次融合保护控制设备；主要保护控制设备鉴定结论居国际领先水平；,总结,96,谢谢！,