变电站(发电厂)综合自动化系统概述.doc
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1、DMP 300变电站(发电厂综合自动化系统 系统概述南京力导科技股份有限公司2006年 6月系统概述DMP300型微机变电站(发电厂综合自动化系统是集保护、监控一体化 系统,适用于 110KV 及以下电压等级的变电站和各种容量的发电厂。1 技术特点1.1 一体化设计保护、监控一体化,使保护和监控之间做到“无缝连接” ,集成化程度 高,简化整个系统接线,方便了设计和现场施工,提高了整个系统可靠性。1.2 保护、监控相对独立保护和监控具有各自独立的交流采样回路,既保证了监测精度,又保证了 保护所要求的抗饱和性能。1.3可靠性设计选用高性能、高可靠性、高集成度的宽温军用或工业级芯片;高精度阻容元 件
2、;密封继电器,确保了装置高、低温环境下的可靠性。多重光电隔离、软硬件滤波、磁环回路、看门狗电路、智能诊断、各种开放 闭锁控制, ALL IN ONE的主板电路设计原则,等多种抗干扰措施。全封闭抗干扰单元机箱,新型背插式结构设计,双层屏蔽,总线不外引,减 少电磁干扰的影响。按继电保护的可靠性要求设计监控系统,提高系统整体可靠性,以真正实现 变电站无人值班。开关遥信采用双位置采集,避免了开关操作遥信抖动问题。1.4现场免维护概念完善的自检体系,硬件监测直到跳闸出口继电器。软件实现模拟量精度调整,取消了传统的模拟通道的误差补偿电位器,提高 了模拟回路的可靠性,亦方便了现场调试、校验。1.5 通信配置
3、通讯采用双网结构:CAN 网和 485网,解决了通讯的瓶颈问题,提高了整第 1 页个系统的通讯可靠性。1.6 总控单元多功能强大的通讯处理能力,可以同时监控上百个节点,含 10个 RS232口, 2个 RS485口, 2个 CAN 网口, 1个网络口。在线配置多种标准通信规约:DL451-91CDT 、 DISA 、 IEC60870-5-101/103、 LEAD1.0等,与其它厂家的智能设备通讯匹配能力强。可外接打印机打印故障、录波波形、定值、操作记录等。1.7透明化的软件设计大屏幕液晶汉字显示,通过菜单直接查看实时电压、电流、无功、有功、功 率因素、事件信息等。汉字树形菜单,提示明显的文
4、字和符号标注,供保护人员投、退保护,设定保护整定值,摈弃了以往的操作字方式,设置简单、易于 理解。事件记录可分类记录最新的 32条故障信息, 32条预告信息, 8条自检信 息,包含事件的详细信息 (动作时间、动作值、动作类型 ,并具有掉电保持功能。装置具有故障录波功能,记忆最新 5套故障波形,每套波形录下故障前 5个 周波,故障后 5个周波,返回前 50个波形,返回后 3个波形,可在装置上查看、显示故障波形,进行波形分析亦可上传当地监控或调度。1.8独特性设计多层次的 PASSWORD :运行人员口令、保护人员口令、远动人员口令。 独到的运动试验功能,试验时仅发信号,不实际出口,可在线试验,方
5、便了 远动调试。远程诊断及维护功能,通过电话线及 MODEM 可实现远方诊断和程序远方 修改功能,从而大大缩短了服务响应时间。机卡保护具有保护断路器跳、合闸线圈功能,防止操作时因断路器拒动, 跳、合闸线圈长时间带电而烧毁。体积小、模块化,设计灵活既可以集中组屏,也可以分散放于开关柜上。 1.9操作回路自适应功能操作回路自动适应现场断路器各种跳、合闸线圈电流,用户更换开关不需 要改换跳合闸电流继电器。第 2 页2 系统结构2.1 结构概述DMP300型变电站微机综合自动化系统采用分层分布式结构设计,系统从 整体上分为三层:间隔层、通信层、变电站层。间隔层完成对现场一次设备信号的采集、保护及测控功
6、能,其功能的实现 不依赖于通讯层及变电站层。通信层实现多种远动标准规约的在线转换,完成对全系统不同厂家一次设 备和总控单元的互联;采用独立 CANBUS 和 485双网络结构设计,无瓶颈,抗 干扰能力强,保证系统通信可靠性;多管理机配置方式,多机互为热备,解决 了管理机的瓶颈问题。变电站层完成变电站与调度及当地监控之间的信息传送,当地监控则完成 全站信息分类、管理、存储。2.2 网络接线方式DMP300型微机变电站综合自动化系统配备 CANBUS 现场总线和 485串行 线双网通信接口,使用屏蔽双绞线进行设备间互连,连接时通信线不能交叉分 支,起始节点和终端节点应接入终端匹配电阻以减少终端信号
7、反射。典型的接 线图如图所示。该图适用于 CAN 网络和 RS485/422网络。图中 COM+、 COM-通信端子,分别为 CAN+(RS485+和 CAN-(RS485-端 子,具体情况参见装置背面端子图。 通信网络接线图第 3 页变电站综合自动化系统结构简图 3 主要技术参数3.1 额定数据交流电流 5A、 1A交流电压 100V交流频率 50HZ直流电压 220V、 110V3.2功率消耗交流电流回路 IN=5A 每相不大于 0.5VA交流电压回路 U=UN 每相不大于 0.2VA直流电源回路 正常工作 不大于 8W保护动作 不大于 10W第 4 页3.3过载能力交流电流回路:2倍额定
8、电流 连续工作10倍额定电流 允许工作 10S40倍额定电流 允许工作 1S交流电压回路:1.2倍额定电压 连续工作直流电源回路:80%110%额定电压 连续工作3.4测量误差测量电流电压 不大于0.3%有 (无 功功率 不大于0.5%保护电流 不大于3%3.5温度影响装置在正常工作温度 -1055范围内动作值因温度变化而引起的变差 不大于1%3.6允许环境条件正常工作温度: -1055相对湿度 45%90%大气压力 80110kpa3.7抗干扰性能脉冲干扰试验能承受频率为 1MHZ 及 100KHZ 电压幅值共模 2500V ,差模 1000V 的衰减 震荡波脉冲干扰试验。静电放电抗扰度测试
9、能承受 IEC61000-4-2标准级、试验电压 8KV 的静电接触放电试验。 射频电磁场辐射抗扰度测试能承受 IEC61000-4-3标准级、干扰场强 10V/M的幅射电磁场干扰试验。 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试能承受 IEC61000-4-4标准级的快速瞬变干扰试验。浪涌 (冲击 抗扰度试验能承受 IEC61000-4-5标准级、开路试验电压 4KV 的浪涌干扰试验。 供电系统及所连设备谐波、谐间波的干扰试验第 5 页能满足 IEC61000-4-7标准 B 级、电流和电压的最大允许误差不大于测量值 的 5%。电源电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验能承受 IEC61000-4-11标
10、准 70%UT 等级的电压暂降、短时中断干扰试验。 振荡波抗扰度试验能承受 IEC61000-4-12标准级阻尼振荡波干扰试验,以及电压幅值共模 4KV 、差模 2KV 的级振铃波干扰试验。工频磁场抗干扰度能承受 IEC61000-4-8标准级持续工频磁场干扰试验。阻尼振荡磁场抗干扰度能承受 IEC61000-4-10标准级阻尼振荡磁场干扰试验。3.8绝缘耐压性能交流输入对地:大于 100兆欧直流输入对地:大于 100兆欧信号及输出触点对地:大于 100兆欧开入回路对地:大于 100兆欧能承受 2KV/1min的工频耐压, 5KV 的冲击电压3.9机械性能振动能承受 GB/T 7261中 16
11、.3规定的严酷等级为 I 级的振动耐久能力试验冲击能承受 GB/T 7261中 17.5规定的严酷等级为 I 级的冲击耐久能力试验碰撞能承受 GB/T 7261中第 18章规定的严酷等级为 I 级的碰撞试验4 硬件配置DMP300型微机变电站综合自动化单元装置由以下模件组成:电源模件、 交流模件、 CPU 模件、开入开出板模件或操作板模件、背板模件、液晶显示模 件。各插件位置示意如图:第 6 页 背示图第 7 页 地 5V-12V +24V电源模件示意图单元机箱安装尺寸图4.1 机箱结构装置为 IEC 标准 6U 机箱,采用背插式结构,即插件从装置的背后插拔, 总线板装在机箱的前部。背插式机箱
12、的优点是实现了真正的强弱分离,组成一 层,嵌入式安装于屏柜上,每屏可装四层共 12个单箱,标准屏柜尺寸为:2260X800X600或 2360X800X600。4.2 电源模件提供装置各种工作电源,直流或交流 220V 电压输入,经抗干扰滤波回路 后,利用逆变原理输出5V ,12V , +24V。三组电压均不共地,且采用浮地 方式,同外壳不相连。电源具有过压保护和过流保护功能。+5V用于 CPU 及外围芯片 12V 用于模拟量采集回路 +24V用于驱动继电器4.3 交流模件将交流电压、电流转变为弱电信号,以便模数转换。保护 CT 与测量 CT 分 开,保证保护要求的抗饱和特性与测量精度。交流模
13、件共可以装 12路交流输入 回路,据用户所要求的保护功能及测量功能而配备。其原理图如下:第 8 页CPU 插件原理及其相关插件关系示意图 模拟地N1 N4 N7 模拟地N2 N5N8模拟地N3 N6 N9 模拟地N10N11N12交流采样模件原理图4.4 CPU模件CPU 模件是整个装置的核心部分,完成模拟量、开关量的采集、处理,各 种保护判据的运算、判断,然后产生相应的控制出口,发信号及通讯传输等。 其原理及相关插件的关系示意图如下。4.5 操作板模件完成开关的远方 /就地操作切换,就地操作,开关防跳,保护出口,遥控出 口,开关量采集的光电隔离功能。4.6 开入开出模件完成开关量的光电隔离与
14、继电器的出口功能。第 9 页开关量光电隔离示意图+220V -220V(公共端 4.7 背板模件各模件之间通过接插件与背板相连接,相互传递数据。4.8 液晶显示模件人机接口模件装有大屏幕液晶显示器及键盘,实时显示电流、电压、无 功、有功、功率因素、保护信息等,完成人机之间的对话,人机界面友好。同 时,考虑到保护运行的特点,装置还配备有灯光指示,使装置的运行信息更为 直观。5 使用说明5.1 装置介绍1、面板布置 2、键盘功能“确认”:进入主菜单或确认定值的修改,停住循环显示。“ ”:向下移动光标,选择所需操作项目“ ”:向左移动光标“ ”:向右移动光标“ ”:向上移动光标,选择所需操作项目“
15、+”:定值修改“ -”:定值修改“复归”:复归显示的动作信号和事故自保持继电器输出“取消”:回到上一层菜单或取消定值修改3、信号灯装置工作正常时,“运行”灯显示为绿灯;装置工作异常时(自检出错, 运行灯显示为红灯。有保护动作事项时,“保护动作”信号灯点亮;重合闸动作时,“重合闸” 信号灯点亮;有预告信号时,“告警”信号灯点亮。5.2 菜单操作菜单操作说明均以线路变压器保护测控装置 DMP316为例。1. 菜单正常显示为:一次测量值 (如电流、电压值、频率、功率、功率因数等 和保护电流值,循环显示。2. 主菜单意义说明正常循环显示状态下第一次按“确认”键,菜单停止循环显示,便于用户第 10 页
16、进行监视,第二次“确认”进入主菜单 (1 通讯地址:设置与管理机的通讯地址,不要随意更改。(2 保护设置:“确认”后显示 保护投退:为保护功能的投入或退出而设置的软件压板,“ ON ” 为投 入,“ OFF ” 为退出。“确认”后显示 第 11 页电流速断保护,“确认”后显示 保护整定值:设定保护定值 , “确认”后显示 电流速断保护,“确认”后显示 (3 远动设置:“确认”后显示 第 12 页第 13 页 a “ CT 变比”、“ PT 变比”需要在现场按实际情况输入,用以装置显示一次 电流、电压和功率。b 脉冲电度设置,“确认” 后显示c 设置遥测、遥信、遥脉顺序表,及遥控开关编号。遥测:
17、设置起始号“确认”后自动给出结束号,每个保护单元遥测量及顺 序由单元程序决定。详见单元装置说明书。遥信:设置遥信起始号“确认”后自动给出遥信结束号。每个单元装置的 遥信数量及顺序详见单元装置说明书。遥脉:类同遥测。遥控开关号:仅是一个代号,一般设置为现场开关编号。装置收到遥控预 置命令后,将显示“遥控 XXXXXX 号开关” 。(4 运行记录:“确认”后显示a 事件记录:“确认”后显示记录 32条各种最新故障信息, 32条最新预告信息, 8条最新自检信息,记 录使用 FIFO (First in First out 先进先出原则,记录号越小,表示信息越 新。i 故障信息 按“确定”键后显示“时
18、间”:显示保护动作时间“ 03”:表示最近第 3个故障记录, 00表示最新事件。按详细信息,显示 ii 预告信号 按“确定”键后显示: iii 自检信息 按“确定”键后显示: b 故障录波对故障录波进行投退 ON为投入 OFF为退出对故障录波进行设置 按“确认” 后显示: N -当前显示波形序号M -所录波形总数幅值 -当前波形光标所指处向前一个周波的幅值, 1表示基波, 2表示二次谐 波 量程 -液晶满屏显示的波形最大幅值自动量程 -自动以所要显示的波形最大幅值为量程,不受已设量程的限制。当 多个波形同时显示,要看相对关系时,不要设置为自动量程第 14 页第 15 页 0 7 128通道 -
19、选择所要显示的波形 步长 -光标移动的距离对故障录波进行操作 “波形” 菜单按“确认” 后显示 Ia H -录波的波形,每周期记录 24个点 “ +” -屏幕向右移动 32点 “ -” -屏幕向左移动 32点 “ ” -光标向左移动一个步长 “ ” -光标向右移动一个步长 0-屏幕最左端的位置坐标,为第 0点 128-屏幕最右端的位置坐标,为第 128点 72-光标的位置坐标,为第 72点短小杆 -分别为保护动作和返回时间,与故障录波设置菜单中的动作、返回时 间相对应c 保护跳闸次数;统计保护跳闸次数 (5 运行监视:“确认”后显示a 测量值:“确认”后显示第 16 页 i 相位一般以相位显示
20、菜单中第一行显示的量为基准,显示各相电压、线 电压和电流的相对相位。ii 脉冲电度:“确认”后显示iii 负序电压:显示各保护单元输入电压经过计算得出的负序电压值。 b 开关量:显示外部的开关状态,有则显示“ 1”,无则显示“ 0”,一般外部 输入高电位 (直流 220V 或 110V 为“ 1”。“确认”后显示: c 电源:显示 CPU 模块工作电源值 由电源模块接入,经电源模块变换后供给 CPU 模块使用。前一值为理论 值,后一值为实际值。只要实际值与理论值相差在允许范围内(12V :0.3V ;5V :0.1V ; +24V:1V , CPU 模块的集成块都能正常工作。d CPU复位次数
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