75、电力系统综合自动化 重庆新世纪电气有限公司.pdf

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1、计算机应用（倍增计划）优秀项目选编1重庆新世纪电气有限公司电力系统综合自动化系统一、验收大纲二、项目可行性报告三、工作总结报告四、技术总结报告五、测试报告六、经济效益分析报告七、资金决算表八、相关资料目录重庆新世纪电气有限公司电力系统综合自动化系统验收大纲一、项目名称电力系统综合自动化项目二、项目来源本企业自行开发。后经重庆市信息产业局审查，并报全国电子信息系统推广办公室批准（全电办2002005号），列入了 2002 年全国电子信息应用贷款建议项目（倍增计划）。三、验收形式会议评审四、验收依据除以验收大纲为依据进行验收外，还包括：1 关于下达 2002 年全国电子信息应用贷款建议项目计划（倍

2、增计划）的通知（全电办2002005 号）2 关于对电力系统综合自动化项目进行验收的批复3 电力系统综合自动化项目可行性研究报告4、有关的国家标准：GB 6162-85 静态继电器及保护装置的电气干扰试验GB 8367-87 量度继电器直流辅助激励量中断与交流分量(纹波)GB/T 7261-2000 继电器及装置基本试验方法GB/T 14429-93 远动设备及系统 术语GB/T 14598.9-1995电气继电器第22部分量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第 3 篇辐射电磁场干扰试验GB/T 14598.10-1996 电气继电器第 22 部分:量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第4篇:

3、快速瞬变干扰试验五、验收目的确认该项目是否已完成倍增计划要求的建设内容，并投入正常使用。验收合格后，申请息金补贴，并申报国家倍增计划优秀项目。六、验收内容审查验收大纲，审查项目工作总结报告、技术总结报告、测试报告、使用报告、经济效益分析报告和资金使用Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编2情况，评价系统是否达到应用要求，给出合理的项目实施评价意见。七、验收程序（一）电力系统综合自动化项目验收会议议程

4、时 间内容主持人地点8：30一、宣布验收会议开始二、介绍参会人员、宣布验收小组名单（建议名单详见下表）待定三、评审1.重庆新世纪电气有限公司总工程师黄选发作工作总结报告；2.重庆新世纪电气有限公司项目工程师郭光荣作技术总结报告；3.重庆新世纪电气有限公司财务部部长刘棠泽作资金决算报告和经济效益分析报告；4.重庆新世纪电气有限公司营销公司办公室主任赵家琴作使用报告；5.项目测试小组组长彭青远作测试报告；6现场考察、现场演示；7专家提问；8专家组讨论验收意见；9验收小组组长宣布验收意见。牟道槐8：40四、参加会议领导讲话待定重 庆 市 石桥 铺 科 园四 路 标 准厂房 E 座重 庆 新 世纪 电

5、 气 有限 公 司 会议室5月27日上午12：00会议结束（二）电力系统综合自动化项目验收小组建议名单序号验收小组职务姓名性别工作单位职务/职称1组长牟道槐男重庆大学电气工程学院博导/教授2副组长彭青远男重庆电器科学研究院院长/高工3成员张继红男重庆市电力公司调度局副局长/高工4成员龙小庆男重庆水利产业集团总工/高工5成员冀春楼男重庆市水利电力局总工/高工6成员刁培宽男重庆水利电力勘测设计研究院总工/高工7成员刘孝先男重庆市电力公司调度局总工/高工（三）电力系统综合自动化项目测试小组建议名单序号测试小组职务姓 名性别工作单位职务/职称1组长彭青远男重庆电器科学研究院院长/高工2成员张继红男重庆

6、市电力公司调度局副局长/高工3成员刘孝先男重庆市电力公司调度局总工/高工4成员龙小庆男重庆水利产业集团总工/高工（四）电力系统综合自动化项目资料审查小组建议名单序号资料审查小组职务姓 名性别工作单位职务/职称1组长牟道槐男重庆大学电气工程学院博导/教授2成员男重庆市水利电力局总工/高工3成员刁培宽男重庆水利电力勘测设计研究院总工/高工Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编3八、验收文件资料1、工作总

7、结报告2、技术总结报告3、测试报告4、使用报告5、经济效益分析报告6、资金决算表九、项目的进度表和可行性研究报告（一）项目进度表2001 年 11 月2002 年 2 月改建生产场地，购买生产、试验设备，安装设备，投入试制，投入资金1200 万元;2002 年 2 月2002 年 6 月小批量生产，投入资金 500 万元;2002 年 7 月2003 年 3 月实现规模化生产，累计生产销售 80 套，实现销售收入 4000 万，投入资金 500 万元。（二）项目可行性研究报告重庆新世纪电气有限公司电力系统综合自动化项目可行性报告一、概述（一）项目慨况1、项目名称：电力系统综合自动化2、项目承担

8、单位及负责人：重庆新世纪电气有限公司 黄选发3、项目起止日期：2001.112003.34、项目主管部门：重庆市信息产业局5、项目简要内容及实施目标项目内容：应用电子信息技术实现电力系统综合自动化实现综合自动化产品的产业化，达到规模化批量生产。项目实施目标：项目计划投资总额 2200 万元。项目完成时达到的批量生产阶段，实现年生产能力 80 套/年，企业资产规模达到 22600 万元，累计实现销售收入 4000万元，累计缴税总额 863 万元，累计净利润 857 万元。（二）企业情况1、企业简介企业名称：重庆新世纪电气有限公司法定代表人：姜 杰所有制性质：有限责任制隶属关系：民营企业企业地址：

9、重庆石桥铺科园四路 172 号标准厂房 F栋五楼邮政编码：4000412、人员情况职工总数及构成:公司现有员工总数175人，其中大专以上人数125名，占职工总数的 71.4%。工程技术人员及构成:开发设计人员 38 人，其中硕士以上学历 3 人，本科学历 26 人，大专 9 人；高级职称 16 人，中级职称 22 人计算机及自动控制等专业及相关专业人数:63 人二、项目开发的必要性（一）项目提出的背景和依据数字微机保护和配电自动化系统，是电力系统二次设备的更新换代产品和发展方向，是应用电子信息技术改造和提升传统产业的具体体现。按照国家提出的大力推进国民经济和社会信息化，以信息化带动工业化的发展

10、战略和大规模实施城乡电网建设改造的宏观政策，目前国家及地方电力部门急需大量的运行稳定，质量可靠的自动化控制系统。随着西部大开发的进程，重庆、四川、新疆、云南、广西、贵州、福建、湖北、甘肃等省市自治区将大力进行电力网的新建和旧的电力网的技术更新换代改造，伴随着电力网的建设和改造，各种电压等级的变电站也将随之进行新建和改建，这些电站的新建、改建，无疑将需求大量的电力系统综合自动化系统产品，按保守预计，其市场容量在 10 个亿左右。Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Vir

11、tual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编4（二）国内外同类项目的应用情况随着计算机技术、电子信息技术的不断发展及离散数学算法的研究进展，离散付立叶算法及各种数字滤波器算法不断应用，大大推动了电力系统综合自动化的进步。美国通用电气公司和费城电气公司继美国电力服务公司及IBM 后，开发出了集报警、监测、数字记录、控制、录波功能的变电站综合自动化系统及远方终端，成功开发出了利用对称分量的阻抗保护装置，从而大大提高了变电站自动化系统的可靠性及功能，出现了各种功能的微机保护装置、监控单元。然而针对具体的一次设备保护、控制方式所采用的微机保护及控制单元较多，致使二次回路比较复杂。

12、到 2000 年，数字信号处理技术的飞速发展及网络通讯技术的应用，大大推动了电力系统综合自动化的发展，以 DSP 数字处理芯片及数字信号处理为核心的 CPU 的出现及网络通讯芯片的应用，使电力系统综合自动化向少人化、无人化运营提供了条件。电站的任何电参量、非电参量、状态量等信息，通过快速以太网等局域网或广域网传送到上百公里的调度中心集中监视和控制，这期间的技术以美国 SEL 公司、GE 公司和 ABB、西门子公司数字保护及自动装置保护为代表。目前相应的电力系统微机综合自动化系统的标准推出不久，国内仅有南京国家电力自动化研究院有该类产品试生产，国外技术力量最强、性能、质量最好的是美国 SEL 公

13、司，同时，飞利浦、三菱都有同类产品生产，产品质量好，但存在系统兼容性不强、价格高、界面不友好，有些功能不适用于中国电网等问题。（三）应用情况、效益及市场前景1、应用情况EDCS-6000 系列产品自 99 年 7 月投产以来，到 2002年底的 3 年半中，累计投入 EDCS-6100 系列 35kV 变电站产品 180 余套；EDCS-6200 系列 110kV 变电站产品 11 套；EDCS-6300系列中、小型发电站产品110余套；EDCS-6500调度自动化产品 14 套；EDCS-6600 铁路水电调度系统一套，各类单元近 6000 个，产值近 1.1 亿元。由于 EDCS-6000

14、 系列产品从开发、测试到生产，均严格按 ISO-9001 质量管理体系的要求，严把质量关，全部产品均经国家权威部门检测，其功能和性能指标均达到或超过国家及行业标准的要求。因此，产品投入运行后，运行稳定、可靠性极高，损坏率很低。据 2002 年质管部统计，EDCS-6000 系列产品的年损坏率低于 3。由于功能可满足用户的不同需要，加上使用维护方便，运行可靠，故障率低，因此，得到用户的好评，在一些地区成为用户的首选产品。2、效益A 直接效益EDCS-6000 系列电力系统综合自动化装置，自投产到2002 年底，累计投入 300 余套，产值近 1.1 亿元，累计上交增值税 752 万元，企业所得税

15、 210 万元，职工上交个人所得税 25 万元，企业利润 1410 万元。B 社会效益EDCS-6000 系列电力系统综合自动化装置，自动化水平高，保护可靠控制方便，用于电力系统后，可大大降低设备的损坏，增加运行时间，减少运行值班及维护人员。a减少设备损坏由于保护可靠，动作灵敏，时间短，可大大减少系统故障或意外事故（如雷击）造成的设备损坏，大大降低设备修理和更新频率，减少电站设备费用。b增加设备运行时间产生的效益由于维护、整定调整方便，时间短，加上一次设备损坏率低，使电站运行时间增长，给电力企业带来很好的经济效益。以变压器容量为 26300kVA 的变电站为例，以平均供电功率为 10000kW

16、 计算，每日供电 240000 度，如一年多运行 10 天，则多供电 240 万度，以每度 0.40 元计，电费达 96 万元，180 个站则为近 1.73 亿，这 240 万度电用于生产产生的社会经济效益必然是更为显著和巨大的。c减少运行值班人员由于 EDCS-6000 系列产品自动化程度高，能实现无人或少人值班。因此，可大大减少运行值班人员，如一般35kV 变电站，一般为 15 人左右，采用 EDCS-6000 产品后，可减为无人，最多为 4 人即可。减少 10 人左右。仅以平均每站减少 11 人员，180 个站可减少 1980 人。以每人每年费用 2 万元计，电力部门可减少人员费用 39

17、60 万元。水电站人员减少更多，如一般装机 10MW（25MW）的小型水电站，运行人员一般需 50 人左右。采用综合自动化后，只需 10 余人即可，平均可减 35 人左右。本公司生产的 110 个水电站，可减少运行人员 3850 人，年减少人工费用 7700 万元。由以上分析可见，EDCS-6000 系列产品的投产，产生了巨大的社会效益。随着产品类型的增多和投入运行的系统增多，产生的社会效益会越来越大。3、市场前景电力工业在我国目前处于大发展阶段，因此，综合自动化类的产品，需求量极大。一方面，要大量建设新发电厂和变电站，另一方面，有大量的旧电厂、变电站要进行技术改造，据权威预测，我国十五期间，

18、电力系统综合自动化及配套产品需求产值近 300 亿元，年均 60 亿，特别是我国在西部地区实施的以小水电代燃料生态工程，在西部地区建设大量的新中、小水电站。这给我们以水电站综合自动化系统为主的公司提供了重大的市场机遇。因此，EDCS-6000 系列电力系统综合自动化产品，有着良好的市场前景。另外，我公司已于 2002 年取得了自主出口权，并有专人负责国外市场，目前已与越南、巴基斯坦、尼泊尔等国的相关部门建立了一定的业务联系，特别是越南，目前已有多个站的合作意向，并与相关公司达成了合作生产意向协议，今年有望形成一定的销售。以后在东南亚市场也有较好的市场前景。三、协作单位的选定理由该项目技术依托单

19、位为重庆大学电气工程学院。重庆大学是国家教委直属重点大学，现有教职员工 4千余人，下属 20 个学院，各学院下设系及专业若干，是一所以工科为主的综合性大学。Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编5电气工程学院现有教职工 200 余人，其中教授 28 人（含博士生导师 16 人），副教授及高工 58 人，教学及科研设备共计 850 套，拥有 7 千多平方米的教学、试验与科研基地。学院设有电力系统及其自

20、动化、电机与电器、高压电与电力传动、电工理论与新技术五个系及其自动化本科专业。拥有电工学科博士后流动工作站和电气工程一级学科博士学位授予权，并覆盖了电气工程一级学科内的五个二级学科，拥有两个省级重点学科和一个省级重点实验室，以及电工技术、电力系统、高压电技术及系统信息监测、电机与电器和电力电子五个研究所。学院注重产学研结合，与国内外高等院校、科研机构和大中型企业有着广泛的合作关系。近年来，学院先后获得国家、部、省级科技进步奖近 60 项，承担并完成国家自然科学基金项目、国家七五、八五和九五重大科技攻关项目、国家863 高科技项目、国家产学研项目等 60 余项，以及其他部省级重点项目 100 多

21、项。本企业承担的该项目的开发研制，在产品技术咨询、项目检测及人才后备来源等方面，均得到学院的大力支持。四、项目的内容及目标（一）项目的主要内容EDCS-6000 系列综合自动化系统含以下内容：A、EDCS-6100 型 35KV 变电站综合自动化系统B、EDCS-6200 型 110KV 变电站综合自动化系统C、EDCS-6300 型中、小型水电站综合自动化系统D、EDCS-6500 型电力调度自动化远动终端E、EDCS-6600 型配电网自动化系统1、EDCS-6100 型 35KV 变电站综合自动化系统现地单元层：a.EDCS-6110 线路单元b.EDCS-6120 主变主保护单元c.E

22、DCS-6130 主变后备保护单元d.EDCS-6140 电容单元e.EDCS-6150 站用电管理单元。f.EDCS-6160 配电变保护、监控单元。g.EDCS-6170 电动机保护、监控单元。h.EDCS-6180 电动机主保护单元。2、EDCS-6200 型 110KV 变电站综合自动化系统现地单元层：a.EDCS-6210 线路保护单元b.EDCS-6220 电力监控单元c.EDCS-6230 三绕组主变主保护单元d.EDCS-6240 主变后备保护单元e.EDCS-6250 母线保护单元3、EDCS-6300 型中、小型发电站综合自动化系统现地单元层：a.EDCS-6310 发电机

23、主保护单元。b.EDCS-6320 发电机后备保护单元。c.EDCS-6330 发电机监控单元。（二）项目目标目前，国内有上百家从事电力系统微机综合自动化产品开发和生产的企业，其中以南瑞集团、四方保护控制公司、国电南自、许继集团、重庆新世纪电气为代表的综合自动化产品居于行业先进水平。1、EDCS-6000 系列综合自动化系统所追求的目标:在继电保护方面：很好满足电力系统对继电保护的四性要求。在硬件结构的设计、保护算法的研究、在软件的编程方面达到国内同类产品的先进水平。在监测控制功能方面：测量的精度高，控制的功能灵活、可靠。系统通讯方面追求误码率低、通讯速率高、实时性好。系统各项技术指标均达到国

24、内同类产品的先进水平。在市场的占有率方面：国内市场力争以优值的产品占有更大的份额并力争打入国际市场。2、技术指标(1)各单元的公共指标a.额定数据交流电压回路功耗0.5VA/相；交流电流回路功耗0.6VA/相。b.交流信号回路过载能力：交流电流信号回路：2Ie 正常工作、20Ie 持续 10s，40Ie 持续 1s。交流电压信号回路：1.5Ue 正常工作、2.0Ue 持续 10s。c.单元工作电源：额定工作电压：AC220V+10、-20；DC220V+10、-20；额定功耗：平时功耗5W，最大功耗10W。d.绝缘性能装置内额定电压低于 60V 的带电端子与外壳间绝缘电阻，用开路电压 250V

25、 的兆欧表检测，其值10M。装置内额定电压高于 60V 的带电端子与外壳间绝缘电阻，用开路电压 500V 的兆欧表检测，其值10Me.介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受工频 50Hz，历时 1min 的耐压试验，而无击穿或闪络及元器件损坏的现象。试验电压如下表所示：序号试验回路绝缘电压等级试验电压1直流回路外壳250V2000V2交流回路地250V2000V3输出触点地250V2000V4整机低压电源地60V500Vf.耐冲击电压在正常试验大气条件下，装置内额定电压250V 的Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove th

26、is line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编6各回路对地及各回路之间，能承受 1.2/50s 幅值为 5KV的短时标准雷电波冲击电压。装置内，额定电压60V 的各回路对地之间，能承受1.2/50s 幅值为 1KV 的标准雷电波冲击电压。(2)保护的技术指标a.保护的动作精度：速断电流动作精度，误差4；过电流动作精度，误差2；电压动作精度，误差2。b.固有动作时间：电压、电流速断保护动作时间：35ms(3)监控功能及技术指标a.交流电压测量测量范围：0100.0V测量精度：30.075.0V 范围内，误差0.5线电压

27、、零序电压测量：测量范围：0150.0V测量精度：50.0125.0V 范围内，误差0.5b.交流电流测量相电流 Ia、Ib、Ic 测量：测量范围：010.00A测量精度：0.506.25A 范围内，误差0.5零序电流测量：测量范围：01.000A测量精度：在 0.500.75A 范围内，误差1c.功率测量测量范围：03000VA（310A100V）测量精度：在电流、电压精确测量范围内，误差1d.电度计量采用脉冲计度法时的计量精度，取决于所用脉冲电度表的精度采用单元内部积分算法计量电度的精度：可达 1.0 级有功和无功电度表的计量精度五、项目的技术可行性（一）可供选择的几种方案的简单比较1、总

28、体技术思路上a.采用全分散式结构，无人值守的技术方案。可分散安装保护动作信号及定值整定，保护投入退出，单元就地能在上位机及调度端监视控制，均由软件实现。软件功能强大，二次接线简捷，更加适合于技术发展的要求。单片机软件写成后不会自动失效，硬件及二次回路简洁，查找故障检修及维护方便。b.采有用分层分布式结构兼容有人值守方式，虽可分散安装，但中央信号、定值整定保护投入退出却需在现场操作。二次接线中中央信号系统、保护功能、硬件压板、小母线等不能省略。虽能适合电路式运行人员的操作运行习惯，但不适应运动技术发展的要求。二次回路及硬件电路复杂，不便查找故障检修与维护。2、总线不出芯片技术的运用a.总线不出芯

29、片，是集成电路技术高度发展的产物，是超大规模集成电路的典范。本方案选用中央信号处理器、数据存储器、程序存储器、逻辑驱动中路等高度集成于一片芯片中。芯片内具有高度的电磁兼容能力及温升协调控制能力。对外只有时钟、I/O 数据输入输出口、复位信号等。N 自到 N 千赫的低频信号，且该芯片内还可内置 CAN232 口通讯接口，大大减化了硬件设计，提高了单片机系统整体可靠性及电磁兼容能力。b.如果选用中央信号处理器及总线出芯片存储器外扩方式，虽然开发成本较低，但在印制板上的总线信号就是 12M 的高频信号。置于发电厂变电站强电的环境中，难于保证不受外部信号的干扰，影响单片机系统的运行稳定可靠性，单片机与

30、存储器协调工作能力差，影响运行响应速度。整体印制板体积偏大，不利于制造、维护，造成故障，不利于快速分析出故障发生的原因与地点。3、多层制板技术a.能有效地把电源、地、强电信号、弱电信号、分层布线与跨越，充分减少布线不合理造成的电磁干扰，提高可靠度。b.双面印制板：不能有效地减少元器件及信号与电源地间的电磁干扰，可能造成印制板布局及布线困难，大大降低电磁兼容能力，使单元运行的可靠性降低。4、多通道的数字电位器信号校准a.数字电位器技术用于模拟信号输入时的参数校准，通过单片机系统读入，比较、调节校准过程非常简单，不用拆开单元硬件，且可在线运行中调节及闭环进行。经过一次校准不易发生精度改变，多通道的

31、数字电位器体积小、集成度高，硬件设计布线简单。b.模拟电位器信号校准必须拆开单元硬件，停止单元运行，找准电位器位置，调节、读数过程烦琐，且一次校准后，可能发生精度改变。若要完成多通道的模拟量校准，模拟电位器较多，造成硬件设计复杂。5、现场工业控制总线选择选择原则：坚持可靠性原则，在底层网络中传输的内容主要是控制指令和系统状态。这些信息是绝对不允许出现传输差错的。因此低层通讯应保证很高可靠性，已含接口标准选择，芯片性能可靠性保证和介质抗干扰性。另外还应坚持通讯速率及距离要求。6、通讯方案比较a.CAN 是一种控制器局域网络，因其实时性高可靠及灵活性，在众多工业控制领域中得到运用，属于串行通讯网络

32、。CAN 为多主方式工作，网络上任何一个节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，而不分主从关系，通讯方式灵活，可以方便构成多机备份系统。CAN 网络上的节点信息分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可以在 134us内得到传输。CAN 采用非破坏性总线仲裁技术。当多个接点同时向总线发送信息时，优先级较低的接点主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，使网络不会出现瘫痪现象。Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click he

33、re to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编7 CAN 只需要通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据。CAN 的直接通信距离在以 5kb/s 传输时最远可达10km；在以 1Mb/s 传输时，其通信速率最高可达 40m。CAN 总线上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达 110 个；报文标示符可达 2032 种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。CAN 采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。CAN 的每帧信息都有 CRC 校验及其他检错措施，使数据出错

34、率极低。CAN 总线通信介质可以为双绞线、同轴电缆或光纤。CAN 总线的节点在发生严重错误时，自动关闭输出，使总线上其他节点操作不受影响。RS-232/422/485 异步串行通讯中的通讯标准，适用于短距离利用调制解调器场合。RS-232 传输距离一般在 15秒。传输速度在 20Kb/s。未规定标准的连接器，接口处容易产生串扰；RS422 总线虽然规定了双端电气接口形式，传输距离为 120mm 时，传输速率可达 10Mb/s，采用比较低的传输速率通讯距离，可达 1200M。抗干扰性能有所提高，但 RS422 进行全双工通讯进需要 2 对线缆，增加了线路成本；RS485 虽然实现了收发双方以及多

35、点通讯中共用一对线缆的要求，但 RS485 只能在持 32 个收发器，RS485 没有规定在何时控制发送器发送或在何时控制接收数据。因此，只能采用半双工方式，降低了通讯速率，若其中一个单元通讯模块出现故障，可能引起整个通讯网络的瘫痪。（二）最佳方案及论证1、总体概述EDCS-6000 型综合自动化装置是一个开放的分层分布式系统，系统由现地单元（LCU）层和主控层两层构成。主控层由高档工业控制微机及附属设备构成，根据电站具体情况和对可靠性的要求，可采用单主控机系统或双主控机系统。现地单元层则根据电站的一次设备的具体情况，由相应的 EDCS-6000 系列电力系统综合自动化单元构成。现地单元层与主

36、控层间采用 CAN 总线通信；对于双主控机系统，两台主控机间及主控机与打印机、通信转换器等设备间，采用通信速率很高的以太网通信。变电站与调度中心间的通信，一般可由主控机完成，如对调度通信可靠性要求很高时，可在主控层与 LCU 层间增加通信管理器。通信管理器为一台具有多个通信接口的小型工控机（如 PC104 嵌入式工控机），经 CAN 总线与 LCU 和主控机通信，经 RS-232 口与调度系统通信。2、设计思想2.1.软硬结合的原则：在开发过程中按照硬件为基础，软件为灵魂的思路，硬件是系统的物质基础，软件是系统的控制核心。在保证基本硬件资源的前提下，充分发挥软件的作用，使系统具有优良的性能和很

37、高的性能价格比。2.2.软件为主的原则：在开发的过程中我们将尽量多的功能放在软件中完成，这样既降低硬件生产成本（可能会增加人力成本但是这是一次性的）又能减少元器件数目、提高可靠性，更重要的是能增加系统的灵活性，使得产品具有更大的市场适应能力，为产品的长生命周期提供了技术基础。在系统中软件实现了硬件的驱动、系统的管理、用户界面的生成、单元之间的通信以及单元与主机的通信等功能，由此可以看出软件在系统中的作用与地位之重要。2.3 插件的原则：为了系统结构的简单和用户维护方便所有单元均采用插件式，即系统由电源模块、输入模块、输出模块、主模块、管理模块，换上备用模块即可立即恢复系统的正常运行，最大程度的

38、缩短了维修时间。2.4 各种方法和设备最新的原则：在设计过程中我们无论是在硬件还是在软件方面都是利用最新的技术资源：硬件方面使用最新的芯片、工控机和设计工具与方法；软件方面使用功能最新、最强的Visual C+6.0。所以我们的系统具有功能强大、技术领先，技术生命周期长的优势。3、设计依据主控单元与现地单元的软件、硬件的设计依据是吸取国内外同类软件的优秀成果，参考国家和行业的相关规程、规范及大多数用户的运行管理经验。性能的指标要求不低于行业的相关标准及要求。4、系统配置4.1 主控层的设备配置4.1.1、EDCS-6100a.按无人值班站配置：当用于无人值班站（如箱式变电站）时，主控层很简单，

39、只配置一台通信管理机即可，通信管理机为一台小型工控机（如研华的 ACS-2406），CPU 为 P-300 以上，内存 16M 以上，配电子盘 16M 和一块 CAN 通信卡即可，软件为 DOS 下的通信管理软件，将各单元的CAN通信转换成适应调度中心需要的RS-232通信，并用另一接口接主控机。b.用于有人值班变电站时：当用于有人值班变电站时，因要提供当地监控功能，必须配置一台主控机，主控机一般选用标准 19机箱的工控机（也可用普通微机，但要能提供 3-4 个备用插槽），其基本配置如下：CPUPentium-400 以上内存64M 以上硬盘10G 以上软驱1.44M+40X CDROMCAN

40、 通信卡、声卡、音箱LQ-1600K 宽行汉字打印机（按用户要求可选激光或喷墨打印机）高分彩显（1024*768 以上），尺寸由用户决定标准键盘+鼠标4.1.2、EDCS-6200 主控层硬件设备的配置A单主控机方式的硬件设备配置：Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编8采用单主控机方式时，主控层的硬件设备配置如下：CPU：Pentium-600主频：600MHz内存：128M 以上硬盘：20G 以

41、上40XCDROM+1.44M 软驱CAN 卡、声卡21高分彩显LQ-1600K打印机（可配喷黑或激光打印机）标准键盘+鼠标B采用双主控机方式时的硬件配置：采用双主控机方式时，主控层的硬件设备配置如下：CPU：Pentium-600主频：600MHz内存：128M 以上硬盘：20G 以上2 套2 套2 套2 套40XCDROM+1.44M 软驱CAN 卡、声卡、以太网卡21高分彩显网络打印机标准键盘+鼠标2 套2 套2 台2 台2 套C通信管理器需增设通讯管理器时，其基本资源配置如下：CPU：386 以上内存：32M 以上电子盘：64M 以上CAN 通讯口：2 个以上RS-232 通信口：3

42、个以上4.1.3、在主控机软件方面：主控机软件的操作系统采用代表当今计算机发展主潮流的 Windows NT 操作系统，软件开发过程中既使用了高级语言 VisualC+又使用了面向硬件操作的汇编语言，使得系统的基层与高层的硬件功能得到充分的发挥、速度得到极大的提高。应用软件的主要编程语言采用面向对象的 VisualC+，它具有继承性、封装性、多态性等特点，设计的程序比结构化方法编制的程序更容易维护，各模块间的完整性、独立性更强，并且用 VisualC+编制的程序具有强大的通信能力，既能高效地管理硬件又能很好地进行软件间的通信管理庞大的数据库。4.2 现地单元（以 EDCS-6200 为例）现地

43、单元的硬件配置如下：4.2.1 EDCS-6000 系列产品主模块主模块是整个单元的核心部分，其结构原理框图如图2 所示。该模块由单片机系统、16 路模拟量输入电路、16Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编9路开关量输入电路、7 路控制输出电路及通信接口、时钟电路等部分组成。模块的核心器件选用 16 位嵌入式单片机 87C196CB，其内部有 32k ROM 和 2k RAM，不外扩ROM 和 R

44、AM，仅加一片带 I2C 总线的串行 E2PROM 用以存储定值，此做到总线不出芯片，全部外设采用口操作方式。4.2.2 录波模块录波模块是一个选配件，用于需进行故障录波的场合，录波模块的结构与主模块相似，其结构原理如图 3 所示。该模块由单片机系统、8 路模拟量输入电路、8 路开关量输入电路、两路开关量输出电路及通信接口、时钟电路等组成。其核心器件单片机选用 87C196NT，其内部有32k PROM 和 1.5k RAM，但因录波所需数据存储量大，仍需外扩 32k EPROM 和 128k RAM 存储器。A/D 转换器、CAN 通信接口采用总线接口方式，其它外设（含存放定含存放定值的 E

45、2PROM）则采用端口操作方式。4.2.3 管理模块管理模块实质上是一个智能人机接口，其原理框图如图 4 所示。管 理 模 块 的 核 心 器 件 是 一 片 嵌 入 式 单 片 机89C51RD+，以 I/0 方式接收鍵盘命令、驱动 LCD 显示及指示灯，实现人机对话；以串行通信方式与主单片机87C196CB 交换信息。8 7 C 1 9 6C BTXDRXD去管理模块时钟电路E E P R 0 M复位电路C A N通 讯接 口CANHCANL多路A/D接口电路光电隔离器DI1DI16滤波电路AI1（AC04V）AI12逻辑组合电路驱动电路K1K1V2K2K8(05V)DC11DC12DC1

46、3电压方波图2 主 模 块 电 气 原 理 图Create PDF with GO2PDF for free,if you wish to remove this line,click here to buy Virtual PDF Printer计算机应用（倍增计划）优秀项目选编104.3 现地单元软件5、主要采用执行速度快的汇编语言。控制策略及测控参数EDCS-6000 系列中，继电保护的功能的实现是利用各保护的工作原理所反应的参数的变化与预先的整定参数进行比较来实现对保护设备的控制。以 EDCS-6110 线路单元为例：（1）功率方向判别接线方式：为保证在相间短路的情况下，母线电压有一定

47、的幅度，能满足方向判别的基本要求，方向判别采用传统的 90接线方式，即用 Ia与 Ubc、Ic与 Uab间的相角差来判别功率方向；（2）电流速断保护：电流速断保动作原理：当任意一相保护电流大于电流速断保护动作值 Iszd1，若带方向保护时，还判功率方向为正(Ia与 Ubc之相角差或 Ic与 Uab之相角差在120+30之间)，连续 3 个计算周期(约 25ms)，即发出动作命令。（3）限时电流速断保护：当任意一相保护电流大于限时电流速断保护整定值Iszd2，若带方向保护时，还判功率方向为正方向连续 3 个计算周期，则启动保护。保护启动后，只要任一相电流大于整定值与电流返回系数整定值 kfi之乘

48、积，即保持延时，延时到整定延时 tszd，即发保护动作命令。延时中，连续 3个计算周期不满足保护动作条件即返回（清除动作标志及延时）。（4）复合电压启动的过电流保护：当任意一相电流大于过流整定值 Igzd，带方向保护时，还判功率方向为正方向，且任一线电压低于启动电压整定值 Uqzd或负序电压大于负序电压整定值 U2zd，连续 3 个计算周期，即启动保护。保护启动后，只要满足 IKfiIgzd，UkfuUqzd或 U2U2zd即保持延时，其中(kfu为电压返回系数)。连续 3 个计算周期，若任一条件不满足即返回。延时到整定延时 tgzd，保护即动作。（5）电流闭锁电压速断保护：当任一线电压低于电

49、压速断整定值 Uszd，且任一相电流大于闭锁电流整定值 Ibzd，带方向保护时，还判功率方向为正方向，连续 3 个计算周期，保护即动作。（6）反时限过流保护：反时限过流保护采用特别反时限，其动作公式为：考虑到反时限动作时间一般较长，在延时中电流会有较大的变化，故在实际程序中，计算相等小时段的等效时间tx，当等效时间之和 tx=ts时保护动作，tx的计算方法如下：取小时段t=0.1s，在每一t 内的电流平均值为I1In，则：当累计到tx1+tx2+tx=tfzd时，即发动作命令。（7）过电压保护当任一线电压高于过电压保护整定值 Ugzd，连续判别5 次均满足条 件，即启动 延时，延时 中只 要满

50、足U0.98Ugzd，即保持延时，连续 5 次判别不满足延时条件，保护即返回。延时到整定延时 tgu，保护即动作。（8）欠电压保护当母线三个线电压低于欠电压保护整定值 Uqzd，连续判别 5 次均满足条件，即启动延时，保护启动后，只要三个线电压中有一个低于 1.02Uqzd，即保持延时，连续 5 次判别不满足延时条件，保护即返回。延时到整定延时 tqu，保护即动作。（9）重合闸与重合后加速跳一次重合闸：一次重合闸的启动：操作合闸成功并经重合闸闭锁时间 tczb后，任一保护动作，如配置有一次重合闸（D38=0），当保护动作跳闸即置一个 3s 计时器，当断路器分断（QF=0，）或各相电流降到 0.