学士学位论文--35kv变电所微机监控与保护系统一次方案的设计说明书.doc

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1、xy大学毕业设计说明书 第64页前 言本设计为鲍店35KV变电所微机监控与保护系统一次方案的设计。全设计共分5章内容，全面系统地讲述了变电所方面的改造方法和步骤。本设计力求在文字叙述上深入浅出，通俗易懂，紧紧抓住理论联系实际这一原则，满足实际生产的要求，以变电所的最佳运行为基础，尽量采用最优方案。为了贯彻和推广国家标准，本设计使用的所有电气符号和文字代号一律采用国家最新标准。由于基础设施、专业队伍、一次设备质量等具体条件的限制，国内变电所的综合自动化仍处于探索试用阶段，有关部门一直保持慎重态度。随着微机技术、通信技术等高科技技术的迅猛发展，设计一种廉价、实用的微机监控与保护系统取代变电所的常规

2、监控与保护系统，以逐步实现变电所的综合自动化与无人值班。本文讨论变电所集中分布式微机监控与保护系统设计中的内容、步骤及其技术问题，特别是可靠性技术与智能化方法的应用。由于本人学识浅薄，水平有限，初次进行设计，缺乏经验，考虑问题不一定很全面，加之时间上的仓促，还有其它的原因，设计中难免出现错误和缺点，敬请老师批评指正。 第1章 概述1.1 变电所的现状和需要解决的问题鲍店35KV变电所位于兖矿集团焦化厂的南侧，焦化厂位于邹城市的西郊，东靠津浦铁路及城区营公路，南临岚济公路，沙河在变电所北侧流过。该所已运行了17年之久，设备老化，控制室拥挤不堪，特别是监控和保护系统基本停留在七八十年代的水平上。老

3、的电磁式继电保护，故障多、可靠性差、时限误差大，又因实际各级保护时差较小，经常造成越级跳闸，扩大了事故范围，已经不能适应大型铝厂供电的需要。另外，济宁电业局也要求压缩保护时限级差，将原有的电磁继电器保护改为微机保护。因此，有必要对35KV变电所的控制及保护系统进行改造。随着计算机及信息技术的发展，自动控制系统已在我国铝厂行业得到广泛应用。近年来，鲍店铝厂在改进供配电装备，应用新技术成果的同时，不断强化对人员素质的管理，厂矿供电系统的可靠性得到了提高。但是，人为因素给供电系统带来不必要的事故隐患，影响了厂矿的安全生产，每天用于值班和线路维护的工作人员较多，降低了劳动生产率。鲍店35KV变电所高低

4、压系统接线方式为以下所述，35KV系统采用桥形接线，选用6300KVA变压器两台；6KV系统短路器分段单母线接线，并与焦化厂6KV配电系统联络，由降压变电所采用6KV电缆放射式向电煅烧炉整流机组及各车间变压器供电。针对上述问题，我们可以利用国内外先进的微机监控和微机保护技术及设备，设计适用于鲍店35KV变电所的综合保护自动化装置，实现变电所的监控与保护一体化。1.2 变电所实现微机监控和保护的意义电网系统运行的可靠性以及供应电能的质量，与其自动化系统的水平有着密切得联系。电力系统的自动化系统由两个系统构成，信息就地处理的自动化系统和信息集中处理的自动化系统。信息就地处理的自动化系统的特点是能对

5、电力系统的情况作出快速的反应，如高压输电线上发生短路故障时，要求继电保护要在20ms左右动作，以便快速切除故障，而同步发电机的励磁自动控制系统，在电力系统正常运行时，可以保证系统的电压质量和无功出力的分配，在故障时可以提高系统的稳定水平，有功功率自动调节装置，能跟踪系统负荷的随机波动，保证电能的频率质量，按频率自动减负荷装置能在系统事故情况，电力系统出现严重的有功缺额时，快速的切除一些较为次要的负荷，以免造成系统的频率崩溃，以上这些信息就地处理装置，其重要的优点是能对系统中的情况作出快速的反应，尤其在电力系统发生故障时，其作用更为明显，但由于其获得的信息有局限性，因而不能从全局的角度来处理问题

6、，例如通过自动频率调节，虽然可以跟踪负荷的变化，但总还存在与额定频率的偏差，更不能实现出力的经济分配。另外，信息就地处理自动装置，只能“事后”的处理出现的事件，而不能“事先”的系统的安全性作出评价，因而有其局限性。信息集中处理的自动化系统（即电网调度自动化系统），可以通过设置在各发电厂和变电所的远动终端采集电网运行的实时信息，通过信道传输到主站，主站根据全网的信息，对电网的运行状态进行安全性分析，符合预测，以及自动发电控制、经济调度等控制。当系统发生故障，继电保护动作切除故障线路后，调度自动化系统便可将继电保护的短路器的状态采集后送到调度员的监视器屏幕和调度模拟屏显示器上。调度员在掌握这些信息

7、后可以知道故障的情况及原因，并采取相应的措施，使电网恢复正常供电，但是由于信息的采集、传输需要一定的时间，所以系统的故障不可能依靠信息集中处理系统来作为切除故障的手段。信息就地处理系统和信息集中处理系统各自有其特点，互相不能替代。但以往这两个系统往往互相独立，联系较少。随着微机保护、变电站综合自动化等技术的发展，两个信息处理系统之间互相渗透，更重要的是这些微机装置，尽管功能不同，但硬件均大同小异，而所采集的量和所控制的对象还有许多是共同的促进研制者思考，如果打破原来的二次设备框框，从变电所的全局出发，着手研究全微机化的变电所二次部分的优化设计，这就是变电所自动化系统的由来。 电力系统自动化是供

8、电系统的核心，而自动化的方向是计算机和电子技术的应用；变电所既是高压配电网的负荷，又是下一级配电网的电源，其正常运行是下一级负载正常运行的根本保证，在配电系统的地位十分重要，作为煤矿变电所其正常运行则是矿山安全生产的根本保障。因此变电所的微机应用是电力系统自动化的重点。随着电力系统管理水平迅速发展，对供电系统的检测精度、可靠性、保护时限的要求越来越高，供电系统计算机和电子 技术的应用已经刻不容缓。煤矿企业的特殊性，要求变电所供电安全、可靠、经济。采用微机技术对变电所实施技术改造，适合矿山供电需要，符合电力系统的技术标准，有利于提高供电系统的可靠性，预防事故的发生、故障后的及时处理，以及避峰就谷

9、、科学管理。 该微机监控与保护系统通过测控装置、微机保护及所内其它设备采集和处理变电所运行的各种数据，对变电所参数自动监视，按照运行人员的指令和预先设定的条件对变电所进行控制，为变电所运行维护人员提供变电所运行和监视所需的各项功能。减轻运行维护人员的工作强度，提高系统运行的稳定性和可靠性。同时该项目的研究和实施，可以实现变电所的无人值守，缩短故障处理时间，减少停电时间，提高劳动生产率，提高供电系统的可靠性和经济指标，促进供电系统的管理现代化，为矿井安全生产提供有力保障，有着重要的现实意义。1.3 微机监控和保护系统的主要性能A、检测功能、模拟量： 高压侧进线电压、电流、有功功率、无功功率、有功

10、电度、无功电度、功率因数，高压各支路出线电流、有功功率、无功功率，变压器温度、变压器侧电流，母线电压、分段电流、功率因数，各支路出线电流，补偿电容器电流，备用柴油机发电机组电压、电流、有功功率、无功功率、频率、油压、油温、水温、蓄电池电压、电压及电压不平衡度等参数检测。、开关量： 高压进出线开关(断路器) 、主变分接头开关、主变低压侧总开关、分段开关、各支路出线开关、补偿电容器开关、柴油发电机回路开关、励磁开关、馈电线路的高压开关、隔离开关工作位置状态检测、以及过流、过压、欠压、过负荷、速断、变压器纵联差动、轻重瓦斯保护等电气保护状态检测。B、显示功能作为变电所人机联系的主要桥梁和手段的CRT

11、显示器，不仅可以取代常规的仪器、仪表，而且可实现许多常规仪表无法完成的功能。它可以实现就地指示、多画面显示，内容包括：显示采集和计算的实时运行参数。监控系统所采集和通过采集信息所计算出来的有功电能、无功电能及主变压器温度、系统频率等，都可以在CRT的屏幕上实时显示出来，同时在潮流等运行参数的显示画面上应显示日期和时间（年、月、日、时、分、秒）。屏幕刷新周期可在210s间（可调）；显示实时主接线图。主接线图上断路器和隔离开关的位置要与实际状态相对应。进行对断路器或隔离开关的操作时，在所显示的主接线图上，对所要操作的对象应有明显的标记（如闪烁等）。各项操作都应有汉字提示；事件顺序记录显示。显示所发

12、生的事件内容及发生事件的时间；越限报警显示。显示越限设备名、越限值和发生越限的时间；值班记录显示；历史趋势显示。显示主变压器负荷曲线、母线电压曲线等；保护定值和自控装置的设定值显示；其他。包括故障记录显示、设备运行状况显示等。C、人机界面友好、方便 画面完善、操作简单、具有语音报警，清晰明了，使用电子表格，系统生成简单、易于修改、方便统计；详实的技术及使用资料和灵活的在线帮助为使用者带来了方便。既能通过鼠标或键盘进行模拟操作，又能直接用手指通过触摸屏操作，就可对全站的运行工况和运行参数一目了然，可对全站的断路器和隔离开等进行分、合操作，彻底改变了系统的依靠指针式仪表和依靠模拟屏或操作屏等手段的

13、操作方式。 各高压柜所带用户名称，能根据现场实际变动情况，由具备操作资格的人员变更。一次接线图应根据现场实际的变动情况，由具备操作资格的人员变更、扩展。例如：在某段母线终端备用位置增加高压柜，需要变更一次接线图，相应的其他窗口、画面、控制等均能自动或人工做相应变更。在上位机改变各种设置、变更用户名称以及功能扩展时，必须有二位持不同密码的人员正确输入密码后方能进入修改、变更或功能扩展画面。D、事故报警、记录 声、光报警兼备，同时 在CRT 及大型显示屏上以醒目的方式显示故障回路及故障性质、类别。E、数据记录 实现重要模拟量、开关量和操作输出(按有关规定列出变量明细)的历史事件记录，以及累计变量的

14、自动累加，记录安全运行天数，同时可以打印有关报表及运行日志，以便于事故处理、经验分析和科学管理。事件顺序记录(常量存储及故障记录)。F、保护功能单元设备及线路微机保护，实现微机对主设备和输电线路的全套保护：高压输电线路的主保护和后备保护、变压器的主保护、后备保护以及非电量的保护、母线保护、低压配电线路保护、无功补偿装置如电容器组保护、所用变保护等。提高矿井供电系统的可靠性、选择性以及保护时限的精确度，降低保护配合时限差，有效避免越级跳闸。 灵敏度、可靠性、反应时间等各方面性能有明显的提高。G、遥控遥调功能电力系统中，电压和无功功率的调整对电网的输电能力、安全稳定运行水平和降低电能损耗有极大影响

15、。通过微机监控实现远方控制、远方输出信号、远方设定，一方面减轻操作负担，另一方面给出提示，保证可靠操作。H、联网通讯功能通讯包括两方面的内容：一是变电所内部各部分之间的信息传递，如保护动作信号传给中央信号系统报警；二是变电所与操作控制中心的信息传递，即远动通信。向控制中心传递变电所的实时信息，电压、电流、工绿的数值大小、开关位置状况、事件记录等；接受控制中心的开关操作控制命令以及查询和其他操作控制命令。现场过程控制单元、集中监控单元和上位集中管理单元之间实时通信；可以与上级网站联网，向上级管理部门转发信息。I、模拟功能可以进行微机上模拟操作和打印操作票，便于现场培训和保证正确操作。J、技术指标

16、装置的检测精度达到或超过国家有关标准，在今后一定的时期内保持技术先进。K、打印功能 定时打印报表和运行日志； 开关操作记录打印； 事件顺序记录打印； 越限打印； 召唤打印； 抄屏打印； 事故追忆打印； 显示画面(历史曲线、实时画面)拷屏。L、数据处理和管理功能 完成各类实时统计计算(功率总加、电度计算、功率因数计算、求限值)； 主变和输电线路有功和无功功率每天的最大值和最小值以及相应的时间； 母线电压每天定时记录的最高值和最低值以及相应的时间； 计算受配电电能平衡率； 统计断路器动作次数； 断路器切除故障电流和跳闸次数的累计值； 控制操作和修改定值记录； 建立实时系统运行数据库； 各管理数据统

17、计(线路倒闸次数、负荷保证率、平均功率因数、参数越限次数及时间累计、总电量、各时段百分比电流均方根等)，各类指标合格率统计； 在线校对时钟； 在线人工置数。M、大型模拟屏 需要的遥测(模拟量)、遥信(状态量)数据及CRT上显示的内容由模拟屏显示，直观简练。N、预防误操作 微机操作和现场操作过程实现微机监控闭锁，以防误操作。O、详细功能*35KV进线保护测控系统(1)设置方向定时限过流保护；(2)设置过电流保护；(3)设置三相一次重合闸；(4)专用测量回路，测量U、I、P、Q、COS；(5)五路以上的遥信量输入；(6)多路遥脉输入；(7)采用集中组屏方式。*35KV电厂进线保护测控系统(1)设置

18、光纤电流纵差保护；(2)设置过电流保护；(3)设置三相一次重合闸；(4)专用测量回路，测量U、I、P、Q、COS；(5)五路以上的遥信量输入；(6)多路遥脉输入；(7)采用集中组屏方式。*主变保护测控系统(1)设置主变差动保护；(2)设置过电流保护；(3)设置主变非电量保护；(4)设置主变过负荷告警；(5)设置风扇自启动装置及超温告警；(6)专用测量回路，测量U、I、P、Q、COS；(7)五路以上的遥信量输入；(8)多路遥脉输入；(9)采用集中组屏方式。*6KV馈出线保护测控系统(1)设置电流速断保护；(2)设置过电流保护；(3)三相一次重合闸；(4)小电流接地选线；(5)线路开关的遥控分合；

19、(6)线路开关、隔离刀闸变位遥测；(7)线路P、Q、IA、IC、COS、模拟量遥测；(8)脉冲电度表输入接口；(9)采用就地安装。*监控系统采用开放式系统设计组态完成监控功能，整流器提供保护信息功能及保护录波分析，具有以下功能： 实时数据采集； 数据统计和处理； 操作控制； 运行记录； 报表和历史数据； 人机界面； 保护信息； 操作票打印； 事故追忆。第2章 微机监控和保护系统设计方案的确定经过对兖矿集团公司、电解铝厂以及国内电力系统微机保护及监控方面技术资料的研究，国际国内变电所计算机应用主要经历了以下几个阶段：1、单板机开发的检测装置 单板机开发的装置存在于微机应用的初期，功能追求小而全，

20、由于技术水平低、装置可靠性差以及单板机的局限性，还在试验阶段就被淘汰； 2、(工业)微机集中检测系统 (工业)微机集中检测系统体现了大而全，一台微机 担负着现场数据采集 、处理、控制运算显示、打印和操作管理等诸多功能，在功能、画面和管理上有了很大的进步，但系统的控制和规模受到限制，同时危险集中、可靠性不能满足要求；3、远动监控装置 在微机应用领域的挫折，使得不少技术人员转而开发信号的远传和开关的远控，于是出现了远动监控装置，并在电力系统得到应用；4、单片机检测和保护装置 远动监控装置仅仅是电力系统计算机应用的一个插曲，在积累了丰富的实践经验后，人们又开发了单片机检测和保护装置，主要完成一项功能

21、，从而保证了装置的可靠性和响应速度，它接近仪表化，体积小、价格适中，在变电所开始使用；5、DCS系统 随着计算机技术的发展，特别是通信技术的发展，提出了DCS集中分散型控制系统，其在电力系统有了广阔的应用。 通过调研并结合鲍店煤矿的实际情况，拟采用分散式微机保护和计算机远动监控装置，构成DCS集中分散型控制系统。它具有以下特点：将自动化系统功能分散给多台计算机来完成，各功能部分通过简单的计算机通信交换技术信息，该系统可靠性大大幅度提高，维护也相对比较方便，性能价格比也比较高，控制功能相当强，适应性及扩充性好，技术水平先进。 该方案可以解决存在和可能出现的有关问题，保障供电系统的安全、可靠，提高

22、控制、管理水平，实现优质、经济运行。 该系统是一代集测控、保护功能于一体的新型变电站综合自动化系统， 从整体上分为三层：保护层、通信层、集中监控层。保护层由微机保护装置组成，可以在恶劣环境下长期可靠运行；微机保护将保护与测控功能合二为一，减少重复设备，简化设计，可就地安装在开关柜上，减少大量的二次接线，装置仅通过通信电缆或光纤与上层系统联系，取消了大量信号测量、控制保护电缆接入主控室，节省了投资，提高了系统的可靠性；国内外均有可靠的微机保护产品，符合国家或电力行业标准，但其价格有较大差别。通信层采用电力行业标准规约，可方便地实现不同厂家的设备互连。集中监控形成局域网络，提供信息的集中监视和远方

23、通信功能，可以同时以不同的规约向两个调度所或监控站转发不同的信息报文；提供的后台监控系统功能强大，界面友好，能很好地满足综合自动化系统的需要。第3章 设计方案的详细说明经过对国内自动化设备和变电所微机监控和保护系统的充分调研，鲍店35KV变电所微机监控和保护系统拟采用以下方案：3.1、控制系统结构选用先进的DCS分布式控制系统，它由综合保护单元、通信操作单元、集中监控单元及其后备单元(两套互为备用)和相应的通信网络构成，如图2所示。综合保护单元是可以独立工作的基本单元，它除包括变电所的主设备和输电线路的全套保护：高压输电线路的主保护和后备保护、变压器的主保护、后备保护以及非电量保护、母线保护、

24、低压配电线路保护、无功补偿如电容器组保护、所用变保护等。还应包括以下功能：负责模拟量、开关量的数据采集，按照一定的的控制算法对数据进行处理，输出模拟及开关量控制信号，对过程进行实时监视和控制，从而实现对某一工业过程、工艺流程的监测、保护和控制；同时存储一定时间段的数据(故障跟踪)，并按一定的协议将数据打包经现场通信接口传递到上位微机(通信功能)，也可以从上位微机接受数据或控制指令，直接实现对工业过程的控制(遥控功能)。 综合保护单元完成单元设备及馈线的保护、控制和信息处理，并实现与上位机的联网通讯。综合保护单元在满足功能要求的同时，还应满足保护装置快速性、选择性、灵敏性和可靠性要求。通信操作单

25、元与综合保护单元的通讯，对综合保护单元进行程序组态、数据通讯、数据处理、显示和控制；它与综合保护单元可以构成最简单的DCS控制系统，进行数据的记录与打印。通讯操作单元承担着保护测控单元、自动化设备和辅助设备与变电所计算机系统以及电网自动化系统通信的控制、协调、监视和管理作用。通过通信操作单元控制和协调，使得各保护测控单元，可实时、有序、可靠地与变电所计算机系统、电网自动化系统交换信息，传递变电所各种运行数据、设备状态、保护动作情况，接收各种控制命令，完成变电所计算机系统和电网自动化系统所要求的各种操作和控制。通过监视和管理，随时了解各设备、单元通信状态以及通信网络状态，对异常情况及时报警，甚至

26、采取必要措施，如通道切换，以维持系统正常的通信。接收众多综合保护单元的信息，并对其进行预处理，同时完成遥信和遥测信息送上位机。通过键盘操作，可在显示器上监视PCU的工作情况。集中监控单元通过高效的通讯网络与通信操作单元相连，实现信息的集中管理，主要完成各种实时信息的最终处理和实时统计管理信息的预处理，进行画面显示，包括数据采集、记录、存储和分析；事故报警和打印；建立当日、历史数据库以供网络调用处理、现场模拟、以及与更大的网络相连向上级调度转发信息，并与大型模拟屏控制装置相连进行模拟显示。运行监控系统相当于正常的监视和控制，取代常规的测量系统，指针式仪表、常规的操作机构和模拟盘，以计算机显示和处

27、理取代常规的告警、报警、中央信号、光子牌等；取代常规的远动装置等等。监控系统单元通过测控装置、微机保护以及变电所内其它微机化设备采集和处理变电所运行的各种数据，对变电所运行参数自动监视，按照运行人员的控制命令和预先设定的控制条件对变电所进行控制，为变电所运行维护人员提供变电所运行监视所需的各种功能，减轻运行维护人员的劳动强度，提高变电所运行的稳定性和可靠性。用户用来调用实时监控系统的历史和实时数据库，对各种实时管理信息进行统计计算处理，将统计结果以画面或报表形式输出。数据库供网络共享。 综合保护单元与通讯操作单元(工程师操作站)之间采用RS-485接口相连，用双绞线、电流环形成现场总线，安装方

28、便、通信可靠，波特率可以达到19.2K。操作站与集中监控单元之间采用网线相连，构成局域网，通信高效、可靠，波特率可以达到1M。备用机主要作为上位机的后备，并完成其他任务。3.2、微机综合保护单元的工作原理微机型保护是由在微处理器、存贮器、通讯接口等硬件构成的，微机硬件的发展必然会促进微机保护技术的发展。为了改善继电保护的性能，可采用更加复杂的算法以完成更多的功能，对处理器的计算速度、精度，对模数转换的采样速率、精度的要求也更高了。为了便于事故分析要求有更完善的故障录波功能，需要增设大容量非挥发性的存贮器。为了满足综合自动化的要求必须具备标准协议的通讯接口。从电网一次设备CT及PT采集的电流、电

29、压信号，经过主模块上的精密电流、电压传感器采样，再经过低通滤器滤波、高精度运算放大器放大、限幅保护，变换成一定幅度的交流电压信号，此信号经多路模拟开关进入微机的A/D转换通道进行模数转换，转换后的数字量由CPU进行运算、处理。同时CPU接受经过光电隔离的脉冲信号和遥信量输入信号以及键盘输入的定值等信号。所有信号经CPU处理，发出相应的开关信号到接口电路，接口电路再把开关命令转换为驱动输送到出口继电器驱动线圈。CPU还发出相应的位置、状态信号，显示所有信号测量、保护动作值；开关变位记录、整定过程、查询过程、事故故障等信息。与上位机通讯，实现遥测、遥信、遥调、遥控等功能，实现定值的远方查询定及控制

30、功能。3.2.1、主变保护单元的功能 (1)差动保护； (2)过流保护； (3)过负荷保护； (4)轻、重瓦斯、温度保护； (5)PT断线保护。主保护为二次谐波制动的比率差动保护，以及无制动的差流速断保护，带CT断线闭锁功能。后备保护提供复合电压闭锁的过电流保护，过负荷时实现闭锁变压器分接头调压；并具备PT断线报警等功能。开关量保护可实现瓦斯、温度等非电量的保护。3.2.2、馈线保护单元的功能速断保护： (1)过流保护； (2)过负荷保护； (3)功率方向过流保护。实现带方向(或不带方向)的速断保护、过流保护、低电压和滑差闭锁的低频减载保护；实现事故追忆功能，自动记录事故类型、时间和动作值；保

31、护出口继电器采用大容量小型继电器，触点容量DC220V 6A。3.2.3、电容器保护单元的功能 (1)电流速断保护； (2)过流保护； (3)欠压保护； (4)过电压保护； (5)零序电压保护。3.2.4、母联保护单元的功能见馈线保护；实现分段的保护、测量、控制等功能；运动功能。3.2.5、关于准同期装置罗厂和电厂双电源在联网的时候，相位、频率是否一致十分重要的问题。该装置提供罗厂和电厂分别供电的相位、频率是否一致的信号指示和并网时的连锁。3.2.6、微机模拟操作变电所日常运行中经常要进行倒闸操作，每次操作前都得先编写倒闸操作票，并在模拟盘上模拟操作预演，还要有专人在现场对就地操作过程监票执行

32、。这种操作对操作人员的素质要求提高、手续繁杂、劳动强度也大。即使有如此严格的要求，人为因素造成的差错仍是时有发生。将模拟开关布置图和变电所的操作规程输入微机，编制直观、鲜明的视图和正确处理开关逻辑状态的处理程序，就可以在CRT上用键盘或鼠标移动光标到指定开关图形上，模拟开关操作；简单的操作就可以模拟断路器、隔离开关的分合操作以及各保护设备的投切操作。当确认操作正确时，打印操作票，并对将要操作的配电盘提供声光信号提示或程序闭锁，从而有效地防止误操作的发生。3.2.7、模拟屏模拟屏通过RS-232通信口接受来自微机后备站的信号，显示刀闸、断路器的开关状态，显示主要的保护单元采集的电压、电流、功率等

33、信息。3.2.8、光纤电缆保护装置电厂双电缆采用光纤纵联保护，当电缆出现故障，则会实现故障电缆的自动检测和切除，保障供电的正常运行。3.2.9、工业现场总线保护单元与微机监控单元之间用双铰线相连，传输数字信息，此即为工业现场总线；采用RS-485通信口，允许最大通信距离为1500米。接线方便、通信可靠、费用较低。3.2.10、微机综合保护监控装置的技术指标、额定数据：电源电压：DC/AC 220V/110V交流电压：110V交流电流：5A/1A频率：50Hz、交流回路的过载能力：交流电压：连续工作1.2Un交流电流：持续工作2In，20In时可持续1S、功耗：直流功耗：正常15W，跳闸20W交

34、流电压：0.5VA/相交流电流：0.5VA/相、主要技术指标：电流元件：电流定值0.1In20In 时间定值0S99.9S重合闸时间：0S99.9S低周减载：低周定值45Hz50Hz 低周低压闭锁0120Vdf/dt闭锁1Hz10Hz 频率计算误差0.04Hz瞬时动作时间25ms保护动作定值误差5%事故顺序记录分辨率4ms 正确率100%调出画面及数据更新时间3S、测量误差：电流、电压0.2%有功功率、无功功率0.5%频率0.01Hz、耐压性能：符合IEC255-5，GB/T15145-94、干扰性能： 符合IEC255-5，GB/T15145-94、冲击电压：各输入输出端子分别对地，交流和直

35、流回路之间，交流回路和交流电压回路之间，能承受5KV峰值的标准雷电波冲击实验。、机械性能：正常条件：通过1级震动响应、冲击响应实验。运输条件：通过1级震动耐久、冲击耐久及碰撞实验。、环境条件：存储温度：-2570工作温度：-2055相对湿度：最大不超过90%大气压力：80110Kpa，相对 海拔高度2Km以下。3.3、变电所改造中所需的设备配置如下表所示：设计所需的设备配置清单表序号单 元 名 称设 备 名 称数量备 注1.35KV主变综合保护测控单元主变保护单元RCS-96792主变测控单元RCS-96031主变保护测控屏2面2.35KV线路保护测控单元35KV线路保护单元RCS-96122

36、光纤纵差保护单元RCS-9613435KV线路保护测控柜2面35KV母联保护单元RCS-961113.6KV线路保护测控单元6KV线路保护测控单元RCS-9611324.电压并列单元电压并列RCS-9662A25.电容器保护单元电容器保护单元RCS-96316.集中监控单元（工作站）主机HP-P3 766/64M/20G/15多媒体2台21显示器2台EPSON打印机LQ-16002台UPS不间断电源1KW2H1台微机桌椅网卡、集线器3模拟操作及工作票制作软件17.通讯单元总控单元RCS-9698A1测控柜1通讯软件1接收分站遥测软件18.电缆网络电缆1600M3信号电缆RVVP1000M415

37、安装线缆453418M159.其它配件按钮及指示灯68各就地远方转换开关37接线端子及导轨支架线缆固定支架32按装材料模拟屏第四章 实施方案与设备配置系统均按“35KV变电所微机自动化系统技术条件”设计与配置，符合现行规程的有关要求。参见图3柜面布置图。（1）、两台主变压器设两台主保护单元柜。包括变压器纵差保护装置和两台后备保护装置。（2）、35KV两条罗厂线路设一台线路保护测控单元柜。包括：设2台线路保护单元攻2台数字电能表；母联保护再设1台线路保护单元。（3）、35KV两条电厂线路设一台光纤电缆纵联保护单元柜。包括：设4台光纤纵联保护单元，其中2台安装于电厂一侧，其间用数字光纤相连。（4）

38、、6KV线路设28台线路保护单元和28个脉冲电度表，安装于原来的各个配电柜。（5）、6KV母联设1台线路保护单元，安装于原来的配电柜。（6）、6KV电容柜设1台电容器保护单元，安装于原来的配电柜。（7）、6KV进线设2台线路保护单元，安装于原来的两个配电柜。（8）、6KV电厂进线设2台线路保护单元，安装于原来的配电柜。（9）、设通信操作单元柜 包括一台高性能、高可靠性工业微机，显示屏为15寸液晶显示屏LCD，向下留有6个RS-485通信口、每八台综合保护单元并联到一个RS-485通信口，组成现场工业通信总线，实现与保护装置的通信；向上留有网口，与集中监控单元相连，组成局域网，实现与集中监控单元

39、的通信。（10）、设集中监控单元构成完整的DCS系统其与通信操作单元组成局域网，留有网口，可与矿内局域网相连。设置集中控制柜安装集中监控单元。集中监控单元包括3台微机工作站，其中一台为主站、一台为后备站、另一台负责与模拟屏通信和操作人员的模拟操作。（11）、传感器采用原有的，例如PT和CT 从被检测的参量中提取出有用的信息（它往往是电量）的器件，有时还将它转换成易于传递和处理的电信号，称之为传感器。传感器是由敏感元件本身（有时包括一次或两次转换元件）或者和部分的测量电路构成。传感器应实现与强电隔离和高精度，保证35KV变电所内电信号的高可靠、高精度。（12）、本系统具有以下特点：1)、采用分散

40、式微机保护、控制单元，每单元都具有独立的电源，独立的CPU，独立的交流输入及采样回路，独立的输出执行回路，从而保证装置有很高的可靠性；2)、微机保护可以极大地降低保护配合定值级差，可以有效地避免为实现保护配合的选择性而不得不增大时限的现象；3)、微机保护可以灵活方便地根据供电系统运行方式而随机更改定值，另外系统还具有较强自诊断功能。例如：定时运行状态自动检测、故障诊断、看门狗、异常报警等；4)、系统维护使用简单 、随系统配置作图、制表、在线数据生成、统计数据处理联网、硬件测试等辅助软件包，为制作画面、表格、修改参数、计算统计、辅助联网提供手段。 、使用操作方便，人机实时对话采用功能菜单选择、汉

41、字提示警告、屏幕窗口对话。5)、可方便的将系统从调度自动化延伸到企业现代化管理方面。第5章 主要单元功能详细说明5.1保护测控单元5.1.1、RCS9679主变保护装置(1)、基本配置及规格a、基本配置本装置包括差动速断保护，比率差动保护（采用二次谐波制动原理），高、低侧复压过流保护（各三段），10路非电量保护（其中6路可直接跳闸），CT断线判别，PT断线判别，过负荷发信，过载闭锁有载调压，过负荷起动风冷和零序过电压报警等功能；同时装置还有三路不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回路。b、装置的性能特征、差动速断及比率差动保护性能a）、差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器，用以保证在变

42、压器内部发生严重故障时快速动作跳闸，典型出口动作时间小于15ms。 b) 、比率差动保护的动作特性显示出能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。 、采用软件调整变压器各侧电流的平衡系数方法，把各侧的额定电流都调整到保护装置的额定工作电流In（In=5A或1A）。 、采用可靠的CT断线报警闭锁功能，保证装置在CT断线及交流回路故障时不误动。 、采用变压器接线方式整定的方法，使软件适用于变压器的任一接线方式。 、本装置算法的突出特点是在较高采样率的前提下，保证了在故障全过程对所有继电器的并行实时计算，装置有很高的固有可靠性及动作速度。c、技术数据a、额定数据直流电源：220V，110V允许偏差+15，2

43、0交流电压：100/3V，100V交流电流：5A，1A频率：50Hzb、功耗交流电压：0.5VA/相交流电流：1VA/相（In=5A）0.5VA/相（In=1A）直流：正常35W跳闸50Wc、主要技术指标、差动保护、 整组动作时间 差动速断15ms(1.5倍整定值)比率差动20ms(2倍整定值，无涌流制动情况下)、 起动元件差流电流起动元件，整定范围为0.3Ie1.5Ie，差0.01 Ie（Ie为被保护变压器的额定电流）。、 变压器各侧电流的平衡系数调整通过软件实现，对Y侧最大平衡系数应小于2.3，对侧最大平衡系数应小于4。、 差动速断保护整定范围为314 Ie。、 CT断线可通过整定控制字选

44、择闭锁比率差动保护出口或仅发报警信号。、 电流定值误差5%、 比率差动制动系数0.30.75可调、 二次谐波制动系数0.10.35可调、后备保护电流定值：0.1In20In电压定值：2100V定值误差：5%时间定值误差：1%整定值20ms、非电量保护 、继电器重动时间延时：约10ms、继电器重动动作功率：额定电压下约5W、非电量保护的延时时间可达100分钟，而且时间误差1%整定值20ms、输出接点容量 出口继电器接点最大导通电流为5A、允许环境温度 正常工作温度2560、抗干扰性能符合国际标准。(2)、RCS9679装置的原理 如图输入I1、I2、I3三侧电流和低压侧电压，由（I1+I2+I3）构成差动电流，作为差动继电器的动作量；由（I1+I2）构成高压侧后备保护的动作量。高、低压侧的复压过流中的复合电压取自低压侧母线PT。在本装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器均采用星形接线，各侧电流方向均指向变压器。各侧电流的平衡系数调整通过软件完成，不需外接中间电流互感器。Y I1 * * I2 I3 *YY