35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)分析及設(shè)計

-.z.畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)分析與設(shè)計學(xué)生：學(xué)號：130763234班級:專業(yè)：電氣及自動化指導(dǎo)教師：目錄摘要IV1緒論11.1變電站自動化的意義11.2變電站綜合自動化發(fā)展概述11.3變電站綜合自動化系統(tǒng)分析21.4本文的主要工作4235kV變電站綜合自動化系統(tǒng)概況62.1變電站綜合自動化分層配置的基本結(jié)構(gòu)62.2電氣本體72.2.1主變壓器容量、臺數(shù)的選擇原則72.2.2短路電流的計算步驟82.3變壓器型式的選擇原則132.3.1相數(shù)的確定132.3.2繞組數(shù)的確定132.3.3繞組接線組別的確定132.3.4冷卻方式的選擇142.3.5高壓斷路器的選擇和分析142.3.6高壓隔離開關(guān)的選擇142.3.7高壓熔斷器的選擇152.3.8電流互感器與電壓互感器的選擇152.4繼電保護及二次回路163變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計203.1設(shè)計目標(biāo)203.2硬件系統(tǒng)設(shè)計203.2.1智能單元與站級主控制計算機203.2.2音響報警裝置203.2.3計算機網(wǎng)絡(luò)213.3計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計213.3.1操作系統(tǒng)213.3.2應(yīng)用軟件及支持軟件環(huán)境設(shè)計213.3.3監(jiān)視與控制模塊設(shè)計233.4系統(tǒng)設(shè)備244系統(tǒng)功能說明及性能指標(biāo)264.1成套設(shè)備功能說明264.1.135KV間隔264.1.2主變間隔264.1.310KV間隔264.1.4公用間隔284.2監(jiān)控系統(tǒng)功能說明29數(shù)據(jù)采集與處理294.2.2統(tǒng)計計算304.2.3報警處理324.2.4保護功能344.2.6與遠程調(diào)度中心的接口354.2.7與其他設(shè)備的接口354.2.8維護功能354.3性能及指標(biāo)364.3.1系統(tǒng)性能的具體實現(xiàn)364.3.2主要的技術(shù)指標(biāo)37結(jié)論40辭41參考文獻42摘要變電站自動化自20世紀90年代以來一直是我國電力行業(yè)中的熱點之一，根據(jù)電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展要求和市場經(jīng)濟的規(guī)律，變電站綜合自動化有著飛速的發(fā)展速度和廣闊的發(fā)展空間。特別是當(dāng)前Internet技術(shù)日漸成熟和流行，應(yīng)用快速以太網(wǎng)通信的Web技術(shù)在電網(wǎng)自動化方面得到了廣泛的應(yīng)用?；贗nternet技術(shù)的和面向?qū)ο蟮姆謱油ㄐ拧⒎稚⒉贾玫淖冸娬揪C合自動化技術(shù)成為當(dāng)今領(lǐng)域的先進代表。本文以新建35kV南洋變電站的設(shè)計建設(shè)為背景，通過對國外變電站綜合自動化發(fā)展情況的分析和總結(jié)，特別是對現(xiàn)在處于先進領(lǐng)域的分層布置、分散式結(jié)構(gòu)的變電站綜合自動化系統(tǒng)進行了全面的分析和闡述。在分析各種變電站綜合自動化的模式和重點探討先進技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，結(jié)合變電站的工程情況，提出采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的分散式綜合自動化系統(tǒng)整體設(shè)計方案，現(xiàn)場智能單元采用電力自動化設(shè)備總廠的HS*5010通信處理裝置與保護裝置配合使用，并對其監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理、監(jiān)視與控制功能、報表輸出模塊、數(shù)據(jù)庫查詢等主要功能模塊進行了設(shè)計。最后根據(jù)設(shè)計方案，結(jié)合現(xiàn)場實際工業(yè)條件，對監(jiān)控系統(tǒng)功能做了實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：變電站，綜合自動化、監(jiān)控系統(tǒng)、二次回路-.z.1緒論1.1變電站自動化的意義變電站自動化自20世紀90年代以來一直是我國電力行、IT中的熱點之一。所以成為熱點，是建設(shè)的需要，日前全國投入電網(wǎng)運行的35-110kV變電站18000座(不包括用戶變)，220kV變電站有1000多座，500kV變電站大約有70座。而且每年變電站的數(shù)量以3%-5%的速度增長，也就是說每年都有數(shù)千座新家建變電站投入電網(wǎng)運行。同時，根據(jù)電網(wǎng)的要求，特別是自上個世紀末在我國全圍開始的大規(guī)模城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，不但要新建許多變電站，現(xiàn)有將近一半以的建設(shè)于上世紀六、七年代、甚至還有五年代的老舊變電站因設(shè)備舊老化而面臨改造。二是市場的因素，采用綜合自動化系統(tǒng)，可在遠方設(shè)立集控站，通過遠方遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、遙視等五遙功能集中監(jiān)控若干個變電站，變電站現(xiàn)場實現(xiàn)無人值班，節(jié)約了大量的人力；它通過SCADA系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)了辦公自動化，提高了管理效率，為管理人員的決策提供了切實有力的依據(jù)*供電公司新建的35kV變電站是降壓變電站，將35kV電壓進行降壓變?yōu)?0kV，供給用戶使用。1.2變電站綜合自動化發(fā)展概述35kV及以上電壓等級的變電站的二次回路部分是由繼電保護、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、遠動裝置、故障錄波和測距、直流系統(tǒng)與絕緣監(jiān)視及通信等各類裝置組成的，以各自采用獨立的裝置來完成自身的功能。80年代由于微機技術(shù)的發(fā)展，遠動終端、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、故障錄波等裝置相繼更新?lián)Q代，實現(xiàn)了微機化，人們開始考慮集成變電站二次回路各種功能的綜合自動化系統(tǒng)。但當(dāng)時的變電站自動化系統(tǒng)實際傳統(tǒng)的控制屏臺仍予保留。這可以說是國變電站自動化技術(shù)的第一階段。90年代數(shù)字保護技術(shù)(即微機保護)的廣泛應(yīng)用，使變電站自動化取得實質(zhì)的進展。90年代初研制出的變電站自動化系統(tǒng)是在變電站控制室設(shè)置計算機作為變電站自動化的心臟，另設(shè)置一數(shù)據(jù)采集和控制部件用以采集數(shù)據(jù)和控制命令。微機保護柜除保護部件外，每柜有一管理單元，其串行口和變電站自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制部件相連接，傳送保護裝置的各種信息和參數(shù)，顯示保護定值，投/停保護裝置，此類集中式變電站自動化系統(tǒng)可以認為是變電站自動化系統(tǒng)的第二階段。90年代中期，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，同時結(jié)合變電站的實際情況，研制成功了各種變電站自動化系統(tǒng)并投入運行。系統(tǒng)的特點是將現(xiàn)場輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關(guān)柜或高壓一次設(shè)備附近，現(xiàn)場單元部件是保護和監(jiān)控功能的二合一裝置，用以處理各開關(guān)單元的繼電保護和監(jiān)控功能，亦可以是現(xiàn)場的微機保護和監(jiān)控部件，分別保持其獨立性。在變電站控制室設(shè)置計算機系統(tǒng)－－該系統(tǒng)也可布置在遠方的集控站，對各現(xiàn)場單元部件進行通信聯(lián)系。通信方式多采用常用的串行口如RS-232C,RS-422/485。但近年推出的分散式變電站自動化系統(tǒng)更多地采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，遙測遙信采集及處理，遙控命令執(zhí)行和繼電保護功能等均由現(xiàn)場單兀部件獨眾完成，并將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)送至后臺主計算機，而變電站自動化的綜合功能均由后臺主計算機系統(tǒng)承擔(dān)。因此，現(xiàn)在的變電站綜合自動化系統(tǒng)，概括起來，就是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)變電站的測量、監(jiān)控、保護等功能通過計算機網(wǎng)絡(luò)綜合在起，構(gòu)成一個資源和信息共享的綜合自動化系統(tǒng)，從而將傳統(tǒng)的變電站控制屏、保護屏、控制臺等結(jié)構(gòu)進行了集成，可以實現(xiàn)遠方監(jiān)控，集中管理，進而實現(xiàn)變電站無人值班，并且實現(xiàn)了變電站管理的自動化。同時由于裝置實現(xiàn)了高度的集成，大大節(jié)省了變電站占地。在當(dāng)今土地資源和人力資源日趨緊的情況下，實現(xiàn)變電站的綜合自動化具有明顯的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢。1.3變電站綜合自動化系統(tǒng)分析變電站自動化系統(tǒng)中，面向?qū)ο蠹夹g(shù)己成為一個十分流行的趨勢，即不單純考慮*一個量，而是為*一設(shè)備配備完備的保護和監(jiān)控功能裝置，以完成特定的功能，從而保證了系統(tǒng)的分布式開放性。從技術(shù)發(fā)展的趨勢看，將來的測控設(shè)備還將和一次設(shè)備完全融合，即實現(xiàn)所謂的智能一次設(shè)備，每個對象均含有保護、監(jiān)控、計費、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫，面向自動化的僅是一對通信雙絞線，該雙絞線以網(wǎng)絡(luò)方式和計算機相連。一個典型的變電站自動化系統(tǒng)，可分為三個層次，三個層次分別為:.現(xiàn)場1/0層，用于和現(xiàn)場一次設(shè)備的信號和控制相連。.通信層，完成上位機(Workstation)和數(shù)據(jù)終端設(shè)備((DCU)的數(shù)據(jù)和命令傳輸。.計算機管理層，完成相應(yīng)的SCADA及變電站管理功能以及其它相應(yīng)的輔助功能。(1)現(xiàn)場單元功能與性能在變電站自動化系統(tǒng)中，特點是以變電站一次設(shè)備(如高低壓開關(guān)等)為單位?，F(xiàn)場單元可以是監(jiān)控和保護二合一裝置，亦可以保持相對獨立，但有一點是共同的，就是現(xiàn)場單元要求能獨立完成監(jiān)控和保護的功能。現(xiàn)場監(jiān)控單元具有遙測量采集及計算，遙信采集及處理，電能脈沖采集及累計，遙控命令接收與執(zhí)行，對關(guān)鍵芯片的定時自檢，與保護單元的通信(當(dāng)與保護單元保持相對獨立時)，并在當(dāng)?shù)仫@示等功能。現(xiàn)場保護單元具有根據(jù)安裝單位的繼電保護配置完成保護功能，按收與執(zhí)行后臺機下發(fā)的保護定值修改，自檢功能，發(fā)送保護裝置的工作信息、告警信息、動作信息、自檢信息，與上級對時，接收與發(fā)送上級對保護裝置整定值和測量值的查詢。(2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)約網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在變電站自動化系統(tǒng)中，早期常用的串行通信接口RS-232、RS-422/485,不足之處是RS-232C通信有效距離短(15m)，而RS-485總線為主從結(jié)構(gòu)，主接點工作繁忙時，影響系統(tǒng)性能和可靠性。目前的變電站自動化所采用的通信方式多是由兩級構(gòu)成。在下層，采用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)間隔層的數(shù)據(jù)共享和監(jiān)控信息的集中，在變電站層應(yīng)用局域網(wǎng)技術(shù)。在變電站自動化向分散式系統(tǒng)發(fā)展時，采用計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點來替代傳統(tǒng)串口通信成為一種必然。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機之間是相互獨立的和平等的，目前系統(tǒng)普遍采用的是現(xiàn)場總線型通信方式?，F(xiàn)場總線網(wǎng)是一種多點共享的廣播通信信道網(wǎng)，較點對點通信信道網(wǎng)(星形網(wǎng))為優(yōu)，各結(jié)點連在一條總線L(亦可采用冗余總線)，而應(yīng)用快速以太網(wǎng)通信的Web技術(shù)能夠做到在不減少當(dāng)前的系統(tǒng)功能的前提下，實現(xiàn)信息資源的有效使用。通信規(guī)約目前，應(yīng)用最為廣泛和成熟的通信協(xié)議就是TCP/IP和HTTP協(xié)議。在現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)中，其監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)還沒有實現(xiàn)與管理信息系統(tǒng)的有效連接。只是實現(xiàn)了監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)對管理信息系統(tǒng)的信息提供(存在信息的轉(zhuǎn)換)，其中為了保證監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的安全性，監(jiān)控調(diào)度方不接受來自管理信息系統(tǒng)的任何信息，它僅負責(zé)提供信息，這一點從安全性上來考慮，當(dāng)然是有道理的。但是它也限制了監(jiān)控系統(tǒng)信息的有效使用。當(dāng)前國際上Internet技術(shù)日漸成熟和流行，基于該種技術(shù)的各種應(yīng)用也顯示出有別于傳統(tǒng)技術(shù)的種種優(yōu)點。應(yīng)用快速以太網(wǎng)通信的Web技術(shù)能夠做到在不減少當(dāng)前的系統(tǒng)功能的前提下，實現(xiàn)信息資源的有效使用。Web技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動化主要采用快速以太網(wǎng)通信模式和TCP/1P,HTTP協(xié)議，具有很大的優(yōu)點。1.4本文的主要工作1設(shè)計任務(wù)要求：（1）設(shè)計容：包括變電站供電系統(tǒng)簡況；電氣主接線優(yōu)化設(shè)計，繪制電氣主接線圖；供電系統(tǒng)各處三相短路電流計算；主變壓器繼電保護及整定計算；中央信號裝置的設(shè)計。（2）要求繪制電氣主接線圖、主變壓器繼電保護圖、線路出線繼電保護圖和中央信號裝置接線圖。2根據(jù)*供電公司需要新建的35kV變電站的具體情況，完成變電站綜合自動化的如下目標(biāo)：(1)實時數(shù)據(jù)采集與處理(2)計算數(shù)據(jù)的處理(3)數(shù)據(jù)庫管理(4)實現(xiàn)順序記錄和事故追憶(5)報警(6)繪圖及顯示(7)報表打印(8)控制操作和同期檢測(9)遠動功能(10)系統(tǒng)自診斷與自恢復(fù)(11)遠程監(jiān)視與維護(12)各種保護功能(13)保護設(shè)備管理功能(14)故障錄波分析功能235kV變電站綜合自動化系統(tǒng)概況主接線圖如下2.1變電站綜合自動化分層配置的基本結(jié)構(gòu)本變電站自動化是應(yīng)用自動控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計算機硬軟件系統(tǒng)代替人工對變電站進行監(jiān)控、測量、運行操作的自動化系統(tǒng)。具體的說就是將變電站的二次設(shè)備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置等），利用微機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)控、測量、運行和操作。本變電站位無人值班變電站，即無固定人員在所進行日常監(jiān)視和操作的變電站。本變電站自動化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按縱向分為變電站層、網(wǎng)絡(luò)層和間隔層。變電站層即站級主站層。站級工作站一般主要由操作員工作站、五防終端、遠動主站及工程師工作站組成，本變電站中有一臺研祥工控機實現(xiàn)這些功能。變電站層設(shè)備也采用分布式、開放式的設(shè)計，組態(tài)完成站監(jiān)控功能，全面提供設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及控制、保護信息記錄與分析等功能。網(wǎng)絡(luò)層主要完成變電站層和間隔層之間的通訊。本站間隔層在站按間隔分布式配置。間隔層的設(shè)備均直接下放至開關(guān)場就地，減少大量的二次接線。各間隔設(shè)備相對獨立，僅通過通信網(wǎng)互聯(lián)，并同變電站層的設(shè)備通信，節(jié)省投資，提高系統(tǒng)可靠性。2.2電氣本體主變壓器容量、臺數(shù)的選擇原則主變壓器容量、臺數(shù)直接影響主接線的的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定應(yīng)綜合各種因素進行分析，做出合理的選擇。主變壓器臺數(shù)的確定（1）從供電系統(tǒng)的可靠性的要求，對負荷較大的變電站來說，應(yīng)選擇采用兩臺變壓器較為合適，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電。（2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。主變壓器容量的確定變壓器容量和它所在電網(wǎng)功能相適應(yīng)，一般情況下單位容量（MVA）費用、系統(tǒng)短路容量、運輸條件等都是影響選擇變壓器容量時的因素。具體選擇時，可遵循以下原則：裝有兩臺主變壓器的變電所，Ⅰ任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足計算負荷的大約60%－70%的需要，即Ⅱ任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需要，即Ⅲ適當(dāng)考慮今后5-10年電力負荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小，更宜留有較大的裕量。電力變壓器額定容量是在一定溫度條件下（例如戶外安裝，年平均氣溫為20℃）的持續(xù)最大輸出容量（出力）。如果安裝地點的年平均氣溫℃時，則年平均氣溫每升高1℃，變壓器容量相應(yīng)地減少1%。因此戶外電力變壓器的實際容量（出力）為：因此戶電力變壓器的實際容量（出力）為：考慮到今后發(fā)展的需要，選擇容量為6300KVA的變壓器。短路電流的計算步驟1、把該變電站主接線圖中去掉不參與短路電流計算的開關(guān)設(shè)備，得到短路電流計算圖如2-1所示=35kv=10kV圖2-1電力系統(tǒng)架空線路變壓器2、求各元件的電抗標(biāo)么值，取=100MVA，線路：變壓器：當(dāng)在K1處發(fā)生三相短路時，作出等值電路圖，如圖2-2所示0.175圖2-20.175最大運行方式下電源至短路點的總電抗為：無限大容量電源短路電流周期分量的標(biāo)么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量最小運行方式下電源至短路點的總電抗為:==0.175無限大容量電源=1短路電流周期分量的標(biāo)么值有名值沖擊電流短路容量當(dāng)在K2處發(fā)生三相短路時，作出等值電路圖如下2-3所示0.1750.94圖2-30.1750.94最大運行方式下電源至短路點的總電抗為無限大容量電源=1短路電流周期分量的標(biāo)么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量最小運行方式下電源至短路點的總電抗為無限大容量電源=1短路電流周期分量的標(biāo)么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量短路電流計算結(jié)果表短路點運行方式電源至短路點電抗標(biāo)么值短路電流周期分量有名值（KA）沖擊電流（KA）全電流（KA）短路容量S（MVA）K1最大0.087517.845.326.91140最小0.1758.922.713.4570K2最大0.569.824.914.8179最小1.1154.912.67.4902.3變壓器型式的選擇原則相數(shù)的確定電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價格低、占地面積小，而且運行損耗減少12～15％。因此，在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。繞組數(shù)的確定變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。35kV及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。繞組接線組別的確定35kV采用“Y”聯(lián)接，其中性點多通過消弧線圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線，近年來，也有采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側(cè)均接成星形。冷卻方式的選擇變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。綜上所述，本變電站采用兩繞組的三相變壓器，有載調(diào)壓，YNd11接線，強迫風(fēng)冷。高壓斷路器的選擇和分析高壓斷路器可在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設(shè)備的安全運行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。（1）高壓斷路器的主要參數(shù)：斷路器正常工作時的線電壓為額定電壓（及35kV戶外開關(guān)應(yīng)選擇額定電壓為40.5kV，10kV戶斷路器應(yīng)選擇額定電壓12kV）；斷路器允許長期通過的最大工作電流為額定電流(35KV額定電流應(yīng)選擇1600A,10kV戶斷路器應(yīng)選擇額定電流1250kV)；額定斷開電流是斷路器開斷能力的標(biāo)志，其大小與滅弧室的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)，額定開斷電流選擇是應(yīng)與額定動穩(wěn)定電流、額定短路耐受電流選擇的電流大小相同，校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定性：；校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定性：It2t≥I∞2tima；校驗高壓斷路器的斷流容量（或開斷電流）：熔斷斷流容量按校驗。；根據(jù)上述分析并查資料：35KV高壓斷路器選擇LW16-40.5型高壓六氟化硫斷路器；10KV高壓斷路器選擇ZN63A(VS1)-12型選擇戶高壓真空斷路器高壓隔離開關(guān)的選擇高壓隔離開關(guān)的作用：高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設(shè)備。根據(jù)設(shè)計條件，選擇戶外型高壓隔離開關(guān)，它可用于戶外有電壓無負載時切斷或閉合6-500KV電壓等級的電氣線路。戶外型高壓隔離開關(guān)一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動觸頭和操動機構(gòu)等組成，單相或三相連聯(lián)動進行操作。戶外隔離開關(guān)可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶。根據(jù)上述條件和要求并查表有：35kV高壓隔離開關(guān)選擇GW4-40.5/630型；高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器的選擇：除按環(huán)境、電網(wǎng)電壓、電源選擇型號外，還必須按校驗熔斷器的斷流容量；熔斷器額定電流按選，對保護變壓器的熔件，其額定電流可按變壓器額定電流的1.5～2倍選擇35kV高壓熔斷器選擇P*WO-35-0.5A型熔斷器。2.3.8電流互感器與電壓互感器的選擇電流互感器是一次電路與二次電路間的連接元件，用以分別向測量儀表和繼電器的電壓線圈與電流線圈供電。電流互感器一次側(cè)匝數(shù)少，串接在主路中，二次線圈與負載的電流線圈串聯(lián)，接近短路狀態(tài)。電流互感器的選擇條件：（1）.額定電壓大于或等于電網(wǎng)電壓：（2）.原邊額定電壓大于或等于長時最大工作電流:（3）.二次側(cè)總?cè)萘繎?yīng)不小于該精度等級所規(guī)定的額定容量:（4）.校驗：部動穩(wěn)定按：:電流互感器額定一次電流；：動穩(wěn)定倍數(shù)外部動穩(wěn)定按:根據(jù)上述選擇條件：35KV側(cè)的電流互感器選擇LCWB-35W2型零序電流互感器10KV側(cè)的電流互感器選擇LZZBJ9-10C2型零序電流互感器電壓互感器的選擇電壓互感器一次側(cè)是并接在高壓側(cè)，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯(lián)，一次側(cè)匝數(shù)很多，阻抗很大，因而，它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。電壓互感器的類型及接線按相數(shù)分單相、三相三芯和三相五芯柱式；按線圈數(shù)來分有雙線圈和三線圈；實際中廣泛應(yīng)用三相三線五柱式（Y－Y）。2.4繼電保護及二次回路(1)變壓器保護主保護:采用二次諧波制動的差動保護、瓦斯保護、不帶延時的差流速斷作為差動保護作為變壓器的主保護。后備保護:采用10.5kV相間低壓閉鎖的一次過電流保護，有選擇跳分段或主變及電容器開關(guān)。另外負荷保護延時作用于報警信號，輕瓦斯保護作用于報警信號，低壓斷線作用信號。(2)變壓器備自投裝置啟動條件:在二臺主變一工一備的運行狀態(tài)下，運行主變差動、瓦斯保護動作跳變壓器及電容器開關(guān)。運行主變二次無電壓、一次無電流。自投備用主變兩側(cè)開關(guān)，并保證自投一次。(3)10.5kV分段開關(guān)備自投裝置啟動條件:在二臺主變二次側(cè)分裂運行狀態(tài)下，一臺主變差動、瓦斯保護動作，跳變壓器及本側(cè)電容器開關(guān)。主變二次無電壓、一次無電流。檢另一臺主變二次有電壓，自投分段開關(guān)，并保證自投一次。(4)10.5kV線路及側(cè)路開關(guān)保護=1\*GB3①二相式電流速斷和反時限保護=2\*GB3②三相一次重合閘=3\*GB3③低頻減載保護，具有三輪低頻減載，當(dāng)頻率恢復(fù)正常時，按逆順原則，自動恢復(fù)重要用戶供電。(5)10.5kV電容器保護=1\*GB3①二相式電流速斷和反時限保護=2\*GB3②10.5kV相間過電壓保護=3\*GB3③10.5kV相間低電壓保護=4\*GB3④零序過電壓保護—－電壓取自電容器放電線圈開口三角電壓2.5監(jiān)控系統(tǒng)要求(1)總體要求=1\*GB3①測量及顯示狀態(tài)信息模擬量:實時采集1OkV各段母線電壓,主變和各配出線有功功率P、無功功率Q和二相電流I，各變壓器層油溫度、室溫度T，1OkV各段母線3Uo，各配出線3I0，電容器無功功率Q和三相電流I，直流電壓等.狀態(tài)量數(shù)據(jù):斷路器狀態(tài)、同期檢測狀態(tài)、鎖定狀態(tài)、一次設(shè)備運行告警信號、變電站分接頭位置信號及接地信號等。并收集繼電保護裝置及各自動控制裝置的運行/退出狀態(tài)及裝置部各功能的投退狀況，以及保護動作信息和事件報告信息，以供事故分析使用?？捎嬎闩袛嗄M量，具有越限報警功能操作信息:即操作人員在遠端或當(dāng)?shù)睾笈_監(jiān)控機中經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)對負責(zé)管理的斷路器開合操作。參數(shù)信:保護及自動裝置的設(shè)備號、額定參數(shù)及整定值等。=2\*GB3②事件記錄功能實時采集各線開關(guān)、繼電保護、重合剛動作、主變分接開關(guān)位置，具有事故預(yù)告報警信號，并可遠方傳到調(diào)度端。=3\*GB3③當(dāng)?shù)氐仫@示功能可進行測量查看、故障檢查、定值整定及顯示系統(tǒng)信息等。=4\*GB3④遠傳功能遠方傳送上行信息和下行信息，通道各自獨立。=5\*GB3⑤遙控功能調(diào)度端和集控站能對變電站開關(guān)和變壓器分接開關(guān)分別進行遙控遙調(diào)。=6\*GB3⑥控制方式和儀表監(jiān)視功能正常情況下，無人值班，在調(diào)度端或集控站實現(xiàn)遙控操作，監(jiān)視潮流和開關(guān)狀態(tài)。在操作失敗時，應(yīng)用開關(guān)柜和保護裝置上就地轉(zhuǎn)換開關(guān)切至就地進行現(xiàn)場開關(guān)操作，并通過保護裝置的顯示器進行監(jiān)視。=7\*GB3⑦小電流接地選線功能系統(tǒng)發(fā)生接地故障，當(dāng)3U。大于20V及以上時，延時報警選出接地故障相別和線路，二相電壓最低值的相為接地相，各配出線3I0的增量最大者為接地線路，確認后并能顯示。=8\*GB3⑧備用電源自投可根據(jù)變電站運行方式和故障性質(zhì)選擇合適的自投方式，包括主變備自投和分段備自投.=9\*GB3⑨無功補償及電壓自動控制功能可根據(jù)系統(tǒng)電壓、有功功率、無功功率、電流來計算和實時判斷是否投切電容器開關(guān)或調(diào)整變壓器分接開關(guān)，以滿足功率因數(shù)和電壓要求。當(dāng)變壓器并列運行是能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器分接頭位置白動跟蹤，并將實時信息傳遞給調(diào)度端，該裝置還應(yīng)能夠滿足遠方控制和手動調(diào)節(jié)。另外，變壓器區(qū)外故障時，采用A.C相過流動作，瞬時閉鎖變壓器分按開關(guān)自動調(diào)節(jié)裝置，并報警:電容器部鼓漲跳閘或手動跳閘，木組電容器不參與無功補償，并報警和自保持。待電容器恢復(fù)正常運行后，恢復(fù)參加無功補償。音響信號報警功能=10\*GB3⑩分預(yù)告信號和事故信號兩種。（2）通信系統(tǒng)由于變電站的控制層次和對象可分為站級監(jiān)控層和就地設(shè)備層二級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)也采用二級分層分布式網(wǎng)絡(luò)。站級通訊網(wǎng)由于信息流量大、開放性要求高，故采用以太網(wǎng)。通訊媒介采用光纖或電纜(雙絞線、同軸電纜)，通信網(wǎng)的通訊媒介占用控制方式采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)方式，采用TCP/IP通信協(xié)議。段級通訊網(wǎng)由于信息流量較小、通信速率要求小高、投資費用要求低，故采用RS－485網(wǎng)絡(luò)(或現(xiàn)場總線)，通訊媒介采用光纖或屏蔽電纜，通信網(wǎng)的通訊媒介占用控制方式為主從問答方式，通信規(guī)約采用IEC870-5-103通信規(guī)約。站級監(jiān)控層可配置成單機監(jiān)控方式，采用以太網(wǎng)同段級設(shè)備相聯(lián)，完成站管理及遠方調(diào)度功能。段級設(shè)備層在橫向按一次設(shè)備(一臺主變、一條線路等)分布式的配置，各保護、測量裝置集中組屏。保護單元、綜合測量單元等模塊通過以太網(wǎng)直接與站級中央監(jiān)控單元連按(或分別組屏、屏設(shè)立管理單元)。各段級設(shè)備相對獨立，通過段級485串行通訊網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，由段級通訊管理機管理且通過以太網(wǎng)與站級設(shè)備連按。采用電纜為媒介的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖2－4系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖所示。圖2－4系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖3變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計3.1設(shè)計目標(biāo)變電站微機監(jiān)控和管理系統(tǒng)能對變電站的一次設(shè)備進行監(jiān)視、測量、保護、控制和記錄，并能與其他保護或智能設(shè)備等相連接，實現(xiàn)變電站綜合自動化。變電站運行值班方式為少人或無人值班方式，在變電站級可通過監(jiān)控系統(tǒng)對變電站高壓設(shè)備進行監(jiān)視、測量、控制并記錄處理各種信息并且可由位于遠方的控制中心對該站高壓設(shè)備進行監(jiān)視、測量、控制并記錄處理各種信息。變電站綜合自動化系統(tǒng)主要由以下三部分組成:第一部分為間隔層的分布式保護；第二部分為站通信網(wǎng)；第三部分為變電站層的監(jiān)控與管理系統(tǒng)。本文主要進行第二部分的監(jiān)控與管理系統(tǒng)設(shè)計。3.2硬件系統(tǒng)設(shè)計綜合自動化系統(tǒng)中的計算機監(jiān)控與管理部分采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、靈活可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)體系，且功能分布、結(jié)構(gòu)分布、開放性好的成熟產(chǎn)品。它所用的主要如計算機、打印機、計算機網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)為在國際市場上著名的、占有一定市場產(chǎn)品，符合計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和適應(yīng)電力工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，應(yīng)具有較好的技術(shù)支持。智能單元與站級主控制計算機本系統(tǒng)基本配置為一臺標(biāo)準(zhǔn)的微型計算機作為站級控制計算機。現(xiàn)場智能單元采用電力設(shè)備總廠的HS*5010通信處理裝置與保護裝置配合使用。微型計算機應(yīng)包括:主機1臺，操作鍵盤1個，鼠標(biāo)1個，彩色顯示器1臺，寬行針式打印機一臺，調(diào)制解調(diào)器一臺。音響報警裝置選AWE64系列聲卡，可安裝在主控制計算機上，并配有高保真有源音箱，由計算機驅(qū)動音響報警，音量可調(diào)，語音文件可根據(jù)現(xiàn)場情況錄制定義。計算機網(wǎng)絡(luò)綜合自動化系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)部件將控制設(shè)備、保護設(shè)備連成一個計算機局域網(wǎng)，它具有高速傳輸能力和極高的可靠性，包括網(wǎng)絡(luò)通信的連接裝置。通信媒介采用光纜、同軸電纜。3.3計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計操作系統(tǒng)系統(tǒng)采用WINDOWSNT32位實時多任務(wù)視窗操作系統(tǒng),系統(tǒng)具有最適合SCADA應(yīng)用的環(huán)境。32位系統(tǒng)具有占先式多任務(wù)和多線程處理能力，具有良好的實時性能。變電站監(jiān)控和管理系統(tǒng)經(jīng)常要同時執(zhí)行幾項任務(wù)，例如與通訊網(wǎng)管設(shè)備通信，系統(tǒng)登陸、為I/O點記錄歷史信息、報警生成、畫面更新、報表打印等多任務(wù)環(huán)境下，每項任務(wù)或線程都運行在自己的環(huán)境下，并有自己的優(yōu)先級，由操作系統(tǒng)安排CPU來執(zhí)行。實時的WINDOWSNT操作系統(tǒng)有能力在運行任務(wù)之間有效地分配CPU資源，以決定備裝載的任務(wù)何時需要CPU，并能立即作出應(yīng)答，這樣就有效地保證了監(jiān)控和管理系統(tǒng)的實時性。應(yīng)用軟件及支持軟件環(huán)境設(shè)計（1）數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的中文ACCESS97做為歷史數(shù)據(jù)庫的存取和處理，同時系統(tǒng)也使用基于存的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有以下特點:=1\*GB3①實用性:即對數(shù)據(jù)庫的快速訪問，對數(shù)據(jù)庫的訪問時間短，即使在并發(fā)操作下也能滿足實時功能要求。=2\*GB3②靈活性:系統(tǒng)可提供多種訪問數(shù)據(jù)庫的方式，系統(tǒng)SQL接口支持微軟公司的開放數(shù)據(jù)庫連接(ODBC)接口，允許系統(tǒng)存取各種常用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)文件。=3\*GB3③可維護性:提供數(shù)據(jù)庫維護和轉(zhuǎn)換工具，用戶可在線監(jiān)視和修改數(shù)據(jù)庫的各種數(shù)據(jù)，并能把歷史數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)存成其他數(shù)據(jù)格式。=4\*GB3④可恢復(fù)性:系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在計一算機監(jiān)控系統(tǒng)事故消失后，可以通過工具迅速恢復(fù)到事故前的狀態(tài)。=5\*GB3⑤并發(fā)操作:系統(tǒng)允許不同應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的同一數(shù)據(jù)進行并發(fā)訪問，在并發(fā)形式下也可保持數(shù)據(jù)庫的完整性和一致性。=6\*GB3⑥在任一計算機對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的修改，系統(tǒng)服務(wù)器能自動對相關(guān)數(shù)據(jù)進行修改，以保持數(shù)據(jù)庫的一致性。=7\*GB3⑦提供安全的遠程系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫維護功能，在系統(tǒng)授權(quán)的情況下可在遠端對變電站端數(shù)據(jù)庫進行查看和維護。（2）人機接口系統(tǒng)本系統(tǒng)采用VC++6.0高級編程語言編制，便于維護和擴展，可以滿足如下功能的要求:=1\*GB3①電力對象和圖形庫：一個強大的組件庫，包括大量預(yù)先定義好的變電站監(jiān)控所需的字符對象(如斷路器、隔離開關(guān)等)和圖符對象〔如變壓器)，每個對象不僅僅由圖形顯示，還包括與其相關(guān)的報警定義、動態(tài)顯示、控點定義等，即該對象的狀態(tài)應(yīng)是動態(tài)的，與變電站實際狀態(tài)相符。一旦在圖形中設(shè)定了該對象，已會隨著相關(guān)控點值及報警狀態(tài)的改變而變化。=2\*GB3②動態(tài)圖形：可對繪出的圖形對象加入一系列的動態(tài)功能，如移動、旋轉(zhuǎn)、閃爍、改變顏色等，對象可根據(jù)系統(tǒng)的過程變化(即相關(guān)的遙測、遙信、遙控量)和報警及事故狀態(tài)自動激活相應(yīng)的動態(tài)功能。畫面生成和修改提供作圖和顯示圖形合一的功能，在編輯圖形狀態(tài)下能在線地、方便直觀地在顯示器生成和修改畫面，在實時狀態(tài)下即可觀察該畫面在線顯示情況和實際工作狀態(tài)。=3\*GB3③打印表的生成和修改能在線地、方便直觀地在顯示器上生成和修改打印報表，報表寬度可為打印機的最大寬度。（3）報表輸出打印由于ACCESS97自身的局限性，只能制作樣式較為簡單的報表，對于復(fù)的報表，系統(tǒng)就無法滿足。采用VisualpanyLtd公司提供的FormalOnActive*報表控件來實現(xiàn)系統(tǒng)的報表功能解決這個問題。（4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變電站級網(wǎng)絡(luò)采用成熟可靠的以太網(wǎng)絡(luò)，通訊協(xié)議選用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議，管理綜合自動化通訊處理裝置之間的數(shù)據(jù)通信，保證它們地有效傳送、不丟失。它支持光纖通訊網(wǎng)絡(luò)和雙總線網(wǎng)絡(luò)，自動檢測網(wǎng)絡(luò)總線和各個節(jié)點的工作狀態(tài)，并能自動選擇、協(xié)調(diào)各個節(jié)點的工作和網(wǎng)絡(luò)通信。Server端程序和Browser端的Active*控件均使用MicrosoftVisualC++6.0開發(fā)。Browser端開發(fā)工具還涉及:MicrosoftVisualInterDev,MicrosoftActive*ConPad,MicrosoftFrontPage等。監(jiān)視與控制模塊設(shè)計（1）監(jiān)控操作設(shè)計操作模塊主要完成RTU各種定值的設(shè)定及(遙控)斷路器的開、合以及調(diào)整無功補償及電壓調(diào)節(jié)及變壓器有載分接開關(guān)的操作。=1\*GB3①遙控(遙調(diào))操作分以下幾個步驟:集控站向RTU發(fā)出遙控(遙調(diào))選擇指令；RTU向集控站返回返校命令，以驗證選擇對象著卻與否；如果選擇正確，集控站向RTU發(fā)送遙控(遙調(diào))執(zhí)行指令，RTU執(zhí)行應(yīng)操作。=2\*GB3②RTU定值的讀取與設(shè)定：根據(jù)通信規(guī)約，可以讀取、設(shè)定RTU參數(shù)的通訊數(shù)據(jù)。當(dāng)調(diào)度方或繼電保護、遠動工程師在遠方(本功能僅限定專業(yè)人員應(yīng)用)實現(xiàn)成功記錄后，系統(tǒng)自檢命令緩沖區(qū)是否為空，讀取緩沖區(qū)命令，然后檢查命令是否發(fā)出。根據(jù)接收情況返回接收信號，遠方確認命令指示無誤后執(zhí)行操作，當(dāng)有確認打印的時候還可以實現(xiàn)打印等進行核對，確認無誤后執(zhí)行，并反饋執(zhí)行情況。（2）報表輸出模塊設(shè)計報表是變電站后臺機監(jiān)控系統(tǒng)不可缺少的部分，利用ACCESS97本身所具有的報表設(shè)計工具，結(jié)合相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)表，可以制作具有一定靈活性的報表。不過由于ACCESS97自身的局限性，只能制作樣式較為簡單的報表，對于復(fù)雜些的報表，系統(tǒng)就無法滿足?？梢圆捎肰isualpnentsLtd公司提供的FormualOneForActive*報表控件來實現(xiàn)系統(tǒng)的報表功能解決這個問題。此控件功能強大，其設(shè)計的報農(nóng)和E*CEL兼容，并且?guī)в幸痪庉嬈?。利用此控件設(shè)計報表系統(tǒng)時，加入自己設(shè)定的規(guī)則，采用DAO技術(shù)實現(xiàn)與ACCESS97數(shù)據(jù)庫的接口，這樣遵照規(guī)則，可設(shè)計出許多樣式的報表，在需要輸出報表的時候，就可以顯示或打印出報表。報表系統(tǒng)的開發(fā)語言選擇VisualC++6.0，這是為了保持與整個系統(tǒng)開發(fā)的一致性。使用VCF132.OC*控件和VCFI.E*E控件編輯器作為系統(tǒng)的核心部件，來完成報表系統(tǒng)的主要功能。在用戶召喚打印時，系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的自動打印時刻，比較當(dāng)前系統(tǒng)時間從而確定是否需要自動打印，然后系統(tǒng)會將相應(yīng)報表的原始信息表中每個單元格的信息取出，經(jīng)過核心算法模塊的計算得到每個單元格的SQL語句，然后據(jù)此從數(shù)據(jù)庫中得到數(shù)據(jù)填充到召喚打印報表或者是自動打印報表中的相應(yīng)單元格中。（3）Web查詢模塊設(shè)計實現(xiàn)后臺機的Web查詢功能，可以通過Internet.Intranet、各類LAN,Mod撥號等方式建立起來的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對后臺機的遠程監(jiān)控。可實現(xiàn)如下功能:=1\*GB3①系統(tǒng)多級敬錄(Server端有詳細記錄)。=2\*GB3②各類接線圖、表圖、棒圖、曲線圖、餅圖的實時查看。=3\*GB3③遙測、遙信、電能、RTU、通道屬性庫查看及修改。=4\*GB3④遙控功能(含Server級權(quán)限設(shè)置)。=5\*GB3⑤事故追憶。=6\*GB3⑥事項顯示。=7\*GB3⑦用戶管理。=8\*GB3⑧歷史事項查看。3.4系統(tǒng)設(shè)備(1)變電站層（站用控制層）站用控制層負責(zé)全站各主要電氣設(shè)備的監(jiān)視、測量和報警等功能，同時與調(diào)度系統(tǒng)進行通信，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等遠動功能。變電站各設(shè)備布置在變電站主控制室。(2)間隔層設(shè)備間隔層負責(zé)對相應(yīng)的電氣設(shè)備進行監(jiān)控、控制和保護，它將所采集到的控制、保護、測量、報警等信號進行處理，然后將數(shù)據(jù)信息經(jīng)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)傳至站控層。當(dāng)站用控制級故障或退出運行時，不影響各就地控制和保護單元的功能。間隔層各控制單元相互獨立，互不影響，功能上不依賴與通信網(wǎng)和監(jiān)控主機，增強整個系統(tǒng)的可靠性和可用性。間隔層所需要的阻隔成套設(shè)備如下：10kV組:10kV出線柜24面10kV母聯(lián)柜1面10kV電容器柜4面10kV站用變柜2面35kV組:35kV進線柜1面1＃主變保護測控柜1面2＃主變保護測控柜1面主控柜1面組屏圖如下：圖3－1組屏示意圖4系統(tǒng)功能說明及性能指標(biāo)4.1成套設(shè)備功能說明35KV間隔保護功能：35KV采用的是橋接線方式，進線不需配置保護，由上一級線路保護完成或主變后備保護承擔(dān)，具有防跳、壓力閉鎖等功能。測控功能：針對2回35KV進線實現(xiàn)橋備投或進線備投功能變壓器備投功能;用戶需求的多種備投方案。主變間隔共兩面柜，分別對應(yīng)于2臺主變間隔。保護功能：主保護：配置數(shù)字式變壓器主保護裝置，含有縱聯(lián)差動保護（進線、橋、低壓側(cè)三側(cè)差動）、過負荷告警、過負荷啟動通風(fēng)、過負荷閉鎖調(diào)壓等功能，同時7路外部開入遙信的功能。后備保護：按側(cè)配置，高壓側(cè)配置一臺HST5420變壓器后備保護裝置，含有兩段式復(fù)合電壓方向過流保護（復(fù)合電壓可取兩側(cè)電壓），三段式零序方向過流保護，間隙零流保護，間隙零壓保護，過負荷告警等功能，同時具有高壓側(cè)的遙測、遙信等功能，低壓側(cè)配置一臺HST5320變壓器后備保護裝置，含有三段式定時限相間過流保護，充電保護，過負荷發(fā)信，零序電壓發(fā)信，低壓側(cè)操作回路等功能，同時具有高壓側(cè)的遙測、遙信、遙控等功能。4.1.310KV間隔采用就地安裝方式，配置“四合一”保護測控裝置.(1)10KV出線柜針對10KV出線間隔配置一臺HSL5520數(shù)字式線路保護測控裝置。保護功能：三段式定時限相間過流保護反時限相間過流保護小電流接地選線獨立的加速保護過負荷發(fā)信或跳閘低頻減載低壓解列三相一次重合閘操作回路斷路器失靈測控功能：遙測量：Ia、Ib、Ic、P、Q、COSΨ遙信量：7組220V/35V開入量遙控量：本側(cè)斷路器的控制。自動控制功能：HSL5520裝置具有接地選線功能，當(dāng)3U0>10V時,裝置會自動錄下3U0、3I0向量與監(jiān)控系統(tǒng)中的接地選線模塊配合共同完成接地選線功能。(2)10KV母聯(lián)柜針對10KV母分間隔配置一臺HSB5610數(shù)字式母分保護及備投裝置。保護功能：分段過流I段分段過流II段分段過流II段分段充電保護分段操作回路測控功能：遙測量：Ia、Ib、Ic、P、Q、COSΨ遙信量：7組220V/35V開入量遙控量：母分斷路器的控制自動控制功能：實現(xiàn)母分備投或進線備投方案;可實現(xiàn)過負荷聯(lián)切功能。(3)10KV電容器柜針對10KV電容器間隔配置一臺HSP5510數(shù)字式電容器保護測控裝置。保護功能：兩段式定時限相間過流保護電流反時限保護兩段式定時限零序過流保護零序反時限保護過電壓保護低電壓保護不平衡保護（單相）操作回路斷路器失靈測控功能：遙測量：Ia、Ib、Ic、Q遙信量：7組220V/35V開入量遙控量：本側(cè)斷路器的控制。自動控制功能：HSP5510裝置與監(jiān)控系統(tǒng)中的HSV5010電壓無功控制模塊配合共同完成變電站的AVQC功能。公用間隔測控功能：針對35KV、10KV兩段母線TV分別配置一臺HSD5140數(shù)字式電壓測控置電壓自動并列功能或手動、遠方并列功能。公用設(shè)備：主要采集變電站如直流系統(tǒng)故障信號；直流屏交流失壓；所用電切換信號；所用電I段失壓；所用電II段失壓；控制電源故障；合閘電源故障；控制母線故障；合閘母線故障；通訊故障信號；通訊電源故障；火災(zāi)報警控制回路故障信號；火災(zāi)報警動作信號；保安報警信號等等。遙測量：電流，電壓，用于測量兩段所用電Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、COSΨ遙控量：用于變電站如大門開啟等須控制的量。全站校時系統(tǒng)：配置一臺GPS-I衛(wèi)星時鐘裝置，其功能如下：接收衛(wèi)星時鐘，通過其通訊接口RS232與HS*5010通訊服務(wù)器進行通訊，經(jīng)HS*5010裝置轉(zhuǎn)發(fā)進行網(wǎng)絡(luò)層對時廣播命令，以保證全系統(tǒng)時鐘統(tǒng)一。遠動功能：配置一臺HS*5010通訊服務(wù)器，將網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)進行篩選排序，并按調(diào)度方規(guī)約進行轉(zhuǎn)發(fā)。通訊口：兩路RJ45（針對監(jiān)控后臺和調(diào)度系統(tǒng)）8路RS232/485/422（針對調(diào)度及其他智能設(shè)備，每個通訊口可以以不同規(guī)約發(fā)送）一路BDM口，供測試程序，配置下載用。配置兩臺調(diào)制解調(diào)器（帶雙通道切換功能）與HS*5010的兩路RS232口配合，實現(xiàn)主備通道換功能。電源：配置一臺逆變電源，將直流電源逆變成交流220V，以供給后臺監(jiān)控主機用電。4.2監(jiān)控系統(tǒng)功能說明數(shù)據(jù)采集與處理通過間隔層單元采集來自生產(chǎn)過程的模擬量、數(shù)字量及溫度量等，生產(chǎn)過程設(shè)備包括TA、TV、配電裝置保護、直流系統(tǒng)、所用電系統(tǒng)等。對所采集的輸入量進行數(shù)字濾波，有效性檢查，工程值轉(zhuǎn)換、故障判斷、信號接點抖動消除、刻度計算等加工。從而產(chǎn)生出可供應(yīng)用的電流、電壓、有功功率、無功功率、電度、功率因數(shù)等各種實時數(shù)據(jù)，供數(shù)據(jù)庫更新。系統(tǒng)形成分布式的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，在就地控制單元中保留本地處理的各種實時數(shù)據(jù)。模擬量的采集采用交流采樣方式，輸入回路具有隔離措施。開關(guān)量輸入接口均采用光電隔離回路，具有防接點抖動的措施，但又不應(yīng)影響事件記錄的分辨率。統(tǒng)計計算對實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、計算，例如通過計算產(chǎn)生電壓合格率、有功、無功、電流、總負荷、功率因數(shù)、電量日／月／年最大值／最小值及出現(xiàn)的時間、日期、負荷率、電能分時段累計值、數(shù)字輸入狀態(tài)量邏輯運算值等，設(shè)備正常／異常變位次數(shù)并加以區(qū)分等，并提供一些標(biāo)準(zhǔn)計算函數(shù)，用來產(chǎn)生用戶可定義的虛擬測點進行平均值、積分值和其它計算統(tǒng)計。具體算法可按工程實際提出的要求制定。畫面顯示（1）概述通過站級控制機的一臺人機聯(lián)系工具顯示變電所各種信息畫面，顯示容主要包括全部設(shè)備的位置狀態(tài)、變位信息、保護設(shè)備動作及復(fù)歸信息、直流系統(tǒng)及所用電系統(tǒng)的信息各測量值的實時數(shù)據(jù)，各種告警信息、計算機監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)信息。在需要分區(qū)顯示的畫面中，可按要求分為：過程畫面區(qū)、提示信息區(qū)、報警信息區(qū)，各區(qū)以相互不干擾的方式同步顯示信息。（2）畫面顯示的形式顯示器上顯示的各種信息以報告、圖形、聲光等形式及時提供給運行人員報告顯示:報告顯示容包括報警、事故和正常運行所必要的全部數(shù)據(jù)。具體項目和容待設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上最后確定。報告分類報告容有狀態(tài)變化、控制操作、測量值越限、計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備異常、就地控制單元異常，網(wǎng)絡(luò)異常等。顯示格式顯示信息應(yīng)按其發(fā)生的先后時序進行，顯示條文的容應(yīng)包括檢測時間、設(shè)備名稱、狀態(tài)變化容、實時數(shù)據(jù)等。圖形顯示圖形顯示分為過程圖形、趨勢圖形和表格等，圖形由圖形元素、對象標(biāo)號、特性參數(shù)、文字和便箋等組成。電氣主接線圖以移屏和分幅顯示方式顯示變電所電氣主接線圖或局部接線圖，并可按不同的詳略程度分兩顯示，容包括出線、母線及其有關(guān)的斷路器、隔離刀閘、主變壓器、電容器、所用變等，并表出運行狀態(tài)，測量參數(shù)：P、Q、COSφ、U、I、F、分接頭檔位位置等及所選擇的“遠方／就地操作的位置。以移屏和分幅顯示方式顯示變電所直流系統(tǒng)、所用電接線圖。運行人員或工程師以在線鍵盤輸入的交互方式可編輯各設(shè)備的運行、測試、接地、鎖定等工況報告，對這些報告可以進行修改、檢索、顯示、打印。定時報表站運行的實時信息按運行需要的時間間隔記錄并按報表格式顯示。日報表按變電所要求的日報表格式表示全天運行的實時數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值，并能查一周的報表。月報表以全月變電所的負荷數(shù)據(jù)記錄及斷路器操作記錄構(gòu)成月報表。月報表在月末形成，并能查詢一年的月報表。年報表按全年變電所的分月報表數(shù)據(jù)記錄構(gòu)成年報表,年報表在年末形成,并能查詢二年的年報表。各種計算統(tǒng)計結(jié)果的顯示用圖形方式顯示出計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的配置和連接，應(yīng)用不同顏色表示出設(shè)備狀態(tài)的變化，如打印機處于脫機或聯(lián)機，通信通道處于故障或正常等。顯示畫面的調(diào)用運行人員在工作站上通過控制鍵盤、鼠標(biāo)實現(xiàn)對監(jiān)視畫面的調(diào)用，調(diào)用方式簡單。并按要求的報告形式打印輸出。記錄功能指計算機站控系統(tǒng)通過打印機將各種要求的信息按指定的格式輸出到打印紙上。（1)狀態(tài)變化記錄狀態(tài)變化記錄包括事故狀態(tài)變化記錄，響應(yīng)狀態(tài)變化記錄和計算機監(jiān)控系統(tǒng)異常狀態(tài)記錄狀態(tài)發(fā)生變化時，應(yīng)立即打印出變化時間和變化信息。(2)數(shù)據(jù)記錄將測量值按隨機、定時、日報、月報等不同形式打印輸出。(3)畫面記錄在工作站上顯示的畫面可按運行人員的要求，用打印機打印出相應(yīng)畫面。(4)事故追憶記錄事故追憶記錄用于分析在事故前后的一段時間里，重要實時參數(shù)及SOE,在特定時刻的變化情況，并存入追憶報告文本中，按用戶要求打印輸出。(5)其他記錄其他還有一些記錄，如保護動作記錄，控制操作記錄等，將在相應(yīng)敘述中提到，可打印輸出。(6)事件順序記錄事件順序記錄的容為快速發(fā)生的事故狀態(tài)變化記錄，包括主變事故前后相關(guān)的模擬量追憶表時間分辨率不大于1毫秒，報警處理事故狀態(tài)發(fā)生時，事故報警器立即發(fā)出音響報警（報警音量可調(diào)），CRT畫面上用顏色改變和閃爍表示該設(shè)備變位，同時顯示紅色報警條文，，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置向遠方控制中心發(fā)送報警信息。事故報警通過手動或自動方式確認，每次確認一次報警，自動確認時間可調(diào)，報警一旦確認，聲音、閃光立即停止，報警條文顏色變色，聲音、閃爍停止，向遠方控制中心發(fā)送信息，報警信息保存。1式；集控中心/調(diào)度控制方式第一次事故報警發(fā)生階段，若發(fā)生第二次報警，同樣處理，不覆蓋第一次。報警裝置可在任何時間進行手動試驗，試驗信息不予傳送、記錄。報警處理可以在工作站上予以定義或退出，這種改變可以查詢，并予以打印記錄。控制功能(1)對變電所各電壓等級斷路器，有載調(diào)壓開關(guān)，主變中性點閘刀等采用就地和遠方控制方式。就地控制方式：10kV開關(guān)柜上可進行斷路器分，合操作；保護操作屏上可對35KV線路、橋及主變10KV側(cè)斷路器進行分，合操作；主變有載調(diào)壓開關(guān)機構(gòu)箱上可進行升，降，停操作；主變中性點閘刀在閘刀機構(gòu)箱上進行分、合操作遠方控制方式：后臺機控制方就地和遠方操作選擇開關(guān)：對于10KV開關(guān)柜，裝設(shè)在柜上；對于35KV配電裝置，裝設(shè)在保護操作屏上(2)操作控制操作控制指運行人員在二次設(shè)備室工作站上調(diào)出操作相關(guān)的設(shè)備圖后，通過操作鍵盤或鼠標(biāo)，就可對需要控制的電氣設(shè)備發(fā)出操作指令，實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的變位控制。計算機應(yīng)提供必要的操作步驟和足夠的軟、硬件校核功能，遙控分步執(zhí)行（包括選對象、執(zhí)行等步驟），以確保操作的合法性、合理性、安全性和正確性。(3)遠方控制計算機站控系統(tǒng)接收到遠方控制中心發(fā)出的命令后，執(zhí)行對各種設(shè)備的操作控制。(4)就地控制不依賴計算機站控系統(tǒng)，在就地單元中進行一對一的手動控制。四種控制功能的工作方式為：前三種屬于計算機操作，它與后備手動控制的切換依靠就地/遠選擇開關(guān)進行。當(dāng)切換到后備手動控制時，計算機對控制不產(chǎn)生任何作用，當(dāng)切換到計算機操作時手動控制不產(chǎn)生任何作用，計算機對一臺設(shè)備同一時刻只能執(zhí)行一條控制命令，當(dāng)同時收到一條上控制命令或與預(yù)操作命令不一致時，拒絕執(zhí)行，并給出錯信息。每個被控對象只允許以一種方進行控制。(5)操作權(quán)限具有操作權(quán)限等級管理，當(dāng)輸入正確操作口令和監(jiān)護口令才有權(quán)進行操作控制，參數(shù)修改，并將信息給予記錄。并具有記錄操作修改人，操作修改容的功能。保護功能保護功能因為變壓器時變電站最重要的設(shè)備，所以對變壓器保護做重點介紹。差動保護：采用二次諧波制動原理，帶TA斷線檢測和閉鎖功能，具有涌流制動功能。該保護動作與跳開變壓器兩側(cè)斷路器并發(fā)出信號35kV測復(fù)合電壓閉鎖過流保護：復(fù)合電壓元件取10kV測電壓（可退投），該保護設(shè)三段獨立可調(diào)的電流元件和獨立可調(diào)的動作時限。第一段時限動作于跳開35kV分段斷路器并發(fā)信號，第二段時限動作于跳開變壓器35kV測斷路器并發(fā)信號，第三段動作于跳開變壓器斷路器并發(fā)信號。10kV測復(fù)合電壓閉鎖過流保護：設(shè)兩段獨立可調(diào)的電流元件和獨立可調(diào)的時間元件，第一時限跳10kV分段開關(guān)發(fā)信號，第二段時限跳主變10kV測開關(guān)并發(fā)信號。35kV測中性點零序電壓閉鎖過流保護：該保護設(shè)三個時段，第一時限跳段動作于跳開中性點不接地變兩側(cè)斷路器并發(fā)信號，第二時限跳段動作于跳開中性點接地變壓器高壓側(cè)斷路器并發(fā)信號，第三時限跳段動作于跳開中性點接地變壓器兩側(cè)斷路器并發(fā)信號。零序過壓保護整定電壓最大可達300V，經(jīng)后備延時后動作于主變各側(cè)開關(guān)。35kV過負荷：35kV側(cè)過負荷保護具有二段獨立可調(diào)的電流動作值和獨立動作時限，第一段動作閉鎖主變有載調(diào)壓，第二段動作發(fā)信號瓦斯保護：重瓦斯、調(diào)壓重瓦斯保護動作于跳開變壓器兩側(cè)斷路器并發(fā)信號，也可改投至只發(fā)信號。輕瓦斯、調(diào)壓輕瓦斯保護動作發(fā)信號。壓力釋放保護：改保護動作跳主變兩側(cè)斷路器并發(fā)信號，也可改投至只發(fā)信號。主變油位異常保護：當(dāng)主變油位過高或過低時，改保護動作于發(fā)信號。溫度保護：根據(jù)變壓器廠家的要求，改保護可動作于跳開變壓器兩側(cè)斷路器并發(fā)出信號，也可改投至只發(fā)信號。調(diào)壓閉鎖保護：當(dāng)變壓器35kV側(cè)有故障電流時，閉鎖有載調(diào)壓裝置。此故障電流及時間可整定。TV、TA斷線保護；TA、TV斷線時發(fā)信號。10kV限時電流速斷保護，該獨立可調(diào)的電流元件和獨立可調(diào)的時間元件。主保護、后備保護、非電量保護采用不同的CPU能實現(xiàn)10kV斷路器的操作控制、斷路器位置狀態(tài)及控制回路和斷路器的完好性能監(jiān)視等信息采集。10kV部分保護和監(jiān)控不公用CPU，保護設(shè)有獨立的CPU和獨立的電流回路。時鐘同步計算機監(jiān)控系統(tǒng)在中心控制室接收全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的標(biāo)準(zhǔn)授時信號，對各個間隔層單元及站級計算機等,具有時鐘的設(shè)備進行同步的時鐘校正，保證各部件時鐘同步率達到精度要求。當(dāng)GPS系統(tǒng)故障時，可實現(xiàn)與地調(diào)的時鐘同步。與遠程調(diào)度中心的接口系統(tǒng)可與區(qū)調(diào)、縣（市）調(diào)同時進行信息交換（1）與地區(qū)調(diào)度中心提供兩個獨立的通信口。（2）與縣（市）調(diào)度中心提供兩個獨立的通信口。通信規(guī)約：DL/T634-1997（由用戶提供）CDT規(guī)約擴展CDT規(guī)約μ-4F規(guī)約所采用的通信規(guī)約及連接方式由用戶提供文本，用戶可在線在工作站上自行定義編輯與遠方通信的數(shù)據(jù)集(包括控制點設(shè)置)。所提供的調(diào)制解調(diào)器及參數(shù)與各調(diào)度端相適應(yīng)，采用全雙工通信方式，遙控按“選擇－返校－執(zhí)行”程序運行。能正確接收、處理、執(zhí)行變電所、區(qū)調(diào)、縣（市）調(diào)的遙控命令，但同一時刻只能接收一個主站的遙控命令。與其他設(shè)備的接口系統(tǒng)提供與直流屏、小電流接地裝置、防盜、消防等設(shè)備的接口，并完成接入。維護功能維護功能指變電所負責(zé)管理計算機監(jiān)控系統(tǒng)的工程師通過工作站對該系統(tǒng)進行的診斷、管理、維護、擴充等工作。（1）數(shù)據(jù)庫維護工程師用交互方式在線對數(shù)據(jù)庫中的各個數(shù)據(jù)項進行修改和增刪，可修改的容為：各數(shù)據(jù)項的編號各數(shù)據(jù)項的文字描述對數(shù)字量的狀態(tài)描述各輸入量報警處理的定義測量值的各種限值測量值的采集周期測量值越限處理的死區(qū)測量值轉(zhuǎn)換的計算系數(shù)數(shù)字輸入量狀態(tài)正常、異常的定義電能量計算的各種參數(shù)輸出控制的各種參數(shù)（2）功能維護自動控制功能的啟動停止，對各種應(yīng)用功能運行狀態(tài)的監(jiān)測，各種報表的在線生成和顯示畫面的在線編輯。（3）站控系統(tǒng)的故障診斷對計算機站控系統(tǒng)的各個設(shè)備進行狀態(tài)檢查，通過在線自診斷確定故障發(fā)生的部位，并發(fā)出告警信號，檢查、診斷的結(jié)果可顯示、打印出來。4.3性能及指標(biāo)系統(tǒng)性能的具體實現(xiàn)(1)系統(tǒng)的可用性計算機站控系統(tǒng)的設(shè)計充分考慮在各個工程環(huán)境中的不同因素，以保證在現(xiàn)場安裝后立即適用并穩(wěn)定可靠運行，系統(tǒng)年可用率應(yīng)大于99.98％。(2)系統(tǒng)的可維護性系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)備便于維護，各部件都具有自檢和聯(lián)機診斷校驗的能力，為工程師提供完善的檢測維護手段，包括在線的和離線的，以便于準(zhǔn)確、快速進行故障定位。軟件有備份，便于工程師安裝啟動，應(yīng)用程序易于擴充，數(shù)據(jù)庫存取為用戶程序留有接口并供開發(fā)平臺的源程序和界