微机保护综合自动化系统技术方案.docx

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微机保护综合自动化系统技术方案

微机保护综合自动化系统技术方案

目录

一.综述

二.系统设计思想及遵循设计规范

三.监控系统结构

四.监控系统主要功能及技术指标

五.微机综合保护装置

六.供货范围

七.工作范围

八.设备检验

九.技术资料交付

一十.技术服务、培训

一十一.售后服务承诺

一十二.包装、运输和储存

一十三.监控系统网络图

一.概述

本技术方案是对变电所综合自动化系统的基本要求，该系统适用于山东齐胜工贸股份有限公司15万吨/年吕铂料加氢项目微机综合保护及自动化系统项目。

APS-2000分布式全微机综合自动化系统是新一代模块化、分层分布式一体化的微机综合自动化系统。

在总结多年SCHNEIDER系列继电保护及中低压变电站综合自动化系统研究、开发和实际工程经验，将测量、控制、保护、记录、RTU远动终端功能于一体以实现变电站无人值班和微机综合自动化。

该系统面向对象的开放式设计、极好的兼容性和众多的规约支持，可以完全满足新站建设和老站改造的需要,它把继电保护、测控系统、计算机及PLC、RTU控制融于一体，在提高安全运行水平，优化二次系统设计和减少控制电缆等方面有其独到的特点。

1、采用分层、分布式结构

APS-2000系统分为主控层、通讯管理层和间隔层三层。

各层间通过通讯电缆连接，层次清晰。

能方便的系统扩展。

2、开放式接口

APS-2000系统通讯规约丰富，便于与上级厂站（调度）或同级其他系统通讯便于系统扩展,

增容，将新增部分的测控单元直接联到主系统中。

3、可靠性与先进性相结合

APS-2000系统在软件和硬件上，选型全面，采用当今世界成熟且先进的技术及元件，以达到系统运行的高可靠性。

4、环境条件

海拔高度<3000m

环境温度：

-25℃～+55℃

最热月平均相对湿度：

93%

系统频率:

50HZ/60HZ

5、设计规范

监控系统所遵循的主要现行标准及国内电力系统反措技术要求：

GB14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》

DL400-81《继电保护和安全自动装置技术规程》

DL478-92《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

GB/T15145《微机线路保护装置通用技术条件》

GB50062-82《电力装置的继电保护和自动装置设计技术规范》

DK/T58T-1886《微机继电保护装置运行管理规程》

DL-99《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定》

GB50062-92部颁《电力系统继电保护和安全自动装置反事故措施要点——设计规范》

GBJ63-90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

DL478-92《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

SD276-88《静态比率差动保护装置技术条件》

GB/T13729-92《远动终端通用技术条件》

GB2423-95《电工电子产品环境试验规程》

GB6162-85《静态继电保护及保护装置电气干扰试验》

GB4858-84《电气继电器的绝缘试验》

GB7261《继电器和继电保护装置基本实验方法》

GB11287-89《继电器和继电保护装置振荡（正弦）试验》

GB/T14537-93《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》

IEC60255-22-1高频干扰试验：

4级

IEC60255-22-3辐射电磁场干扰试验

IEC60255-22-4快速瞬变干扰试验

IEC61000-4-2静电放电抗扰度试验：

4级

IEC61000-4-3辐射电磁场抗扰度试验：

4级

IEC61000-4-4快速瞬变电脉冲群抗扰度试验：

4级

IEC61000-4-5冲击（浪涌）抗扰度试验

IEC61000-4-6电磁场感应的传导干扰抗扰度试验

IEC61000-4-8工频磁场的抗扰度试验

二.监控系统结构

监控系统由主控层、通讯管理层、间隔层三层组成，各层之间都具有独立的功能：

1、主控层：

由监控计算机、打印机等组成。

✧应用：

在有人值班的变电站，它实现变电站综合自动化的当地监视，控制和管理功能。

对无人值班的变电站则用于巡视，检查，检修试验等当地功能。

✧系统配置：

选用高档的PC或工控计算机，参数为双核2.8G以上，内存2G，硬盘320G，大屏幕彩色液晶显示器。

根据用户设计要求也可选配声卡，光驱和音箱等。

根据变电所的管理需要也可配置多台监控机。

✧软件：

监控系统应用软件APS-2000集中体现了现代SCADA技术的特点：

标准平台、模块化设计、灵活的通讯及连接方式、高品质的人机界面。

✧应用：

模块化的设计使得APS-2000具有广泛的应用领域，作为一个成熟可靠的现场数据采集和控制系统，它已经广泛用于能源、石油、交通和水处理等领域。

✧功能：

对变电所正常运行和事故情况下的生产过程进行实时监控，把通讯管理层采集到现场设备的数据通过人机界面（大屏幕彩色液晶显示器）的方式显示给用户，同时发送命令给间隔层设备；具有定时自动报表打印及越限和事故报警、时间顺序记录及故障录波、断路器和隔离开关分／合操作、操作闭锁等功能；并具备向各级调度和当地局域网传送远动信息及要求的数据的能力；具有一些其他运行管理功能。

✧人机界面：

可以作为一个厂站综合自动化的核心，或一个小规模的SCADA系统，也可以作为一个人机会话工作站。

由于最充分地利用了MicrosoftWindows的全图形接口（GUl），并结合国际语言支持系统，使得人机会话过程生动、直观，各类监控对象的运行状况和生产过程均在显示器上得以完美再现。

✧模块化思想：

APS-2000在设计上充分体现了模块化思想。

硬件上组成可以从单台PC到一组多机系统；从单一人机会话工作站到连接多个RTU、智能仪表的复杂系统。

软件由单一MMI功能到综合数据采集、仪表控制及通讯功能为一体的综合自动化系统。

2、通讯管理层：

由通讯管理单元和I/O采集单元组成

✧控制核心：

本层是整个系统的通讯控制核心，它采用稳定的工业计算机或嵌入式通讯管理机为核心，经过众多的通讯口把上下级设备联在一起，实现全系统的数据通讯，由此而形成和完成变电站层的控制功能；与监控主机通讯把采集的信息输入实现就地监控功能；与上级调度部门通讯实现远方监控功能；与智能测控装置通讯实现测量功能；与微机继电保护通讯实现保护信息采集功能；与对时装置GPS通讯实现时钟同步。

✧先进技术：

基于现代PC技术的工业级处理器，它使用实时多任务操作系统，支持所有标准SCADA有关功能和常见的通讯软件，它以高速CMOS逻辑器件为特色，保证了低功耗和良好的抑噪可靠性。

✧通讯功能：

本层利用其众多通讯口和丰富的规约库，实现与各种微机保护，测量仪表的通讯。

3、间隔层：

主要由微机保护装置、UPS、直流电源、多功能测量仪表、小电流接地装置等组成

✧组成：

间隔层的设备主要是采集高压开关等电气设备的技术状态信息供就地和远方监控机应用，主要有两个部分，各部分的设备可根据变电所的要求灵活组态，构成多种配置方案。

✧测控单元：

它具有多种功能，能测量U，I，P，Q，kWh，kVARh，COSϕ和频率，其数据经RS485通讯口送到监控前置机。

监控前置机通过其通讯链路联接各种I/O测控模块，对间隔层内的状态量、模拟量和控制量进行采样，经处理加工后转送调度或就地监控主机，实现各种监控管理功能。

✧SCHNEIDER微机保护：

根据电气主接线对保护配置的要求配置法国SCHNEIDER公司的各种微机保护装置，对各种电气设备实现保护功能．微机保护经串行口RS-485与监控前置机相联，实现数据通讯，将微机保护的动作信号、测量数据等传送给监控前置机。

三.监控系统主要功能及技术指标

系统采用了Windows2000或XP操作平台，界面新颖，组态灵活，可实现单机/多机及双网络等多种方式运行，系统数据库可与“SQLSERVER”、“Access”、”Oracle”的数据进行交互。

该系统是全组态软件，组态方式简练。

1、具有以下主要功能：

1）数据传输

●与上级调度监控系统通信或其它系统通讯

●与综保单元、测控单元、直流屏、多功能测量仪表装置通信

2）数据处理

●有功无功功率总加

●计算和统计日月、年用电量

●历史数据和报表

3）事故报告

●开关事故变位、设备故障信号优先传送、画面显示，重要的报警有声光报警

●直流电源装置、UPS等设备的报警信息显示

●模拟量越限、恢复

●事件顺序记录

●具体保护的故障录波

4）人机联系

●电网网络图（负荷、母线电压、开关位置）

●站所一次实时接线图和模拟操作接线图

●站所实时数据显示、站所设备参数表

●故障记录的查询和显示

●实时负荷曲线图

●电压棒型图

●历史曲线和实时曲线

●主要事件顺序显示

●开关的遥控操作

●调度自动化系统运行状况图

●继电保护定值参数表以及定值的修改（需规约支持）、保护信号的复归；自动装置的投退和操作

●报表的查询和显示

●报警和操作记录的查询和显示

●用户管理、事件管理、打印管理

●修改实时数据库、修改图形报表

●异常告警及事故打印

●校时

●画面和数据库的编辑和修改

5）记录

●状态变化记录（SOE）

●数据测量值记录、控制操作记录

●设备运行状态记录、一般保护事件记录

●保护故障事件（带故障值）

2、系统技术指标

●综合测量误差≤1%

●动态数据刷新时间≤1S

●事项记录分辨率1ms

●事项纪录正确率99.9%

●控制命令从生成到输出时间≤1S

●报警发生到输出≤0.5S

●遥控动作成功率：

＞99.99％

●监控系统平均无故障时间：

MTBF≥2万小时

●模拟量和开关量扫描周期

模拟量：

电气量＜3秒

非电气量＜10秒

开关量：

＜1秒

保护量：

＜3~7秒

四.微机综合保护装置

1、微机保护继电器基本功能

✧对于各种电压等级、不同的保护对象提供相关的保护功能，根据不同的要求通过装置内部的保护功能配合实现上下级的配合，保证供电的可靠性。

✧友好的用户界面：

带背光的液晶显示器、可编程的指示灯、密码保护。

✧完整的测量功能：

根据设备的不同应用采集各种模拟量包括实时的测量功能和计算、累加功能，还具有模拟量的平均值、峰值等一些数据的分析功能。

✧控制功能：

可以通过监控系统权限设置，由保护装置的输出继电器实现对现场设备的分合闸的操作、实现对变压器设备的分接开关的调节等其它操作功能，也可以通过面板上的用户界面、光电隔离输入接点来实现控制功能。

✧远方、就地修改整定值的功能：

远方可以通过监控系统进行修改整定值；就地可以通过面板上的用户界面或经PC机通过维护软件修改整定值。

✧记录功能：

具有带时标的事件记录功能；具有便于分析故障的故障记录功能，能够反映出故障相、保护动作原因、故障的日期和时间、故障发生时的各相电流、电压的数值；具有故障录波功能，每个周波采样12－32个点。

所有的记录都可以用便携计算机和厂家提供的专用软件或通过监控系统提取分析。

✧自恢复功能和断电保护措施：

出现死锁和断电时不丢失内存中已有累计数据和重要的数据。

✧软件支持：

所有装置都可以通过MICOMS1软件进行整定、编程、实时监视测量、故障分析。

✧自我诊断功能：

包括开电自检和工作时的连续自检，还可以通过保护面板启动测试功能。

✧输入、输出功能：

所有的输入和输出都可以进行逻辑编程，输入/输出回路有光电隔离设施和防止接点抖动的措施。

✧通讯功能：

正面和背面都有通讯接口，通讯规约可以选择。

2、基本技术参数

1）电源数据

直流电源额定电压Un：

220V；允许变化范围80%~115%；纹波系数不大于5%。

交流电源额定电压Un：

220V；允许变化范围85%~110%。

交流电源额定频率fn：

50Hz；允许变化范围+/-0.5Hz。

2）额定交流数据

交流电流In：

5A或1A。

交流电压Un：

100V，100/√3V（相电压）。

3）功率消耗

交流电流回路In=5A时，不大于0.5VA/相。

交流电压回路比V时，不大于0.5VA/相。

4）热稳定性

交流电流回路

✧长期运行3In

交流电压回路

✧长期运行1.6Un

5）延时时间整定误差

对所有过量保护的延时测量，施加1.1倍的动作值激励量，施加0.9倍的动作值激励量；对所有定时限延时，当环境温度在0~40℃变化时，整定时间在0s~1s时，整定误差不超过+25ms，当整定时间大于1s时，整定误差不超过+5%。

6）可靠性招标

保护系统及其设备能适应电站的工作环境，对环境温度相对温度尘埃，振动，冲击，噪音和电磁干扰诸方面将满足有关国际标准和中国标准的要求。

保护系统的可靠性采用平均无故障工作时间（MTB）来反映，各保护系统的MTB>50000小时，设备利用率>99.9%。

3.具体保护装置的功能

名称

装置型号

保护模块具体功能

6KV进线、母联、电动机、变压器保护

P127CA0W1D3

保护功能：

带方向/不带方向相间过流保护，带方向/不带方向接地保护，灵敏接地保护，零序功率方向接地保护，限制性接地保护，带方向/不带方向负序过流保护，热过负荷保护，低电压/过电压保护，零序过电压保护，冷负荷启动，断线检测保护

控制功能：

自动重合闸，断路器分合控制，可编程方案逻辑，可编程输入输出，多组整定值

测量功能：

相电流/零序电流，正序/负序电流，相电压/零序电压，正序/负序电压，有功/无功功率，功率因数，有功/无功电度

故障分析功能：

事件和故障记录，故障录波

监视功能：

跳闸回路监视，断路器位置状态监视，断路器运行状况监视，断路器故障监视

通讯功能：

前面板RS232用于当地维护，后面板RS485用于

远方通讯（规约可选）

诊断功能：

上电诊断，不间断自检，测试功能

6KVPT保护

P9220ASW1D3

保护功能：

低电压保护，过电压保护，零序过电压保护，负序过电压保护，正序低电压保护，欠频率/过频率保护，

控制功能：

可编程方案逻辑，可编程输入输出，多组整定值，可选择的低电压闭锁，输出点保持

测量功能：

相电压，线电压，序电压，相角，频率

故障分析功能：

事件和故障记录，故障录波

监视功能：

跳闸回路监视，断路器位置状态监视，断路器运

行状况监视，断路器故障监视

通讯功能：

前面板RS232用于当地维护，后面板RS485用于

远方通讯（规约可选）

诊断功能：

上电诊断，不间断自检，测试功能

五.供货范围

序号

货物名称

规格型号

单位

数量

厂家

功能描述

一、分散安装到屏体的保护装置

1

6kV进线保护装置

P127CA0W1D3

台

2

schneider

保护、测量、控制

2

6kV母联保护装置

P127CA0W1D3

台

1

schneider

保护、测量、控制

3

6kVPT保护装置

P9220ASW1D3

台

2

schneider

保护、测量、控制

4

PT并列装置

P-OPU012000

台

1

schneider

保护、测量、控制

5

6kV电动机保护装置（<=2000KW）

P127CA0W1D3

台

6

schneider

保护、测量、控制

6

6kV变压器保护装置（<=2000kVA）

P127CA0W1D3

台

4

schneider

保护、测量、控制

二、后台监控系统

1

工程师工作站

DELL：

CPU双核/2.8G，内存2G/硬盘320G/光驱DVD16/声卡/音箱/键盘/鼠标

台

1

DELL

监视、控制

2

显示器

DELL22寸

台

1

DELL

画面显示

3

通讯管理机

16个串口，2个以太网口，嵌入式系统、无硬盘无风扇

台

1

KERY

数据采集

4

通讯管理软件

与保护通信软件与直流、电度、UPS通信

软件与各级调度通信软件

逻辑功能处理软件

套

1

KERY

数据处理

5

后台监控软件

人机接口软件、网络管理软件数据库管理软件

通讯软件告警系统软件

报表显示及制作软件事件查询软件

套

1

KERY

画面组态

6

网络交换机

H3C-AS1008A

台

1

H3C

数据交换

7

屏蔽电缆

RVSP2*0.5

米

3000

SH

通讯介质

8

网线

超五类

米

100

AMP

通讯介质

9

打印机

HP1008（A4）

台

1

HP

画面打印

10

操作台

KZ-Z2（2000*800mm）

套

1

KERY

设备安装

11

屏体及附件

PK-W（2260*800*600mm）颜色：

RL7032

面

1

KERY

设备安装

六.工作范围

1、设备的设计、制造、包装、运输和交货。

2、试验:

进行型式试验、工厂检查及现场试验，需方应提供必要的测试仪器和设备，并负责通讯接线，协助和配合进行现场试验、试运行及验收。

3、为设备提交安装的图纸、技术数据和资料、安装运行和维护指南或手册。

4、协调:

与其他承包商之间进行必要的协调，以保证本合同设备与其他承包商提供的设备之间的相容性。

5、服务:

--提供现场安装、调试、试运行和验收试验服务。

--提供需方人员的技术培训。

--供方制造厂至指定交货地点间的运输、保险和交货服务。

--将提供功能完整的全部货物和服务，包括了即使某些设备或要完成的工作没有

在工作范围中特别说明,所有的提交货物、图纸、说明书均用中文书写。

七.设备检验

1、卖方根据国家标准，国家行业制造标准，IEC标准的高要求值和设计院提供要求予以生产

和制造，重要工序进行时须通知买方现场观看。

2、系统进行出厂试验时，通知买方参加见证。

3、设备抵达现场，买卖双方须共同目检并作记录，所供设备的外壳、内部各器件应无任何运

输损伤，状况良好。

4、系统投运并经生产装置满负荷运行后，性能符合规定要求则予以验收。

八.技术资料交付

1、技术资料和交付的要求

所提供的图纸资料使用国家法定单位制，图例、图标使用国家标准，语言以中文为主,有常用标准符号使用英文代号。

2、资料的组织结构清晰、逻辑性强。

资料内容正确、准确、一致、完整、满足工程需要。

✧清楚表达设备的端子编号，对开关、继电器等的接点情况使用插图或表格表示；

✧清楚表达端子排的排列位置；

✧清楚表达有关设备的位置及其项目代号。

✧资料的提交及时充分，满足工程进度要求。

3、对于其它没有列入合同技术资料清单，却是工程所必需的文件和资料及时免费提供。

4、提供的技术资料:

✧装置使用说明书、技术说明书

✧监控系统说明书

✧原理图及技术资料

5、图纸资料使用AUTOCAD绘图软件完成，并提供图纸资料。

6、技术资料清单

6.1电气原理图：

✧交流电流、电压输入回路图:

反映每一个交流输入量接线情况；

✧开关量输入回路图:

反映每个开入量的接线和定义；

✧跳闸逻辑图、跳闸接点回路图、信号接点回路图:

反映出口逻辑和原理；

✧控制回路原理图:

反映控制原理；

✧综合自动化系统结构图:

反映整个系统结构和连接。

6.2技术资料：

✧APS-2000监控系统使用及技术说明书

九.技术服务、培训

1、技术服务

技术服务:

为了确保项目的顺利执行，安排专责项目经理和工程设计工程师，与需方和设计院紧密配合，协调处理项目中的一切活动安排。

2、现场工程服务

2.1为确保所提供的设备安全、正常运行。

派出合格的技术人员及时地到现场进行现场技术服务。

现场服务计划表

序

号

技术服务内容

计划人

天数

派出人员构成

备注

职称

人数

1

设备交货验收

1天/人

工程师

1

2

设备的现场安装调试

15天/人

工程师

2

3

现场培训

2天/人

工程师

1

2.2派出的技术服务人员具备以下资质:

✧遵守纪律，遵守现场的各项规章和制度；

✧有较强的责任感和事业心，按时到位；

✧了解合同设备的设计，熟悉其结构，有相同或相近设备的现场工作经验，能够正确地进行现场指导；

✧身体健康，适应现场工作的条件。

2.3技术服务人员将尽以下职责:

✧现场服务人员的职责主要包括合同设备催交、开箱检验、质量问题的处理、指导安装、调试、参加试运和性能验收试验。

在安装和调试后，技术服务人员向需方技术交底，讲解和示范将要进行的程序和方法。

✧对重要工序，技术人员要对施工情况进行确认和签证，否则需方不能进行下一道工序。

现场技术服务人员有权全权处理现场出现的一切技术问题。

如现场发生技术性问题，现场技术人员保证在需方规定的时间内处理解决。

如委托需方进行处理，现场技术服务人员将会出委托书并承担相应的经济责任。

✧现场技术服务人员的正常来去和更换，将要与需方协商。

一十.售后服务承诺

在设计、制造过程中，我们随时欢迎需方、相关单位莅临指导。

装置投运前，将派技术人员到现场指导、参加调试，解决装置的有关安装、调试、技术、质量问题，并协助做好一切试验。

装置正式投运后的质量保证期内，对保护装置安全可靠承担相应的责任。

保证期外，仍然将对装置的维护负责，并优惠供应配件。

对非我方责任造成的装置损坏，我方仍将优先优惠提供配件和提供良好服务。

装置出现异常，当接到现场的电话和传真后，我方将安排国内的技术人员在四小时内答复所有问题。

必要时，我方将安排国内的技术人员尽快赶到现场，协助处理问题。

一十一.包装、运输和储存

1、装置制造完成并通过试验后包装，并得到切实的保护和符合铁路、公路和海运部门有关规定。

2、所有设备经妥善包装或装箱后，在运输过程中还采取其它防护措施，以避免了运输过程中散失损坏或被盗。

3、在包装箱外标明设备的订货号、发货号。

4、各种包装均保证了各零部件在运输过程中不致遭到损坏、丢失、变形、受潮和腐蚀。

5、在包装箱外都有显著的标记，标记发货人代号、合同号、目的站（港）、项目号、货物名称、箱号/件号、毛重净重（kg）、尺寸（长×宽×高，以cm表示）。

包装箱外标有“XXXX工程”字样。

6、整体产品或分别运输的部件都适合运输和装载的要求。

7、各种包装确保各零部件在运输过程中不致遭到损坏、丢失、变形、受潮生锈和腐蚀。

8、包装箱上有明显的包装储运图示标志（按GB191标准执行）。

十三、监控系统结构图