变电站发电厂综合自动化系统概述精.docx
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变电站发电厂综合自动化系统概述精
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;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,ALLINONE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
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
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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。
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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
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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、110V
3.2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
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3.3过载能力
交流电流回路:
2倍额定电流连续工作
10倍额定电流允许工作10S
40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-10℃~55℃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:
-10℃~55℃
相对湿度45%~90%
大气压力80~110kpa
3.7抗干扰性能
①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。
②静电放电抗扰度测试
能承受IEC61000-4-2标准Ⅳ级、试验电压8KV的静电接触放电试验。
③射频电磁场辐射抗扰度测试
能承受IEC61000-4-3标准Ⅲ级、干扰场强10V/M的幅射电磁场干扰试验。
④电快速瞬变脉冲群抗扰度测试
能承受IEC61000-4-4标准Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
⑤浪涌（冲击抗扰度试验
能承受IEC61000-4-5标准Ⅳ级、开路试验电压4KV的浪涌干扰试验。
⑥供电系统及所连设备谐波、谐间波的干扰试验
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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%。
⑦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标准70%UT等级的电压暂降、短时中断干扰试验。
⑧振荡波抗扰度试验
能承受IEC61000-4-12标准Ⅳ级阻尼振荡波干扰试验,以及电压幅值共模4KV、差模2KV的Ⅳ级振铃波干扰试验。
⑨工频磁场抗干扰度
能承受IEC61000-4-8标准Ⅳ级持续工频磁场干扰试验。
⑩阻尼振荡磁场抗干扰度
能承受IEC61000-4-10标准Ⅳ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/T7261中16.3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/T7261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/T7261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:
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背示图
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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:
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CPU插件原理及其相关插件关系示意图
模拟地
N1
N4N7模拟地
N2
N5
N8
模拟地
N3
N6N9模拟地
N10
N11
N12
交流采样模件原理图
4.4CPU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继电器的出口功能。
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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
“+”:
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
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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
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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:
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（FirstinFirstout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
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07
128
通道---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IaH---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
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i相位一般以相位显示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。
dCPU复位次数:
统计程序复位次数。
eCAN复位次数:
统计通讯模块复位次数,装置接收不到数据一段时间以后自动复位通讯模块。
（6远动试验:
通过菜单按钮进行远动信息传输试验,只发信号,不实际动作,可在线试验,用以远动调试。
（7口令设置:
用户更改投入口令时用,共分3种
保护人员口令:
保护人员更改保护定值用。
远动人员口令:
远动人员进入系统设置用。
运行人员口令:
运行人员进行保护投退用。
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举例——投入保护人员口令:
进入“口令设置”→“保护人员口令”菜单,→“输入老口令:
”菜单,输入出厂口令:
8716,弹出“输入新口令:
”菜单,输入用户口令,口令投入开关设置为“ON”,按“复位”键或一段时间不操作,口令即起作用。
（8厂家设置:
“确认”显示
口令输入正确后,“确认”显示“厂家设置”菜单,主要包括测量精度调节、机卡保护、两相三相CT设置、保护出口设置、复用开关量的设置等。
该功能已在出厂前厂家根据用户技术协议设置好,用户一般不要进入,厂家不提供进入该菜单的口令。
（9时钟设置:
设置保护单元时钟,保护动作时间由此决定。
（10信号复归:
复归保护动作信息。
（11系统复归:
清除所有历史记录。
（12版本号
5.3保护功能说明
1.在“保护投退”菜单中检查装置配备的保护功能。
2.保护功能投退操作
在“保护投退”菜单中进行保护功能投退,进入“保护投退”菜单,将投入的保护设为“ON”,退出的保护设为“OFF”。
具体操作时,将光标移至软件开关显示区,用“+”或“-”键进行修改,按确认键进行固化。
3.保护整定值输入
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在“保护整定值”菜单中进行保护整定,进入“保护整定值”菜单,将光”移至选择的保护整定值区修改数字位,用“+”或“-”键进行数值修改,检查整定值的整定范围,设置保护定值（用户计算提供或输入实验模拟定值。
5.4远动功能说明
远动功能由“四遥”功能组成,分别是遥测、遥信、遥脉、遥控。
本装置通过在“远动设置”中遥测起始号、遥信起始号、遥脉起始号的设置把分散在各个装置中的遥测、遥信、遥脉按设置的顺序送到总控单元,从而形成遥测表、遥信表、遥脉表。
因此,在分散装置中的设置不能有重号,但可以中间有空号不连续。
遥控功能是根据主站或当地监控下发的遥控号到总控单元,总控单元根据在总控单元设置的遥控表找到该遥控号对应的是多少号单元（通讯地址的第几个分遥控,然后下发到下面分散装置,从而实现遥控。
下面分别对“四遥”功能作描述。
1.遥测功能
测量功能分为两块:
一是就地显示,二是遥测上送。
就地显示显示一次值,其中PT、CT
CT变比按现场实际值输入,例如CT变比500/5,则输入100。
遥测上送值是二次值,因此上送的值必须乘以遥测系数,遥测系数见下表。
每个装置中遥测顺序号由厂家提供,详见各装置说明书。
2.遥信功能
开关量分为两种:
一种是开关量事件,另一种是反应状态的开关量。
对于开关量事件,装置以保护事件形式上送,状态量事件则以遥信形式上送,事件开关量亦可以以遥信方式上送。
其中状态遥信中断路器位置采用双位置方式,即对同一断路器既采集合位,又采集跳位,只有合位变跳位,即合位为“0”,跳位为“1”时才认为跳位,反之亦是。
如果合位、跳位均为“0”,则保持原状态。
断路器变位的事故和非事故分闸由装置采集的手动跳闸信号区分,如果无手动跳闸信号,断路器分闸则认为是事故分闸。
其他开关量采用单位置方式。
开关量的有无可以在“运行监视”中的开关量查看,有则显示“1”。
每个装置中的遥信顺序由厂家提供,详见单元装置说明书。
3.遥脉功能
遥脉包括本线路的有功脉冲电度,无功脉冲电度。
脉冲由电度表提供,脉冲电度表要求为有源脉冲,其脉冲电压在5V—12V之间均可。
在“远动设置”菜单中“脉冲电度设置”进行脉冲电度初始化设置,包括每圈脉冲数量,每度脉冲数量（每度脉冲数量为电度表提供的值/10,电度表起始度数。
在“开关量”中可以查看脉冲有无,有脉冲时显示“1”,无脉冲时显示“0”。
4.遥控功能
遥控功能分两步实现,第一步选择开关,第二步再对开关进行分合操作,并且被控装置的显示屏上均有相应开关的操作信息。
在“远动设置”菜单中进行遥控开关号设置,此遥控开关号仅为一个代号,用作遥控时显示用。
遥控和通讯地址有关,因此用户一定要确保通讯地址正确。
5.5通讯功能说明
装置通信方式采用CAN网及485网双网方式,单元装置通过通讯地址设置进行管理和区分。
在“通信地址”上进行地址设置,同一变电站系统中各单元通讯地址不能重复。
通讯地址由厂家分配提供。
通讯速度125KB,通讯连接线为带屏蔽的双绞电缆线。
屏蔽线必须接地,并且是一点接地。
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5.6口令功能说明
装置口令分为:
保护人员口令、远动人员口令、运行人员口令、厂家设置口令。
“保护人员”管辖“保护整定”、“系统复归”操作;“远动人员口令”管辖“通讯地址”、“系统设置”操作;“运行人员口令”管辖“保护投退”操作;“厂家设置口令”管辖厂家设置菜单内的内容,一般不提供给用户,由厂家出厂前根据用户技术协议设置。
5.7装置接地说明
装置的交流地、直流地、通讯地、机箱地必须分别与大地良好连接,不要并联接地。
通讯接地要确保一点接地。
6用户安装调试说明
（一通电前检查
1.检查装置型号与电气参数是否与安装装置一致。
2.检查装置端子接线连接是否连接牢固。
3.检查装置内部插件是否齐全,插件是否插到位。
4.检查箱体、装置接地是否良好。
5.检查装置通讯线与管理机单元连接线是否连好。
6.用1000V摇表测量交流回路对地,直流回路对地绝缘>100兆欧
（二通电检查
1.合上外部控制电源开关,合上装置工作电源开关,检查装置工作情况,正常工作特征如下:
a.液晶正常显示,正常显示保护二次值,测量一次值,有事件时则显示事件。
b.运行灯正常显示,无事件时显示为绿灯,有事件时显示为红灯。
2.测量精度调节检查
a.阅读图纸,确定输入哪些模拟量,准备好标准电流、电压输入仪器,连接好调试连接线。
b.加量,检查显示值与加入量是否一致,如果不一致,则需进入“厂家设置”的“测量精度调节”菜单调节,因为出厂前厂家已经全部调试好,用户无需进行调节,用户仅校验一下即可。
3.保护功能调试步骤（详细调试参阅相应装置的技术使用说明书
a.在“保护投退”菜单中进行保护功能的选择与投退
b.在“保护整定”菜单中输入整定值或模拟短路故障电流
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c.逐项加入模拟量,按保护逻辑原理进行功能调试
d.检查压板
e.检查保护动作信息
f.检查运行灯（有事件时由绿色转为红色
g.检查事件记录
h.检查“信号复归”功能
4.开入量功能调试
a.将刀闸开入量进行变位,检查装置是否有变位信号,变位信号在液晶上闪现一下。
b.在“开入量”菜单中检查刀闸状态与现场是否一致
c.在“事件记录”中的“预告事件”中检查变位信号的记录情况
d.对于如“弹簧未储能”事件开入量检查时,将开入量辅助接点短接（或模拟事件发生进行检查事件开入量,如事件存在,将在液晶显示屏上显示。
5.脉冲电度功能调试
a.用9V电池的正极点接有（无功电度+,负极接至有（无功电度-
b.在开入量有功脉冲、无功脉冲中查看有无
c.在“测量值”菜单中有（无功电度脉冲中查看
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