電力自動化系統變電站自動化系統FW500變電站自動化系統簡介使用環境要求型號含義系統配置圖工作原理訂貨要求主要技術參數設備外形與結構主要尺寸1.系統總指標生產廠2.主變保護裝置3.線路保護裝置4.母線保護裝置5.故障錄波測距裝置6.GPS（一）簡介 top1主要用途FW500系統是為電力系統220500kV及以上電壓等級變電站設計的一套多級網絡分布式變電站自動化系統，它由系統管理站、計算機網絡、工控前置機、分布式網絡型RTU、轉發工作站、微機多功能接口單元、主變壓器保護裝置、線路保護裝置、母線保護裝置、故障錄波裝置、GPS等設備組成。2系統特點1）多級網絡分層分布式結構；2）采用 UNIX / Windows NT 操作系統作為系統應用軟件平臺；3）采用國際標準的基于XWindows的全圖形用戶界面（OSF/Motif）；4）軟件結構模塊化、全分布式數據處理；5）數據采集使用RISC技術、浮點協處理器、高速緩存的32位微處理器；6）使用DSP技術，高速交流采樣，大容量儲存，采集數據直接上網；7）雙網冗余主備通信方式；8）在線召喚監視各類保護定值；9）數據轉發支持8個主站；10）先進的工藝技術，全表面貼裝，多達16層的印刷電路板。該系統主要用于電力系統設備、線路的實時監測、控制、保護、管理和數據通信。（二）型號含義 top F W -500 F表示分布式；W表示微機自動化；500是產品系列號（三）工作原理 topFW-500系統是一個多級網絡連接的分布式自動化系統，系統后臺采用DEC/HP/SUN工作站，配置UNIX操作系統或采用高檔工控機配置 Windows NT 操作系統，采用 X-Windows全國形用戶界面和標準商用數據庫。系統前置機采用工業控制機，前置單元負責接收各類保護、測量及控制信息，并對其進行必要的預處理，根據數據類型，采用廣播方式或點對點方式，通過網絡發往其它節點（如SCADA工作站、操作員工作站、工程師工作站等），供其顯示、操作、控制、打印或進一步的處理。系統配置雙前置機并在線自動切換。計算機網絡采用雙以大網將多臺RTU、多臺前置機、多臺工作站及多臺數據轉發站連接在一起，實現網絡數據共享。RTU數據直接上網，且為雙網冗余主備方式。RTU選用RTSC技術、浮點協處理器、高速緩存的32位微處理器為CPU，利用DSP技術實現高速交流采樣，采集現場各類實時數據、狀態，通過雙以太網將數據送到系統主網同時通過網絡接收系統的各類命令，輸出到現場控制設備。裝置提供基于Windows界面友好的維護配置軟件，所有功能、工作方式、數據類型、數據運算均可在線配置，具極大的靈活性。微機多功能接口單元通過串行總線網實現與站內多種微機保護單元及各種智能儀表的據通信，完成各類保護信息的采集、保護定值的召喚、表計信息匯總等功能，將預處理后數據送入系統主同。轉發工作站通過網絡獲取所需的全部數據，實現向省級、地級及其它調度系統的數據遠傳。系統通過GPS或軟件對時實現時鐘同步。主變保護裝置由三個獨立的單元組成：主保護單元、后備保護單元、非電量保護單元。各單元在電氣及結構上均相對獨立，必需的連接處均經光電隔離。裝置硬件采用STD標準總線V40系統工業控制機系統。保護軟件采用模塊化設計組態配置相當靈活。1） 主保護單元可提供下列功能：主保護為三段折線式（或二段式）比率制動特性差動保護，具備二次、五次諧波制動及TA斷線閉鎖功能，以及無制動的差流速斷保護。對3/2開關接線，主變停運時自動投入小區差動（短引線）保護五次諧波制動差動可以由過激磁閉鎖差動功能代替，這時可增設低電壓加速功能對自耦變可增設零差保護。TA斷線告警保護。差流越限告警保護。失靈保護通風啟動。非電量保護記錄2）后備保護單元可提供下列保護功能：反應過激磁的反時限過激磁保護。反應高、中側相間故障的a相間阻抗保護；b復合電壓閉鎖方向過流保護及過流保護。反應低壓倒故障的a方向過流保護或過流保護；b復合電壓閉鎖過流保護；c過流速斷保護。反應公共線圈側的a零序過流保護；b過負荷告警保護。反應直接接地側接地故障的a零序方向過電流保護及零序過電流保護；b零序阻抗電流。反應間接接地測接地故障的零序電流電壓保護及零序過電壓保護反應變壓器側一點接地故障的側接地保護。各側TA斷線告警保護。各側TV斷線告警保護。各側過負荷告警保護。分接頭調壓閉鎖。非全相保護。短路器失靈保護。 3）非電量保護單元可提供下列保護功能：主變及調壓變的輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放、冷卻器故障、油位低、油溫高、強油通風故障、線圈溫度、冷源消失等非電量保護，電源及出口獨立，并提供一副空接點給主保護單元作記錄用。4）自適應功能：頻率跟蹤、變比跟蹤。線路保護采用多單片機并行工作的硬件結構，設置了三個硬件完全相同的CPU插件，每個插件獨立完成一種保護功能。每個插件上幾乎包括了一種保護所需的所有電子器件，易受干擾的部分均不引出插件，從而提高了抗干擾性能。三個插件中任何一個損壞均不影響其它兩種保護的工作。每個單片機只承當一種保護功能，確保了保護動作快速性。采用了電壓頻率變換原理（VFC）構成模數變換器，跳閘出口開放回路采用三取二方式，提高了整套保護裝置可靠性。提供串行數據通信口與系統連網。裝置提供距離保護、零序保護、三相重合閘。距離保護由三段式相間距離和三段式接地距離構成，用于切除出口短路故障的快速段的距離元件，動作時間不大于11ms。當系統發生第一次故障時,采用電壓記憶保證方向性，如在振蕩期間發生故障，則采用負序方向元件把關，僅在出口完全對稱短路時采用偏移特性。阻抗特性采用四邊形特性。零序保護由四段全相運行時的零序保護和兩段非全相運行時的不靈敏段零序保護構成。三相重合閘設有三相重合閘和停用兩種方式,三相重合閘可選擇檢無壓、檢同期、非同期合閘方式。母線保護采用STD總線工業控制機，主、從CPU間實現網絡互聯,并可與中央處理器一起實現更高級的協調管理，為全站自動化的實現創造了條件。采用分相式多微機系統結構，使整套保護裝置對系統各種故障具有相同的靈敏度，大大提高了保護裝置整組出口的速度。提出了抗TA飽和新方案。當系統發生區內故障TA飽和時，裝置仍能迅速動作，區外故障TA飽和時，裝置不會誤動，對TA無特殊要求。結合對交流量的動態分析和隔離開關接點的實時檢測，實時跟蹤母線的運行方式，實現了雙母線保護的自適應性，保證了母線運行的可靠。系統及母線發生相繼故障時，保護能正確和迅速反應。獨立的電壓閉鎖回路增強了裝置抗誤動能力。在母線倒閘過程中發生外部故障，保護不會誤動。裝置提供豐富的自檢功能及人機對話功能，維護調試非常方便。故障錄被測距裝置根據系統工程最優設計思想按功能分為三層子系統：數據采集、存儲管理、數據處理。其中每部分均有自己的CPU形成獨立的子功能模塊，而數據采集部分又按模擬量分組分成二到三個子智能模塊。數據采集與存儲管理兩層子系統之間采用雙口PAM實現高速數據緩沖連接，總稱為前置機，主要用于實現數據采集、數據預處理、存儲管理、啟動判斷及向后臺處理機數據通信。后臺數據處理機采用工業級控制計算機（配以7in工業顯示器），通過并行口與前置機實現雙向數據通信。主要完成故障數據存盤組織各種故障分析及數據遠傳。（四）主要技術參數 top 1 系統總指標（1） 系統數據庫容量模擬量 8000點狀態量 16000點電度量 1000點計算量 1000點人工置數 26000點事故追憶量 400點(2)歷史數據在硬盤中存儲時間歷史曲線采樣間隔： 530min，可調。歷史曲線、日報、月報、年報：保存一年。（3）測量值指標測量值綜合誤差：05。越死區傳送整定最小值：0.5額定值。（4）信號狀態量指標信號正確動作率 99.99數采裝置S0E分辨率 2ms遙控正確率 9999（5）系統實時響應指標模擬量數據響應時間 2S狀態量數據響應時間 1S命令傳送時間（從按執行鍵到RTU輸出） 1S全系統實時數據刷新周期 310s，可調脈沖電度掃描周期 5N(N=1,212min),可調打印報表輸出周期 按需整定(6)可靠性指標系統可用率 9999計算機工作站平均無故障時間（MTBF）8000h設備平均無故障時間（MTBF） 17000hSCADA系統時間與標準時間的誤差 2ms（7）CPU負荷率所有計算機的CPU負荷率： 35（在正常狀態下任意30min內）；60（在事故狀態下10s內）。（8）SCADA系統LAN的負荷率LAN負荷率： 10（在正常狀態下任意30min內）； 30（在告警狀態下10s內）。2主變保護裝置 top （1）額定參數直流電源電壓：220110V（定貨注明）。交流額定電壓：1003，開口三角電壓：100V。交流額定電流：51A（定貨注明）。交流額定功率：50/60Hz。（2）功率消耗直流回路：正常工作時，50WV40系統；保護動作時， 80WV40系統。交流電流回路：1VA/相（額定電流下）。交流電壓回路：1VA/相（額定電壓下）。（3）過載能力直流電源回路：80-115額定電壓，連續工作。交流電流回路：2倍額定電流，連續工作；20倍額定電流，工作10s；40倍額定電流，工作1s。交流電壓回路：15倍額定電壓，連續工作。（4）電流電壓精確測量范圍電流精確測量范圍：02100A（TA5A）； 00520A（TA=1A）。電壓精確測量范圍：05100V（相電壓）；5300V （間隙電壓）（5）主要保護的動作精度測量元件精度：刻度誤差：2溫度變差：2（在工作環境溫度范圍內）綜合誤差：5差動（以四側制動為例）：采樣頻率=800Hz 采樣頻率=600H整組動作時間：差動速斷20ms 差動速斷18ms(1.5 Icp)差動30ms 差動25ms(1.3 Icp)動作精度：差動速斷動作精度誤差5；差動及后備保護動作精度誤差3%。過激勵保護：上限145倍，下限108倍，定值精度2%。頻率跟蹤范圍：2575Hz。阻抗：定值精度2，精確工作電流0.11e。(6）整定范圍一般情況下：電流定值級差：001A；電壓定值級差：01V；時間定值級差： 1ms或01s或1s。3線路保護裝置 top （1）額定參數直流電源電壓：220V110V（定貨注明）。交流電壓：相電壓100V/3V，開口三角電壓100V。交流電流：5A1A。頻率：50Hz。（2）開關跳閘電流、合閘電流0.5A、1A、2A、4A（不是自保持電流）。（3）交流回路過負載能力交流電壓： 12 Un，連續工作；交流電流： 2In，連續工作：20 In，Is。（4）功率消耗直流回路： 50W。交流電壓四路：05VA相。交流電流回路：05VA相（1A）；1VA相（5A）。（5）整定范圍距離元件：00599.9。電流元件：005999A。時間元件：1）保護跳閘時間接地故障 012s相間故障 045s（當不經三取二閉鎖時，可整定至12s）2）其它： 0159s。（6）精確工作范圍1）距離元件：精確工作電壓 05V精確工作電流 （0120）In或（0240）In2）零序方向元件：最小動作電壓 2V（固定）最小動作電流 01In（7）精度距離I段保護暫態超越 5零序I段暫態超越 5測距元件誤差 25（8）整組動作時間相間和接地距離I段：Z測量/Z整定 動作時間 30 10 13ms70 25ms零序I段（I測量=121I整定） 18ms。4母線保護裝置 top （1）額定參數直流電源電壓 220V110V（定貨注明）交流額定電壓 100V交流額定電流 5A1A（定貨注明）交流額定頻率 50Hz60Hz打印機工作電壓 220V，50Hz（2）功率消耗直流回路： 正常工作時， 50w；保護動作時，80W。交流電流回路：1VA相（額定電流下）。交流電壓回路：1VA/相 （額定電壓下）。（3）過載能力直流電源回路：80115額定電壓，連續工作。交流電流回路：2倍額定電流，連續工作； 20倍額定電流，工作10s； 40倍額定電流，工作1s。交流電壓回路：15倍額定電壓，連續工作。（4）電流、電壓精確測量范圍電流精確測量范圍：025100A（TA 5A）； 00520A(TA=1A)電壓精確測量范圍：05100V（相電壓）。(5）主要保護的定值精度1）測量元件精度：刻度誤差 2溫度變差 2（在工作環境溫度范圍內）綜合誤差 52)差動繼電器：差動繼電器動作電流（0210）In制動系數0408差動繼電器動作時間 5ms （12In）3）電壓閉鎖繼電器：電壓突變系數 0508動作時間 8ms（80 Vn）4）裝置整組動作時間：10ms（12In， 05Vn）5）TA斷線閉鎖：斷線電流定值：00505In。6）TV斷線：斷線電壓定值： 00105 Vn。7）雙母線運行方式識別電流精度：5In。5故障錄波測距裝置 top 1）信號輸入：交流電壓（有效值）： 100V3，測量范圍： 0120V。交流電流（有效值）：5A1A，最大過載20倍，持續時間3s。2）功耗：交流電壓回路：05VA相。交流電流回路：05VA相。3）采樣頻率：1000Hz（每周波20點）。4）諧波分析率：9次。5）開關事件分辨率： 1ms。6）A/D精度：12位，轉換速度10s。7)啟動方式：模擬量啟動，開關量啟動，試驗啟動。8）記錄方式：故障前60ms（3周波）、故障后連續記錄。每次故障記錄時間不少于45s。連續性故障最多可記錄7次（基本配置）。數據存儲采用覆蓋技術，可轉存硬盤,新數據自動覆蓋舊數據。6.GPS top同步精度：ls。走時精度： 0.2ms。測頻精度： 50 00