1、變電站綜合自動化系統的組成和主要功能；系統概述；本次設計采用YH-B2000變電站綜合自動化系統，其系統是面向110KV及以下電壓等級變電站的成套自動化設備其是陜西銀河網電科技有限公司開發研制的新型設備，該系統是在總結我國微機變電站運行經驗基礎上，根據國內外新的發展趨勢，以提高電網的安全經濟運行為宗旨，以方便現場安裝調試、無人值守為目的，向智能化邁進的全新概念綜合自動化系統。其設備從變電站整體出發，統一考慮保護、監測、控制、遠動、直流和五防等功能，避免了功能裝置重復備置等弊病，及減少投資，又有利于變電站運行管理和維護。YH-B2000變電站綜合自動化系統組成結構如下圖；該系統在我國首次集微機保

2、護和遠動為一體，并率先把這種裝置直接安裝于高壓開關柜上，系統總體結構設計是以單元分散型嵌入式為指導思想，系統裝置中每個單元的結構、外觀和尺寸是完全一致的。其可把各個單元分散安裝在一次設備上，或集中組屏按裝。相比兩者具有明顯的優點；可以大大減少連接開關柜控制屏及控制室的各種電纜，減少控制室面積，從而節省了變電站綜合造價，簡化了施工，方便了維護，并且提高了變電站的可控性，可擴展性和靈活性有了很大提高。消除了因設備之間錯綜復雜的二次電纜引線接錯造成的問題，提高可靠性YH-B2000變電站綜合自動化系統是面向對象設計的。系統中每一種單元都面向變電站內的各種一次設備。如線路單元，就是面向開關柜設計的，它

3、包含了對該開關柜的控制、測量、事故記錄和線路的各種保護等；電容器單元也像線路單元一樣，它是面向電容器組的；變壓器是變電站的核心設計，YH-B2000型變電站綜合自動化系統對變壓器設計了三種面向它的完全獨立的功能單元。第一是主保護單元，它主要完成變壓器差動保護等。第二是后備保護，它主要完成變壓器的過流保護等。第三是變壓器的測控單元，主要完成主變的有載調壓控制和電氣量的測量。備自投單元是完成變電站兩路電源的自動投切功能的。直流子系統也被YH-B2000型變電站綜合自動化系統納入了整體成套范圍，作為系統的一個單元整體規劃設計。YH-B2000型變電站綜合自動化系統無論是以何種方式安裝，所有單元均通過

4、一梗三芯通訊電纜同后臺總控單元實現實時數據交換。后臺總控單元為變電站綜合自動化裝置的核心，它一方面可實現對各設備的實時數據收集。并向上一級調度轉發，同時也對各個單元的運行情況進行監視，包括各種故障及報警。YH-B2000型變電站綜合自動化系統的后臺總控單元有兩種形式。對于小規模變電站，后臺總控單元由單片機完成，它的結構外形和各種功能單元完全一樣，通過三芯通訊線同各單元實現實時數據收集，并向上一級調度中心轉發數據，以及接受遙控命令，并對變電站的各種事故提供電笛、電鈴報警，在顯示器上推出漢字光字牌。對于較大規模變電站，后臺總控部分由共控計算機組成，除完成以上功能外，還可實現強大的當地功能。兩種形式

5、由用戶選擇。該系統具有以下特點；1.嵌入式結構；YH-B2000的所有單元均為嵌入式結構，無論嵌入安裝在開關柜上或集中組屏，只要在安裝位置開一個267乘147mm的孔即可，單元的深度也只有110mm，它的大小就類似于重合閘繼電器。單元潛入安裝后除了外在安裝常規保護壓板，在無任何附加元件。單元背面的引線直接連到CT、PT、信號繼電器接點、斷路器分合回路、KM電源以及三芯通訊總線。2.功能齊全；每種功能單元包括了相應的一次設備的全部保護和遠動功能，對斷路器的手動控制、防跳、手合前加速、重合后加速、控制回路監視等均在單元內實現。3.使用簡單；其裝置不僅功能強大，而且安裝使用極其簡單。單元所有參數均由

6、漢字顯示，光標操作提示，漢字功能按鍵，操作方便，是一種典型的“傻瓜”形式。4.可靠性高；因為設計思想是將單元安裝在開關柜上，故單元在防沖擊和抗電磁干擾方面作了周密考慮。單元內的全部電路設計在一塊電路板上，電路板加固安裝在單元內，沒有了接插部件、有利于抵抗開關合閘時的強烈震動。單元內主要邏輯電路板被密封在一個金屬箱內，可抵抗強烈的電磁干擾。整個系統由以下部分組成；一.線路保護測控單元；YH-B2000微機線路保護測控單元適用于電力系統35KV、10KV線路、單元可完成一條線路的控制、保護、測量。本單元集遠動保護、控制為一體，采用交流采樣技術，采樣頻率為600HZ，各個量的基波及諧波用差分和付氏算

7、法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作出保護邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠性。單元具有完善的防跳回路及斷路器控制電路，可靠的自保持回路、保證了開關拒動時不使繼電器損壞。功能；（1）保護功能；帶方向（不帶方向）的速斷保護，帶方向（不帶方向）的過流保護，低壓啟動的過電流保護、低電壓和滑差閉瑣的低頻減載，檢無壓、減同期、三相一次重合閘，重合閘后加速、手合前加速。所有保護種類可方便地取舍，定植可方便修改。（1.1）速斷保護；當AC兩相中任何一相電流幅值大于整定值時，側速斷保護動作。返回系數大于0.94，保護可瞬時動作或帶短延時。 |Id|&g

8、t;Idset （1.2）定時限過流保護；當AC兩相中任何一相電流幅值大于整定值時，相應定時器啟動，返回系數大于0.94，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。 |Id|>Idset t>tset (1.3)低壓啟動過電流保護；當AC兩相中任何一相電流幅值大于整定值時，且電壓底于整定值時，相應定時器啟動，返回系數大于0.94，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。 |Id|>Idset |Ud|<Udset t>tset（2）測量功能；全部電量的測量采用交流采樣獲得，采樣元件采用精密電壓電流傳感器，體積小、重量輕，負載小，可以測量回路的電壓、電流、有功、無功、功率

9、因數、頻率，直接漢字顯示實際值（一次側值）。（3）負荷監控功能；通過負荷定植，可以實現負荷監控。如遇過負荷，則跳閘。 （4）控制功能；本裝置可通過就地的分合按鈕或后臺機遙控命令控制斷路器的分合。分合指示燈指示分合狀態。二.變壓器成套保護單元；YH-B2000型微機變壓器成套保護測控裝置適用電力系統35KV、110KV變電站的兩圈及三圈變壓器成套保護和測量，由變壓器主保護單元，后備保護單元，測控單元三部分組成。兩圈變壓器的控制保護由兩圈變壓器主保護單元，后備保護單元測控單元各一臺完成，三圈變壓器的控制保護由一臺三圈變壓器主保護單元，兩臺或三臺后備保護單元，兩臺或三臺測控單元構成，一臺非電量保護單

10、元。根據用戶的方案要求，單元可靈活配置。本單元集遠動保護、控制為一體，采用交流采樣技術，采樣頻率為 600HZ，各個量的基波及諧波用差分和付氏算法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作出保護邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠性。單元具有完善的防跳回路及斷路器控制電路。可靠的自保持回路，保證了開關拒動時不使繼電器損壞。功能；（1）差動保護；（1.1）兩圈變壓器；設Ih為高壓側流入電流，I1為低壓側流出電流，用付氏算法可求得；差動電流Id=|I1+Ih| 循環電流I=|I1-Ih| 制動電流Izd=I/2原理上，正常運行和變壓器外部故障時Id=

11、0,I=0,變壓器區內故障時，Id=If(1.2)三圈變壓器；設I1為高壓側流入電流，I2為中壓側流出電流，I3為低壓側流出電流，用付式算法可求得； 差動電流Id=|I1+I2+I3| 制動電流Izd=MAX|I1，I2，I3|原理上正常運行和變壓器外部故障時，Id=0，I=0，變壓器區內故障時，Id=If。A差動速斷動作判拒為：IdIdsetI其中Idset為差動速斷定植，當滿足上式時出口跳閘，IdsetI的整定條件是僻開變壓器的勵磁涌流，一般IdsetI=4In10In。B比率差動動作判據為：IdIdset2+Kr（Izd-Izd0）其中Idset2為差動門檻Kr為制動系數，Kr=0.25

12、0.8，Idset2=（0.21.6）In，Izd0為制動電流最小值，一般Izd0=1.0In。二次諧波制動條件為： 12dKs*I1dI1d，I2d分別為差動電流的基波量和二次諧波量，Ks為制動比，一般取0.10.3，該條件滿足將閉鎖比率差動保護，另外，CT斷線也將瞬時閉鎖比率差動保護。差動保護動作速度40Ms。本保護允許變壓器各側電流互感器變比不同，軟件中考慮了調整平衡的措施。C.YH-B2000變壓器主保護整定計算調平衡使用軟件給付邊乘系數完成，例如：對兩圈變Y/接法 K=（CT付/CT原）/（PT原/（PT付*） 則對于110KV/10KV變壓器原邊CT為400/5，付邊為2000/5

13、 則K=（2000/400）/（110/（10*）=0.787對于三圈變壓器，中壓側和低壓側需乘系數，平衡系數分別為K1，K2。具體算法同兩圈變壓器。平衡系數也可在運行過程中通過查看差動電流顯示植在線修改，使差動電流為零，達到最佳平衡效果。差動速斷定植 Idz=310Ie定植取310倍額定電流。二次諧波值動比例差動保護差動定植（差動門檻） Ids=0.21.6Ie定值應大于最大負荷時差動回路的不平蘅電流，一般取0.21.6倍額定電流。制動電流最小值（制動門檻） Izd=1.0Ie定植一般取額定電流。制動系數 Kzd=1.3*（0.1+du+0.05）du為調壓范圍的一半二次諧波比例可取0.10

14、.3（2）瓦斯保護瓦斯保護包括主變重瓦斯、主變輕瓦斯、調壓重瓦斯、調壓輕瓦斯保護。對于保護跳閘，采取強電直接跳閘，同時將信號采入CPU進行處理，以便保護就地顯示及向監控系統傳送。采用強電跳閘可以減少中心環節，確保非電量保護可靠跳閘。（3）控制完成主變高壓側開關的手分手和，遙分遙和。 主變后備保護YH-B2000HB主要有以下幾種類型：HB1型：1.二段復合電壓啟動的過電流保護，2.零序電流保護。3.過負荷保護。4.調壓瓦斯保護。HB2型：1.帶方向（可投退）復合電壓啟動的二段延時過電流保護。2.零序電壓保護。3.零壓零流保護。4.過負荷保護。5.調壓瓦斯保護。6.兩段方向零流保護。HB3型：1

15、.二段復合電壓啟動的方向過電流保護。2.零序電流保護3.過負荷保護。4.調壓瓦斯保護。HB4型：1.四段方向零序過流保護。2.零序電壓保護3.零壓零流保護4.間隙電壓保護5.間隙電流保護。各單元軟硬件均采用標準化模塊設計，所以其功能可根據用戶要求靈活組配。1.二段復合電壓啟動的過電流保護 正序電壓U1，負荷電壓U2和三相電流I（A，B，C）幅值能通過差分和付式算法求出。U2U2set或U1U1set Ttset ImIset式中：U2為負序電壓，U2set為負序電壓整定值，U1為正序電壓，U1set為正序電壓整定值。一般電壓取低壓側，電流取高壓側。2.底電壓啟動的過電流保護3.過負荷 過負荷判

16、據：ImI3set TtsetIm 為三相電流中的最大值，I3set為過負荷整定值，過負荷可發信號或閉鎖調壓。4.零序過流 動作判據：I0Ioset TTset5.零序過壓 動作判據；UoUoset TTset6.零序電壓閉鎖零序電流 動作判據：UoUoset IoIoset TTset7.方向過電方向動作判據：按45度方向繼電器原理判斷8.PT斷線閉鎖可閉鎖保護并發信號9.控制完成主變低壓側開關的手分手合，遙分遙合。主變測控 YH-B2000CK1.測量功能 電壓：Ua，Ub，Uc，Uab，Ubc，Uca，3Uo 電流：IA，IB，IC 功率：P（有功），Q（無功），功率因數 頻率：f 主變

17、分接頭位置：2.控制功能 2.1有載調壓自動（手動）、就地（遠方）控制，按逆調壓的原則，對有載調壓變壓器檔位進行調節，通過后臺機與電容器投切配合，提高電壓合格率，降低無功損耗，實現變電站電壓無功綜合控制。 本單元還有有載調壓故障報警功能，當主變過負荷時可閉鎖調壓。后臺機可通過通訊進行遠方調節分接頭。 2.2主變風扇控制風扇啟動判拒：TTset；ttset或IIset；ttset T為主變溫度，I為主變電流，Tset、Iset分別為溫度及電流定植，tset為延時定值。風扇啟動命令發出5S后，若風扇拒動，則發通風故障信號。主變非電量保護 YH-B2000WS其主要功能有：1.主變本體重瓦斯保護 2

18、.主變本體輕瓦斯保護3.主變有載重瓦斯保護 4.主變有載輕瓦斯保護5.壓力釋放保護 三.電容器保護測控單元：YH-B2000DR微機電容器保護測控單元適用于電力系統35KV，10KV電容器的保護、測量及控制。本裝置的電容器保護有：速斷、過流、平衡、欠壓、過壓等保護；同時還完成U、I、Q的測量及斷路器的操作控制。本單元集遠動、保護、控制為一體，采用交流采樣技術，采用頻率為600Hz，各個量的基波及諧波用差分和付氏算法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作出保護邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠性。單元具有完善的防跳回路及斷路器控制電路。可靠的

19、自保持回路，保證了開關拒動時不使繼電器損壞。功能：（1）保護功能（1.1）速斷保護；當A、C兩相中任何一相電流幅值大于整定值時，側速斷保護動作。返回系數大于0.94，保護可瞬時動作或帶短延時： |Id|>Idset（1.2）定時限過流保護；當AC兩相中任何一相電流幅值大于整定值時，相應定時器啟動，返回系數大于0.94，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。 |Id|>Idset t>tset（1.3）不平衡電流保護：當不平衡電流大于整定值時，相應定時器啟動，返回系數大于0.94，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。 |3Io|3Ioset ttset（1.4）不平衡電壓保護

20、：當不平衡電壓大于整定值時，相應定時器啟動，返回系數大于0.94，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。 |3Uo|3Uoset ttset（1.5）低電壓保護：當電壓低于整定值且斷路器處于合閘狀態時，相應定時器啟動定時，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。返回系數1.1。 |U|Uset ttset（1.6）過電壓保護：當電壓高于整定值且斷路器處于合閘狀態時，相應定時器啟動定時，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。返回系數0.94。 |U|Uset ttset（2）電容器測控功能（2.1）測量功能：母線電壓：Uab，Ubc 三相電流：Ia，Ib，Ic（測量線圈） 無功功率：Q模擬量的測量

21、采用付氏算法，精度較高。8路開關量采集通過光電隔離，抗干擾能力強。以上測量量均通過大屏幕液晶顯示器直接漢字顯示其實際值，也可通過通訊口傳給后臺機顯示。四.分段保護測控單元：YH-2000FD型微機分段測控單元使用于電力系統35KV，110KV變電站的分段保護和測量。保護功能；兩相兩元件過流保護，兩相三元件過流保護，三相三元件過流保護。保護可方便設定，定值整定方便靈活。測量功能：測量IA、IB、IC三相電流直接顯示一次值。本單元集遠動、保護、控制為一體，采用交流采樣技術，采用頻率為600Hz，各個量的基波及諧波用差分和付氏算法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作出保護邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出

22、口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠性。單元具有完善的防跳回路及斷路器控制電路。可靠的自保持回路，保證了開關拒動時不使繼電器損壞。功能：（1）保護功能 （1.1）過流保護：當A，B，C三相中任何一相電流幅值大于整定值時，相應定時器啟動，返回系數大于0.94，當定時器時間大于整定時間時，保護動作。 |Id|>Idset t>tset式中：Idset，tset分別為電流和延時定值（2）測量功能：電流Ia、Ib、Ic各有關斷路器的分合狀態。模擬量的測量算法，精度較高，開關量采集通過光電隔離，抗干擾能力強。（3）控制功能：可手合（分），遙合（分）分段斷路器。五.備

23、用電源自投單元：YH-B2000BT型備用電源自投單元適用于電力系統35KV、110KV變電站。裝置即可單獨使用，也可與變電站綜合自動化配套使用。能自動完成各種類型的備用電源自投，還具有測量、控制功能。交流采樣頻率為600Hz，各個電量用差分和付氏算法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作出保護邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠性。單元具有完善的防跳回路及斷路器控制電路。可靠的自保持回路，保證了開關拒動時不使繼電器損壞。功能：（1）備自投功能（1.1）投入原則：A.一主一備方式：當正常供電，線路電壓消失，且無電流，確認不是PT斷線造成的，經

24、延時后，檢查備用電源是否正常，備用進線斷路器是否在分位置，分段是否在合位置。跳開正常狀態下供電電源的斷路器，并確認已經跳開，再合上備用電源斷路器。B.進線變壓器組方式：首先檢查工作電壓是否消失，確認不是PT斷線造成的，經延時后，檢查另一回路是否正常，分段是否在分位置，跳開本回路進線斷路器，合上分段斷路器。PT斷線閉鎖判拒電壓降低時，進線電流互感器電流不消失為PT斷線。電壓僅一相或兩相降低，判為故障或PT斷線，通過延時躲開故障。（1.2）測量功能：電流：Ia，Ib，Ic電壓：輸入Ua，Ub，Uc經計算得到Ua，Ub，Uc，Un，Uab，Ubc，Uca，和3Uo以及；P，Q，COS各有關斷路器的分

25、合狀態。開關量采集通過光電隔離，抗干擾能力強。（1.3）控制功能：可手合（分）、遙合（分）本進線斷路器。2.每個備投單元只完成線路的測量，控制及備投邏輯功能，系統的備投功能需在每條進線裝一個備投單元，并要與分段單元通過聯動完成，單元之間的聯動通過220V開入開出完成。 本系統還可完成主變低壓側備投功能，并且主變本體保護閉鎖備投。六.所用變測控單元：YH-B2000SB型微機所用變測控單元，其安裝方式可集中，可分散。本裝置主要完成被控對象的參數測量及操作控制。本單元集遠動測量、控制為一體，采用交流采樣技術，采樣頻率為600Hz，各個量的基波及諧波用差分和付氏算法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作

26、出保護邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠性。單元具有完善的防跳回路及斷路器控制電路。可靠的自保持回路，保證了開關拒動時不使繼電器損壞。功能：1.測量功能：全部電量的測量采用交流采樣并經計算處理而得到，采樣元件使用精密電壓、電流傳感器體積小、重量輕，負載小，可測的所用變的電壓、電流、有功、無功、功率因數、頻率等，漢字直接顯示在液晶上。2.通信功能：各單元與總控單元采用電流環通信方式，所有功能單元并接于一梗三芯通信電纜上從而實現數據信息的向上傳送、交換。通過總控單元可實現所有的定植整定及數據查尋。3.遙信變位追憶功能：每個單元具有8次變位追憶功能，可自動記錄變位的時間，精度為5Ms。七.通用測控單元：YH-B2000TC型微機通用測控遠動單元適用于電力系統各類電壓等級的變電站，其安裝方式可集中，可分散。本裝置主要完成被控對象的參數測量及操作控制。本單元集遠動測量、控制為一體，采用交流采樣技術，采樣頻率為600Hz，各個量的基波及諧波用差分和付氏算法求得，通過數字濾波，顯示各電量，作出邏輯判斷，驅動或閉鎖單元上的出口繼電器，同時有利于消除模擬通道的零漂，還具有較高的精度和可靠