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1、35KV综合自动化仿真变电站简 介 中原油田培训中心内容提要 综合自动化变电站 RCS-9000系列微机保护的介绍 RCS-9700后台监控系统综合自动化变电站一、变电站自动化的必要性变电站自动化的必要性 变电站作为整个电网中的一个节点，在电网中，担负着电能传输、分配的监视、控制及管理的任务。在电网统一指挥和协调下，电网各节点，如变电站、发电厂，具体实施 和保障电网的安全、稳定、可靠运行。在以往投运的常规变电站，其二次设备大多采用电磁式或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，结构复杂，相互之间主要依赖大量电缆，通过空触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差，致使整个二次系统可靠性低，不能满
2、足现代电网，高质量、高可靠性供电的要求。 变电站自动化是指：在变电站内应用自动控制技术、信息处理和传输技术、计算机硬软件技术实现变电站运行监测、协调、控制和管理任务，部分代替或取代变电站常规二次系统，减少和代替运行值班人员对变电站运行进行监视、控制的操作，使变电站更加安全、稳定、可靠运行。二、变电站自动化的特点 1. 功能综合化功能综合化 自动化系统综合了变电站内除一次设备和交、直流 电源以外的全部二次设备。 2. 测量显示数字化测量显示数字化 采用微机监控系统后，以往的常规指针式仪表被显示器上的数字显示所代替，直观、明了。原来的人工抄表记录则完全由打印机打印、报表所代替，提高了测量精度。 3
3、. 操作监视屏幕化操作监视屏幕化 操作人员面对显示器，可对变电站的设备进行全方位的监控。常规在断路器安装处或控制屏上进行的跳、合闸操作，被屏幕上的鼠标操作和键盘操作代替；常规的光字牌报警，被屏幕画面闪烁和文字提示或语音报警所取代。 4. 运行管理智能化运行管理智能化 能够实现电压、无功自动调节，不完全接地系统单相接地自动选线，自动事故判别与记录，自动报警等，更重要的是能够实现系统本身的故障自诊断、自闭锁和自恢复等功能。 5. 变电站自动化的优点变电站自动化的优点 1）控制和调节由计算机完成，减轻了劳动强度，避免了误操作 2）简化了二次接线，降低变电站建设投资 3）通过设备监视和自诊断，延长了设
4、备检修周期，提高了运行可靠性； 4）系统以计算机技术为核心，提供了很大发展余地 5）减少了人的干预，因而认为事故大大减少。三、自动化变电站的系统结构：三、自动化变电站的系统结构： RCS-9000是分层分布式变电站综合是分层分布式变电站综合自动化系统自动化系统 ，所谓分布式结构，是在结构上采用主从CPU协同工作方式，各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通讯，多CPU 系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题，使局部故障不影响其它模块正常运行。所谓分层式结构，是将变电站信息的采集和控制分为变电站层 、通信层 和间隔层三各级分层布置。 1.间隔层间隔
5、层： 间隔层主要由保护单元、测控单元组成。RCS系列保护、测控装置解决了装置在恶劣环境下（高温、强电磁场干扰、潮湿）长期可靠运行的问题，并在整体设计上，通过保护、测控装置有机结合，信息交换，减少重复设备，简化了设计，减少了电缆。2.通信层通信层： 支持单网或双网结构，支持全以太网，也提供其它网络；双网采用均衡流量管理，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性；通信协议采用电力行业标准规约，可方便地实现不同厂家的设备互连；可选用光纤组网，增强通信抗电磁干扰能力；提供远动.3.变电站层变电站层： 变电站层采用分布式系统结构，提供多种组织形式，可以是单机系统，亦可多机系统。灵活性好，可靠性高，且方便系统
6、扩展。变电站层为变电值班人员、调度运行人员提供变电站监视、控制和管理功能，界面友好，易于使用。组件技术使用，实现软件功能“即插即用”，能很好地满足综合自动化系统的需要。 四、35KV综合自动化仿真变电站的组成 1.接线方式 35KV采用单母线分段带旁母的主接线 6KV采用单母线带母线联络断路器的主接线 2.一次设备 两台35KV/6KV组别为Y/-11的主变压器 35KV采用油断路器 6KV采用电磁合闸的真空断路器和手动操作机构的隔离开关 3.保护及自动装置 1）保护测控综合单元（RCS-9611； RCS-9631： RCS-9641） 2）保护单元（RCS-9679； ） 3）测控单元（R
7、CS-9703） 4）消弧线圈控制器和接地选线装置 4.后台监控系统 RCS9700组态及监控软件311311旁刀311乙311地311开关311甲311线路PT301甲301开关601甲601开关312旁刀312乙312地312开关312甲302甲302开关602开关602甲31235KV旁母地刀303旁甲303旁乙303母联303甲303乙313313旁刀313地313乙313开关313甲331甲331地331PT332PT332甲314开关314甲314乙314旁刀314332地314地631甲631PT651甲651开关651电容器621开关621甲621电动机632PT632甲612
8、甲612开关614甲614开关614乙612乙612614603母联603甲603乙313线路PT314线路PT312线路PT附图1RCS-9700后台监控系统 用于综合自动化变电站的计算机监视、管理和控制。 它通过测控装置、微机保护以及变电站内其它设备采集和处理变电站运行的各种数据，对变电站运行参数自动监视，按照运行人员的控制命令对变电站进行控制，为变电站运行维护人员提供变电站运行监视所需的各种功能。RCS-9000系列微机保护的介绍一、微机保护装置概述微机保护装置概述 1. RCS-9000系列保护测控单元是RCS-9000变电站综合自 动化系统的重要组成部分，用于完成变电站内数据采集、
9、保护和控制，与RCS-9000计算机监控系统相配合实现变电站综合自动化。其主要完成以下功能： 1）模拟量数据采集、 转换与计算 2）开关量数据采集、滤波 3）继电保护 4）自动控制功能 5）时间顺序记录 6）控制输出 7）对时 8）数据通信 二、微机保护测控单元的硬件结构二、微机保护测控单元的硬件结构 1. 保护测控单元主要由交流插件、CPU插件、继电器出口回路、显示面板和电源及开入插件等模块构成。 1）交流插件负责转换、 隔离现场提供的电流、电 压信号。 2）CPU插件包括交流插件接口A/D转换部分、开入量以及继电器出口板接口，还提供显示面板接口和与外部通信接口。 3）继电器出口板等同常规二
10、次回路中的操作箱，不仅提供出口分合，防跳、手工分合断路器控制，还通过TWJ和HWJ触点信号，向监控系统提供断路器位置信号。 4）显示面板插件主要提供运行维护人员一个友好的人机界面。通过该界面，可代替常规的二次仪表，实时显示变电站基本元件的电气运行参数。 液晶显示面板出口继电器板电源与开入板交流插件板CPU板通讯接口交流电压 输入交流电流 输入直流电源 输入空接点信号输入控制电源手动操作去跳合闸线圈中央信号保护测控单元硬件结构框图内部电路内部电路内部电路开入1开入2开入公共开入3内部电路外部电路输出线圈微机保护2. 6KV线路保护线路保护RCS-9611B面板操作面板操作 液晶显示屏：以汉字形式
11、，显示保护定值、采样值、保护动作信液晶显示屏：以汉字形式，显示保护定值、采样值、保护动作信息息 以及替代常规仪表和信号盘，显示各种测量值以及开关位置、设以及替代常规仪表和信号盘，显示各种测量值以及开关位置、设备状态等。另，显示控制菜单与键盘配合，实现人机交互，如修改备状态等。另，显示控制菜单与键盘配合，实现人机交互，如修改定值、口令，设备装置工作参数，观察输入信号等。定值、口令，设备装置工作参数，观察输入信号等。 指示灯：指示设备工作状态、断路器位置、保护动作或装置异常。指示灯：指示设备工作状态、断路器位置、保护动作或装置异常。 复归按钮：复归中央信号。复归按钮：复归中央信号。 键盘：用于输入
12、命令、修改保护定值或强制装置复位键盘：用于输入命令、修改保护定值或强制装置复位 “+”和和“”键：用于输入数字。按一次键：用于输入数字。按一次“+”键，数字加；按键，数字加；按一次一次“”键，数字减；键，数字减； “”键：进入命令菜单、上移光标；键：进入命令菜单、上移光标； “”键：左移光标；键：左移光标； “”键：右移光标；键：右移光标； “”键：下移光标；键：下移光标； “确定确定”键：确认修改、设定。确认命令执行或选择某一菜单项；键：确认修改、设定。确认命令执行或选择某一菜单项； “复位复位”键：强制装置复位，重新启动；键：强制装置复位，重新启动； “取消取消”键：退出最底层菜单任务，如
13、退出键：退出最底层菜单任务，如退出“遥测显示遥测显示”菜单任菜单任务，返回上一级菜单项，取消已做的操作，如修改定值和参数等。务，返回上一级菜单项，取消已做的操作，如修改定值和参数等。 报警复归取消复位-确认键盘合闸跳闸复归按钮液晶显示屏RCS-9611馈线保护测控装置运行信号指示灯6KV保护保护RCS-9611B面板操作面板操作 显示装置通讯状态。表示A口正在通讯 表示A口正在通讯 表示A，B口都在通讯 无显示表示通讯全部中断实时保护TA A、C相电流平均值电流：A电池形图案空心时表示重合闸未充电，实心时表示重合闸充电完毕。电压：频率：HZV实时线电压平均值有。显示时，表示装置正在对时工作正常
14、显示0. 退 出6. 校 验 码 显 示 5. 报 告 清 除 4. 报 告 显 示 3. 时 间 设 置2. 状 态 显 示 1. 装 置 定 值 主 菜 单 5. 软 压 板 初 始 化4. 精 度 手 动 调 整3. 精 度 自 动 调 整2. 保 护 定 值 7. 电 度 清 零6. 参 数 初 始 化0. 退 出1. 装 置 参 数 装 置 定 值 菜 单 0. 退 出5. 软 压 板 显 示1. 采 样 值 显 示 2. 相 角 显 示 4. 开 关 量 显 示3. 遥 测 量 显 示状 态 显 示 菜 单 报 告 显 示 菜 单 0. 退 出4. 远 方 命 令5. 事 故 分
15、闸 次 数3. 遥 信 量 报 告2. 自 检 报 告 1. 跳 闸 报 告 RCS-9000系列微机保护的介绍一、线路保护测控综合单元测控主要功能测控主要功能1 1）交流采样，提供电流、功率等遥测）交流采样，提供电流、功率等遥测2 2）1212路遥信，路遥信，9 9路自定义路自定义3 3）4 4路脉冲开入路脉冲开入4 4）遥控断路器）遥控断路器5 5）接地选线断路器试跳重合控制）接地选线断路器试跳重合控制6 6）GPS硬软件对时硬软件对时7）支持双网络结构）支持双网络结构保护主要功能保护主要功能 1）三段定时限过流保护）三段定时限过流保护 2）零序过流保护）零序过流保护 3）三相一次重合闸（
16、检无压或不检）三相一次重合闸（检无压或不检） 4）过负荷保护）过负荷保护 5）合闸加速保护（前加速或后加速）合闸加速保护（前加速或后加速） 6 6）低周检载保护）低周检载保护 7 7）独立的操作回路及故障录波）独立的操作回路及故障录波 RCS-9611 用于6kV或10kV电压等级经消弧线圈接地（含小电阻接地系统）或不接地系统中的馈电线路。二、电容器保护测控综合单元测控主要功能测控主要功能1 1）交流采样，提供电流、功率等遥测）交流采样，提供电流、功率等遥测2 2）1212路遥信，路遥信，9 9路自定义路自定义3 3）4 4路脉冲开入路脉冲开入4 4）遥控断路器）遥控断路器5 5）电容器投切）
17、电容器投切6 6）GPS硬软件对时硬软件对时7）支持双网络结构）支持双网络结构保护主要功能保护主要功能 1）二段定时限过流保护（三相式）二段定时限过流保护（三相式） 2）过电压保护）过电压保护 3）低电压保护）低电压保护 4）不平衡电压（零序电压）保护）不平衡电压（零序电压）保护 5）不平衡电流（零序电流）保护）不平衡电流（零序电流）保护 6 6）零序过流保护）零序过流保护 7 7）独立的操作回路及故障录波）独立的操作回路及故障录波 RCS-9631 用中性点经消弧线圈接地（含小电阻接地系统）或不接地系统中装设的并联电容器。适用于单Y、双Y、形接线电容器。RCS-9000系列微机保护的介绍保护
18、测控综合单元三、站用变/接地变保护测控综合单元测控主要功能测控主要功能1 1）交流采样，提供电流、功率等遥测）交流采样，提供电流、功率等遥测2 2）1212路遥信，路遥信，9 9路自定义路自定义3 3）4 4路脉冲开入路脉冲开入4 4）遥控断路器）遥控断路器5 5）接地选线断路器试跳重合控制）接地选线断路器试跳重合控制6 6）GPS硬软件对时硬软件对时7）支持双网络结构）支持双网络结构保护主要功能保护主要功能 1）二段定时限过流保护（三相式）二段定时限过流保护（三相式） 2）三段零序定时限过流保护（其中零）三段零序定时限过流保护（其中零 序序III段可整定位跳闸或报警）段可整定位跳闸或报警）
19、3）独立的操作回路及故障录波独立的操作回路及故障录波 RCS-9621 用于6kV或10kV电压等级经消弧线圈接地（含小电阻接地系统）或不接地系统中站用变/接地变。四、分段开关备用电源自投保护测控综合单元测控主要功能测控主要功能1 1）交流采样，提供电流、功率等遥测）交流采样，提供电流、功率等遥测2 2）1212路遥信，路遥信，5 5路自定义路自定义3 3）分段开关遥控）分段开关遥控4 4）GPS硬软件对时硬软件对时5）支持双网络结构）支持双网络结构保护主要功能保护主要功能 1）四种方式分段开关自投）四种方式分段开关自投 2）经复压闭锁二段定时限过流保护）经复压闭锁二段定时限过流保护（三相式）
20、（三相式） 3）一段零序过流保护）一段零序过流保护 4）三相一次重合闸）三相一次重合闸 5）合闸后加速保护（零序加速段或合闸后加速保护（零序加速段或经复压闭锁的过流加速段）经复压闭锁的过流加速段） 6 6）独立的操作回路及故障录波）独立的操作回路及故障录波 RCS-9651 用于低压母线开关自投。RCS-9000系列微机保护的介绍五、变压器保护测控单元保护主要功能保护主要功能 1）差动速断保护）差动速断保护 2）比率差动保护）比率差动保护 二次谐波制动（二次谐波制动（9671） 偶次谐波制动（偶次谐波制动（9673） 3）中、低压侧过流保护）中、低压侧过流保护 4）CT断线判别断线判别 RCS
21、-9671/3 变压器差动保护装置变压器差动保护装置 适用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器。满足四侧差动的要求。RCS-9000系列微机保护的介绍六、变压器保护测控单元测控主要功能测控主要功能1 1）交流采样，提供电流、功率等遥测）交流采样，提供电流、功率等遥测2 2）1212路遥信，路遥信，7 7路自定义路自定义3 3）四路脉冲输入）四路脉冲输入4 4）3 3组遥控输出组遥控输出5 5）GPS硬软件对时硬软件对时6）支持双网络结构）支持双网络结构保护主要功能保护主要功能 1）三段复合电压闭锁过流（）三段复合电压闭锁过流（I、II段段可带方向）可带方向） 2）三段零序过流保护）三段
22、零序过流保护 3）不接地零序保护（一段定值二段）不接地零序保护（一段定值二段时限的零序无流闭锁过压保护、一段定时限的零序无流闭锁过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护）；值二段时限的间隙零序过流保护）； 4）保护出口采用跳闸矩阵方式）保护出口采用跳闸矩阵方式 5）过负荷发信、启动风冷）过负荷发信、启动风冷 6）过载闭锁有载调压）过载闭锁有载调压 7）故障录波）故障录波 RCS-9681 变压器后备保护变压器后备保护 适用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器。满足四侧差动的要求。RCS-9000系列微机保护的介绍七、变压器保护测控单元保护主要功能保护主要功能 1）非电量信号重动、发
23、信和）非电量信号重动、发信和/或跳闸或跳闸 2）四路不按相操作断路器的独立操）四路不按相操作断路器的独立操作回路作回路 3）两个电压切换回路）两个电压切换回路 RCS-9661 变压器非电量保护变压器非电量保护 适用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器。满足四侧差动的要求。RCS-9000系列微机保护的介绍八、高压线路保护单元保护主要功能保护主要功能 1）分相电流差动和零序电流差动）分相电流差动和零序电流差动 2）三段）三段 相间和接地距离保护相间和接地距离保护,四段零序方向过流保护四段零序方向过流保护 3）一路不按相操作断路器的独立操作回路）一路不按相操作断路器的独立操作回路 4 4）三相一次重合闸）三相一次重合闸 RCS-943高压线路保护 适用于110kV输电线路的主保护及后备保护。RCS-9000系列微机保护的介绍谢 谢 !