控制系统与直流保护介绍.docVIP

。 -可编辑修改- 龙泉换流站控制系统与直流保护介绍 、 高压直流输电系统的基本介绍 1、 高压直流输电工程的组成部分：交流开关场、换流变、换流阀、直流开关场及直流输电线 路。 2、 特点 适合大功率、远距离输电；输电线路相对于交流输电线路要经济的多；为全国大范围联网提 供了便利的条件；填补了我国直流输电技术的空白。直流设备对环境的要求较高；我国在直 流输电方面起步较晚，主要依靠国外技术支持，因此现阶段直流输电设备较昂贵。 3、 前景 随着我国充分利用丰富的水利资源，大力发展水电建设，直流输电将发挥其重大的经济及社 会效益。 、 控制与保护系统设备介绍（按位置及控制区域） 1、盘柜介绍： PCP pole control and protection BCP bipole control and protection ACP ac control and protection AFP ac filter control and protection DFT dc field termination BFT bipole field termination AFT ac field termination ASI Auxiliary system interface TFT Transformer Field Termination ATI auto transformer interface CP control pulse CRC cyclic redundancy check DCOCT dc optical current transducer DPM digital signal processor GWS gate workstation OWS operator workstation EWS ENGINERRING WORKSTATION ERCS electronic reactive control system FP fire pulse I/O input/output LAN local area network CAN Control Area Network TDM Time Division Multiplex LFL line fault recorder MACH2 Modular Advanced Control HVDC(High Voltage Direct Current) and SVC(Static Reactive Power Compensation) 2nd edition DOCT digital optical current transducer OIB optical interface board 。 -可编辑修改- RPC reactive power control SCM Station Control monitoring THM thyristor monitoring VCU valve control unit CCP cooling control and protection CFC Converter Firing Control ETCS Electronic Transformer Control System HDLC High-level Data Link Control PCI Peripheral（外围设备） Component Interconnection SCADA Station Control and Data Acquisition(获得) TCC Tap Changer Control ACS 自动监视系统 COMM 通讯程序（主计算机的软件部分） DSP 数字信号处理器 ETCS 电力变压器控制系统 GUI 图形用户界面 GWS 网关站（远控） I/O 输入/输出 MACH MC1（2）主计算机 EWS 工程师工作站 OWS 操作员工作站 PC 个人电脑 P IS 设备信息系统 SUP 监视器 TFR 故障录波 VSS 软件库 ESD 静电释放 PCB 印刷电路板 2、板卡介绍： PS801 高性能的 DSP 板（6 个 DSP 板） PS820 HDLC 通讯与监控板（6 个 DSP 板） PS830 I/O 处理板 PS831 CAN/HDLC 光桥 PS832 CAN/CAN 桥 PS841 交流电压测量板 PS842 交流电压测量板 PS844 电压分配板 PS8451A 电流测量板 PS850 控制 I/O 板 PS851 110V 数字输入板 。 -可编辑修改- PS853 数字量输入板 PS860 高性能的输入/输出板 PS862A 隔离模拟测量板 PS868 PT100 与 4-20mA 输入板（小电流/电压测量板） PS870 总线连接板 PS871 I/O 总线连接板 PS872 时间同步板（从主时钟分配一个秒脉冲同步信号到最多五个本地用户） PS873 总线延伸与终端板 PS876 TDM 光通讯板 PS877 VCU 传输/接收板 PS880 21 槽底版 PS891A 电源板 PS900 阀控中央处理单元 PS906 阀控 16 通道光通道输入/输出板 控制系统 、 控制主要包含的内容 控制系统主要包括ACP 控制：断路器、隔离刀闸的顺序控制，主变的分接头控制等。AFP 控制：滤波器的顺序控制。极控：无功及功率控制，换流器的点火控制，功率调节，直流系统 运行方式的顺序控制，直流线路的开线试验功能，联锁与顺序控制以及换流变的分接头控制 等。辅助系统控制：CCP、空调、站用电控制。 、 控制总线、网络系统介绍 1、CAN 总线 1)ISO 标准总线（ISO11898），也称为 CAN 总线（控制区域网），可用于与二进制 I/O 模 块装置通讯，如回路断路器和隔刀。之所以选择 CAN 总线，是因为它用于连接了对 HVDC 站而言很重要的一整套性能参数。CAN 总线是一种高速总线，具有一个高效率的短报文结 构和很短的等待时间（即，指令控制器开始调用数据和实际开始传送数据之间的时间间隔很 短）。不存在主从关系，这意味着此网络可不依赖单一结点而运行正常。同时，CAN 总线具有 有效的循环冗余码校验（CRC）求和及硬件特征，以致可将故障结点从网络中退出。 CAN 网络通过路桥分成不同的组成部分，这是一种防止故障传播的有效方法。CAN 网 络也允许在站的不同区域之间采用多路冗余链路，但象采用其它区域总线一样，仅仅用光缆 扩展器是不能实现的。 柜里的连接采用屏蔽双绞电缆，柜外或控制室外的通讯采用光纤连接。当 CAN 总线离 开柜子时需由 CAN/HDLC 桥扩展，这样可长距离地进行通讯。 控制、保护和 I/O 系统中的应用软件（软件功能）很容易与其它的应用软件通讯，这只要 分别连接它们发和收软件功能块的信号。 区域总线的工作由控制和保护系统中的监视功能监视，即不断地读写送至或来自系统 中每个单独结点的信号。当检测到故障，将发出报警或切换到备用系统。 2)站 CAN 总线（STATION CAN） 这种 CAN 总线用在站的最高层。它的作用是用于连接局部网络中的所有主计算机，从 而实现较低层不同 CAN 网之间的信号交换。 此网络是冗余结构，就其功能上完全与所有其它网络分离。 。 -可编辑修改- 3)交流控制和保护 CAN 总线（ACP CAN） 每个 ACP CAN 总线系统是相对独立的，此 CAN 总线包含主计算机和它的被控区域 中的开关。另外，ACP CAN 总线还要与低一级系统的主计算机相连接。诸如 PCP/AFP 包括 在 ACP CAN 总线中，它们（PCP/AFP）需在高一级的 ACP 中对断路器进行控制。此网络是冗 余结构，就其功能上完全与所有其它网络分离。 4)极控制和保护 CAN 总线（PCP CAN） 此 CAN 总线对每个极的 PCP 柜而言是专用的，其中包括主计算机和它的被控区域中 的分布式 I/O 系统。此网络是冗余结构，就其功能上完全与所有其它网络分离。 DFT、CCP、ASI、ERCS 和 ETCS 连接在 PCP CAN 总线网络中。 双重化的区域总线对每个极来说完全是独立的，并可建立所有位于本极的设备之间的 连接。 交流滤波器控制和保护（AFP）柜及交流控制和保护（ACP）柜都连接到站控制区域总线 上。所有这些总线通过冗余结构的双 CAN 总线控制。采用这种结构，远方和分布式的 I/O 系 统都可连接到每个控制柜。这样做是为了使保护出口有两条跳闸通路。 5)交流滤波器控制和保护 CAN 总线（AFP CAN） 每个交流滤波器控制和保护（AFP）的 CAN 总线是独立的，并包含主计算机和它的被控 区域的开关。 2、时分多路复用总线（TDM ） 用在 MACH2 系统中的时分多路复用总线（TDM）属于单方向的总线类型，它可用于传 输高速的测量信号。象 CAN 总线一样，TDM 总线也是双重化的，并以冗余的结构连接。在 此，远方或分布式的 I/O A 或 B 系统分别连接到 A 或 B 柜。 接收的结点不断地检测 TDM 总线在保护和控制系统中工作状态。 采用 TDM 总线具有传输大量数据的能力，很短的等待时间和工作稳定特征。为了以高带宽 传输 HVDC 控制测量信号，使用 TDM 总线是非常必要的。每条 TDM 总线每秒钟可传输超 过 300 000 个取样脉冲（每 3S 一个取样）。 3、CAN 网 序 号CAN 类型盘柜编号控制区域安装位置 ACP11WAW1 AFT11WAW21ACP11 CAN ATI21WAT2 ACP12WAW1 AFT12WAW22ACP12 CAN ATI22WAT2 3AFP111 CANAFP111WAZ1 4AFP112 CANAFP112WAZ1 5COM11 6COM12 1 号继电器室 ACP21WAW3 7ACP21 CAN AFT21WAW4 ACP22WAW3 8ACP22 CAN AFT22WAW4 9COM21 10COM22 2 号继电器室 11ACP31 CANACP31WAW53 号继电器室 。 -可编辑修改- AFT31WAW6 ACP32WAW5 12ACP32 CAN AFT32WAW6 13COM31 14COM32 ACP41WAW7 15ACP41 CAN AFT41WAW8 ACP42WAW7 16ACP42 CAN AFT42WAW8 17AFP711 CANAFP711WAZ2 18AFP712 CANAFP712WAZ2 19AFP821 CANAFP821WAZ3 20AFP822 CANAFP822WAZ3 21COM41 22COM42 4 号继电器室 ACP51=WB-W1、=WB- W2、=WB-W3 AFT51=WB-W4、=WB- W5、=WB-W6 23ACP51 CAN AFT53=WB-W7、=WB- W8 ACP52=WB-W1、=WB- W2、=WB-W3 AFT52=WB-W4、=WB- W5、=WB-W6 24ACP52 CAN AFT54=WB-W7、=WB- W8 25COM51 26COM52 5 号继电器室 ACP61=WB-W9、=WB- W10、=WB-W11 AFT61=WB-W12、=WB- W13、=WB-W14 27ACP61 CAN AFT62=WB-W15、=WB- W16 ACP61=WB-W9、=WB- W10、=WB-W11 AFT61=WB-W12、=WB- W13、=WB-W14 28ACP62 CAN AFT62=WB-W15、=WB- W16 29COM61 30COM62 6 号继电器室 。 -可编辑修改- ACP71 CANACP71 31 AFT71 ACP71 CANACP72 32 AFT72 33COM61 34COM62 7 号继电器室 P1.PCPA P1.PCPB P1.BFTA P1.BFTA P1.DFTA P1.DFTB 极 I 控制设备室 P1.TFTAP1WT P1.TFTBP1WT 极 I 换流变 P1.ETCS.L1Y极 I A 相星侧换 流变 极 I A 相星侧换流变 P1.ETCS.L1D极 I A 相角侧换 流变 极 I A 相角侧换流变 P1.ETCS.L2Y极 I B 相星侧换 流变 极 I B 相星侧换流变 P1.ETCS.L2D极 I B 相角侧换 流变 极 I B 相角侧换流变 P1.ETCS.L3Y极 I C 相星侧换 流变 极 I C 相星侧换流变 P1.ETCS.L3D极 I C 相角侧换 流变 极 I C 相角侧换流变 P1.ERCS极 I 平波电抗器极 I 平波电抗器 35P1. PCP CAN P1.CCP极 I 阀水冷却设备极 I 阀内水冷房 P2.PCPA P2.PCPB P2.BFTA P2.BFTA P2.DFTA P2.DFTB 极 II 控制设备室 P2.TFTAP2WT P2.TFTBP2WT 极 I 换流变 P2.ETCS.L1Y极 II A 相星侧换 流变 极 II A 相星侧换流变 36P2.PCP CAN P2.ETCS.L1D极 I I A 相角侧换流 变 极 II A 相角侧换流变 。 -可编辑修改- P2.ETCS.L2Y极 I I B 相星侧换流 变 极 II B 相星侧换流变 P2.ETCS.L2D极 I I B 相角侧换流 变 极 II B 相角侧换流变 P2.ETCS.L3Y极 I I C 相星侧换流 变 极 II C 相星侧换流变 P2.ETCS.L3D极 I I C 相角侧换流 变 极 II C 相角侧换流变 P2.ERCS极 I I 平波电抗器极 II 平波电抗器 37BCPA 38 STN CAN BCPB 双极控制设备室（站控） 对于站相关的 CAN 网络，BCP 用作光缆的起始点。这意味着所有在不同的控制室/楼的 主机之间相互交换的信息被连接到这个用于信号的相互交换的设备。该系统采用完全冗余 方式制成了 BCPA 和 BCPB 柜。这个设备被放置在站控制室内。 下面的方框图给出了站 CAN 网络的概括的功能的总览。 （请注意该方框图仅给出了龙泉 换流站的两个系统中的一个） 4、LAN 网介绍：在 SCADA 系统上 EWS、PWS 上可以通过 LAN 网远程登陆就地 CAN 网上 的 MACH2 主机查看其运行情况及保护定值的修改，OWS 上进行操作时所发出的指令均通 过 LAN 网发送至就地 CAN 网上的 MACH2 主机去执行它所控制的设备的操作等。 六、MACH2 控制系统 1.MACH2 简介 Modular Advanced Control HVDC(High Voltage Direct Current) and SVC(Static Reactive Power Compensation) 2nd edition 模块化高级控制高压直流和静态无功补偿第二版的缩写，是一种基于软件和硬件的开发 平台，一种可用于直流输电的系统级解决方案。 。 -可编辑修改- MACH2 系统主要有以下几个部分组成： 硬件：标准工业计算机、PCI 板卡，多种专用电路板。 软件：操作系统(XEX,WinNT)及相关系统软件、应用软件，编程和调试环境 Hidraw。 辅助系统 MACH2 系统是从 DS8,DS100, MACH1 逐渐发展而来的，功能更强，模块集成度更高、 更加标准化，所用屏柜更少。 MACH2 的主要特点： 由标准的工业计算机组成 运行嵌入式的 WindowsNT/XP 操作系统 连接到标准的以太局域网（使用 TCP/IP 协议族） 带有 6 个 DSP 和 FPGA(field programmable gate array 现场可编程门阵列)的 PCI 板 具有同样软硬件的中央或分布式 I/O,免维护，全数字，可调的数字化存储的设定 集成的功能块编程工具，覆盖所有的应用 尽可能多的使用商业的“组件软件”，以 WindowNT/XP 为基础的 HMI (Human Machine Interface),暂态分析，数据库服务器和查看器，通讯。 2.HVDC 控制概述 高压直流系统主要用于大容量、长距离输电或电网跨区互联，一般由整流站、直流 线路、逆变站组成，基于高压直流输电的直流电流/直流电压的特性曲线，一般使用整流 站控制电流，逆变站控制电压的方式进行控制。高压直流系统的控制主要由换流器点火 控制系统来具体实现的，其中包括 VDCOL(Voltage Dependent Current Order Limitation), CCA(Current Control Amplifier),Firing Control 及 CPG(Control Pulse Generator),其他的控 制功能有：VARC(Voltage and Angle Reference Calculation),TCC(Tap Changer Control )和 RPC(Reactive Power Control)等. 换流的基本过程 MACH2 通过其中的软件、硬件来实现上述的控制功能，发送指令信号到一次设备来执 行控制。 上述功能主要是由 PCP 来实现的，MACH2 系统同时还可以实现诸如：交流场控制和保 护、水冷控制系统，远程调度控制等功能。 HVDC 控制系统中 MACH2 系统采用分层的概念设计，由本地 I/O 和/或分布式 I/O 采集 信号、数据及事件记录，通过现场总线（CAN/TDM）发送到 MACH2 主机，MACH2 主机 通过 LAN 网与 OWS(运行人员工作站)、EWS(工程师工作站)、SCM 服务器及网关系统 连接，传输信号及数据到 LAN 网上，传输事件记录到 SCM 服务器，OWS 上的操作指令 信号（如果是远程调度中心的信号，则先发送到 GWS 上）通过 LAN 网发送到目标 MACH2 主机，再通过现场总线发送的 I/O 系统，I/O 系统发送到一次设备执行操作来实 现控制。 MACH2 主机一般都设计为 A、B 两个完全相同的系统互为备用，以保证冗余性。I/O 板 。 -可编辑修改- 卡以 Rack（层架）的方式安装起来，对于 I/O 接口较多的区域，一般除了本地 I/O，增设分 布式 I/O,利用现场总线和本地 I/O 系统共同承担本区域的 I/O 接口工作。 3.MACH2 主计算机单元 主计算机单元作为 MACH2 系统中重要的组成部分，主要由标准工业主计算机和各种 PCI 板卡组成，其中运行着各种应用软件；MACH2 主计算机单元，主要负责数据处理、 信号和事件记录的传输，各种应用的执行和实现，及其他的一些辅助功能。 MACH2 主计算机单元上的 PCI 板卡插在工业计算机主板上的 PCI 插槽上，根据插槽的 位置不同分别叫做 PCIA、PCIB、PCIC、PCID、PCIE、PCIF 等，这些 PCI 板卡通过 PCI 插槽与主机交换数据，这些 PCI 板卡有的通过专用的电路板（ps930 和 ps931）与 I/O 系统 连接（CAN 总线和 TDM 总线）来交换数据，主要有以下几种 PCI 板卡： ps801：包含一个 486DX,负责 CAN 的控制、统筹调度及监视等功能；6 个高性能的 DSP, 分别通过 ps930 连接到最多 6 条 I/O 系统的 TDM 总线，得到模拟量数据，并进行处理； 两条 CAN 总线，ps930 连接到 I/O 系统，和另外一个 CAN 网（如：站 CAN），负责处理 传输二进制的命令和指示。Ps801 还通过 PCI 插槽与主机交换数据。处理器的程序存储 在 Flash PROM 闪存上。其上主要完成一些数据处理及部分控制或保护功能，其软件 为 pcix.hex x=a,b,c,etc，是 486DX 和/或 DSP 上程序的集合。 ps820：2 个带 TDM 通道的 DSP，2 个 CAN 通道，HDLC 通讯，监视主机的如：风扇和温 度的电路，连接到 ps931，并通过其上接口，与互为备用的系统相连，其上的软件 主要负责监视和备用系统的切换逻辑功能。 光接口板：主要用光纤直接连接光 CT，以实现快速、准确的传输数据，它还为光 CT 提 供电源。 主计算机为标准的工业计算机，由 Pentiun CPU、主板、硬盘、内存、光驱、显示器、网卡 及一些外围设备组成。其上运行的软件主要有：操作系统 WindowsNT 和 XEX 任务调 度器，Hidraw 编写的应用软件，一般为 main.exe，多个应用的集合，主要负责数据处理、 信号和事件记录的传输，各种应用的执行和实现，及其他的一些辅助功能，另外 ACP 上 有 loc 控制功能，PCP 上有 buc 控制功能，用以在 LAN 网瘫痪的情况下，进行就地或后 备控制。主计算机通过网卡与 LAN 网相连，这样就可以通过 LAN 网远程登录到 MACH2 主计算机上进行程序装载、状态查询和就地操作等。MACH2 主机上的程序存放 主机上的硬盘里 里面还包括 PCI 上的程序及一些工具软件，这些文件都是通过 LAN,由 EWS 拷贝过来 的， MACH2 主机的程序拷贝即可执行，PCI 板卡的程序要通过专用软件（如：loadps801）载入 后才行，PCI 板卡（ps801、ps820）的程序一般放置在其上的闪存里面。 4.MACH2 I/O 单元 MACH2 系统的 I/O 单元作为 MACH2 系统的底层部分，分别与一次设备和 MACH2 系 统主计算机相连接，主要负责模拟量的采集，数字量（开关状态和开关命令）的传输。采 集的模拟量经简单处理，由 TDM 总线（如果是分布式 I/O(如：AFP)，则通过光桥连接到 。 -可编辑修改- 本地 I/O(如：ACP)的 TDM 总线上）连接 ps930 进一步传送到 DSP 上进行处理，处理后 供 MACH2 系统主计算机上的应用使用。之后就通过 LAN 传输了。数字量是通过 CAN 总线与 MACH2 系统主计算机连接的。 I/O 单元通过层架（rack）把若干 I/O 单元电路板电气连接在一起，一个屏柜由若干层架组 成，对于 I/O 接口较多的区域，一般除了本地 I/O，增设分布式 I/O,利用现场总线和本地 I/O 系统共同承担本区域的 I/O 接口工作，分布式 I/O 通过光桥连接到本地 I/O,再连接 到 MACH2 系统主计算机。如：ACP-AFT,PCP-DFT。 I/O 单元电路板主要有以下几种： 板上有计算单元的：控制器板、数字接口板、低级模拟 I/O 板 只用作接口的板：变送器接口板 辅助板：电源、总线扩展板、现场总线桥 参看：MACH2 用户向导 电路板 1JNL100024-074 控制器板主要有： ps860带有 c167 和 SHARC 处理器主要用作模拟量的采集、处理，并通过 TDM 总线发送到 MACH2 系统主计算机。 Ps830386EX CPU，两个 CAN 控制器，两个 HDLC 控制器，可用作 CAN-CAN, CAN-HDLC 桥。 Ps831CAN 光桥，用于连接 CAN-HDLC. Ps832具有 CAN3,CAN4 的扩展能力，用于长距离、低速率的连接。 Ps876TDM 光桥。 模拟 I/O 板主要有： ps860用于连接模拟 I/O 板，采集模拟信号，进行处理，并通过 TDM 总线连接 到 MACH2 系统主计算机。 Ps841/42 测量交流电压。 Ps845/46 测量交流电流。 Ps862测量直流电压。 Ps844测量中性线电压。 Ps868测量小电流、温度。 带有计算单元的数字 I/O 板主要有： ps850开关控制板。 ps851110/125V 数字输入板。 Ps852220V 数字输入板。 Ps853数字输出板。 辅助板主要有： ps88021 槽背板。 Ps88110 槽背板。 Ps890/92,ps893电源板。 Ps873总线扩展和总线自动终端板。 Ps870总线扩展板。 I/O 板上的程序（boot loader 和 application）存放在闪存上，使用终端机通过 COM 口连 接 I/O 板上的接口（在装载 boot loader 的时候还要改变 I/O 板上的跳线位置），启动终 端机上的 IoloadWin.exe 软件设定后进行装载。参数设定（如：节点号、ID、相选择）存放 。 -可编辑修改- 在 E2PROM 里，可以通过终端机使用 Hyper Terminal、Kermit、Himon（Hidraw 调试模 式下的 communicationmonitor）等软件进行参数设定和软件的调试。 5.SCM 系统概述 SCM 是 Station Control Monitoring 的缩写。SCM 系统作为 SCADA 系统的一部分，和 LAN 网连接，主要负责整个站的数据管理，事件记录的收集、处理和发布，故障录波数 据的保存、时钟同步等工作。 SCM 系统硬件实现是两个服务器、一个 RAID 磁盘的集群系统,两台服务器都具有完整 的硬件，都通过其上的交换机与 LAN 相连接，他们之间通过 RAID 磁盘相联系，RAID 磁盘有 5 个盘，一块备用，另外四块为 W 盘存放故障录波，可用故障录波查看程序打开 进行分析；Z 盘存放 SQL Server，其中保存有来自 MACH2 主计算机的事件记录及其他 一些表，供 LAN 网上的 OWS（EWS）的 HMI 上的事件记录列表和用户管理使用，远程 调度中心则通过 GWS 连接 LAN 网来使用 SCM 服务器上的数据。SCM 屏柜上还配置 有 GPS 时钟系统用于全站 OWS、MACH2(NTP)、PCI 板卡、I/O 单元（PPS）的时钟同步。 SCM 服务器上还运行有其他的一些管理软件：Server administrator, Cluster administrator, Enterprise Manager,VSS 数据库。 SCM 服务器的一个主要作用是通过 SQL Server 来管理整个站的数据管理，事件记录的 收集、处理和发布。MACH2 主计算机通过其上的应用产生事件记录，其上的 SQL 客户 端收集事件记录，并通过 LAN 发布到事件记录的队列上，SCM 服务器上的 SQL Server 读取事件记录的队列，根据 Text DB 进行处理后，根据情况发送到 Point Table 和 Historical DB 上，SCM 服务器将向 LAN 上广播一条新的事件记录到来的消息，LAN 网 上的 OWS 就会读取 Point Table 到 Alarm list、Fault list、Off normal list；读取 Historical DB 上的新事件记录到 Event list。 6.测量系统 这里的测量系统主要是指模拟量的测量、传输及处理等环节。一次回路上的 PT、CT 把 一次侧的电压通过一定比例的变换，送到本地 I/O 或分布式 I/O 的模拟信号电路板上， 这些电路板通过带状电缆连接到 ps860 上，ps860 连接到背板的 TDM 总线（如果是分布 式 I/O 则通过 ps876 把 TDM 总线连接到本地 I/O 的 TDM 总线上），背板的 TDM 总线 通过 ps873 连接到 ps930，进而连接到 ps801 上 DSP 的 TDM 总线接口上（6 个），模拟量 经过 ps801 的初步处理，进一步送到主计算机的应用中。 软件中有许多用于模拟量传输的符号，可以实现 ps860 到 DSP、DSP 到其他 DSP、DSP 到主计算机的传输。 7.CAN/TDM 总线 1)主要功能：CAN 总线，站 CAN 用于连接局部网络中所有的主计算机，实现较低层次 不同 CAN 网之间的信息交换。ACP CAN 与 PCP/AFP CAN 主机相连，由于 PCP/AFP CAN 的级别较低，需要在高一级别的 ACP 中对断路器进行控制。 DFT、CCP、ASI、ERCS 及 ETCS 都连接在 PCP CAN 总线网络上，AFP CAN 及 ACP CAN 都连接在站控区域总线上，所有的总线都通过冗余结构的双 CAN 总线控制。 。 -可编辑修改- TDM 总线，用于测量信号的传输。 2)特点 TDM-Time Division Multiplex 时分多路复用，主要特点： 串行通讯连接 最大 31 个槽（每个 32 位）加一个用于校验和的槽 10.6MHz 的时钟频率 单向传输 一个传输器，多个接受者（一发多收） TDM 需要 3 个时钟信号，Frame sync、Clock 和 Data，这样如果是电缆，就需要 6 根，光 纤需要 3 根。 单向总线类型，传输速度快，对总线在保护及控制系统的工作状态进行检测，数据传输 能力强，每条 TDM 总线每秒传输超过 300000 个取样脉冲（每 3ms 一个），具有很短的等 待时间、工作稳定性强。 模拟量通过变送器传输到接口板，这些接口板通过带状电缆和 ps860 相连接传输，模拟 量在 ps860 中进行 A/D 转换，再通过其上的 DSP，选择背板 4 各 TDM 通道中的一个， （如果是分布式 I/O 则使用与之带状电缆连接的 ps876(可以是多个，一发多收)扩展到本 地 I/O 的 TDM 总线上）背板上的 TDM 通道，通过 ps873 连接到 ps930 进一步连接到 ps801 的 DSP 的 TDM 通道（6 个）上， 经 DSP 模拟量经过 ps801 的初步处理，进一步送 到主计算机的应用中。 Ps860 本身需要对其使用的 TDM 通道和与之相联系的通过带状电缆连接的模拟量接口 板进行相关的设置，对于与 ps860 带状电缆相连的 ps876 也由 ps860 进行 TDM 通道的 相关设置。TDM 桥的另一端的 ps876 一般由与之带状电缆连接的 ps831 或 ps832 进行 TDM 通道是相关设置。 CAN-Control Area Network 区域控制网，主要特点是： 用于与二进制类型板的通讯 短消息结构、低延迟的高速总线 最大 10 米高达 1Mbit/s 的总线速度 多宿主能力 理论上一个网络 1024 个节点，实际上 256 个 一个 CAN 网需要 CAN 控制器，终端板（ps873），每个 CAN 网上的电路板都有一个唯一 的节点号，I/O 背板上有两条 CAN 总线：CAN1、CAN2，背板上的电路板通过背板连接 到 CAN1 或 CAN2。 CAN 总线，一种高速总线，具有高效率短报文及很短的等待时间，具有有效循环冗余码 校验（CRC）求和及硬件特征，可防止总线上故障的传播，具有故障检测功能，检测到故 障后发报警并切换到备用系统，是一个冗余系统的双 CAN 总线。 本地 I/O 通过 ps873 连接 ps930 连接板，ps930 进一步连接到 ps801 上的 CAN1 后 CAN2，ps801 上的 2 个 CAN 控制器用于连接两个不同的 CAN 网络。本地 I/O 的不同 Rack 之间通过 ps873 相互连接起来，如果有分布式 I/O 则通过 ps831 扩展，如果是长距 离则可以使用 ps832 使用 CAN3、CAN4，光桥可以进行消息过滤等设置。 8、HVDC 远程控制 HVDC 远程控制主要是指主计算机通过其上的远程控制器软件，使用远程通讯设备，通 过长距离的连接与另一个主计算机通讯，实现远程控制。这种远程控制可以是系统 A 与 系统 B 之间、极 I 与极 II 之间、站与站之间。 。 -可编辑修改- 主计算机 A 的 ps820 连接 ps931A，通过 ps931A 连接主计算机 B;或者通过 QHLD 连接 另一个极的主计算机；或者通过 QHLD 连接另一个站的主计算机。站与站之间的远程通 讯有 3 个通道 PrimaryA 、PrimaryB 和 Backup 互为备用的通道。 远程控制的软件中使用不同优先级的消息格式，用于不同的目的，以实现快速、准确的 消息传输。 在进行故障跟踪的时候可以使用 choice 命令，其中包含有很多远程通讯的故障信息。 七、控制与保控制与保护护系系统统的分的分层结层结构构 1、介绍： 控制设备主要位于运行楼的控制室内。交流开关场的设备位于分散的继电器室内。 在龙泉换流站，有四个用于 500KV 的继电器室，两个用于 220KV 的继电器室和一个用 于 35KV 的继电器室。 2、分、分级级的的层层次次 控制和保护系统在逻辑上以用作电站的物理的或逻辑的部分的几个小房间构成。这些 小房间在最大可实现范围内是独立的。这意味着这些小房间控制和保护电站的一部分，并具 有在各个不同的小房间之间进行相互交换的最小信号量。在这些小房间中的一个发生故障 时，在大多数情况下不会影响到电站的其它部分。基本上每个控制区域都被认为是一个小室。 电站中全部功能以及所有设备共有的信号的相互交换是在站级层次完成的。 在控制系统中确定了下列分级的层次： 站级层次 设备级层次 下图给出了在每个层次的设备的原理上的分配。 2.1、站、站级层级层次次 站级层次相关的功能有： SCADA 系统 。 -可编辑修改- 站 CAN 网络 站 ASI（辅助系统报警接口） SCADA 系系统统 这一节简要描述了共同形成用于控制系统的合成人机环境的系统和功能块。这个环境 包含的功能有： 来自处理映象的站的控制 事件记录仪的顺序 事件的保存 通过清单窗口进行强大地报警处理 有效的用户定义的数据过滤 在线和历史的趋势的易操纵的处理 暂态故障记录仪（TFR）和分析 远方控制 该系统还具有包含扩展功能的能力，例如： 电站文件的直接存取 报告生成的自动执行 谐波等级监测的显示 标准应用，例如电子邮件，字处理，试算表，互联网等等的瞬时存取 被称之为站控及监测（SCM）的 ABB 的 SCADA 系统的原理功能的总览在下图中绘制 了出来。该系统由三个主要部分组成：运行人员工作站（OWS），分散的处理接口（DPI）和服 务器。这些部分的通信是建立在局域网（LAN）之上的。 站站 CAN 网网络络 。 -可编辑修改- 对于站相关的 CAN 网络，BCP 用作光缆的起始点。这意味着所有在不同的控制室/楼的 主机之间相互交换的信息被连接到这个用于信号的相互交换的设备。该系统采用完全冗余 方式制成了 BCPA 和 BCPB 柜。这个设备被放置在站控制室内。 下面的方框图给出了站 CAN 网络的概括的功能的总览。 （请注意该方框图仅给出了龙泉 换流站的两个系统中的一个） ASI 辅辅助系助系统统接口接口 ASI 负责站用电以及本地系统相关的报警。该系统是在站级层次上提供的一个系统并负 责在控制楼内产生的报警。ASI 位于站 110V 直流蓄电池配电室。ASI 还包括三个 10KV 输 入馈线的自动切换功能。 下图给出了 ASI 柜的结构： 下面的方框图给出了 ASI 柜概括功能的总览: 。 -可编辑修改- 2.2、 、 设备级层设备级层次次 这一节描述了设备级上的功能并根据控制和保护系统的物理位置进行了划分。 500KV 交流系交流系统统 龙泉站的 500KV 采用了一个半开关接线方式，有 8 个间隔。 龙泉站的 500KV 开关场配备了 4 个继电器室。 所有间隔并未完全配备以起始安装的主电路设备，而是从控制接口的观点将所有硬件 配备以容纳将来的主电路设备，即电路板也将为单线图3和4中指示的将来的扩展提供配 置。 每个功能区域由一个包含有必要设备的继电器室提供服务，以实现正确的控制以及电 站特殊部分的接口。 交流滤波器组的控制和保护也在物理上位于继电器室内。 交流控制和保护（ACP） 由 ACP 柜提供主要的控制功能，ACP 柜是以完全冗余方式建造的。一个 ACP 能够实 现 500KV 开关的一个完整间隔的连接。 交流场终端设备（AFT） 为了实现由同一继电器室为其它间隔提供服务，由命名以 AFT 的分散的接口柜实现连 。 -可编辑修改- 接。这些柜子同样是以完全冗余的方式建造的。AFT 由它的上级 ACP 进行管理。ACP 在同 一个继电器室内可以管理所有的 AFT。 下图给出了一个 500KV 继电器室中的 ACP/AFT 的典型结构。 下面的方框图给出了一个 500KV 的 ACP 柜及其与其它设备接口的概括功能的总览。 （请注意该功能块图仅绘出了两个系统中的一个） 。 -可编辑修改- 自耦变压器接口（ATI） 在龙泉换流站，由位于 1# 继电器室内的 ATI 柜负责与 500/220/35KV 自耦变压器的控 制及报警连接。该系统是以完全冗余的方式构建的。它的设计与一个 AFT 相类似，而且 ATI 通过 CAN 总线连接到它的上级 ACP。 交流滤波器控制及保护（AFP） 每个交流滤波器的控制及保护是由位于继电器室的 AFP 柜提供的。该系统是以完全冗 余的方式构建的。一个 AFP 负责管理一个交流滤波器组及其包含有滤波器辅助组的相关的 开关场。 下图给出了一个 500KV 继电器室中的 AFP 的典型的结构。 。 -可编辑修改- 下面的方框图给出了 AFP 柜及其与其它设备接口的概括功能的总览。 （请注意该方框图 。 -可编辑修改- 仅给出了两个系统中的一个） 1)龙龙泉泉换换流站流站 1# 继电继电器室器室 该继电器室管理 500KV 交流开关场间隔=WA-W1，=WA-W2，交流线路间隔=WA-L1， 自耦变压器间隔=WA-T1 和=WA-T2 以及交流滤波器间隔=WA-Z1。 交流控制及保交流控制及保护护 设备设备： ：ACP11，ACP12 该设备由 MACH2 硬件构成并包括下列主要部件： 主机 测量接口 开关接口 通信接口 用于就地控制的 VDU 及键盘 功能：功能： ACP 柜具有下列功能： 位于=WA-W1，=WA-W2，=WA-L1，=WA-T1 及=WA-T2 区域中的开关的 控制以及联锁。 由 VDU 为受控区域提供就地后备控制。 为位于=WA-W1 及=WA-W2 区域的断路器提供同步功能。 为位于=WA-W1 及=WA-T2 区域的电流互感器提供测量接口。 为位于=WA-WB1 及=WA-WB2 区域的电压互感器提供测量接口。 为位于=WA-T2 及=WA-Z1 区域的电压互感器提供测量接口。 为位于=WA-W1 及=WA-T2 区域的开关提供开关接口。 为断路器保护 CBP11，CBP12 及 CBP13 提供报警接口。 为 ACP 及 AFT 柜之间的 ACP11（12） CAN 总线通信提供通信接口。 为 ACP11（12） CAN 总线到网络中包含的 AFP111 和 AFP112 提供通信 。 -可编辑修改- 接口。 为 STN1（2） CAN 总线通信提供通信接口。 用于收集在外部交流保护柜中产生的外部跳闸信号以及相关断路器的直 接跳闸信号的跳闸信号接口。用于外部跳闸信号的电流密封继电器和中继继电器 包含在这里面。 用于来自区域的命令，指示，报警和测量的 SCADA 接口。 冗余：冗余： ACP 柜以完全冗余的方式建成两个单独的系统。到/来自两个系统的串行总线通信 是分离开的。每个 ACP 都由 110V 蓄电池 A 和 B 供电。从接口的观点看两个系统总是 处于工作状态。从 SCADA/开关控制系统观点看，任何时候只有一个 ACP 系统处于工 作状态。 交流交流场终场终端端设备设备 设备设备：AFT11，AFT12 该设备由 MACH2 硬件构成并包括下列主要部分： 测量接口 开关接口 通信接口 功能：功能： AFT 柜包括下列功能： 对位于=WA-W1 和=WA-T2 区域的电流互感器提供测量接口。 对位于=WA-L1 和=WA-T1 区域的电压互感器提供测量接口。 对位于=WA-W2 ，=WA-L1 和=WA-T1 区域的开关提供开关接口。 对将来的交流线路保护 ALP221 和 ALP222 提供报警接口。 对将来的断路器失灵保护 CBP21，CBP22 和 CBP23 提供报警接口。 对 ACP 和 AFT 柜之间的 ACP11（12） CAN 总线通信提供通信接口。 对于在外部的交流保护柜中产生的外部的跳闸信号的采集以及对相关断 路器的直接外部跳闸信号的采集提供跳闸信号接口。用于外部跳闸信号的电流密 封继电器和中继继电器包含在这里面。 来自 MET 11 的能量-脉冲的收集。 冗余：冗余： AFT 柜以完全冗余方式制成两个单独的系统。到/来自两个系统的串行总线通信是 分开的。每个 AFT 都由 110V 蓄电池 A 和 B 提供电源。从接口的观点看，两个系统总是 处于工作状态。 自耦自耦变压变压器接口器接口 设备设备：ATI11，ATI12（ATI21 和 ATI22） 该设备由 MACH2 硬件构成并包括下列主要部分： 测量接口 控制接口 报警接口 通信接口 功能：功能： ATI 柜包含下列功能： 用于 500/220/35KV 自耦变压器=WA-T1（=WA-T2）的报警和控制接口。 用于 ACP 与 ATI 柜之间的 ACP11/12（ACP21/22）CAN 总线通信的通信 。 -可编辑修改- 接口。 冗余冗余： ATI 柜以完全冗余的方式制成两个单独的系统。到/来自两个系统的串行总线通信 是分离开的。每个 ATI 由两个 110V 蓄电池系统 A 和 B 提供电源。从接口的观点看，两 个系统总是处于工作状态。 交流交流滤滤波器控制和保波器控制和保护护 设备设备：AFP111，AFP112 该设备由 MACH2 硬件构成并包含下列主要部分： 主机 测量接口 开关接口 通信接口 用于就地控制的 VDU 和键盘 功能：功能： AFP 柜包含下列功能： 对交流滤波器辅助组以及滤波器连接母线提供保护 位于=WA-Z1 区域的开关的控制和联锁 对受控区域提供来自 VDU 的就地后备控制 对位于=WA-Z1 区域的电流互感器提供测量接口 对位于=WA-Z1 区域的电压互感器提供测量接口 对=WA-Z1 区域中的开关提供开关接口 对 AFP 与 ACP 柜之间的 ACP11（12） CAN 总线通信提供通信接口 对 STN1（2） CAN 总线通信提供通信接口 对来自该区域