（电气工程专业论文）惠州九潭变电站综合自动化系统的建设与系统分析.pdf

摘要 摘要 2 2 0 k v九潭变电站综合自动化系统采用先进的计算机技术、电子技术、通信 技术和信号处理技术，成功地实现了对全站主要设备、输配电线路的自动监视、 测量、自动控制，以及与省调、地调的通信功能。该系统由站控层设备、网络层 设备和间隔层设备组成，间隔层设备采集变电站的一、二次设备的运行数据，包 括设备的状态数据、测量数据及保护信息，并通过通讯网络将数据上送系统站控 层，同时，间隔层设备接受站控层的控制命令，实现变电站一、二次设备的自动 控制及遥控操作。站控层设备实时处理全站的运行数据，并借助友好的人机界面 实现变电站运行的实时监视与控制。网络层是变电站综合自动化系统运行的数据 通讯枢纽，实现系统网络数据的快速交换及传输。该系统的功能及各项性能指标 己经达到系统规划设计要求，满足九潭变电站正常运行管理的要求。 本文系统地介绍了九潭变电站综合自动化系统的功能规划设计、主要子系统 的功能及调试方法，主要工作如下: 1 .对九潭变电站综合自动化系统进行功能规划设计: 2 .对九潭变电站综合自动化系统的体系结构进行详细分析说明; 3 阐述九潭变电站综合自动化系统的数据库结构及系统数据生成方法; 4 .阐述九潭变电站综合自动化系统间隔层设备测控功能的实现方法; 5 .分析及说明系统远动工作站的功能及调试方法; 6 .阐述及说明九潭站电压无功控制 ( v q c )原理及调试方法; 7 .分析九潭变电站综合自动化系统数据通讯网结构及建设要点; 8 .详细说明九潭变电站综合 自动化系统测试及验收的原则与方法。 关键词: 变电站综合自动化系统;站控层:网络层;间隔层;数据库管理系统; 规划设计:系统分析 华南理土大学工程硕士学位论文 a b s t r a c t b y m e a n s o f a d v a n c e d c o m p u t e r , e l e c t r o n i c s ，c o m m u n i c a t i o n a n d s i g n a l p r o c e s s i n g t e c h n i q u e s , a l l k i n d s o f p r e s c r i b e d f u n c t i o n s , s u c h a s a u t o m a t i o n s u p e r v i s i o n , m e a s u r e , c o n t r o l f o r m a i n e l e c t r i c a l e q u i p m e n t s , t r a n s m i s s i o n a n d d i s t r i b u t i o n l i n e s , a n d c o m m u n i c a t i o n w i t h p r o v i n c i a l a n d l o c a l d i s p a t c h c e n t e r s , h a s b e e n r e a l i z e d s u c c e s s f u l l y i n t h e i n t e g r a t e d a u t o m a t i o n s y s t e m o f 2 2 0 k v j i u t a n s u b s t a t i o n . t h i s s y s t e m c o n s i s t s o f s u b s t a t i o n c o n t r o l l a y e r , c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k l a y e r a n d f i e l d i n t e r v a l l a y e r . t h e d e v i c e s i n f i e l d i n t e r v a l l a y e r c o l l e c t s o p e r a t i n g d a t a a t p r i ma r y a n d s e c o n d s i d e s o f s u b s t a t i o n , w h i c h i n c l u d e s s t a t u s d a t a , me a s u r e d a t a a n d p r o t e c t i o n r e l a y i n f o r m a t i o n , a n d t r a n s m i t s t h e s e d a t a t o s u b s t a t i o n c o n t r o l l a y e r b y c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k , m e a n w h i l e t h e s e d e v i c e s r e c e i v e c o m m a n d s f r o m s u b s t a t i o n c o n t r o l l a y e r a n d r e a l i z e a u t o c o n t r o l a n d r e m o t e m a n i p u l a t i o n . t h e d e v i c e s i n s u b s t a t i o n c o n t r o l l a y e r p r o c e s s e o v e r a l l o p e r a t i n g d a t a o f t h i s s u b s t a t i o n ， s u p e r v i s e a n d c o n t r o l r e a l - t i m e o p e r a t i o n o f t h i s s u b s t a t i o n w i t h f r i e n d l y m a n - m a c h i n e i n t e r f a c e . t h e c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k l a y e r i s a h i n g e o f d a t a c o m m u n i c a t i o n i n t h i s s y s t e m, w h i c h i n t e r c h a n g e s a n d t r a n s m i t s n e t w o r k d a t a w i t h h i g h s p e e d . f u r t h e r m o r e , a l l k i n d s o f f u n c t i o n s a n d p e r f o r m a n c e i n d e x a c h i e v e r e q u i r e m e n t s o f p l a n n i n g a n d d e s i g n , a n d c a n s a t i s f y t h e d e m a n d o f n o r m a l o p e r a t i o n i n j i u t a n s u b s t a t i o n . t h i s p a p e r s y s t e m a t i c a l l y i n t r o d u c e s p l a n n i n g a n d d e s i g n , s u b s y s t e m f u n c t i o n s a n d d e b u g g i n g m e t h o d o f i n t e g r a t e d a u t o m a t i o n s y s t e m i n t h e j i u t a n s u b s t a t i o n f u n c t i o n s . t h e m a i n c o n t r i b u t i o n s o f t h i s p a p e r a r e l i s t e d a s f e l l o w s : 1 . t h e f u n c t i o n s o f t h i s s y s t e m a r e p l a n n e d a n d d e s i g n e d 2 . t h e s y s t e m s t r u c t u r e o f t h i s s y s t e m i s a n a l y z e d a n d d e s c r i b e d i n d e t a i l . 3 . d a t a b a s e s t r u c t u r e a n d d a t a - b u i l d i n g m e t h o d a r e d e s c r i b e d 4 . me a s u r e a n d c o n t r o l f u n c t i o n s o f t h e d e v i c e s i n f i e l d i n t e r v a l l a y e r a r e d e s c r i b e d 5 . t h e f u n c t i o n s a n d d e b u g g i n g m e t h o d o f r e m o t e c o m m u n c a t i o n w o r k s t a t i o n a r e a n a l y z e d . 6 . t h e p r i n c i p l e o f v q c a n d d e b u g g i n g m e t h o d a r e d e s c r i b e d . 7 . t h e s t r u c t u r e o f d a t a c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k a n d i t s c o n s t r u c t i o n k e y - p o i n t s a r e a n a l y z e d . s . t h e r u l e a n d m e t h o d o f t e s t i n g a n d c h e c k a n d a c c e p t a r e d e s c r i b e d . k e y w o r d s : i n t e g r a t e d a u t o m a t i o n s y s t e m o f s u b s t a t i o n s ; s u b s t a t i o n c o n t r o l l a y e r ; c o m m u n i c a t i o n n e t w o r k l a y e r ; f i e l d i n t e r v a l l a y e r ; d a t a b a s e m a n a g e m e n t s y s t e m; p l a n n i n g a n d d e s i g n ; s y s t e m a n a l y s i s 1 1 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。 除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文 不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名准却 扮日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权华南理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、 缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不 保 密 武 ( 请在以上相应方框内打 “, / ) 日日 月月 年年 作者签名 导师签名: r 日期: 第一章绪论 第一章绪论 1 . 1变电站综合自动化系统综述 1 . 1 . 1 变电站自动化技术的发展及现状 变电站自动化技术的发展与现代电子技术、通信技术及计算机技术的发展息 息相关，可以划分为三个阶段:模拟分立元件的自动装置阶段、以微处理器为核 心的智能自动装置阶段和变电站综合自动化阶段。国外的变电站综合自动化研究 始于 2 0世纪 7 0年代，到 8 0年代得到快速发展，许多著名的大公司，如德国西 门子公司、a b b公司、a e g公司、美国g e公司，都有了自己的变电站综合自动 化产品，其中具有代表性的有西门子公司的 l s a 6 7 8系统和 a b b 公司的 s c s 1 0 0 / 2 0 0系统。到 9 0年代，变电站综合自动化技术逐渐趋于标准化，国际电 工委员会第 5 7技术委员会 ( i e c t c 5 7 )为配合变电站综合自动化的进展成立了 “ 变电站控制和保护接口”工作组，并于 1 9 9 5年 2月完成并提交了变电站控制 和保护通信接口的国际标准 i e c 8 7 0 - 5 - 1 0 3 ，为变电站综合自动化的进一步发展奠 定了基础。 我国变电站综合自动化的研发工作始于 2 0世纪 8 0年代，第一个变电站综合 自动化系统由清华大学于 1 9 8 7年研制成功并在山东省威海望岛变电站投运。到 9 0年代，随着现代电子技术、通信技术及计算机技术的高速发展，我国变电站综 合 自动化技术也得到蓬勃发展，其间国外的一些著名大公司的变电站综合 自动化 系统，如西门子公司的l s a 6 7 8系统，也在国内得到应用。如今，国内一批技术 力量雄厚的大公司均相继开发出自己成熟的变电站综合自动化系统，并在国内各 电压等级的变电站得到广泛应用， 其中南瑞公司的n s 2 0 0 0 , r c s 9 0 0 0 , r c s 9 7 0 0 , 北京四方公司的 c s c 2 0 0 0 及山东烟台东方电子的 d f 3 3 0 0皆为佼佼者。 1 . 1 . 2 变电站综合自动化的研究内容及意义 变电站综合自动化是通过对变电站设备电气量的实时采集，实现对变电站正 常运行的监视、控制及调节，快速切除故障并恢复设备的正常运行及操作。根据 我国近 2 0年开展变电站综合自动化的研究与开发工作的经验，变电站综合自 动 化的研究内容主要是利用现代电子技术、通信技术及计算机技术取代传统变电站 的保护、监视、测量与控制手段，实现变电站综合 自动化，从而全面提高变电站 的技术水平和运行管理水平。 实施变电站实现综合自动化主要现实意义在于:( 1 )提高供电质量及电压合 格率;( 2 )提高变电站的安全、可靠运行水平:( 3 )提高电力系统的运行及管理 第一章绪论 第一章绪论 1 . 1变电站综合自动化系统综述 1 . 1 . 1 变电站自动化技术的发展及现状 变电站自动化技术的发展与现代电子技术、通信技术及计算机技术的发展息 息相关，可以划分为三个阶段:模拟分立元件的自动装置阶段、以微处理器为核 心的智能自动装置阶段和变电站综合自动化阶段。国外的变电站综合自动化研究 始于 2 0世纪 7 0年代，到 8 0年代得到快速发展，许多著名的大公司，如德国西 门子公司、a b b公司、a e g公司、美国g e公司，都有了自己的变电站综合自动 化产品，其中具有代表性的有西门子公司的 l s a 6 7 8系统和 a b b 公司的 s c s 1 0 0 / 2 0 0系统。到 9 0年代，变电站综合自动化技术逐渐趋于标准化，国际电 工委员会第 5 7技术委员会 ( i e c t c 5 7 )为配合变电站综合自动化的进展成立了 “ 变电站控制和保护接口”工作组，并于 1 9 9 5年 2月完成并提交了变电站控制 和保护通信接口的国际标准 i e c 8 7 0 - 5 - 1 0 3 ，为变电站综合自动化的进一步发展奠 定了基础。 我国变电站综合自动化的研发工作始于 2 0世纪 8 0年代，第一个变电站综合 自动化系统由清华大学于 1 9 8 7年研制成功并在山东省威海望岛变电站投运。到 9 0年代，随着现代电子技术、通信技术及计算机技术的高速发展，我国变电站综 合 自动化技术也得到蓬勃发展，其间国外的一些著名大公司的变电站综合 自动化 系统，如西门子公司的l s a 6 7 8系统，也在国内得到应用。如今，国内一批技术 力量雄厚的大公司均相继开发出自己成熟的变电站综合自动化系统，并在国内各 电压等级的变电站得到广泛应用， 其中南瑞公司的n s 2 0 0 0 , r c s 9 0 0 0 , r c s 9 7 0 0 , 北京四方公司的 c s c 2 0 0 0 及山东烟台东方电子的 d f 3 3 0 0皆为佼佼者。 1 . 1 . 2 变电站综合自动化的研究内容及意义 变电站综合自动化是通过对变电站设备电气量的实时采集，实现对变电站正 常运行的监视、控制及调节，快速切除故障并恢复设备的正常运行及操作。根据 我国近 2 0年开展变电站综合自动化的研究与开发工作的经验，变电站综合自 动 化的研究内容主要是利用现代电子技术、通信技术及计算机技术取代传统变电站 的保护、监视、测量与控制手段，实现变电站综合 自动化，从而全面提高变电站 的技术水平和运行管理水平。 实施变电站实现综合自动化主要现实意义在于:( 1 )提高供电质量及电压合 格率;( 2 )提高变电站的安全、可靠运行水平:( 3 )提高电力系统的运行及管理 华南理工人学工程硕士学位论文 水平 l . 1 ( 4 )降低变电站造价，减少投资;( 5 )减少值班人员，实现减员增效。 3变电站综合自动化的基本结构及功能 以计算机技术为基础，变电站综合自动化实现了对变电站继电保护、控制、 测量及通信等多专业的技术综合，是对电网运行管理的一次变革。它主要由5 个 基本子系统构成:( 1 )监控子系统，实现对变电站电气设备的实时测量、监视、 控制及调节功能以计算机技术为基础;( 2 )微机保护子系统，通过微机保护装置 实现对全站主要设备及输电线路的全套保护;( 3 )电压无功综合控制子系统，通 过自动对电压及无功进行合理调节实现提高电能质量和电压合格率的自动控制 功能; ( 4 ) 低周减载控制子系统， 在电力系统发生故障造成有功功率严重缺额时， 按计划有序地自动切除部分负荷以减少由此而造成的经济损失:( 5 )备用电源自 投控制子系统，在电力系统故障时迅速 自动投入备用电源恢复对用户供电。 1 . 2惠州2 2 0 k v变电站综合自动化系统的发展现状 至 2 0 0 3 年8月， 惠州地区电网共有 2 2 0 k v电压等级的变电站8 座， 其中只有 镇隆站和风田站实现了变电站综合自动化，其余6 座变电站只具备两遥 ( 遥信、 遥测)r t u功能。这种现状己不能满足惠州电网运行管理的要求，一方面，r t u 系统功能单一，采集的信号匾乏且只能上送调度部门，不仅不能为变电站运行管 理提供监控手段，更不能满足调度部门对电网实时监视的要求;另一方面，现有 的己实现变电站综合自动化的变电站，由于综合自动化系统在规划、施工、调试 及测试验收中没有规范可循，使得系统在投运后很长一段时间内都存在缺陷且故 障频繁，不仅影响了变电站的运行管理，而且需要运行维护部门投入大量的人力 物力进行系统的日常维护。 为了满足惠州电网发展的需要，尽快使所有 2 2 0 k v电压等级的变电站实现无 人值班，一方面不仅要保证 2 2 0 k v变电站新建工程、扩建工程中变电站综合自动 化系统的运行质量，同时要保证原有的已运行 r t u的变电站综合 自动化改造工程 的系统运行质量，九潭站综合 自动化系统的建设是一次尝试和实践。 1 . 3建设九潭变电站综合自动化系统的作用及意义 随着调度自动化技术和变电站综合自动化技术的不断进步，进一步规范和完 善变电站综合自动化系统的功能及运行管理对加强电力系统的安全稳定运行日 益显得重要。尤其是2 2 0 k v 变电站综合自动化系统的规划设计及系统功能规范， 对加强和完善2 2 0 k v电压等级的输电网及变电站的运行监视起到越来越重要的作 华南理工人学工程硕士学位论文 水平 l . 1 ( 4 )降低变电站造价，减少投资;( 5 )减少值班人员，实现减员增效。 3变电站综合自动化的基本结构及功能 以计算机技术为基础，变电站综合自动化实现了对变电站继电保护、控制、 测量及通信等多专业的技术综合，是对电网运行管理的一次变革。它主要由5 个 基本子系统构成:( 1 )监控子系统，实现对变电站电气设备的实时测量、监视、 控制及调节功能以计算机技术为基础;( 2 )微机保护子系统，通过微机保护装置 实现对全站主要设备及输电线路的全套保护;( 3 )电压无功综合控制子系统，通 过自动对电压及无功进行合理调节实现提高电能质量和电压合格率的自动控制 功能; ( 4 ) 低周减载控制子系统， 在电力系统发生故障造成有功功率严重缺额时， 按计划有序地自动切除部分负荷以减少由此而造成的经济损失:( 5 )备用电源自 投控制子系统，在电力系统故障时迅速 自动投入备用电源恢复对用户供电。 1 . 2惠州2 2 0 k v变电站综合自动化系统的发展现状 至 2 0 0 3 年8月， 惠州地区电网共有 2 2 0 k v电压等级的变电站8 座， 其中只有 镇隆站和风田站实现了变电站综合自动化，其余6 座变电站只具备两遥 ( 遥信、 遥测)r t u功能。这种现状己不能满足惠州电网运行管理的要求，一方面，r t u 系统功能单一，采集的信号匾乏且只能上送调度部门，不仅不能为变电站运行管 理提供监控手段，更不能满足调度部门对电网实时监视的要求;另一方面，现有 的己实现变电站综合自动化的变电站，由于综合自动化系统在规划、施工、调试 及测试验收中没有规范可循，使得系统在投运后很长一段时间内都存在缺陷且故 障频繁，不仅影响了变电站的运行管理，而且需要运行维护部门投入大量的人力 物力进行系统的日常维护。 为了满足惠州电网发展的需要，尽快使所有 2 2 0 k v电压等级的变电站实现无 人值班，一方面不仅要保证 2 2 0 k v变电站新建工程、扩建工程中变电站综合自动 化系统的运行质量，同时要保证原有的已运行 r t u的变电站综合 自动化改造工程 的系统运行质量，九潭站综合 自动化系统的建设是一次尝试和实践。 1 . 3建设九潭变电站综合自动化系统的作用及意义 随着调度自动化技术和变电站综合自动化技术的不断进步，进一步规范和完 善变电站综合自动化系统的功能及运行管理对加强电力系统的安全稳定运行日 益显得重要。尤其是2 2 0 k v 变电站综合自动化系统的规划设计及系统功能规范， 对加强和完善2 2 0 k v电压等级的输电网及变电站的运行监视起到越来越重要的作 华南理工人学工程硕士学位论文 水平 l . 1 ( 4 )降低变电站造价，减少投资;( 5 )减少值班人员，实现减员增效。 3变电站综合自动化的基本结构及功能 以计算机技术为基础，变电站综合自动化实现了对变电站继电保护、控制、 测量及通信等多专业的技术综合，是对电网运行管理的一次变革。它主要由5 个 基本子系统构成:( 1 )监控子系统，实现对变电站电气设备的实时测量、监视、 控制及调节功能以计算机技术为基础;( 2 )微机保护子系统，通过微机保护装置 实现对全站主要设备及输电线路的全套保护;( 3 )电压无功综合控制子系统，通 过自动对电压及无功进行合理调节实现提高电能质量和电压合格率的自动控制 功能; ( 4 ) 低周减载控制子系统， 在电力系统发生故障造成有功功率严重缺额时， 按计划有序地自动切除部分负荷以减少由此而造成的经济损失:( 5 )备用电源自 投控制子系统，在电力系统故障时迅速 自动投入备用电源恢复对用户供电。 1 . 2惠州2 2 0 k v变电站综合自动化系统的发展现状 至 2 0 0 3 年8月， 惠州地区电网共有 2 2 0 k v电压等级的变电站8 座， 其中只有 镇隆站和风田站实现了变电站综合自动化，其余6 座变电站只具备两遥 ( 遥信、 遥测)r t u功能。这种现状己不能满足惠州电网运行管理的要求，一方面，r t u 系统功能单一，采集的信号匾乏且只能上送调度部门，不仅不能为变电站运行管 理提供监控手段，更不能满足调度部门对电网实时监视的要求;另一方面，现有 的己实现变电站综合自动化的变电站，由于综合自动化系统在规划、施工、调试 及测试验收中没有规范可循，使得系统在投运后很长一段时间内都存在缺陷且故 障频繁，不仅影响了变电站的运行管理，而且需要运行维护部门投入大量的人力 物力进行系统的日常维护。 为了满足惠州电网发展的需要，尽快使所有 2 2 0 k v电压等级的变电站实现无 人值班，一方面不仅要保证 2 2 0 k v变电站新建工程、扩建工程中变电站综合自动 化系统的运行质量，同时要保证原有的已运行 r t u的变电站综合 自动化改造工程 的系统运行质量，九潭站综合 自动化系统的建设是一次尝试和实践。 1 . 3建设九潭变电站综合自动化系统的作用及意义 随着调度自动化技术和变电站综合自动化技术的不断进步，进一步规范和完 善变电站综合自动化系统的功能及运行管理对加强电力系统的安全稳定运行日 益显得重要。尤其是2 2 0 k v 变电站综合自动化系统的规划设计及系统功能规范， 对加强和完善2 2 0 k v电压等级的输电网及变电站的运行监视起到越来越重要的作 第一章绪论 用。北京四方继保 自动化有限公司的 c s c 2 0 0 0 变电站综合 自动化系统首次在惠州 的2 2 0 k v 变电站使用，严格规划和设计九潭变电站综合自 动化系统，不仅有利于 九潭变电站及周边输变电网的安全稳定运行及今后九潭站综合 自动化系统的扩 建工程的顺利施工，而且可以保证九潭变电站顺利实现无人值班。所以，严格按 照国家及行业标准对九潭变电站综合自动化系统进行规划、设计、调试、测试及 验收，不仅有利于九潭变电站的运行管理及综合自动化系统的运行，而且通过对 九潭变电站综合自动化系统工程施工进行规范化的管理，为今后惠州地区 2 2 0 k v 变电站新建工程、扩建工程及综合自动化改造工程实现规范化的管理摸索经验， 奠定良好的基础。 1 . 4本文主要工作 本文系统介绍了九潭变电站综合自动化系统的功能规划设计、主要子系统的 功能及调试方法。本文的主要工作如下: 1 .对九潭变电站综合自动化系统进行功能规划设计。 2 .对九潭变电站综合自动化系统的体系结构进行详细分析说明。 3 阐述九潭变电站综合自动化系统的数据库结构及系统数据生成方法。 4 .阐述九潭变电站综合自动化系统间隔层设备测控功能的实现方法。 5 .分析及说明系统远动工作站的功能及调试方法。 6 .阐述及说明九潭站电压无功控制 ( v q c )原理及调试方法。 7 .分析九潭变电站综合自动化系统数据通讯网结构及建设要点。 8 .详细说明九潭变电站综合 自动化系统测试及验收的原则与方法。 第一章绪论 用。北京四方继保 自动化有限公司的 c s c 2 0 0 0 变电站综合 自动化系统首次在惠州 的2 2 0 k v 变电站使用，严格规划和设计九潭变电站综合自 动化系统，不仅有利于 九潭变电站及周边输变电网的安全稳定运行及今后九潭站综合 自动化系统的扩 建工程的顺利施工，而且可以保证九潭变电站顺利实现无人值班。所以，严格按 照国家及行业标准对九潭变电站综合自动化系统进行规划、设计、调试、测试及 验收，不仅有利于九潭变电站的运行管理及综合自动化系统的运行，而且通过对 九潭变电站综合自动化系统工程施工进行规范化的管理，为今后惠州地区 2 2 0 k v 变电站新建工程、扩建工程及综合自动化改造工程实现规范化的管理摸索经验， 奠定良好的基础。 1 . 4本文主要工作 本文系统介绍了九潭变电站综合自动化系统的功能规划设计、主要子系统的 功能及调试方法。本文的主要工作如下: 1 .对九潭变电站综合自动化系统进行功能规划设计。 2 .对九潭变电站综合自动化系统的体系结构进行详细分析说明。 3 阐述九潭变电站综合自动化系统的数据库结构及系统数据生成方法。 4 .阐述九潭变电站综合自动化系统间隔层设备测控功能的实现方法。 5 .分析及说明系统远动工作站的功能及调试方法。 6 .阐述及说明九潭站电压无功控制 ( v q c )原理及调试方法。 7 .分析九潭变电站综合自动化系统数据通讯网结构及建设要点。 8 .详细说明九潭变电站综合 自动化系统测试及验收的原则与方法。 华南理工大学工程硕士学位论文 第二章 九潭站综合自动化系统功能规划设计 2 . ，工程方案概述 2 . 1 . 1 九潭站地理位置及系统接线 2 2 0 k v九潭站站址位于广东省惠州市博罗县九潭镇内，首期工程主变容量为 2 * 1 8 0 m v a ， 终期规模主变容量为4 * 1 8 0 m v a 。 九潭站建成投产后将成为博罗县乃至 惠州市输变电网的枢纽变电站，其 2 2 0 k v 线路 ( 双回)北连 5 0 0 k v 博罗站，西接 增城 5 0 0 k v 荔城站， 东连 2 2 0 k v义和站， 1 1 0 k v 线路分别接入 1 1 0 k v 石湾站、 1 1 0 k v 铁场站、1 1 0 k v园洲站、1 1 0 k v 福田站、1 1 0 k v 长宁站、1 1 0 k v田头站等 1 1 0 k v 变 电站。九潭站的建成投产将极大地提高博罗县 1 1 0 k v以上输变电网的可靠性，解 决2 2 0 k v义和站输送容量不足的供电瓶颈问题， 满足博罗县经济高速发展对电力 的需求 。 5 0 0 k v 博罗站 图 1 - 1 九潭站地理接线图 f i g l 一 1 g e o g r a p h i c c o n n e c t i o n d i a g r a m o f j i u t a n s u b s t a t i o n 2 . 1 . 2 九潭站综合自动化系统的本期接入规模 根据 2 2 0 k v 九潭站本期工程规模， 九潭站综合自动化系统的本期接入规模为: 华南理工大学工程硕士学位论文 第二章 九潭站综合自动化系统功能规划设计 2 . ，工程方案概述 2 . 1 . 1 九潭站地理位置及系统接线 2 2 0 k v九潭站站址位于广东省惠州市博罗县九潭镇内，首期工程主变容量为 2 * 1 8 0 m v a ， 终期规模主变容量为4 * 1 8 0 m v a 。 九潭站建成投产后将成为博罗县乃至 惠州市输变电网的枢纽变电站，其 2 2 0 k v 线路 ( 双回)北连 5 0 0 k v 博罗站，西接 增城 5 0 0 k v 荔城站， 东连 2 2 0 k v义和站， 1 1 0 k v 线路分别接入 1 1 0 k v 石湾站、 1 1 0 k v 铁场站、1 1 0 k v园洲站、1 1 0 k v 福田站、1 1 0 k v 长宁站、1 1 0 k v田头站等 1 1 0 k v 变 电站。九潭站的建成投产将极大地提高博罗县 1 1 0 k v以上输变电网的可靠性，解 决2 2 0 k v义和站输送容量不足的供电瓶颈问题， 满足博罗县经济高速发展对电力 的需求 。 5 0 0 k v 博罗站 图 1 - 1 九潭站地理接线图 f i g l 一 1 g e o g r a p h i c c o n n e c t i o n d i a g r a m o f j i u t a n s u b s t a t i o n 2 . 1 . 2 九潭站综合自动化系统的本期接入规模 根据 2 2 0 k v 九潭站本期工程规模， 九潭站综合自动化系统的本期接入规模为: 第二章九潭站综合自动化系统功能规划设计 主变间隔部分完成# 1 , # 2 主变四遥功能: a )遥信功能: 采集主变本体信号;主变三侧开关、隔离刀闸、接地刀闸、 中性点接地刀闸的位置信号、运行状态及告警信号;开关本体信号; 主变及开关保护信号。 b )遥测功能:采集主变油温、主变绕组温度;主变三侧开关相电压、线 电压、相电流、有功、无功、功率因数、ho , 3 1 0 、同期电压。 。 )遥控功能:实现对主变三侧开关、隔离刀闸、中性点接地刀闸的遥控 操作。 d )遥调功能:实现对主变调压分接头档位的遥调操作。 2 2 0 k v间隔部分完成对 2 2 0 k v九义线、2 2 0 k v荔九线、2 2 0 k v母联开关及 2 2 0 k v 母线的三遥功能: a )遥信功能:采集开关、隔离刀闸、接地刀闸的位置信号、运行状态及 告警信号;开关本体信号;开关保护信号;母线保护信号;母线 p t 信号。 b )遥测功能:采集开关相电压、线电压、相电流、有功、无功、功率因 数、3 u 0 , 3 i 0 、同期电压;母线电压。 c )遥控功能:实现对开关、隔离刀闸的遥控操作。 1 1 0 k v间隔部分完成对 1 1 0 k v 九球线、1 1 0 k v 九园甲线、1 1 0 k v 九园乙线、 1 1 0 k v 九湾甲线、 1 1 0 k v 九湾乙线、 1 1 0 k v九长线、 i i o k v母联开关及 1 1 0 k v 母线的三遥功能: a )遥信功能:采集开关、隔离刀闸、接地刀闸的位置信号、运行状态及 告警信号;开关本体信号;开关保护信号;母线保护信号;母线 p t 信号。 b )遥测功能:采集开关相电压、线电压、相电流、有功、无功、功率因 数、3 u 0 , 3 1 0 、同期电压;母线电压。 c )遥控功能:实现对开关、隔离刀闸的遥控操作。 i o k v间隔部分完成对 i o k v线路、1 o k v电容器、1 o k v接地变、i o k v站用 变、i o k v分段开关、i o k v 分段备自投的三遥功能: a )遥信功能:采集开关、隔离刀闸、接地刀闸的位置信号、运行状态及 告警信号;开关保护信号。 b )遥测功能:采集开关相电压、线电压、相电流、有功、无功、功率因 数、同期电压、母线电压。 c )遥控功能:实现对开关的遥控操作。 华南理工大学工程硕士学位论文 图1 - 2 九潭站一次系统接线图 f i g l - 2 c o n n e c t i o n d i a g r a m o f j i u t a n s u b s t a t i o n 6 第二章九潭站综合自 动化系统功能规划设计 5 .公用间隔部分完成以下智能设备的遥信及遥测两遥功能: a ) 全站公用信号。 b ) 3 8 0 v 交流系统。 c )直流系统。 d )消弧系统。 e ) 电压无功控制 ( v q c )系统。 f ) 低周减载系统。 2 . 2综合自动化系统技术规范 2 . 2 . 1 总体要求 九潭变电站综合 自动化系统总体应满足以下要求: 1 系统硬件及软件应遵循开放的原则。其产品应是经过现场考验、成熟、先 进和可靠的。硬件应是以微机处理器为基础的功能分布型工业产品设备， 其主容量应满足整个系统功能要求和性能指标要求， 除留有远期扩建的容 量外，还应留有适当的使用裕度。软件应符合国标和国际标准，其系统的 功能可靠性、兼容性及界面友善性等指标应满足系统本期及远景规划要 求。 2 .系统的软、硬件应是标准化、通用化、模块化和调用或插入式结构，且所 有元件都应 自成一个整体，并带有 自诊断显示。 3 . 系统软、硬件应具有扩充能力，支持系统结构的扩展和功能的升级， 次系统改变或综合 自动化系统扩充时， 不必修改程序和重新组装软件 当一 ，软 件还应当支持用户开发新功能， 开发后的软件应能在线装入系统。 所有的 算法和系统整定参数应驻存在各处理器模件的非易失性存储器内， 执行时 不需要重新装载。 4 .系统接口应采用国标和国际标准， 支持与其它计算机网络及不同微机设备 的厂家互联。系统应符合广东电网的实际情况，具有 良好的兼容性。 5 .系统的软、 硬件应便于维护，部件应具有自 检和联机诊断校对能力。系统 应提供完善的检测维护手段，包括在线和离线，以便准确、快速地进行故 障定位。软件应有备份，便于安装起动。应用程序应易于扩充，数据库应 为用户程序留有接 口，便于用户 自行编制的程序加入系统中运行。 6 系统的软、硬件设备应具有 良好的纠错能力，对意外引起的故障，系统应 具有恢复能力。 7 . 由于设备是在变电站内运行，因此系统应具有 良好的电磁兼容特性， 在任 第二章九潭站综合自 动化系统功能规划设计 5 .公用间隔部分完成以下智能设备的遥信及遥测两遥功能: a ) 全站公用信号。 b ) 3 8 0 v 交流系统。 c )直流系统。 d )消弧系统。 e ) 电压无功控制 ( v q c )系统。 f ) 低周减载系统。 2 . 2综合自动化系统技术规范 2 . 2 . 1 总体要求 九潭变电站综合 自动化系统总体应满足以下要求: 1 系统硬件及软件应遵循开放的原则。其产品应是经过现场考验、成熟、先 进和可靠的。硬件应是以微机处理器为基础的功能分布型工业产品设备， 其主容量应满足整个系统功能要求和性能指标要求， 除留有远期扩建的容 量外，还应留有适当的使用裕度。软件应符合国标和国际标准，其系统的 功能可靠性、兼容性及界面友善性等指标应满足系统本期及远景规划要 求。 2 .系统的软、硬件应是标准化、通用化、模块化和调用或插入式结构，且所 有元件都应 自成一个整体，并带有 自诊断显示。 3 . 系统软、硬件应具有扩充能力，支持系统结构的扩展和功能的升级， 次系统改变或综合 自动化系统扩充时， 不必修改程序和重新组装软件 当一 ，软 件还应当支持用户开发新功能， 开发后的软件应能在线装入系统。 所有的 算法和系统整定参数应驻存在各处理器模件的非易失性存储器内， 执行时 不需要重新装载。 4 .系统接口应采用国标和国际标准， 支持与其它计算机网络及不同微机设备 的厂家互联。系统应符合广东电网的实际情况，具有 良好的兼容性。 5 .系统的软、 硬件应便于维护，部件应具有自 检和联机诊断校对能力。系统 应提供完善的检测维护手段，包括在线和离线，以便准确、快速地进行故 障定位。软件应有备份，便于安装起动。应用程序应易于扩充，数据库应 为用户程序留有接 口，便于用户 自行编制的程序加入系统中运行。 6 系统的软、硬件设备应具有 良好的纠错能力，对意外引起的故障，系统应 具有恢复能力。 7 . 由于设备是在变电站内运行，因此系统应具有 良好的电磁兼容特性， 在任 第二章九潭站综合自 动化系统功能规划设计 5 .公用间隔部分完成以下智能设备的遥信及遥测两遥功能: a ) 全站公用信号。 b ) 3 8 0 v 交流系统。 c )直流系统。 d )消弧系统。 e ) 电压无功控制 ( v q c )系统。 f ) 低周减载系统。 2 . 2综合自动化系统技术规范 2 . 2 . 1 总体要求 九潭变电站综合 自动化系统总体应满足以下要求: 1 系统硬件及软件应遵循开放的原则。其产品应是经过现场考验、成熟、先 进和可靠的。硬件应是以微机处理器为基础的功能分布型工业产品设备， 其主容量应满足整个系统功能要求和性能指标要求， 除留有远期扩建的容 量外，还应留有适当的使用裕度。软件应符合国标和国际标准，其系统的 功能可靠性、兼容性及界面友善性等指标应满足系统本期及远景规划要 求。 2 .系统的软、硬件应是标准化、通用化、模块化和调用或插入式结构，且所 有元件都应 自成一个整体，并带有 自诊断显示。 3 . 系统软、硬件应具有扩充能力，支持系统结构的扩展和功能的升级， 次系统改变或综合 自动化系统扩充时， 不必修改程序和重新组装软件 当一 ，软 件还应当支持用户开发新功能， 开发后的软件应能在线装入系统。 所有的 算法和系统整定参数应驻存在各处理器模件的非易失性存储器内， 执行时 不需要重新装载。 4 .系统接口应采用国标和国际标准， 支持与其它计算机网络及不同微机设备 的厂家互联。系统应符合广东电网的实际情况，具有 良好的兼容性。 5 .系统的软、 硬件应便于维护，部件应具有自 检和联机诊断校对能力。系统 应提供完善的检测维护手段，包括在线和离线，以便准确、快速地进行故 障定位。软件应有备份，便于安装起动。应用程序应易于扩充，数据库应 为用户程序留有接 口，便于用户 自行编制的程序加入系统中运行。 6 系统的软、硬件设备应具有 良好的纠错能力，对意外引起的故障，系统应 具有恢复能力。 7 . 由于设备是在变电站内运行，因此系统应具有 良好的电磁兼容特性， 在任 华南理工大学工程硕士学位论文 何情况下监控系统均不会因此而发生拒动、误动、扰动，影响综合自动化 系统的正常运行。 2 . 2 . 2系统结构 2 2 0 k v 变电站综合自动化系统采用分层分布式网络结构， 设站控层、 网络层和 间隔层。站控层设备应集中设置，并实现整个系统的监控功能，网络层连接计算 机主机或/ 及操作员工作站、远动接口设备、工程师工作站等。间隔层设备应按 相对集中方式分散设置并实现就地监控功能，连接各间隔单元的智能 1 / 0 设备。 当地监控单元与远动接 口设备应相对独立，数据库应完全独立。 网络层可用总线型网络、星型网络或环形网络;间隔层宜采用现场总线。站 控层计算机