10kV配网开闭所备自投装置及其远程监控系统

1、10kV配网开闭所备自投装置及其远程监控系统一、课程设计选题题目一：10kV配网开闭所备自投装置及其远程监控系统原理简介：“备自投装置”全称为“备用电源自动投切装置”的简称，它是10kV配网中常见的自动化装置。为了提高供电可靠性，10kV配网开闭所也开始设置具有互供能力的双电源配电线路，使其形成网架，并在线路上设置备自投装置及其分段开关。一旦发生事故，备自投装置就能迅速有效地对故障点进行隔离。备自投装置在故障发生时具有自动“断开”功能，保障用户用电连续性。故障排除后，备自投装置分段开关仍保持“断开”状态，无法自动复位，需巡检人员手动复位。若在巡检人员来开闭所之前再次出现故障，则无备用电源投入使

2、用，用户断电。基于以上不利因素，备自投装置需配备状态监控模块。当备自投装置动作时，其状态监控模块获知该信息并发送至远端监控中心，远端监控中心获知后立即派巡检人员前往相应开闭所进行巡检复位操作。为了更好地分析判别故障，远端控制中心在获取备自投装置动作信息的同时，还应获得开闭所电力系统状态信息，此信息也通过状态监控模块获得。设计要求：调查研究10kV配网开闭所备自投装置特点、功能；绘制10kV配网开闭所备自投装置接线图。设计备自投装置状态监控模块，确定以下功能：1、操作方式2、数据采集(自行设计若干遥信量、遥测量)；3、数据通信；4、执行命令；5、其他。画出位于开闭所内的远方终端(RTU)结构框图

3、，说明图内各模块功能。结合“执行命令”，选择数据通信规约，详细说明通信报文格式。二、基本原理介绍10kV配网开闭所备自投装置特点和功能10kV配网开闭所备自投装置的工作情况开闭所10kV馈线在I段一回供1000kVA所用变10/0.4kV,开闭所10kV馈线在1I段一回供1000kVA所用变10/0.4kV,两台所用变一台工作，一台冷备,低压系统母联合位。冷备的变压器高低压开关为断开状态，工作变失压，跳自身高低压开关，合冷备变高低压开关，两台变工作，备用可以互换。10kV所用变备自投系统如图1所示。冷备电源切换步骤：正常供电时，电源1和3独立运行，电源2准备，母联1和2断开；如果电源1故障或失

4、电，则跳开自己后合上进线1及母联1；如果电源3故障或失电，则跳开自己后合上进线2及母联2。所用变切换步骤：正常供电时，一台变工作，一台变冷备用，低压母联合；如果工作变失电，则跳开自己后合上备用变；两台变可以互换。2.1.2备自投装置的基本功能工作电源失电，备自投装置投入；工作电源未断开前，备用电源不应投人；备自投装置只允许动作一次，动作时应发出信号；(4)备自投装置的低电压起动元件不应因电压互感器的熔断器熔断而误动作;工作进线保护动作，备用电源不应动作；手动开关分闸，备用电源不应动作。10KV10KV10KV如如如如如如如咖如如4(|图110kV配网开闭所备自投装置接线图三、设计过程描述备自投

5、装置状态监控模块的设计。图2备自投装置状态监控模块3.1操作方式厂前端系统|电力系统数据采集和控制执行子系统I信息传输子系统1111信息处理子系统11111111主站端系统人机联系子系统在调度端收到各个厂站送来的信息经加工处理后，通过人机联系部分，在调度模拟屏，屏幕显示器上显示或由打印机打印。异常或事故时则发出告警信号。调度端的遥控、遥调命令通常由人机联系部分输入，经信息传输至另一端，由命令执行部分实施。3.2遥控对象应包括下列内容：变电所开闭所负荷开关；接触网线路的负荷开关和电动隔离开关；有载调压变压器抽头位置的调节开关；二次回路中必要的起动和复归开关(按钮)；自动装置、成组控制装置的投切开

6、关(按钮)。遥信对象应包括下列内容：遥控对象的位置信号；所内事故总信号和预告总信号；变压器的各类故障信号；馈电线的各类故障信号；自动装置的运行位置和动作信号；电容补偿装置故障信号；自耦变压器的故障信号；控制回路和电压互感器二次回路断线信号；3.3数据通信采用问答式通信规约，当主站轮询到该RTU时，将各种数据打包成数据报发送给主站。主站对数据处理后发出相应指令。3.3.1规约中的有关定义报文：polling方式中，无论是主站向子站发送的命令还是子站向主站会送的数据，都称为报文。每个报文含有一个完整的意义，但不同的报文不一定相同。类型与类别：类型指数据的不同分类。类别指数据或信息依其不同扫描周期划

7、分为0，1，2，3，4，5，6，7。3.3.2报文的格式1）主站向分站询问的报文RTU地址报文类型数据区（1-2子节）校验码RTU地址：用来区别各厂站，地址范围为00FEH（0254），可任意选用。数据类型有：模拟量、状态量、状态变化量（变位遥信）、时标量（SOE）。报文类型：用来说明报文的不同内容或类型。2）分站向主站回答的报文RTU地址报文类型类别标志类别指按数据和信息按扫描周期不同划分的07类，其中第8类为时标量。类别标志：该数据和信息的类别号。该格式不带校验码，是因为该报文本身不带什么重要数据，主站端处于等待确认或否定确认报文中的一个，只需核对RTU地址即可。3主站向分站或分站向主站发

8、送的数据报文报文格式如下：RTU地址报文类型数据区长度N数据区校验码1校验码2数据长度：用来说明本报文数据取的大t小。4命令设定命令分类命令名称报文类型报文字节查询命令召唤故障模块02H5类别询问05H4类别更新0BH6请求数据报文0DH可变召唤事件记录数据0FH7重复询问1AH5查询参数组号2EH5送参数命令设定RTU各模块工作方式03H可变发送压缩因子04H13设置时钟0CH11设置问答的数据区最大长度10H6发送扫描频率11H13发送滤波系数13H13指定参数组号2DH6控制命令复位RTU停止RTU扫描允许RTU扫描停止I/O模块扫描允许I/O模块扫描电源合闸确认01H07H08H09H

9、0AH12H专用命令诊断报文同步命令预同步命令带反送校核的遥控命令0EH14H5可变可变可变519H91EH9子站向主站上传命令有四大类，共10条报文分类报文名称报文类型报文字节确认报文确认06H3否定确认15H3诊断报文诊断报文回送0EH可变送数报文电源合闸16H6向主站报告时标数据出现17H7模块状态变化18H可变用数据回答主站的类别询问1BH可变报告参数组号扌艮文用数据回答主站的数据召唤报文1CH可变带缺损指标的数据回答1DH可变报告参数组号2FH73.RTU结构框图CPU模块主CPU可用来定义各模块、设置工作参数，并对其定时扫描。公共总线模块由CPU控制，通过地址总线来选择各模块，只有

10、被选中的模块才可以接收控制信号并存取数据。(3)遥信模块可采用中断方式通知主CPU取数，以使遥信变位等故障信息尽早被处理。开关输入模块利用光电耦合器作为开关量输入计算机的隔离器件，信息的传递介质为光，但输入和输出都是电信号，由于信息的传递和转换的过程都是在密闭环境下进行，没有电的直接联系，它不受电磁信号干扰，所以隔离效果比较好。开关输出模块为了提高抗干扰能力，开关量输出通道最好也经过一级光电隔离。模拟输入模块基于逐次逼近式A/D变换的模拟量输入电路，主要包括电压形成回路和、低通滤波电路、采样保持、多路转换开关及A/D变换芯片五部分。模拟输出模块模拟量输出电路的作用，是把微型机系统输出的数字量转

11、换成模拟量输出，这个任务主要由数/模(D/A)变换器来完成。与调度通信MODEM接口显示键盘打印模拟量状态量脉冲量数字量输入输入输入输入遥控输出遥调输出图3多CPU结构RTU框图四、设计结果分析备用电源自动投入装置是电力系统提高供电可靠性、保证供电持续性的一种有效手段。RTU是被控端的远动设备，实际上也是一个微机，用来完成遥控接收、输出执行、遥测、遥信量的数据采集及发送的功能。所以可以完成远程监控和控制的任务，保证供电的可靠性。五、设计心得体会通过这次课程设计，我不仅学到了很多关于电力系统自动化、电力系统分析，电气主接线、电力通信等专业知识，而且学会了运用MicrosoftVisio以及AutoCAD软件来绘制所需要的图形和框图。这次课程设计耗时接近一周，在中间碰到各种困难，比如绘制1OkV配网开闭所备自投装置接线图。确定为了接线图，我就查阅了很多有