时间：2013-11-29 分类：电力
摘 要：本文结合CSC-2000的设计思想和特点，对其间隔层和变电站层的设备配置，以及网络层的配置进行了分析，讲述了CSC-2000的综合自动化系统功能。
关键词：CSC-2000，设备配置，自动化系统，监控系统，通信接口
1 CSC-2000的设计思想和特点
CSC-2000采用面向间隔、分层分布式体系结构的设计思想,采用现场总线 LonWorks或10M/100M以太网作为监控系统的通信网络，使系统具有实时可靠性、灵活性、扩展性和适用性。先进网络技术的应用,建立起全分散化、全数字化、全智能化、双向互联、多点多变量的通信系统,从而使少人值班或无人值班变电站成为可能。它具有以下一些特点:
a.分层分布式系统结构。从结构上分为变电站层、间隔层和网络层,各层之间相互独立。
b.开放性、宜扩展性设计。考虑到变电站扩建、改造等因素,该系统模块式标准化设计,可根据实际需要随意灵活配置。
c.继电保护功能相对独立。由于继电保护的特殊重要性,CSC-2000系统保证了继电保护的独立性和可靠性,即相对独立于监控系统。在全站通信网络因某种原因退出运行时,各继电保护单元依然能正常运行。
d.通用的硬件结构。CSC-2000系统尽可能地采用了通用的硬件结构,例如所有的MMI面板、VFC插件、CPU插件等。
e.抗干扰能力强。由于采用不扩展的单片机,所有总线不出芯片以及光电隔离等技术,抗干扰能力大大提高。
f.高速网络接口。变电站层与间隔层之间通过网络连接进行通信,各设备相对网络来说相互平等。
g.远动信息直采直送。远动主站从变电站通信总线上获取所需信息后,直接通过通道远传至调度端,不再通过任何中间环节转换。
2 CSC-2000间隔层设备配置
CSC-2000系统间隔层设备包括:各电压等级线路保护、主变保护、母差保护、测控装置、自动装置和辅助装置。考虑到变电站某些设备在检修或退出运行时,不影响其他设备的正常运行,所以设备的配置将采用\"一分到底\"的原则,即分为进线保护、主变保护、低压保护、公用装置(TV重动和切换、数采装置、自动装置、母联保护等)单元。这些设备单元相对于监控系统各自独立、平等。
a.进线保护柜。配置对应的保护、断路器操作箱及断路器控制装置,该单元的所有遥信、遥控均在本单元的断路器控制装置内完成。
b.主变保护柜。配置对应的主变保护、本体保护、断路器操作箱及断路器控制装置,该单元的所有遥信、遥控均在本单元的断路器控制装置内完成。
c.低压保护柜。配置CSL200B/CSP200A系列保护,无需断路器操作箱和断路器控制装置,该单元的遥信、遥控、遥测均在保护装置内完成,低压保护也可以下放,置于开关柜上,而无需单独组屏。
d.公用柜。其配置数量视变电站规模而定,一般来说变电站均有高、中、低压TV重动和切换;有公共遥测、遥信及电压监测点采集;有母联保护及操作回路;有备用电源自投装置。这些均属于变电站公共部分。
3 CSC-2000变电站层的设备配置
CSC-2000系统变电站层的基本设备包括:当地监控系统(后台)主站、远动系统主站、工程师站。当地监控主站通过网络,处理变电站\"四遥\"数据信息;远动主站则是通过网络和远动专用通道将变电站\"四遥\"数据信息远传至调度中心,进行实时监控和调度;工程师主站承担着为继电保护工程师提供所需的各项服务。
4 CSC-2000网络层的配置
CSC-2000系统的网络层是由LonWorks构成的现场总线网,简称LON网或10M/100M以太网组成。其中,LON网又分为单网、双网和录波网。一般来说,对220 kV以上电压等级的变电站为了提高其运行的可靠性,采用单网、主网1、主网2和录波网的配置,而后台机采用双机配置,它们之间通过LON网或以太网完成通信,两台计算机互为备用。对110 kV以下电压等级的变电站则采用单网和录波网,而后台机采用单机配置。现场的实际运行表现出可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、造价低廉、易于维护等优点。
5 CSC-2000综合自动化系统的功能
5·1 继电保护功能
系统具备常规变电站微机保护的全部功能,而且独立于当地监控和远动,即当某种原因出现网络中断时,不影响变电站微机保护的正常运行。此外,它还具有以下特殊功能:存放8套运行定值、切换定值区及通过四方键修改定值;故障事件记录(保护动作时间、动作信息、电压电流大小等);强大的在线检测功能,显示各种告警信息;显示正常运行时一次设备的各种模拟量(电压、电流、有功功率、无功功率);显示定值区和各保护功能软压板;接受当地监控系统和调度端的各种控制命令。
以上功能在当地监控和调度端均能实施。除此之外,远方还可查询和修改定值,并具有远方/就地闭锁功能。
5·2 断路器控制装置功能
断路器控制装置又叫断路器控制单元,它的产生是为了减小保护软件的重负,使保护能正确、快速、可靠动作。常用的断路器控制单元具有以下功能:完成本间隔层各种信号、开关位置及模拟量的采集;完成本间隔层断路器和电动刀闸的分、合遥控;主变断路器控制装置CSI301A,除了承担主变各侧的遥信和遥控外,还接受本体保护直跳箱来的遥信信号和从通信网下达的调压命令,并上报有载调压当前分接头的位置。#p#分页标题#e#
此外,有的断路器控制单元还具有遥测、同期检测、失灵保护和三相不一致保护等功能。
5·3 数据采集与处理功能
CSC-2000系统的数据采集是为了实时监控变电站的安全运行。主要包括:遥信量采集(开关、刀闸位置、保护动作和告警信号、防盗信号、火灾报警信号等);模拟量采集(母线电压、频率、来自TV和TA的模拟量、有功功率、无功功率、功率因数、脉冲电度量或数字电度量等);SOE事件记录报文;小电流接地选线动作信号;在线检测告警信号及变电站设备运行告警信号(如压力降低、油温高、油位低等);直流系统信号采集;所用电系统电压电流模拟量采集;远方/就地及\"五防\"闭锁功能;配置有RS-232或RS-485串口的其它公司设备,经四方公司提供的规约转换器(CSNO22A)接入LonWorks网或以太网进行数据信号采集。
5·4 自动控制功能
CSC-2000系统的自动控制功能是指无需增加装置而依靠软件支持便能完成的功能。这些功能主要有:自动同期检测和重合闸;小电流接地自动选线;低周减载;故障录波和电压无功自动调节控制。
5·5 统计计算功能
对实时数据进行统计、分析、计算,例如通过计算产生电压合格率、有功、无功、电流、总负荷、功率因数、电量日/月/年最大值/最小值及时间、日期、负荷率、电能分时段累计值、数字输入状态量逻辑运算值等。
5·6 界面显示功能
通过彩色屏幕显示全部设备的位置状态、变位信息、保护设备动作及复归信息、直流系统及所用电系统的信息、各测量值的实时数据,各种告警信息、计算机监控系统的状态信息。在需要分区显示的画面中,可按要求分为:过程画面区、提示信息区和报警信息区,各区以互不干扰的方式同步显示信息。
5·7 图形显示功能
可以图形显示电气主接线图、保护设备配置图、定时报表、日报表、月报表、年报表、运行报表、趋势曲线、电压棒图、各种计算统计结果的显示等。
5·8 打印功能
当地监控系统通过打印机将各种要求的信息按制定的格式输出到打印纸上,包括:状态变化、数据、画面、事故追忆、事件顺序记录、各种告警信息、保护运行定值等。
5·9 报警处理功能
报警处理分两种方式,一种是事故报警(电笛),另一种是预告报警(电铃)。前者包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。
5·10 设备控制功能
控制功能分为三种:自动电压控制、运行人员操作控制、后备手动控制。需要说明的是,该系统在设计上保留了常规变电站手动操作的功能,并具有远方/就地闭锁开关,这就保证了当通信网络出现通信中断时,可以通过手动操作使保护投入正常运行。
5·11 操作闭锁功能
该系统具有操作权限等级管理,当运行值班人员或操作人员正确输入操作员的姓名、口令和监护员的姓名、口令时才有权进行操作控制、定值区切换、参数修改等,并将操作员姓名和监护员姓名等信息予以记录和保存。
5·12 系统维护功能
系统维护功能是指变电站负责管理计算机监控系统的工程师通过工作站对该系统进行的诊断、管理、维护、扩充等工作。
6 CSC-2000当地监控系统
要完成变电站监控部分的内容，大致要做以下工作：
系统安装：
a)安装机器操作系统;
b)安装WINDOWS补丁(SP4);
c)安装微软MDAC-TYPE数据库补丁;
d)在操作员站上安装开入开出卡驱动，并加载开入开出卡;
e) 在操作员站上安装Wizcon和CSM100C程序;
f)在数据库服务器上安装SQL Server，并在其中一台机器上执行数据库同步复制程序Replication;
g)进行系统配置;
需要在Wiztool中做的工作:
h)在Wiztool中建立模板、间隔，添加装置，进行间隔匹配;
i)根据现场蓝图和具体要求对四遥表中的项进行个别修改;
j)进行实时库输出;
需要在Wizcon中做的工作:
k)在Wizcon中作图，完成图和控点的对应;
其他:
l)根据具体情况做报表、曲线;
m)五防系统的接入和调试;
n)数据备份。
至此，监控系统的安装调试工作就算基本结束了。
7 CSC-2000系统与其他公司(厂家)设备的通信接口
变电站自动化系统的最终目标是少人值班或无人值班,这就要求变电站内的一些重要设备的运行情况能在当地监控系统和远方调度控制中心进行实时监控。CSC-2000通信网可以提供多种方式与其他公司(厂家)的保护设备、直流系统、五防系统、全电子式电度表等进行通信。目前广泛应用于变电站的通信有两种方式:
a.对于已设置有RS-232或RS-485串口的设备,将其设备串口经通信电缆接至四方公司提供的规约转换器(CSN022A)上,再接入LonWorks网或10M/100M以太网进行通信,但其设备串口输出的信息必须满足标准的远动通信规约要求。
b.对于仅能提供空接点输出的设备,将其空接点接入四方公司的开关量采集装置,直接通过L on-Works网或10M/100M以太网进行通信,这种方式的应用要特别注意强、弱电之间的转换要求。#p#分页标题#e#
