第12章 地面变、供电三遥系统.pdf

12-1 第十二章 地面变第十二章 地面变供电三遥系统供电三遥系统 第一节 第一节 概况概况 一系统综述 枣泉矿井工业场地内有一座 110/10kV 变电站四个 10kV 变配 电所变电站综合自动化系统采用石家庄科林自动化有限公司的 KLD-9000 综合自动化系统矿井 110kV 变电站和四个 10kV 变配电 所均按上述系统配置其中 110kV 变电站为地面供配电系统的主 站四个 10kV 变配电所为分站KLD-9000 变电站综合自动化系统 提供标准 RS485 通讯接口及部颁 CDT 通讯规约可以在指挥中心设 置一台远程控制主机通过通信电缆实现对变电站所远程监 控 二矿井概况 全矿井用电设备装机总台数 457 台其中工作台数 378 台设 备安装总容量为 33288.1kW其中工作容量为 30064.6kW 矿井初期 110kV 变电站 10kV 母线上最大计算负荷为 P117744.55 kW Q18209.36 kVar高压电容器补偿 5000 kVar COS10.91 S19551.5kVA 矿井后期 110kV 变电站 10kV 母线上最大计算负荷为 P26394.55 kW Q11209.36 kVar 12-2 S28676.2kVA 枣泉矿井工业场地内除有一座 110kV 变电站外还有西井变电 所生产系统变电所产品仓变电所和场前区变电所 矿井 110kV 变电站 110kV 系统采用单母线分段接线方式设备 选用户内 ZF10-110 型 SF6 封闭式组合电器主变压器 2 台型号为 SFSZ11-40000/1101108X1.25/38.55/10.5kV40000kVA 风 冷式有载调压变压器正常 1 台工作1 台备用 变电站 35kV 系 统采用单母线分段接线方式设备选用 KYN61-40.5 型金属铠装移开 式封闭开关柜变电站 10kV 系统采用单母线分段接线方式设备选 用 KYN44-12 型金属铠装移开式封闭开关柜正常情况下10kV 母 线分段开关闭合10kV 侧以放射式向各变电所及高压用电设备供 电低压选用 GCS 型低压抽出式开关柜以 380V 双回路向通风机 房主副井提升低压设备水处理间制氮站矿灯房空气加热 室等动力负荷供电单回路向综采设备库灯房浴室联合建筑及室 内外照明供电 西井 10kV 变电所 10kV 系统采用单母线分段接线方式设备选 用 KYN44-12 型金属铠装移开式封闭开关柜初期以 10kV 机修间试 验变压器1 回供电后期以 10kV 向西井井下3 回西井主 井提升2 回西井副井提升2 回供电低压选用 GCS 低压抽 出式开关柜初期以 380V 双回路向锅炉房单回路向机修车间矸 石翻车机及室内外照明供电 生产系统 10kV 变电所高压选用 KYN44-12 型金属铠装移开式 封闭开关柜低压选用 GFD660 节能型配电装置以 660V 双回路向 原煤仓上部配电点仓下部配电点浓缩池下部配电点机械排矸 车间内动力及室内照明供电各配电点设备选用 XFD660 节能型配电 12-3 装置 产品仓变电所设 2 台动力变压器为 800kVA低压选用 GFD660 节能型配电装置以 660V 向产品仓内动力设备供电 场前区变电所,设 2 台动力变压器为 315kVA低压选用 GCS 低 压抽出式开关柜以 380V 双回路向供水泵房安全监控供电以 380/220V 单回路向办公楼食堂生产救护综合楼休息室等室内 外照明供电 第二节 地面变电站综合自动化系统 一KLD-9000 综合自动化系统综述 KLD-9000 综合自动化系统适用 110kV 及以下电压等级变电站 开关站的监视与控制继电保护综合自动化系统除在各间隔控制 单元有手动跳合闸开关外其余全部的保护控制监视测量 和报警等功能均能通过本系统完成在不需要设置保护功能的间 隔另配置 KLD-8000 系列远动设备实现监视测量远方控制等 功能 二KLD-9000 综合自动化系统主要特点 1分散分布式系统 该系统总体设计是以分散型嵌入式为指导思想面向各对象设 计每个功能装置面向变电站内的一种一次设备包括相应一次设 备全部保护测量远动控制功能相互独立仅通过站内通信 网络互联向监控系统传送和接收信息功能齐全配置活具有 12-4 极高的可靠性被认为是综合自动化技术的发展趋势 开放式易扩展性的设计 采用国际国内公认的标准规约及接口方式如RS-485 现场总线方式方便与其它公司相关的智能设备相联进 行信息交换并充分考虑到变电站的扩建改造等因素装置设备 基于模块式标准化设计可根据要求随意配置 良好的抗振动性和抗干扰性高可靠性 装置设计为全密封分层铝合金隔离强电和弱电接地分 离采用先进的表面安装技术和屏蔽技术抗干扰能力和抗振动性 能极强满足 IEC-255 相关指标 宽温度适应范围 采用工业级的元器件使其温度适应不同的工作环境 分布式事故追忆功能故障录波事故记录等 每个装置可存储相应自己的最近 16 个 SOE 硬件模块化维护方便 保护装置采用模块化设计插件统一具有良好的互换性 7完整的电气防跳及控制回路 具有开关的防跳继电器和常规控制回路 8显示整定简单方便 大液晶显示屏全汉化无须记忆操作命令 9保护电流和测量电流回路独立 测量 CT 和保护 CT 回路分开既保证了测量精度又保 证了保护回路的安全性性能要求 10后台机系统友好功能完善 网络化设计可双机热备可通过集线器与其它局域网连 12-5 接 采用平台式支持多种应用软件系统模块化设计方便系统扩 充功能强大的作图软件大量图库可制作多层多平面的系图 采用全图形弹出式菜单全鼠标操作在线报表系统结合曲 线棒图信息更好满足用户实时多媒体数据库可录入语音图 象等系统所有的修改可在线进行 11经济性 由于极大的简化了二次接线和二次设备的配置大大地减 少占地面积缩短建设周期提高了系统的维护性明显地降低了 变电站的综合造价 三主要技术指标 1电源 控制电源DC220V\AC220V 2额定数据 交流电流 5A 交流电压 相 100/ √3 V线 100V 交流额定频率 50HZ 直流电压 220V 3功耗 直流回路正常 15W 直流回路跳闸 20W 交流电流回路 0.5VA/相 交流电压回路 0.5VA/相 4过载能力 电源回路 0.81.2 倍额定电压可靠连续工作 交流电流回路 2 倍额定电流可靠连续工作 12-6 10 倍额定电流,允许 10S 50 倍额定电流,允许 1S 交流电压回路 1.2 倍额定电压可靠连续工作 5整定范围 电流整定范围 0.1In 20In 步长 0.1A 电压整定范围 1 120V 步长 0.1V 时间整定范围 0 99S 步长 0.1S 重合闸时间整定范围0.1 5S 步长 0.1S 6整定误差 所有保护整定值综合误差3 事件记录分辨率 SOE5ms 7测量范围 测量内容IUPQCOSFWhVarh 电流测量范围01.2In 电压测量范围01.2Un 频率测量范围4555Hz 8测量误差 遥测精度 电压电流 0.5, 频率 0.01, 有功无功COS 0.5 事件记录分辨率 2ms 9绝缘耐压 符合国标 GB/T14598.3 和 IEC255-5 500V 摇表测定绝缘电阻大于 100 兆欧 10抗电磁干扰性能 12-7 能承受 GB6162 规定的衰减振荡脉冲群干扰 能承受 GB/T14598.10 规定的严酷等级 IV 快速瞬变干扰 能承受 IEC-255-22-2 规定的严酷等级 III 的静电 能承受 GB/T14598.9 规定的严酷等级 III 的辐射电磁场干扰能 力 11机械性能 符合 GB/T 7261 和 IEC255-22-12 标准 工作条件能承受 I 级的震动响应冲击响应 运输条件能承受 I 级的震动耐久冲击耐久及碰撞 12环境条件 正常工作温度 -20C55C 相对湿度 95RH 不凝露 大气压力 80-110Kpa 相当于海拔高度 2 千米以下 13信息通道及速率 远方 RS232 口模拟通道 传输速率3001200 波特率 本地RS485 口RS422 口RS232 口 传输速率9600 波特率 工作方式全双工 误码率1X10-11 接收电平-400dB 发送电平020Db 14通讯规约 支持部颁 CDTPollingDNP3.0modbus 等多种规 约 12-8 15通道支持载波扩频光纤音频电缆等 16装置规格 80mm285mm150mm高宽深 四基本配置和功能介绍 KLD-9000 综合自动化系统是一个分散分布式系统采用 双绞线通讯线连接各功能保护及测控装置至通信总控单元组成变 电站综合自动化系统通信总控单元与上级调度端当地监控系统 连接纳入调度自动化系统 各功能保护测控装置可装设开关柜上或集中组屏它对相关一 次设备进行保护测量和控制就地操作与控制室调度中心的操 作互相闭锁远方就地切换对采集的信息进行处理上送在调度 中心操作失效的情况下仍能完成对相关设备的保护测量和控制功 能 保护测控装置采用模块化设计插件统一具有良好的互换 性各单元彼此独立其装置内的监控保护自动装置等部分也相 互独立监控功能退出不影响保护等其它功能保护 CT 与测量 CT 分开满足各自的精度要求和性能要求保护测控装置自身故障 上报至监控系统和远方调度中心保护定值修改和保护项投退可以 方便地在装置前面板修改在远方通过软件也能修改修改定值不 同级别设置不同的密码,每次操作后记录操作人监护人时间 各保护装置设置软硬压板软压板由软件中的控制字来设置硬 压板置于保护屏上 保护测控装置有在线自动检测功能装置软硬件一旦出现异 常闭锁保护并发出报警信号同时装置有软硬双重看门 狗自复位功能因干扰造成死机时能自复位 12-9 站级工作站一般由操作员工作站通信总控单元等组成用户 要求其它功能的工作站可根据需要增减KLD-9000 综合自动化系 统适应不同的硬件配置当系统规模较大时可由多台 PC 机组成或 一体化工控机主站组成当系统为无人值班时,可不设当地工作站 仅预留现场调试显示接口,方便调试支持就地\远程维护,在远方对 装置进行诊断报告故障性质部位发生时间能远方复位 当地监 控软件 历史数 据管理 显示查 询打印 曲线 报警 报表 操作 调度 管理 通信规约处理 转换 上传数据信号 通讯总控单元 KLD-8001 数据信号采集下传控制对时命令 通讯层 RS485/422 RS485/422 KLD-9000 自动化系统功能图自动化系统功能图 KLD-9016 配变保护 KLD-9011 出线保护 KLD- 9071PT 监 控 KLD-8102 分布式 RTU KLD-9015 分段保护 其它测 控单元 其 它 智 能设备 KLD-8102A 分布式 RTU 12-10 通信网络是综合自动化站区别于常规站最明显标志之一采用 通信网络可节省大量电缆通信网络安全可靠传输速度必须 满足变电站综合自动化系统要求可任意增减功能装置模块配置 灵活 12-11 通信总控单元将各个保护自动化装置连为一个有机整体负责 实时采集转换处理和传送模拟量数字量脉冲量和状态量 一批实时数据上传至监控系统并接收监控系统下达的遥控遥 调复归对时等命令及数据下达给每个相应的保护自动装置执 行 矿井 110kV 变电站计算机监控系统网路结构见图 8-2-1 各分站三遥系统各分站三遥系统 西井变电所生产系统变电所产品仓变电所和场前区变电所 均按如下配置 一10KV 部分西井变电所和生产系统变电所有此部分 1配置 KLD-9011 微机线路保护装置 2 台完成两条进线的保 护具体功能如下 1 I 段电流速断保护 2 II 段时限过流保护后加速 3 II 段定时限过流保护后加速 4 单相接地保护 5控制断路器就地操作及远方遥控分合开关装置内设操 作回路具有弹簧未储能闭锁合闸回路防跳回路 6遥信断路器位置手车运行位置手车试验位置储能 状态PT 断线告警控制回路断线告警保护动作信号等自动上 传 7遥测IaIc IoCOSPQ 12-12 2配置 KLD-9016 微机变压器保护装置 2 台完成两台出线变 压器的保护具体功能如下 1 电流速断保护 2 定时限过流保护 3 过负荷保护 4 温度保护 5高压侧零序电流保护 6低压侧零序电流保护 7零序电压保护 8瓦斯保护 9控制断路器就地操作及远方遥控分合开关装置内设操 作回路 具有弹簧未储能闭锁合闸回路防跳回路 10遥信断路器位置手车运行位置手车试验位置储 能状态PT 断线告警控制回路断线告警保护动作信号等自动上 传 11遥测IaIc IoCOSPQ 3配置 KLD-9015 母联保护装置 1 台完成联络柜的保护具 体功能如下 1时限电流速断保护 2定时限过流保护后加速保护合闸后后加速退出 3母线充电保护 4过负荷保护 5控制断路器就地操作及远方遥控分合开关装置内设操 作回路具有防跳回路 12-13 6遥信断路器位置刀闸位置控制回路断线弹簧未储 能压力异常报警压力异常闭锁和保护动作信号等自动上传 7遥测IAIBIC 4配置 KLD-9061 微机备用电源自投装置 1 台完成两台变压 器低压侧的备投 5配置 KLD-9071 PT 监控装置 1 台完成如下功能 实现手动自动远方 PT 切换 测量 1 段和 2 段三相电压 零序过压告警 母线欠压告警 隔离刀闸位置信号各保护信号自动上传 6配置 KLD-8001 通讯总控单元 1 台对站内全部智能设备进 行通讯管理数据采集信号监测并执行主站下行命令是全站 的中心枢纽主要功能如下 1主要通信接口 1.1 4 个对各种测控装置的可配置串行口485/422 1.2 2 个对各种测控装置的可配置串行口485/232/MODEM 异步 1.3 5 个对调度中心的异步调度串行口232 1.4 1 个维护用异步维护串行口232 1.5 1 个以太网网络接口 1.6 2 个 CAN2.0 局部总线接口 2主要支持通信规约 2.1 CDT 规约 2.2 MODBUS 通信规约 12-14 2.3 101 通信规约 2.4 DNP3.0 通信规约 2.5 SC1801 远动规约 2.6 著名厂商配套智能化电子设备如微机保护测控单元电 能表微机直流电源等通信规约 3系统容量 3.1 遥信容量 2048 点 3.2 遥测容量 1024 点 3.3 电度容量 256 点 3.4 遥控容量 64*3 点 3.5 SOE 32 路雪崩 3.6 128 个各种测控装置智能电能表 4通信速率 4.1 RS-232/422/485 通信接口 3009.6Kbits/s可选 4.2 CAN2.0 接口 20K500Kbits/s可选 5工作电源 交流电源 AC165V265V 功率 10W 7另外配置两台 MODEM通过该设备将数据传给枣泉 110KV 站监控系统 二380660V 部分 配置 KLD-8200 遥测单元装置 1 台KLD-8220 遥控单元装置 2 台KLD-8210 遥测单元装置 1 台组屏安装于低压配电室完成 两条进线一个分段2 组电容及各二级出线负荷的监控 KLD-8200 系 KLD-8000 微机综合远动系统中的遥测采集单元 12-15 是基于功能分布的设计思想开发的一种多路遥测采集装置KLD- 8200 采用先进的 DSP 芯片做为处理器保证了遥测采集的速度并 采用了 14 位的 A/D 转换芯片以保证遥测的精度不需要另加电量 变送器直接对来自二次 PT/CT 的模拟量采样KLD-8200 用两表 法可采集 16 条线路的电流和 8 段电压每条线路电流可配置主副路 电压以适应 3/2 接线方式 KLD-8220 属于 KLD-8000 微机综合远动系统中的遥控遥调单 元是基于功能分布的设计思想开发的一种多路遥控遥调装置 KLD-8220 采用 51 系列芯片 W78E52 做为处理器同时增加了硬件 看门狗保证了系统的可靠复位KLD-8220 遥控装置可以实现 16 路遥控和 2 路遥调该遥控装置具有控制输出接点容量大操作与 维护方便性能价格比高等优点 KLD-8210 属于 KLD-8000 微机综合远动系统中的遥信采集单 元是基于功能分布的设计思想开发的一种多路遥信采集装置 KLD-8210 采用 77E58 芯片做为处理器保证了遥测采集的速度 KLD-8210 遥信装置可以采集 128 路遥信遥信的输入方式为共地 方式SOE 的分辨率不大于 2 毫秒支持 32 路雪崩