自动化系统设计原则-文库吧
2024-07-28 11:56 本页面
【正文】 电网运行情况，能够及时采取应急措施，系统采集数据可以分为开关量信号、脉冲量信号、模拟量信号。综自系统监控功能系统可以检测统计手动跳闸和事故跳闸的次数。当电网单相接地出现故障时，系统可以根据零序电流电压增量、功率方法和相电压降等方法来判断接地相别和线路；同时可以通过电流电压的计算来判断投切电容器或者调节分接头的位置。综自系统远传功能远传规约一般分为三种类型：PoIlink规约、CDT规约、和特殊规约。当处于正常运转或出现事故和报警事件时，远传就会立即向上级传送该信息，方便调度人员及时掌控该站的运转情况。综自系统保护功能综自系统的保护功能主要是利用微机保护装置，不仅在使用方面较为方便，并且具备较强的灵敏性及可靠性。其主要具备以下特点：（1）具备实时自检功能。它能针对保护柜，其中包括主机在内的各个组件在线进行检查。（2）可通过使用显示器和键盘显示出电压、电流和开关的状态，以及整定值，并可对其进行修改。（3）具备事故追忆功能。它能准确的记录事故发生前后的母线电压及线路电流。保护可选择使用以下几种类型:（1）变压器保护：包括本体保护(轻瓦斯、有载轻瓦斯、重瓦斯、有载重瓦斯等)、低压侧备电源自投、高压侧备用电源自投和、过负荷保护、过流保护(包括复合电压启动、低压启动)、零序保护、带二次谐波制动的比例差动保护、差电流速断保护。（2）线路保护：包括零序电流、电压和方向保护、定时限过电流保护、反时限过流保护、电流速断保护、距离保护、方向性电流保护、双回线方向横差保护、高频保护和低周减载保护。（3）母线保护：包括电流比相式母线保护和完全电流差动母线保护。（4）电容器保护：包括相间低电压保护、相间过电压保护、零序过电压保护、过流保护、电流速断保护、反时限过流保护。4微机保护微机保护是以计算机为主导，接上外围线路以实现计算机监控保护功能。为了实现微机保护作用，微机保护装置必须具备数据采集作用，可以把电压互感器PT与电流互感器CT模拟信号准确及时转换成计算机可以识别的数字信息。同时人机对话工作界面可以完成告警行为记录、定制输入、保护调试等一系列功能。在计算技术发展的带动下，微机保护装置的硬件设备功能变得更加强大，尤其为芯片和微处理器的发展为微机保护功能提供了很好的技术支持。微机保护从CPU系统发展到现在的DSP技术，保护装置更新很快，但是其硬件结构基本相同，如图24所示。信号输入是将电压互感器PT、电流互感器CT、变压器采集油温、瓦斯等信号通过保护装置A/D转换、低通滤波、电平转换、隔离等处理，使保护装置能够获得现场实际状况的准确数据，方便微机分析计算。检测部分是对信号输入处理过的信号进行计算分析，通过与定值的比较，产生“是”或“非”的一组逻辑信号，以判断是否启动保护命令。逻辑判断部分是根据检测部分输出信号进行逻辑运算，判断断路器是否跳闸或者是否发出信号，同时将命令输送给现场设备。常用逻辑指令有“非”、“与”、“或”、“记忆”和“延时”等。输出执行部分根据逻辑判断输送的信号来完成信号告警或跳闸等一系列动作，并且在执行相应的保护动作时，还将进行电平转换和隔离及信息反馈等任务。信号输入 监测 逻辑判断 输出执行 现场设备图24微机保护基本结构微机保护的硬件结构微机保护装置[5]通常是将功能不同的插件组合成完整的保护装置，不同的插件为不同功能的模块。如果按照功能进行划分插件可分为：保护CPU和监控CPU插件、开关量输入/输出插件、人机对话插件、电源插件、交流输入/输出插件等。微机保护装置结构原理如图25所示。图25 微机保护装置结构原理数据采集器数据采集器一般采集来自电压互感器PT和电流互感器的模拟信号，但是由于微机保护的计算机无法识别模拟信号，所以数据采集器可以进行模拟滤波、电压形成、模数转换、多路转换、采样保持等处理，将模拟信号转换成数字信号。微机系统微机系统（微型计算机系统）是由显示器、微型计算机、输入/输出设备、电源等组成。其主要完成数据处理、数据自检、故障处理和微机保护的主程序。微机主系统包括存储器、微机处理器、定时器等。早期微机主系统是单CPU系统，在微型计算机的容错技术和多重化技术的出现后，微机主系统开始逐渐使用多CPU系统。通常微机保护在出现采样脉冲信号使才会进入中断服务的程序，其他时候都是在自检循环中。但是，微机保护的自检功能仅仅可以检测出软硬件的故障，而元件出现问题就会使被保护的对象失去保护。容错技术可以使软硬件具有冗余度，当部分软硬件出现问题时，系统仍能正常运行工作，这种技术比较适合用于时刻需要调节命令和输出控制的系统，多重化技术可以在一套硬件发生故障时，发出报警信后，由另一套硬件继续完成工作，而不引起误动。图26是一套CPU与DSP[6]组成的微机系统，其中DSP主要负责对数据采集器中数据进行计算，然后把数据结果通过RAM的双端口输送到CPU，而CPU负责微机保护逻辑判断、通信管理、开关量输入/输出计算等，这种系统利用了DSP（数字信号处理）运算速度快的特点，由DSP完成所有繁重的数据计算，而CPU只需进行保护逻辑判断，避免单CPU多任务的冲突。图26CPU+DSP组成的微机系统结构图开关量输入/输出模块微机保护不仅需要接受模拟信号，同时也需要接受发送开关量信号。例如人机对话界面键盘输入和遥控信号等。而这些信号只能由开关量输入/输出模块来接受与发送。开关量输入/输出模块是由微型计算机并串联接口、继电器和光电耦合件构成。微型计算机主系统与人机对话模块都存在开关量输入/输出插件，但是两者插件的功能不同。开关量输入/输出插件在微型机主系统中主要是完成保护出口跳闸和遥信输入，在人机对话模块中主要是完成液晶显示、按键输入、保护通信和告警信号的发送等功能。开关量输入电路可以分为内部和外部两种类型的开关量，其中内部开关量有软压板和键盘输入等，主要安置在面板触电上，外部开关量有硬压板、继电
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