理论教育 BCH-3000型变电站分散式自动化装置优化方案

BCH-3000型变电站分散式自动化装置优化方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:各保护装置均满足变电站综合自动化系统的要求。

BCH-3000型变电站分散式自动化装置优化方案

BCH—3000是一种数字式三相智能电力测控仪,将电能监测、分析、控制等功能集中到一个简便的装置中,完全可以取代常规的模拟式电磁设备,代替大量单个的变送器和仪表,其主要功能有:三相电压电流输入,地线电流输入,四路数字量输入,一路模拟量电压输入;三个继电器输出、一路模拟量电流输出。超过700个参数测量,波形采集与记录,数据抽样记录,事件记录,最大/最小值记录,RS232/RS485通信。该系统可应用于:变电站综合自动化、发电厂综合自动化及无功补偿系统。

(一)BCH—3100型变电站分散式综合自动化装置

BCH—3100系列产品是针对一个单元设计而开发的综合自动化装置,能完成保护、监测、控制和联网通信功能,既可集中组屏,也可分散安装于开关柜,主要适用于110kV及以下电压等级综合自动化系统。

该系列产品主要包括:BCH—3100微机线路保护测控装置、BCH—3100微机电容器保护测控装置、BCH—3100TZ微机变压器主保护测控装置、BCH—3100TB微机变压器后备保护测控装置、BCH—3100B1微机备自投保护测控装置、BCH—3100U电压切换测控装置、BCH—3100FTU配电自动化终端测控装置、BCH—3100M微机电动机保护测控装置。

(二)BCH—3100T型系列微机变压器成套装置

BCH—3100T型系列微机变压器成套装置包括BCH—3100T12、BCH—3100T13和BCH—3100TB三种类型。三种型号使用完全独立的机箱。其中BCH—3100T12适用于110kV及以下电压等级的双绕组变压器主保护,BCH—3100T13适用于110kV及以下电压等级的三绕组变压器主保护,BCH—3100TB适用于110kV及以下电压等级的变压器任一测后备保护及测控。各保护装置均满足变电站综合自动化系统的要求。

装置是在采用国际先进技术基础上,由工业用16位单片机80C196KC完成保护、监控及远动功能,具有较高的件能价格比,结构简单实用、功能强、运行安全可靠。其中变压器后备保护装置内部设有控制一侧断路器的操作回路,可实现手动分、合闸。通过装置“远方/就地”切换钥匙,实现远方遥控操作和就地手动操作相互闭锁,操作回路具有分、合闸自保持及防跳功能并白带分、合位置指示灯。同时预留部分合闸端子,用于其他保护或自动装置分、合闸。

装置面板可选配64×128点阵荧光屏或液晶,设有九键按键及各种光字信号指示灯。装置设有RS485通信接口、可方便的与其他设备进行联网通信。

BCH—3100T12、T13变压器主保护配置包括差动速断保护、二次谐波制动比率差动保护、TA断线判别、非电量保护。T12型用于双绕组变压器,T13型用于三绕组变压器。

差动速断,比率差动、TA断线判别均设有投/退软压板,如需保护硬压板,可由装置遥信输入端子实现。变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线(也可选择常规接线),通过软件平衡各侧电流、补偿二次电流相位。其二次电流直接接入装置,从而简化了TA二次接线,增加电流回路可靠性。差动速断保护,当差动电流大于最大可能励磁涌流时立即出口跳闸,主要用于变压器严重故障时快速跳闸。二次谐波比率差动保护采用三段折线式特性,装置采用三相差动电流中二次电流与基波电流的比值励磁涌流闭锁判据,主变各侧电流相位与平衡补偿由软件自动矫正。

(三)BCH—3000L微机线路保护测控装置

本装置是在吸收国际先进技术基础上,针对一回线路设计而开发的保护监控一体化装置,能完成一回线路的监测、保护、控制功能和联网通信远动功能,具备较高的性能价格比,结构简单、实用、功能强,运行安全可靠。既可集中组屏,也可分散安装在开关柜上,适用于110kV或66kV及以下各电压等级的小电流接地综合自动化系统。

本装置采用双CPU结构,以两个16位80C196单片机分别独立管理保护和监测系统,使保护回路和监控回路具有各自独立的交流采样,既保证了监测精度,又保证了保护的可靠性和安全性,同时选用优质的进口元器件,使其具有性能好、可靠性高、抗干扰能力强等优点。

本装置内部设有一个断路器操作回路,代替了原来开关柜上的全部操作功能,省去开关柜上的二次操作设备,可通过装置上的“远方/就地”切换钥匙,实现远方遥控操作和就地操作相互闭锁。

本装置设有RS485/CAN通信接口,可方便地与其他设备进行联网通信,不仅可随时将当地测量参数和事件记录内容上传与上位机,而且通过远方可对本装置的保护功能进行整定和查询,同时向用户提供开放式的通信协议

1.保护功能

本装置用于小电流接地系统的馈电线路保护,装置包括三段式电流保护、低周减载、三相一次重合闸及后加速保护,并具有小电流接地选线功能,每种保护都设有可否投退的软压板。另外,装置对外还设计了两个外部硬压板(一个保护分闸压板,一个重合闸压板),这两个压板需用户自行外接,用户不需要时必须将装置端子排上的相应端子与+KM(+WC)端子短接,否则,操作回路中分合闸回路将不通。

(1)电流保护。本装置设有三段电流保护,分别为一段:速断保护;二段:时限速断;三段:过流保护,速断保护无时限分闸,二、三段保护分闸时间可分别独立整定。手合后加速和重合后加速为同一个加速保护,可通过软压板分别整定加速二段时限速断,或加速三段过流保护,后加速时间可整定。

(2)低周减载。低周减载配有低电压闭锁和滑差闭锁功能,可分别整定软压板的投退,当线路在运行状态时,工作频率在滑差范围内,系统电压正常时,低周保护才允许投入,反之则被闭锁,低周保护会自动退出。低周保护动作时,自动闭锁本装置的重合闸。

(3)重合闸。重合闸为三相一次重合闸,启动方式有两种:不对应起动和保护动作起动,线路在正常运行状态时,重合闸充电完成后,方可投入。远方遥控分闸和就地手动分闸都闭锁重合闸,由于本装置内部具有操作回路,所以无外部闭锁重合闸回路,直接在操作回路里完成闭锁功能。

(4)小电流接地选线。小电流接地选线功能是在系统发生单相接地故障时,将各线路的零序功率方向及零序电流数值远传到上位机系统,经过综合比较各线路的零序功率方向及零序电流数值,来判断哪条线路真正接地,装置要求用户接入TV开口三角电压(Ux、Un)和零序TA电流。

(5)装置告警。当CPU检测到下列故障时,发出运行异常信号并报警。

1)硬件故障:RAM、EPROM、定值出错、继电器状态不正确时,装置报警,并同时闭锁保护出口。

2)TV断线(闭锁相应的保护)。

3)控制回路断线。

4)分闸压力降低,合闸压力降低。

(6)信号指示。本装置向用户提供完整的八个信号指示,包括电源(指示)、自检(故障告警)、接地(小电流接地选线动作)、充电(重合闸充电指示)、加速(后加速保护动作)、重合(重合闸动作指示)、电流(电流保护动作)。

本装置为综合自动化考虑,当钥匙切换开关在“就地”位置时,动作指示灯(除“电源”、“充电”)动作后,需当地通过键盘手动复归,当钥匙切换开关在“远方”位置时,动作指示灯(除“电源”、“充电”)动作后,将自动复归(无需远方复归),但“电源”、“充电”指示灯不受此切换开关控制,由装置运行状态决定。

2.监测功能

(1)测量功能。本装置可实时测量线路的各种电气量并在当地进行显示,亦可通过通信接口,可随时将当地测量参数内容上传上位机。电气量内容:电流:各相电流,平均电流;电压:各相/线电压,平均相/线电压;功率:各相有功、无功功率,总有功、总无功功率,各相视在功率、总视在功率;功率因数及频率。以上测量值均为线路一次实时有效值

(2)遥信功能。本装置提供用户八路无源开关量输入,SOE分辨率小于2ms,可通过显示屏观察其位置状态,用户可通过通信通道将此开关量状态读取。

(3)遥控功能。本装置提供用户三个遥控继电器,其中两个用于分、合断路器,这两个继电器已和装置内部的操作回路连接好,通过操作回路进行分、合断路器,另外一个继电器的接点已引到端子排上,提供用户使用。控制回路中的“远方/就地”钥匙切换开关,可将远方遥控和就地分/合断路器进行相互闭锁。

(4)故障录波。本装置在线路故障时,可由内部编程触发,对8个模拟通道进行故障录波,故障前后的波形最多可采集36个周波,但是用户必须通过通信对波形进行数据采集,通过上位机SCADA系统进行画面处理,产生波形图。

(5)事件记录功能。本装置可记录100个带有时间标志的事件记录,内容有:保护动作类型及数值;装置告警内容;八个开关量状态;控制回路监视,如钥匙切换位置、“就地/远方”的合/分位置、断路器的偷跳、外部闭锁合/分、控制回路断线、硬压板的投退情况及外部其他保护跳本断路器情况等。(www.daowen.com)

(四)BCH—3100C微机电容器保护测控装置

该一体化装置,能完成一回线路的监测、保护、控制功能和联网通信远动功能,具备较高的性能价格比,结构简单、实用、功能强,运行安全可靠。既可集中组屏,也可分散安装在开关柜上,适用于66kV及以下各电压等级的小电流接地综合自动化系统。

本装置设有RS485/C州通信接口,可方便地与其他设备进行联网通信,不仅可随时将当地测量参数和事件记录内容上传与上位机,而且通过远方可对本装置的保护功能进行整定和查询,同时向用户提供开放式的通讯协议。

1.系统功能及配置

本装置适用于中低压系统电力电容器保护。装置包括三相三段式电流保护,过压、低压、失压保护,不平衡电流、不平衡电压保护及电容器自动投切。每种保护都设有投、退软压板。装置对外还设有保护分闸,保护合闸两个硬压板接入回路,用户需用时通过端子自行外接,不需使用时应将对应端子与+KM(+WC)短接。外部分闸回路可接入变压器保护或其他保护装置联切电容器。

1)电流保护。三段电流保护,分别为速断、限时速断、过流。其中速断动作时固定为0秒,其余则可独立整定。

2)过压保护。为避免使用相电压在单相接地时引起过压保护误动,装置取母线线电压判别。当开关处于合位,且UAB、UBC、UCA任一高于过压定值,延时时间到后跳闸或发信。

3)低压、失压保护。为防止电源跳开后,重投电源时电容器未放完电而承受过电压损坏,应装设低压保护,其时限应小于上级电源进线重合闸或备自投动作时限。当开关处于合位。且母线UAB、UBC、UCA任一线电压低于定值,延时时间到后装置跳闸并发信。

低压保护加判了门槛电压(固定为10V),即当母线电压跌落到10V以下则闭锁低压保护,防止误切。用户整定时,建议低压与失压只取其一。

4)不平衡电流、电压保护。该保护用于反映电容器组内部故障。根据电容器组接线方式,当引入独立的不平衡电流或电压时可实现平衡保护。

5)电容器自动投切功能。投入此功能,用户只需绘出母线电压合格运行范围。例如为10.2~10.7kV,当装置检测到母线电压大于9.5kV并且小于10.2kV时,一定延时自动投入电容器;当母线电压大于10.7kV时,给一定延时自动切除电容器。为防止电容器自动投切次数过于频繁,建议其延时不小于30s。自动投入电压最小值9.5kV已由装置给出,用户只需整定其自发电压值(如10.2kV)和自切电压值(如10.7kV)。

6)TV断线检测。TV断线检测判据如下:三相电压均小于10V,且任一相电流小于0.2A,且开关处于合闸状态,用于检测三相失压;三个相电压向量和(3U0)大于18V,且最大线电压与最小线电压模值之差大于18V。检测一相或两相TV断线。检测到TV断线后,发告警信号,生成事件记录,并依据闭锁软压板投退情况判别是否闭锁低压或失压保护。

7)装置报警。当CPU检测到下列故障时,发生运行异常信号告警。RAM、EPROM定值出错,继电器状态不正确时装置告警,同时闭锁保护出口;TV断线、控制回路断线;断路器压力故障。

8)信号指示。装置为用户提供8个信号指示,便于就地调试,依次为:

电源——装置电源指示。

自检——RAM、EPROM定值出错,TV断线,控制回路断线。

自切——自动投切投入后,电压高自动切除电容器。

自投——自动投切投入后,电压低自动投入电容器。

差流——不平衡电流保护动作。

差压——不平衡电压保护动作。

电压——过压、低压、失压任一电压保护动作。

电流——三段电流保护任一段动作。

2.监测功能

(1)测量功能。本装量可实时测量线路的各种电气量并在当地进行显示,亦可通过通信接口,可随时将当地测量参数内容上传上位机。

电气量内容如下:

电流:各相电流,平均电流。

电压:各相/线电压,平均相/线电压。

功率:各相有功、无功功率,总有功、总无功功率,各相视在功率、总视在功率。

功率因数及频率。

以上测量值均为线路一次实时有效值。

(2)通信功能。本装置提供8路无源开关量输入,SOE分辨率小于2ms,可通过显示屏观察其位置状态,用户可通过通信通道将此开关量状态读取。

(3)遥控功能。本装置提供用户三个程控继电器,其中两个用于分、合断路器,这两个继电器已和装置内部的操作回路连接好,通过操作回路进行分、合断路器,另外一个继电器的接点已引到端子排上,提供用户使用。控制回路中的“远方/就地”钥匙切换开关,可将远方遥控和就地分/合断路器进行相互闭锁。

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