搜索
-1-第一部分ND200厂站综合自动化系统一、系统概述ND200厂站综合自动化系统是在总结国内外同类产品的优点，充分考虑用户需求并结合发电厂站现状及未来发展而开发研制的新一代系列化产品，可实现厂站的监测、控制、继电保护和运行管理等功能。提供了各种容量的中小型发电厂站综合自动化完整解决方案。该系统采用全新模块化结构设计，既可安装于开关柜，构成分散式系统，也可集中组屏组柜。在厂站综合自动化中除发变组外均采用保护测控一体化设计方案，站内各功能设备利用控制局域网CAN-BUS或RS-485/232实现数据交换。该系统在测控保护二合一设备技术上的有所创新，保护和测量的交流输入回路分开，保证了测量精度。在通信方面利用网络技术打破厂站综合自动化系统中的信息流通瓶颈，从而根本上提高系统的实时性。另外软硬件设计采用了标准化开放式思想，这样软件的可靠性和可移植性也将得到保证。系统中各设备采用大屏幕汉化液晶显示，具有良好的人机界面，因而操作简单、直观、易学、易用。本系统具有配置组态灵活，功能齐全、维护方便，性能价格比高等特点。可广泛适用于各种容量的中小型发电厂站。本系统经电力工业部电力系统自动化设备质量检验测试中心及电力科学研究院电力部电力设备及仪表质量检验测试中心测试，检测结果全部合格。并由国家电力公司组织鉴定。检测报告号如下：NDG200数字式发电机保护装置（继保设检）字第352号NDB200系列变压器主保护及测控装置（继电自动）检字1999第156号NDB200系列变压器后备保护及测控装置（继电自动）检字1999第157号NDX200系列低压线路保护及测控装置（继电自动）检字1999第153号NDT200系列备用电源自投装置（继电自动）检字1999第154号NDR200系列电容器保护及测控装置（继电自动）检字1999第155号NDC200单元测控装置(远动终端)检字99第99号NDM200通信管理装置(远动终端)检字99第99号型号意义说明：ND200产品型号南京南自电网公司系列产品-2-二、总体设计思想1.分层分布式系统整个厂站综合自动化系统分为两层：厂站层和间隔层。厂站层位于厂站主控室内，间隔层分布于厂站的各个设备开关间隔、电抗器间隔、变压器各侧开关间隔及分段开关间隔。厂站层：主要由站内监控系统及作为全站信息交换中心的通信管理装置组成。间隔层：面向站内一次设备单元式配置。即从传统的面向功能式配置转换为面向对象式配置。主要包括：·发电机单元：遵循主、后备分开，各保护根据功能的不同分布于不同的机箱。·变压器单元：遵循主、后备分开，后备保护按侧配置的原则。即配置一台独立的发变组差动保护、变压器差动保护、本体保护装置；变压器各侧开关的后备保护、测量、控制、遥信及通信功能由独立的装置完成。·线路单元：由一台线路保护及测控装置完成本线路的保护、测量、控制、遥信及通信功能。·电抗器单元：由一台电抗器保护及测控装置完成本电抗器的保护、测量、控制、遥信及通信功能。·分段开关单元：由一台备用电源自投装置完成备自投功能及本分段开关的保护、测量、控制、遥信及通信功能。分层分布式系统与集中式系统相比较，具有以下优点：1、提高了系统的可靠性，部分设备故障不至于影响全局。2、提高了系统的可扩展性，便于运行维护。2.软硬件系统的平台式设计硬件平台：ND200厂站综合自动化系统在间隔层的系列装置设计了若干硬件模块，包括主CPU模块、电源及开入模块、出口及信号模块、面板显示管理模块等。保证了间隔层的系列装置的硬件除交流输入部分不同外，其它部分基本相同。软件平台：ND200厂站自动化系统的所有装置在软件设计上均采用了实时多任务操作系统（RTOS），其设计思想在于将保护、测量、控制、遥信及通信等功能按优先级划分为若干个任务，由任务调度系统进行管理。当高级任务被触发（如继电保护的电流突变量条件满足）则立刻打断较低级任务的执行，转而执行较高级的任务，高级任务执行完毕后继续执行较低级的任务。其中，继电保护功能定义为最高级任务。硬软件的平台式较传统的设计方式具有以下优点：1、由于不同装置硬件上的一致性，便于标准化生产管理，也便于运行维护。2、软件上采用实时多任务操作系统（RTOS），提高了软件系统的可靠性、可扩展性。同时由于软件编程以PLM/C语言为主，使软件设计更标准化，可移植性更好。3、由于在间隔层采用保护、测量、控制、遥信及通信等功能合一化设计，怎样保证各个功能的性能及继电保护功能的独立性、优先性成为一个突出问题，实时多任务操作系统（RTOS）本身的特性就保证了这一点。3.新型结构设计，保证间隔层的系列装置可分散式就地安装在结构设计上采用整体结构机箱，插件采用后插式方式，面板设计采用统一的整体面板，并配有专用面罩。这种结构具有以下优点：1)整体性机箱（即无螺钉机箱）提高了装置的抗震动能力及屏蔽性能。2)后插式方式使强、弱电分开，提高了装置的绝缘、耐压性能、抗干扰能力。3)整体面板使装置更加美观，专用面罩提高了装置的防尘能力。4)以上优点保证了装置既可以就地安装于开关柜，减少站内二次电缆的投资；也可集中组屏，从而可灵活的运用于各种现场。4.站内通信采用互为热备用双CAN网结构ND200厂站综合自动化系统在站内通信采用了双CAN互为热备用的方式,控制局域网CAN（ControllerAreaNet）卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。CAN具有如下特点：1)符合ISO11898国际标准。2)可连接各种类型的微控制器接口。3)总线访问优先权取决于报文标识符，便于网络节点按重要性灵活设置。4)CAN为多主方式工作，即网络上的任何节点可在任一时刻向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。利用这一特点可方便地构成多机备份系统。5)网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输。-3-6)非破坏性的基于优先权的总线仲裁技术，即当网络上多个节点同时发送信息时，低优先权的接点主动退出发送，而高优先权的节点可不受影响继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。7)CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。8)CAN报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰率低，具有极好的检错效果。9）CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。10)CAN节点在发送期间可同时接收发送的内容，若发现出错，具有自动重发功能。11)CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，保证总线上的其他节点不受影响。12)CAN直接通信距离最远可达10KM（速率在5kbps以下）。13)CAN通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。14）于通信介质要求低，廉价的屏蔽双绞线即可。ND200厂站综合自动化系统的所有装置配置2个CAN接口，间隔层的所有装置与通信管理装置可构成互为热备用的双CAN网，这种结构有以下优点：1)双CAN网进一步提高了系统通信的可靠性。2)专用的通信管理装置负责间隔层、厂站层及调度系统之间的信息交换，由于通信管理装置抗干扰能力、自恢复能力大大强于PC机，进一步提高了系统通信的可靠性。三、系统特点1.ND200厂站综合自动化系统按分层分布式方案设计，系统中各系列装置采用统一的硬件、软件平台，首次将实时多任务操作系统（RTOS）应用于继电保护装置中。2.NDB200系列变压器及测控装置、NDX200系列低压线路及测控装置、NDR200系列电容器及测控装置、NDT200系列备用电源自投装置均集中了保护、测量、控制、通信功能于一体；NDC200单元测控装置具有面向间隔的测量、控制及通信功能。3.在厂站综合层专门配置NDM200通信管理装置完成间隔层、站内监控系统及远方调度系统间的信息交换，提高了通信的可靠性、实时性。4.厂内通信采用了控制局域网CAN-BUS技术。可采用双网互为热备用的方式运行，以保证站内通信的可靠性。5.各系列装置具有统一的汉化人机界面，操作简单，具有较高的精度和稳定性。6.各系列装置采用统一的整体式机箱，插件采用后插式方式，统一的整体面板，结构紧凑，抗干扰能力强。7.各系列装置由于体积小、抗干扰能力强，既可以就地安装，也可集中组屏。8.间隔层的系列保护（及测控）装置具备故障追忆功能，可保存10份完整的保护动作报告及故障录波报告、16份告警报告、32份开入量变位报告。9.间隔层的系列保护（及测控）装置内置操作箱，并具备功能齐全的继电器库，可根据需要由软件控制字投/退保护功能。10.所有元器件经过严格筛选，主要元器件均采用军品级芯片，可靠性较高。11.所有装置均具有在线自检功能和软硬件自恢复能力。12.系统软件采用CLIENT/SERVER体系结构，具有完善的SCADA功能满足厂站综合自动化系统的需要。远程系统联结使厂家随时可维护系统，解除用户的后顾之忧。-4-四、设备组成ND200厂站综合自动化系统由下列设备组成用途设备型号设备名称适用范围站内监控NDJ300计算机监控系统厂站综合自动化系统的站内监控、管理单元网络管理NDM200通信管理装置厂站内间隔层、监控系统、远方调度系统及其它智能设备之间的数据交换单元测控NDC200单元测控装置完成遥测、遥信、遥控功能综合测控NDC202综合测控装置负责测量全站的公用信息，主变温度及变压器有载调压等NDG200(1)发电机差动保护装置NDG200(2)发电机后备保护装置NDG200(3)发电机后备保护装置发电机保护NDG200(4)直流测量及操作箱为200MW及以下发电机提供完善的保护功能NDB200A主变保护及测控装置用于两卷变NDB200B主变保护及测控装置用于两卷变NDB201主变保护及测控装置用于三卷变NDB202厂用变保护及测控装置用于低压厂用变压器NDB220发变组、主变差动保护装置三侧差动NDB221主变后备保护装置NDB222发变组、主变差动保护装置四侧差动NDB223厂用变压器保护装置NDB224厂用变压器保护装置NDB225变压器二分支保护装置变压器保护NDB226变压器六分支保护装置电抗器保护NDK200电抗器主、后备保护装置用于电抗器NDX200低压线路保护及测控装置用于馈线线路保护NDX201低压线路保护及测控装置用于线路NDR200电容器保护及测控装置用于Υ，双Υ，∆接线NDR201电容器保护及测控装置用于桥型接线（差压）电容器保护NDR202电容器保护及测控装置用于桥型接线（差流）NDT200备用电源自投装置低压母线分段开关自投、分段开关保护备用电源自投NDT201备用电源自投装置进线开关或内桥开关自投、内桥开关保护低频解列NDJL200解列保护及测控装置厂站的低压、低频解列-5-五、系统集成方案系统集成方案厂站内通信采用双CAN网结构，装置安装方式可选（分散式安装或集中组屏）：通信装置采用NDM300通信管理装置发电机保护采用NDG200发电机保护装置发电机测控采用NDC200单元测控装置变压器保护采用NDB200系列变压器保护及测控装置电抗器保护采用NDK200电抗器保护装置低压线路采用NDX200系列线路保护及测控装置电容器采用NDR200系列电容器保护及测控装置备用电源自投采用NDT200系列备用电源自投装置低频、低压解列采用NDJL200解列保护及测控装置站内其它功能（包括温度、直流量的测量，有载调压等）采用NDC202综合测控装置站内计算机监控系统采用NDJ300厂站综合监控管理系统自动化系统构成图：-6-主站一主站二上屏1#……N#智能电度表MLN98小电流接地选线……智能直流电流系统……其他智能装置一次设备NDG200……NDG200发电机保护NDB200……NDB200发变组、变压器保护及测控NDX200……NDK200线路、电抗器保护及测控NDT200备用电源自投