安全稳定控制装置

稳控系统总体结构一稳控系统总体结构二稳控系统总体结构三站间通信方式专用光纤2m或64kpcm机复接mux64mux2mmux22载波modem异步串口rs422或rs232站间通信方式稳控主站子站通信方式子站执行站通信方式从机故障判别无故障跳闸判据突变量启动p02sps1事故前有功功率应大于定值ps1ptps2事故时有功功率应小于定值ps2有两相电流iis1电流应小于投运电流电流变化量起动tts1确认满足上述判据的延时从机故障判别单相瞬时接地故障突变量启动
稳控系统总体结构（三）
主主1
主主2
主主1
主主1
主主n
主主主1
主主主n
主主主1
主主主n
电网安全稳定控制系统复合式多主机结构图
站间通信方式
• 专用光纤（2M或64K） • PCM机复接（MUX64、MUX2M、MUX22） • 载波（MODEM) • 异步串口(RS-422或RS-232 )
站间通信方式
• 其功能是将主机的64K数据（光信号）接口 转换成2M高速数据接口（电信号）。
MUX-2M 继电保护信号数字复接接口
光纤发 光纤收
发信
收信
告警
运行 电源 ON
OFF
南瑞继保电气有限公司
稳控系统总体结构（一）
专专专 专专专 专专
主主主主
专专专 专专专 专专
主主主主1 主主主主2
专专专 专专专 专专
DC
CPU COM COM COM COM COM COM COM COM COM COM COM
运行 告警
RXD TXD
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
• 对应相应的状态，我们设置三道防线 。 第一道防线：快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施，
确保电网在发生常见的单一故障时保持电网稳定运行和电 网的正常供电；
第二道防线：采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制 措施，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持 稳定运行；
第三道防线：设置失步解列、频率及电压紧急控制装置，当 电网遇到概率很低的多重严重事故而稳定破坏时，依靠这 些装置防止事故扩大、防止大面积停电。
主 主 主 主 30
电网安全稳定控制系统主从式单层结构图
稳控系统总体结构（二）
专专专 专专专
专专
主主主主
专专专 专专专
专专
专专专 专专专
专专
主主主主
主主主主1
专专专 专专专
专专
专专专 专专专
专专
主主主主1 主主主主n
主主主主n
专专专 专专专
专专
专专专 专专专
专专
主主主主1 主主主主n
电网安全稳定控制系统主从式多层结构图
从机故障判别
相间故障 • 突变量启动； • 至少有两相电流增加； • 至少有两相电压降低； • 查到有两相跳闸信号，且两相跳闸信号间隔小于
5ms。 同时满足以上条件则判为相间故障。
从机故障判别
单相转相间故障 • 突变量启动； • 已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电
压降低； • 在小于重合闸时间内查到有两相跳闸信号。 满足以上条件则判为单相转相间故障。
RCS系列 安全稳定控制装置
安全稳定控制系统
前言 稳定控制技术三道防线 一、RCS992系列稳控装置 二、RCS992系列装置的应用 三、RCS993失步解列装置 四、RCS994低频低压减载装置 五、RCS991过负荷减载装置 六、安全稳定控制系统运行注意事项及
异常处理
什么是三道防线？
• 为了分析的方便，我们把电力系统运行状态分为：正常状 态，警戒状态，紧急状态，失步状态，恢复状态。见下页 图。
控制策略处理
电源模块
信号 继电器
DSP1
光耦
外部开入
主机硬件模块图
装置硬件配置及原理（990）
模拟量 输入
TEST HELP
CPU1
光纤接口
与主机通信
低通滤波
A/D转换
数字信号 处理DSP
可编程门 阵列CPLD
光耦
外部开入
低通滤波
CPU2
A/D转换
QDJ
+E
数字信号 处理DSP
可编程门 阵列CPLD
主站 RCS-992
光纤 （2M）
信号复接 MUX-22
电连接
2M G.703
PCM复接
异步串口
①
子站 RCS-992
载波
②
子站 RCS-992
专用光纤64K或2M
③
子站 RCS-992
* 当主站只与1～4子站相连时可省去MUX22，直接由专用光纤或由MUX64与PCM复接
光纤通信网
PCM＋MUX-2M
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
从机故障判别
单相瞬时接地故障 • 突变量启动； • 有一相电流增加； • 有一相电压降低； • 查到有一相跳闸信号，且在5ms之内查不到其它相
跳闸信号。 同时满足上述条件则判为单相瞬时接地故障。
从机故障判别
单相永久故障 • 突变量启动； • 已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电
压降低； • 在大于重合闸时间后查到有两相跳闸信号。 同时满足以上条件即判为单相永久故障。
DC
SIG OPT COM CPU MSO MSO
EO
EO
RXD
RXD
RXD
RXD
网络1
TXD
TXD
TXD
TXD
网络2
RXD
RXD
RXD
RXD
TXD
TXD
TXD
TXD
装置硬件配置及原理（990）
• 从机的插件包括：电源插件 （DC）、交流插件 （AC）、低通滤波器（LPF）、CPU插件（CPU1、 CPU2）、24V光耦插件（OPT）、信号输出插件（SIG）、 接点输出插件（OUT）。
• 本装置采用了分布式体系，硬件真正实现了模 块化结构，拼装灵活、通用性强，能够批量生 产，装置硬件、软件设计有多重可靠性措施， 在保证装置的选择性、速动性、灵敏性的前提 下，具有高度的可靠性。
装置硬件配置及原理（MUX－22）
• 复接设备的插件包括：电源插件（DC）、CPU 插件（CPU）、通信接口插件（COM）。其功 能是将主机的2M数据接口分解成22个低速数 据接口（64K/s或1200bit/s）。低速数据接 口的选择因工程而异。
RCS990 从机主要功能
• 模拟量（36）、开入量采样（25） • 检测接入装置的出线、主变、母线的运行状态
和故障类型 • 与主机通信，上送本站状态量 • 简单控制策略表处理（过负荷等）并可不经主
机允许跳闸（可整定） • 接收主机命令输出跳闸
装置典型配置
主主主主 主主主主
主主 2M
1#主 主 RCS- 990
出口 继电器
光耦
外部开入
从机硬件模块图
装置硬件配置及原理
• 该系列装置均基于成熟的微机保护的硬件平台， 并针对稳控装置的通讯研究开发了一系列新的 技术。具有2Mbps及64kbps高速数字通信接口， 实现了稳控站之间的快速而可靠的通信，保证 在工频的30度（1.66ms）内全网交换一次数据 与命令。
主主
主主
2M
RCS- 992
主主
主主
2M
2M
主主主主 MUX- 22
主主 2M
PCM主 主 主 主主主主 主主主主 主主主主
2#主 主 RCS- 990
3#主 主 RCS- 990
4#主 主 RCS- 990
主主主 主主主 主主主 主主主 主主主
主主主 主主主 主主主 主主主 主主主
主主主 主主主 主主主 主主主 主主主
主主主 主主主 主主主 主主主 主主主
RCS992装置图示
RCS-992A
电网安全稳定控制装置
汉字显示器
运行 报警 动作
3×3键盘
确认
区号
取消
信号复归
调试通讯口
装置硬件配置及原理（992）
• 主机的插件包括：电源插件（DC）、信号插 件（SIG）、24V光耦插件（OPT）、通信插件 （COM）、CPU插件（CPU）、光电转换插件 （EO、MSO）、显示面板（LCD）。
光纤
④
2M
子站 RCS-992
稳控主站子站通信方式
光纤
①
子站 RCS-992
主站 RCS-992
光纤
②
子站 RCS-992
光纤 （2M）
信号复接 MUX-22
电连接 2M
SDH
G.703
光纤
③
子站 RCS-992
光纤通信网
SDH
电口 2M 信号复接 MUX22 光纤
④ 2M
子站 RCS992
子站执行站通信方式
图 电力系统状态转换及三道防线
正常 （安全）
③ ③
恢复
Ⅰ
①
警戒
②
②
Ⅱ
③ ③
失步
Ⅰ②
Ⅱ 紧急
Ⅲ
崩溃 系统完整性破坏
合理的电网结构及相应电力设施
电网快速保护及预防控制装置 （第一道防线） 稳定控制装置/系统 （第二道防线） 电网失步解列、电压及频率 紧急控制（第三道防线）
保持系统完整性
电力系统安全稳定控制系统
DC
AC
AC
AC
LPF LPF LPF CPU CPU OPT1 SIG OUT OUT
RXD TXD
装置硬件配置及原理（992）
就地打印 液晶显示 厂站监控 调度监控
串口扩展
*可选双绞线、 光纤、以太网
外部存储器 FLASH、RAM
EEPROM等
单片机
DSP2
通信接口
0～4个从机 站间通信
双口RAM
从机故障判别
母线相间故障 • 突变量启动； • 查到有母差保护动作信号 • 正序电压小于50%UN 同时满足以上条件则判为母线故障。
从机故障判别
断路器失灵 • 突变量启动； • 查到失灵保护的动作信号 或者 • 突变量启动； • 已判出有故障存在，且故障后延时ts还有电流 同时满足以上条件则判为断路器失灵。
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
RX TX 告警
网 络 口
通信装置MUX－64
• 其功能是将主机的64K数据（光信号）接口 转换成64K数据（电信号）接口
MUX继电保护信号数字复接接口
光纤发 光纤收
发信
收信
告警
运行 电源 ON
OFF
南瑞继保电气有限公司
通信装置MUX－2M
光纤
1
执行站 RCS-992
子站 RCS-992
……
光纤 （64K64k G.703
PCM复接
光纤
N
执行站 RCS-992
光纤通信网
PCM复接+MUX64 光纤 64K
执行站 RCS992
从机故障判别
无故障跳闸判据 • 突变量启动 • P-0.2S≥Ps1（事故前有功功率应大于定值Ps1） • Pt≤Ps2（事故时有功功率应小于定值Ps2） • 有两相电流 I≤Is1（电流应小于投运电流） • 电流变化量起动 • t≥ts1（确认满足上述判据的延时）
• 区域稳定控制系统 –RCS-992主机 –RCS-990从机 –MUX-22 复接设备：光纤复接、光电转换 –后台监控系统
• RCS-993A（B）失步解列装置 • RCS-994A（B）频率电压紧急控制装置
RCS992 主机功能
• 与从机通信，获取本站状态量 • 控制策略表处理 • 命令输出至从机跳闸 • 站间通信，获取系统状态量（主站） • 命令输出至子站跳闸（主站） • 识别电网运行方式 • 事件记录与故障录波 • 后台、远方通信，可在线刷新策略表