热电厂保护监控系统

热电厂保护监控系统
配置方案及说明
1.概述
根据热电厂保护监控系统的普遍的、总的技术要求，我们采用美国GE 公司生产的D25多功能智能电子装置为主控制平台，F650保护测控单元、美国SEL公司的微机保护以及POWERNET监控计算机系统，配置成具有国际先进水平的发电厂综合自动化系统。

D25多功能智能电子装置和F650多功能保护测控装置为美国GE 公司生产。

该产品是当今世界上最先进、最可靠的输配电网络控制产品。

其产品的研究、开发、制造、测试的整个过程，完全在ISO9000质量控制标准下进行。

这些产品的结构、功能和性能，完全依据电力系统的特殊要求进行设计、生产和测试，并已通过现场长期运行的验证。

D25 和F650完全符合欧洲IEC、北美洲IEEE和中国关于高电压环境运行的电子设备的抗干扰标准。

D25是一台完全基于单元控制的多功能综合数据采集和控制装置（多功能IED设备），它采用的国际上最新的软硬件技术、网络联接和通信能力、完善的控制功能，使得D25可以作为一台可编程控制器、一个变电站局域网的节点、一个IED（智能电子设备）的网关（gateway）、一台单元控制器、一台电能测量表、一台电能质量监视仪、一台故障记录仪或一台独立RTU，也可以是上述功能的综合装置。

D25可以应用在110kV - 750kV断路器、变压器的单元控制及10kV环网柜、10kV开关站的控制。

F650是GE 公司开发的基于网络通信的新一代保护监控一体化的产品，作为高性能的数字式馈线保护和间隔控制管理装置，可为间隔层应用提供高速保护、测量、控制和通信等完整的一体化功能。

它提供有相间、零序和接地的定时限和反时限过流保护、四次可组态的重合闸、相过电压和欠电压保护、用于现场升级的闪存、利用Web实现的保护整定和监视、可组态的图形HMI接口、各保护元件的方向控制以及冗余电源等特性，适用于高压馈线、母线和母联，中压馈线、变压器和电容器组等设备的保护和控制。

美国SEL公司是一家世界领先的数字式微机保护和通信处理器产品的专业制造厂家。

该公司设计和生产多种保护设备，包括：各种类型的输变电线路保护、重合闸装置、开关失灵保护、变压器保护、发电机保护、电动机保护、电容器保护以及变电站集成自动化等产品。

SEL公司生产的保护装置，在北美地区的数字式保护占有60%以上的市场份额，并已在欧洲、非洲、南美洲、大洋洲和包括中国在内的亚洲的各种电压等级得到广泛的应用。

该公司提供的数字式保护具有很高的可靠性，对产品提供10年免费维修的承诺。

SEL 公司的数字式保护在国内的电力和工业系统已得到广泛的应用。

2. 系统配置方案
2.1 配置方案
系统以光纤以太网为通信架构，按分层分布型结构设计的发电厂保护监控系统，系统由三大部分组成：
*电站通信网络
*站级层通信控制和计算机系统
*间隔层保护及测控单元
系统的结构见附图（1）
系统的主要技术特点为：
*以双光纤冗余的10/100M以太网作为主干网连接站级层和110KV保护监控单元、发变组保护监控单元及通过以太网交换机连接6KV电动机、厂用变、厂用分支线10/100M以太网，构成分层分布型、高速高可靠的发电厂保护监控系统。

*采用双POWERNET服务器/操作员工作站结构构成高可靠性的冗余双主计算机系统。

*采用双D25通信主机（远动主机）结构构成高可靠性的冗余双通信主机系统；D25通信主机（远动主机）采用高可靠的并在电力系统得到广泛确认的专用硬件和PSOS实时嵌入型操作系统，其可靠性和防止计算机黑客/病毒侵入的能力是采用工控机/WINDOWS系统所无法比拟的。

*系统采用电力系统最新标准的通信协议TCP/IP/DNP 或IEC870-5-104。

D25多功能智能电子装置采用直接接入站控层以太网的方案吨秒毫万秒年个，SEL保护测控装置通过MOXA串口/以太网转换装置接入以太网，到调度和DCS的数据经D25发送。

如附图所示，其配置原则如下：
l 控制平台采用D25多功能智能电子装置；
l 一台监控计算机接入站控层以太网；
1 每台发电机的测控由一台D25完成；
l 6KV线路、备用变以及分段开关的保护测控，均由SEL微机保护测控一体化装置完。

该系统采用集中分散式配置，变电站控制平台（D25）、高压设备的保护及测控装置（SEL+D25）以及POWERNET监控计算机安装在变电站控制室；低压侧设备采用SEL微机保护测控一体化装置，可集中安装在主控室，也可分散安装在各馈线开关柜上。

该综合自动化系统的主要设备的配置如下：
- 系统控制平台（D25）：2台；
- 变电站监控工作站（POWERNET）：2套；
- 发电机保护（SEL-300G+ WFB-01）：2套；
- 6KV联络线路保护测控装置（SEL-311L）：3套；
- 6KV分段开关保护测控装置（SEL-551）：1台；
- 低压厂用变、备用变保护测控单元（SEL-351A）3台；
- 除尘变保护测控单元（SEL-551）：2台；
- 风机馈线保护测控单元（SEL-551）：6台；
- 水泵馈线保护测控单元（SEL-551）：3台
2.2 系统保护功能
2.2.1 发电机保护
每台发电机配置一台SEL-300G发电机保护和一台WFB-01转子接地保护装置，所提供的主要功能包括：- 定子接地保护
- 差动保护(选件)
- 复合电压启动过电流保护
- 过负荷保护
- 过电压/ 过励磁保护
- 失磁保护
- 励磁变过电流保护
- 同期检查（选件）
- 负序过流保护
- 功率方向保护
- 系统后备保护
- 事件报告及SER操作分析
- 表计及需求表计功能
- PT断线逻辑及三相电压输入
2.2.2 6KV联络线保护
6KV联络线保护采用SEL公司的SEL-311L光纤纵差保护装置，其主要功能包括：- 电流差动保护
- 过流保护；
- 零序过流保护；
- 距离保护；
- 自动重合闸；
- 故障定位；
- 同期检测；
- 事件记录和故障录波。

2.2.4 6KV分段开关保护
6KV分段开关配置一台SEL-551过流保护装置。

其主要功能包括：
- 速断保护；
- 过流保护；
- 故障录波；
- 联锁。

2.2.5 低压厂用变及备用变保护
每台厂用变或备用变配置一台SEL-351A过流保护装置。

其主要功能包括：
- 速断保护；
- 过流保护。

- 故障录波；
- 备自投；
- 低电压保护；
- 检同期；
- 联锁。

注：厂用变、备用变配置的SEL-351A，通过逻辑配合完成0.4KV侧备自投功能。

2.2.6 除尘变保护
每台除尘变配置一台SEL-551过流保护装置。

其主要功能包括：
- 速断保护；
- 过流保护。

- 故障录波；
- 联锁。

2.2. 风机馈线保护
每条馈线配置一台SEL-551过流保护装置。

其主要功能包括：
- 速断保护；
- 过流保护。

- 故障录波；
- 联锁。

2.2.6 水泵馈线保护
每条馈线配置一台SEL-551过流保护装置。

其主要功能包括：
- 速断保护；
- 故障录波；
- 联锁。

2.3 系统测控功能
4.3.1 监测量
- 主变电流，电压，有功、无功功率及有功、无功电度，主变温度；
- 厂用变及备用变的电流，电压，有功、无功电度量；
- 母线电压、频率。

- 正、负序电压、电流，谐波、电压骤降和跃升等电能质量参数的测量。

2.3.2 信号量
- 保护信号、主变温度越限、瓦斯、隔离开关和断路器位置、ＰＴ断线、接地告警等。

2.3.3 控制
-断路器分合闸控制、电动隔离开关分合、有载调压控制等。

2.４ＰＯＷＥＲＮＥＴ监控计算机
2.４.1 配置方案
该系统配置二台ＰＯＷＥＲＮＥＴ监控计算机，直接接入以太网。

通过监控计算机可完成对整个变电站的监控操作运行。

监控工作站的软硬件配置如下：
DELL GX260微机1台，配置如下：
CPU P4 1.8GHz/256M/４0G/48*CD-ROM：1台
21″CRT彩显：1台；
针式宽行打印机：1台；
１ＫＶＡＵＰＳ电源：１台；
网络交换机：1台
超5类双绞线：300米
Windows 98操作系统：1套；
变电站监控系统应用软件：1套。

2.４.２监控工作站的主要功能
- 录波存储、检索、显示与打印；
- 定值修改、设置、存储；
- 运行工况监视；
- 遥控、遥调；
- 历史数据统计、存储、检索、显示与打印；
- 数据报表和图形的显示与打印；
- 事件顺序记录的分类、检索与打印；
- 各种曲线、棒图的显示与打印；
- 远方诊断与维护；
- 手动对位；
- 图形、报表的制作；
- 各种参数库与数据库的设置与修改；
- 召唤、定时、故障打印；
- 屏幕拷贝打印；
- 自动校对。

3.1 主控单元柜（1面）
装有D25智能电子装置2台。

3.2 发电机保护柜（1面）
装有SEL-300G发电机保护装置2台、WFB-01转子接地保护装置2台。

上述2个机柜均安装在电子设备间。