鐵路電力變配電所綜合自動化系統(tǒng)課件

鐵路電力變配電所綜合自動化系統(tǒng)電氣工程學(xué)院林國松鐵路電力變配電所綜合自動化系統(tǒng)電氣工程學(xué)院林國松目錄變配電所主接線簡圖鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間隔層微機保護硬件構(gòu)成間隔層保護測控裝置保護裝置的共性目錄變配電所主接線簡圖2

35KV35KV變壓器變壓器饋出線饋出線綜合貫通調(diào)壓器一級貫通調(diào)壓器貫通線貫通線電容器電容器母聯(lián)35KV35KV變壓器變壓器饋出線饋出線綜一貫通線貫通線電3饋線進線自閉貫通線調(diào)壓器電容器母聯(lián)備投變壓器主保護高壓側(cè)后備保護低壓側(cè)后備保護公用測控通用通信雙環(huán)自愈式光纖網(wǎng)遠動管理單元當?shù)乇O(jiān)控及工程師站調(diào)度端以太網(wǎng)饋進自調(diào)電母變高低公通雙環(huán)自愈式光纖網(wǎng)遠動管理單元當?shù)乇O(jiān)控及4鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5鐵道變配電所綜合自動化系統(tǒng)分為3層：站控層-調(diào)度端、當?shù)乇O(jiān)控單元；網(wǎng)絡(luò)層-雙環(huán)光纖網(wǎng)、以太網(wǎng)以及通信單元(包括網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，如協(xié)議轉(zhuǎn)換器、路由器、WTX-895遠動管理機等)；間隔層-保護測控裝置。同時交直流系統(tǒng)、無線監(jiān)控等智能設(shè)備通過通用通信裝置納入鐵道變配電所綜合自動化的系統(tǒng)中。鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鐵道變配電所綜合自動化系統(tǒng)分為3層：鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)6間隔層間隔層保護測控裝置設(shè)備特點：

間隔層保護測控裝置主要完成鐵道變配電所進線、饋出線、電容器、調(diào)壓器、自閉貫通線等一次設(shè)備的保護、測量、控制等功能。針對不同的一次設(shè)備配置相應(yīng)的保護測控裝置。

微機保護硬件構(gòu)成:數(shù)據(jù)采集單元保護CPU單元開關(guān)量輸入/輸出單元人機接口與通信CPU單元間隔層間隔層保護測控裝置設(shè)備特點：7微機保護裝置硬件原理示意圖

微機保護硬件構(gòu)成微機保護裝置硬件原理示意圖微機保護硬件構(gòu)成8數(shù)據(jù)采集單元

⑴電壓形成回路⑵模擬量濾波回路⑶模數(shù)轉(zhuǎn)換回路

◆基于逐次逼近原理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件（AD） ◆基于電壓-頻率轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件（VFC） 兩種模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的特點如下： ◆輸出數(shù)據(jù)格式 ◆分辨率高 ◆抗干擾性強微機保護硬件構(gòu)成數(shù)據(jù)采集單元微機保護硬件構(gòu)成9保護CPU單元保護CPU單元原理框圖微機保護硬件構(gòu)成保護CPU單元保護CPU單元原理框圖微機保護硬件構(gòu)成10開關(guān)量輸入/輸出單元開關(guān)量輸入原理圖開關(guān)量輸出電路原理圖微機保護硬件構(gòu)成開關(guān)量輸入/輸出單元開關(guān)量輸入原理圖開關(guān)量輸出電路原理圖微機11間隔層保護測控裝置WBH-881微機變壓器主保護裝置WBH-882微機變壓器高壓側(cè)后備保護裝置WBH-883微機變壓器低壓側(cè)后備保護裝置WXH-882微機進線保護測控裝置WXH-881微機饋線保護測控裝置WXH-883微機自閉貫通線保護測控裝置WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備自投裝置WDR-881微機電容器保護測控裝置WTY-881微機調(diào)壓器保護測控裝置FCK-881公用測控裝置間隔層保護測控裝置WBH-881微機變壓器主保護裝置12保護裝置的共性指示燈的含義：①運行燈：運行正常時，本燈有規(guī)律的閃爍。②通信燈：通信正常時，本燈有規(guī)律的閃爍。③告警燈：當裝置檢測到本身器件發(fā)生故障時，告警燈亮。④跳閘燈：當裝置跳閘保護后，跳閘燈亮，裝置復(fù)歸后，跳閘燈滅，用以指示跳閘狀態(tài)。2.采用一套裝置負責一個（組）斷路器及相關(guān)隔離開關(guān)的保護、測量與控制設(shè)計模式。3.控制回路斷線定位到每個對象，便于維修與維護。保護裝置的共性指示燈的含義：2.采用一套裝置負責一個（組）134.操作開關(guān)時應(yīng)注意的問題：每面盤/柜上都有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)，當要用后臺及遠動操作斷路器時，轉(zhuǎn)換開關(guān)打至遙控位；當要在當?shù)厥謩硬僮鲾嗦菲鲿r，轉(zhuǎn)換開關(guān)打至就地位。

保護裝置的共性4.操作開關(guān)時應(yīng)注意的問題：保護裝置的共145.遙信變位相關(guān)問題：裝置采集斷路器和隔離開關(guān)的位置，經(jīng)過一定的延時消抖上送，反應(yīng)到當?shù)乇O(jiān)控和調(diào)度的主接線圖上，可以被打?。粰C構(gòu)故障也是采集斷路器和隔離開關(guān)所對應(yīng)的接點，作為遙信量上送，可以被打印。總召喚：定時讀所有的遙信量，分為兩級，網(wǎng)關(guān)和裝置；網(wǎng)關(guān)和調(diào)度、當?shù)乇O(jiān)控保護裝置的共性5.遙信變位相關(guān)問題：保護裝置的共性156.遙控和裝置復(fù)歸首先屏上的控制開關(guān)應(yīng)打到遠方位；裝置收到命令后進行操作，并記錄該事件，若失敗，事件中將會有原因說明，可從實時告警窗口中查看。裝置復(fù)歸不記錄。特別注意：自投動作后應(yīng)對母聯(lián)備投及備自投裝置進行復(fù)歸，為下次自投作好準備保護裝置的共性現(xiàn)在的綜自二次回路設(shè)計中，充分考慮了現(xiàn)在的習(xí)慣和微機自動化功能兩種方式，分別設(shè)有兩種獨立的可切換方式，互不影響，每臺開關(guān)的控制回路設(shè)有軟件、硬件閉鎖，防止了誤操作。6.遙控和裝置復(fù)歸保護裝置的共性現(xiàn)在的綜自二次16WBH-881微機變壓器主保護裝置差動速斷保護比率差動保護TA斷線告警差流越限告警保護配置：WBH-881微機變壓器主保護裝置差動速斷保護保護配置：17WBH-881微機變壓器主保護裝置TA斷線告警WBH-881微機變壓器主保護裝置TA斷線告警18平衡系數(shù)的整定1.變壓器TA接線方式為常規(guī)△/Y方式時:Kph1=(變壓器高壓側(cè)額定電壓*變壓器高壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;Kph2=(變壓器低壓側(cè)額定電壓*變壓器低壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;2.變壓器TA接線方式為全星形Y/Y方式方式時:Kph1=(變壓器高壓側(cè)額定電壓*變壓器高壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;Kph2=(*變壓器低壓側(cè)額定電壓*變壓器低壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;變壓器平衡系數(shù)Kph=Kph1/Kph2WBH-881微機變壓器主保護裝置平衡系數(shù)的整定1.變壓器TA接線方式為常規(guī)△/Y方式時:K19WBH-882微機變壓器高壓側(cè)后備保護裝置二段帶復(fù)合電壓啟動的過電流保護過負荷保護（跳閘、告警可選擇）失壓保護非電量保護（重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、溫度過高）斷相告警零序過流告警零序過壓告警保護配置：WBH-882微機變壓器高壓側(cè)后備保護裝置二段帶復(fù)合電壓啟20WBH-883微機變壓器低壓側(cè)后備保護裝置電流速斷保護三段帶復(fù)合電壓啟動的過電流保護過負荷保護（告警）失壓保護后加速保護母線聯(lián)鎖保護保護配置：WBH-883微機變壓器低壓側(cè)后備保護裝置電流速斷保護保護21WXH-882微機進線保護測控裝置

功能：完成進線電源的保護、測控一體化功能。

保護配置：●電流速斷保護●三段式帶低壓啟動的過電流保護●失壓保護●母聯(lián)閉鎖開出●PT斷線告警WXH-882微機進線保護測控裝置功能：完成進線電源的保護22WXH-882微機進線保護測控裝置●母聯(lián)閉鎖開出通過同一條母線上的其他出線保護測控裝置發(fā)出的聯(lián)鎖信號區(qū)分是否有區(qū)外故障發(fā)生，并以此進行保護功能的閉鎖和開放，從而實現(xiàn)母線保護功能WXH-882微機進線保護測控裝置●母聯(lián)閉鎖開出通過同一條母23WXH-881微機饋線保護測控裝置功能：完成饋出線的保護、測控一體化功能。保護配置：●帶低壓啟動的電流速斷保護●帶低壓啟動的三段式過電流保護●后加速保護●三相一次重合閘●過負荷保護●失壓保護●零序過流保護●零序過壓告警●PT斷線告警WXH-881微機饋線保護測控裝置功能：完成饋出線的保護、測24WXH-881微機饋線保護測控裝置●帶低壓啟動的電流速斷保護WXH-881微機饋線保護測控裝置●帶低壓啟動的電流速斷保護25WXH-881微機饋線保護測控裝置●后加速保護●過負荷保護WXH-881微機饋線保護測控裝置●后加速保護●過負荷保護26WXH-881微機饋線保護測控裝置●失壓保護WXH-881微機饋線保護測控裝置●失壓保護27WXH-881微機饋線保護測控裝置●PT斷線告警WXH-881微機饋線保護測控裝置●PT斷線告警28WXH-883微機自閉貫通線保護測控裝置

功能：完成自閉(貫通)線的保護、測控一體化功能。

保護配置：

●三段相間過流保護●合閘后加速保護●失壓保護●零序過電流保護●零序過電壓告警●三相一次自動重合閘●失壓備用電源自投●遙控檢同期合閘●PT斷線告警WXH-883微機自閉貫通線保護測控裝置功能：完成自閉(貫29WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置功能：完成進線失壓備投及母聯(lián)失壓備投及母聯(lián)保護測控一體化功能。保護配置：

●電流速斷保護●低電壓啟動過電流Ⅰ段保護●低電壓啟動過電流Ⅱ段保護●低電壓啟動過電流Ⅲ段保護●遙控檢同期控制合閘功能●進線失壓、母聯(lián)失壓備自投功能●PT斷線告警WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置功能：完成進線失壓備30WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置

自投就緒燈：

當失壓備自投功能投入，且裝置成功地判斷出自投方式時，本燈亮，只有自投就緒燈亮后，才具有備自投功能。1#進線1#母線2#進線2#母線

自投動作燈：

進線或母聯(lián)失壓后，備自投動作，不管自投是否成功，本燈都亮，裝置復(fù)歸后，本燈滅。WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置自投就緒燈：131WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置●遙控檢同期控制合閘功能遙控檢無壓合閘：當一段母線有壓，而另一段母線無壓時即合閘；遙控檢同期合閘：當兩段母線均有壓，而壓差與相角差都小于設(shè)置的定值，則合閘。WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置●遙控檢同期控制合閘32WDR-881微機電容保護測控裝置功能：完成電容器設(shè)備的保護、測控一體化功能。保護配置：

●電流速斷保護●過電流保護●過電壓保護●失壓保護●零序電流保護●零序電壓保護

●重瓦斯保護●壓力釋放保護●油溫過高告警●輕瓦斯告警●控制回路斷線告警●PT斷線告警WDR-881微機電容保護測控裝置功能：完成電容器設(shè)備的保護33WDR-881微機電容保護測控裝置●過電壓保護WDR-881微機電容保護測控裝置●過電壓保護34WDR-881微機電容保護測控裝置●零序電壓保護WDR-881微機電容保護測控裝置●零序電壓保護35FCK-881微機公用測控裝置功能：完成所用變的測控、中央音響功能。

能夠控制8組三工位隔開。FCK-881微機公用測控裝置功能：完成所用變的測控、中央音36ThankYou!ThankYou!鐵路電力變配電所綜合自動化系統(tǒng)電氣工程學(xué)院林國松鐵路電力變配電所綜合自動化系統(tǒng)電氣工程學(xué)院林國松目錄變配電所主接線簡圖鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間隔層微機保護硬件構(gòu)成間隔層保護測控裝置保護裝置的共性目錄變配電所主接線簡圖39

35KV35KV變壓器變壓器饋出線饋出線綜合貫通調(diào)壓器一級貫通調(diào)壓器貫通線貫通線電容器電容器母聯(lián)35KV35KV變壓器變壓器饋出線饋出線綜一貫通線貫通線電40饋線進線自閉貫通線調(diào)壓器電容器母聯(lián)備投變壓器主保護高壓側(cè)后備保護低壓側(cè)后備保護公用測控通用通信雙環(huán)自愈式光纖網(wǎng)遠動管理單元當?shù)乇O(jiān)控及工程師站調(diào)度端以太網(wǎng)饋進自調(diào)電母變高低公通雙環(huán)自愈式光纖網(wǎng)遠動管理單元當?shù)乇O(jiān)控及41鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)42鐵道變配電所綜合自動化系統(tǒng)分為3層：站控層-調(diào)度端、當?shù)乇O(jiān)控單元；網(wǎng)絡(luò)層-雙環(huán)光纖網(wǎng)、以太網(wǎng)以及通信單元(包括網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，如協(xié)議轉(zhuǎn)換器、路由器、WTX-895遠動管理機等)；間隔層-保護測控裝置。同時交直流系統(tǒng)、無線監(jiān)控等智能設(shè)備通過通用通信裝置納入鐵道變配電所綜合自動化的系統(tǒng)中。鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鐵道變配電所綜合自動化系統(tǒng)分為3層：鐵道配電所綜合自動化系統(tǒng)43間隔層間隔層保護測控裝置設(shè)備特點：

間隔層保護測控裝置主要完成鐵道變配電所進線、饋出線、電容器、調(diào)壓器、自閉貫通線等一次設(shè)備的保護、測量、控制等功能。針對不同的一次設(shè)備配置相應(yīng)的保護測控裝置。

微機保護硬件構(gòu)成:數(shù)據(jù)采集單元保護CPU單元開關(guān)量輸入/輸出單元人機接口與通信CPU單元間隔層間隔層保護測控裝置設(shè)備特點：44微機保護裝置硬件原理示意圖

微機保護硬件構(gòu)成微機保護裝置硬件原理示意圖微機保護硬件構(gòu)成45數(shù)據(jù)采集單元

⑴電壓形成回路⑵模擬量濾波回路⑶模數(shù)轉(zhuǎn)換回路

◆基于逐次逼近原理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件（AD） ◆基于電壓-頻率轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件（VFC） 兩種模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的特點如下： ◆輸出數(shù)據(jù)格式 ◆分辨率高 ◆抗干擾性強微機保護硬件構(gòu)成數(shù)據(jù)采集單元微機保護硬件構(gòu)成46保護CPU單元保護CPU單元原理框圖微機保護硬件構(gòu)成保護CPU單元保護CPU單元原理框圖微機保護硬件構(gòu)成47開關(guān)量輸入/輸出單元開關(guān)量輸入原理圖開關(guān)量輸出電路原理圖微機保護硬件構(gòu)成開關(guān)量輸入/輸出單元開關(guān)量輸入原理圖開關(guān)量輸出電路原理圖微機48間隔層保護測控裝置WBH-881微機變壓器主保護裝置WBH-882微機變壓器高壓側(cè)后備保護裝置WBH-883微機變壓器低壓側(cè)后備保護裝置WXH-882微機進線保護測控裝置WXH-881微機饋線保護測控裝置WXH-883微機自閉貫通線保護測控裝置WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備自投裝置WDR-881微機電容器保護測控裝置WTY-881微機調(diào)壓器保護測控裝置FCK-881公用測控裝置間隔層保護測控裝置WBH-881微機變壓器主保護裝置49保護裝置的共性指示燈的含義：①運行燈：運行正常時，本燈有規(guī)律的閃爍。②通信燈：通信正常時，本燈有規(guī)律的閃爍。③告警燈：當裝置檢測到本身器件發(fā)生故障時，告警燈亮。④跳閘燈：當裝置跳閘保護后，跳閘燈亮，裝置復(fù)歸后，跳閘燈滅，用以指示跳閘狀態(tài)。2.采用一套裝置負責一個（組）斷路器及相關(guān)隔離開關(guān)的保護、測量與控制設(shè)計模式。3.控制回路斷線定位到每個對象，便于維修與維護。保護裝置的共性指示燈的含義：2.采用一套裝置負責一個（組）504.操作開關(guān)時應(yīng)注意的問題：每面盤/柜上都有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)，當要用后臺及遠動操作斷路器時，轉(zhuǎn)換開關(guān)打至遙控位；當要在當?shù)厥謩硬僮鲾嗦菲鲿r，轉(zhuǎn)換開關(guān)打至就地位。

保護裝置的共性4.操作開關(guān)時應(yīng)注意的問題：保護裝置的共515.遙信變位相關(guān)問題：裝置采集斷路器和隔離開關(guān)的位置，經(jīng)過一定的延時消抖上送，反應(yīng)到當?shù)乇O(jiān)控和調(diào)度的主接線圖上，可以被打?。粰C構(gòu)故障也是采集斷路器和隔離開關(guān)所對應(yīng)的接點，作為遙信量上送，可以被打印。總召喚：定時讀所有的遙信量，分為兩級，網(wǎng)關(guān)和裝置；網(wǎng)關(guān)和調(diào)度、當?shù)乇O(jiān)控保護裝置的共性5.遙信變位相關(guān)問題：保護裝置的共性526.遙控和裝置復(fù)歸首先屏上的控制開關(guān)應(yīng)打到遠方位；裝置收到命令后進行操作，并記錄該事件，若失敗，事件中將會有原因說明，可從實時告警窗口中查看。裝置復(fù)歸不記錄。特別注意：自投動作后應(yīng)對母聯(lián)備投及備自投裝置進行復(fù)歸，為下次自投作好準備保護裝置的共性現(xiàn)在的綜自二次回路設(shè)計中，充分考慮了現(xiàn)在的習(xí)慣和微機自動化功能兩種方式，分別設(shè)有兩種獨立的可切換方式，互不影響，每臺開關(guān)的控制回路設(shè)有軟件、硬件閉鎖，防止了誤操作。6.遙控和裝置復(fù)歸保護裝置的共性現(xiàn)在的綜自二次53WBH-881微機變壓器主保護裝置差動速斷保護比率差動保護TA斷線告警差流越限告警保護配置：WBH-881微機變壓器主保護裝置差動速斷保護保護配置：54WBH-881微機變壓器主保護裝置TA斷線告警WBH-881微機變壓器主保護裝置TA斷線告警55平衡系數(shù)的整定1.變壓器TA接線方式為常規(guī)△/Y方式時:Kph1=(變壓器高壓側(cè)額定電壓*變壓器高壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;Kph2=(變壓器低壓側(cè)額定電壓*變壓器低壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;2.變壓器TA接線方式為全星形Y/Y方式方式時:Kph1=(變壓器高壓側(cè)額定電壓*變壓器高壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;Kph2=(*變壓器低壓側(cè)額定電壓*變壓器低壓側(cè)CT變比)/變壓器容量;變壓器平衡系數(shù)Kph=Kph1/Kph2WBH-881微機變壓器主保護裝置平衡系數(shù)的整定1.變壓器TA接線方式為常規(guī)△/Y方式時:K56WBH-882微機變壓器高壓側(cè)后備保護裝置二段帶復(fù)合電壓啟動的過電流保護過負荷保護（跳閘、告警可選擇）失壓保護非電量保護（重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、溫度過高）斷相告警零序過流告警零序過壓告警保護配置：WBH-882微機變壓器高壓側(cè)后備保護裝置二段帶復(fù)合電壓啟57WBH-883微機變壓器低壓側(cè)后備保護裝置電流速斷保護三段帶復(fù)合電壓啟動的過電流保護過負荷保護（告警）失壓保護后加速保護母線聯(lián)鎖保護保護配置：WBH-883微機變壓器低壓側(cè)后備保護裝置電流速斷保護保護58WXH-882微機進線保護測控裝置

功能：完成進線電源的保護、測控一體化功能。

保護配置：●電流速斷保護●三段式帶低壓啟動的過電流保護●失壓保護●母聯(lián)閉鎖開出●PT斷線告警WXH-882微機進線保護測控裝置功能：完成進線電源的保護59WXH-882微機進線保護測控裝置●母聯(lián)閉鎖開出通過同一條母線上的其他出線保護測控裝置發(fā)出的聯(lián)鎖信號區(qū)分是否有區(qū)外故障發(fā)生，并以此進行保護功能的閉鎖和開放，從而實現(xiàn)母線保護功能WXH-882微機進線保護測控裝置●母聯(lián)閉鎖開出通過同一條母60WXH-881微機饋線保護測控裝置功能：完成饋出線的保護、測控一體化功能。保護配置：●帶低壓啟動的電流速斷保護●帶低壓啟動的三段式過電流保護●后加速保護●三相一次重合閘●過負荷保護●失壓保護●零序過流保護●零序過壓告警●PT斷線告警WXH-881微機饋線保護測控裝置功能：完成饋出線的保護、測61WXH-881微機饋線保護測控裝置●帶低壓啟動的電流速斷保護WXH-881微機饋線保護測控裝置●帶低壓啟動的電流速斷保護62WXH-881微機饋線保護測控裝置●后加速保護●過負荷保護WXH-881微機饋線保護測控裝置●后加速保護●過負荷保護63WXH-881微機饋線保護測控裝置●失壓保護WXH-881微機饋線保護測控裝置●失壓保護64WXH-881微機饋線保護測控裝置●PT斷線告警WXH-881微機饋線保護測控裝置●PT斷線告警65WXH-883微機自閉貫通線保護測控裝置

功能：完成自閉(貫通)線的保護、測控一體化功能。

保護配置：

●三段相間過流保護●合閘后加速保護●失壓保護●零序過電流保護●零序過電壓告警●三相一次自動重合閘●失壓備用電源自投●遙控檢同期合閘●PT斷線告警WXH-883微機自閉貫通線保護測控裝置功能：完成自閉(貫66WBT-881微機母聯(lián)保護測控及備投裝置功能：完成進線失壓備