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玉溪市江川至通海高速公路

发布时间:2019-08-16 14:27:40    浏览次数:2693次

1项目概述

玉溪市江川至通海高速公路连接了玉溪市江川县和通海县,是玉溪市城市总体规划区域主干道,是滇中城市群规划主干线,是对云南省干线公路网规划的有效延伸和补充,在玉溪市及滇中城市群干线公路规划中起主骨架作用。

本项目起点新建紫红坝立交接既有的玉溪至江川高速,经跃进水库、大寨水库、江川县雄关乡、通海县岳家营,止于秀水沟村,接已建通海至建水高速,路线全长33.84公里,其中:紫红坝至大寨段约9.76公里,大寨至秀水沟段约24. 08公里。负荷容量为5000KVA。

本项目一共三个配电室(福德隧道变电所、雄关隧道江川端变电所、雄关隧道通海端变电所),在福德隧道变电所设有电力后台监控系统,监控中心可实时监测各个配电室的运行参数(电压、电流、功率、频率、温度、功率因素、电度等),断路器运行状态(分合、故障)、事故及事件预告等;实时监测、显示每个回路开关的分合闸状态和事故跳闸状态,变压器的风机启停、报警状态等;实现配电系统的全景数据测量、分析、统计;实现配电系统供电方式结构的优化;实现配电系统负荷预测预估;实现配电系统的故障诊断等。

2  系统构成

整个系统由主站层、通讯层和回路层构成。

主站层结构

主站层网络设备包括:操作员工作站;操作员工作站完成整个系统的数据采集及实时、历史数据库建库及存储功能,亦可作为值班运行人员的人机接口监控主站,实现界面监控,报表建立,状态监视及操作功能,并负责全站的程序开发,系统诊断,控制系统状态,数据库和画面的编辑及修改;该站系统也可与厂内其他系统组成局域网,通过WEB发布的方式使厂内办公自动化系统在远方可以监视到线路、变压器、低压设备的运行状态。

监控系统软件采用许继测控仪表自主研发的DPS3000A监控组态软件,软件具备系统设备组态、数据通讯处理、人机界面监控、远方操作、各类事件报警、实时及历史数据库建库及存储功能。

通讯层结构

主站层网络由以太网交换机组成;支持TCP/IP、现场总线、MODBUS、IEC60870(103,104)等国际国内常见的电力设备规约,使厂内其它系统的保护、测控、计量、PLC等设备可以方便地直接接入主站系统。

回路层构成

设备包括厂内所有微机保护测控装置、通讯管理单元等。测控装置均具备高性能通讯接口,以通讯网络方式接入通讯处理单元;回路层设通讯管理单元,通讯处理单元下连回路层测控、保护等装置,完成数据采集和控制命令转发等功能,向上和主站系统采用以太网方式相连,保证数据交换的快速和准确性。通讯处理单元有以下特点:军工级主板,嵌入式CPU模件,多种通讯接口和通讯规约;它既能完成实时数据采集与通讯,又能进行数据处理、计算、转换与保存,不但具有传统通讯处理器与通讯前置机的功能,而且具有防雷、防强电磁干扰、适于在恶劣环境下长期运行。

监控主机负责为全站提供方便、实用、美观的人机界面定义及表达工具,具有实时数据采集、一次接线图显示与操作、参数设备、事件报警/记录、遥控闭锁操作、曲线/棒图、统计分析、报表打印等功能。

智能通讯管理机内置了满足电力行业规范及相关行业标准通讯规约,兼容国内外多种现场总线,提供遥测、遥控、遥信等功能。负责数据采集及处理,并负责网络实时数据库的刷新、产生报警信息,利用预定义画面,可实现通信源码监视,通道监视等。

智能通讯管理机,具备与站内公共设备如直流屏,微机综保、智能电度表等智能设备通讯。

间隔层保护设备采用一体化的综保装置直接就地安装在相应的高压开关柜的保护测量小室内。间隔层设备通过智能通讯管理机接受站控层的管理。

3  系统网络拓扑图

DPS3000A系统采用手牵手式体系,支持C/S、B/S 构架,应用软件平台全面建立在开放的国际工业标准基础上,应用层的开放能适于不同程度的拓展要求,系统功能扩展和第三方厂家系统的互连,并可根据用户需求,选取各子系统进行灵活组态。

4  配置方案

5  DPS3000A配电监控系统

5.1 DPS3000A电力监控系统所包括软件

操作系统

      采用服务器专用操作系统软件,包括操作系统生成包、编译系统、诊断系统和各种软件维护、开发工具,操作系统具有良好的实时性能。

操作系统具有防止数据文件丢失或破坏的功能。

操作系统具有系统生成的方法,使之适应硬件和实时数据库的变化。

操作系统具有虚拟存贮的能力。

操作系统具有支持用户开发的程序装入实时系统运行,实现其运行的功能。

数据库软件

       数据库的规模能容纳全部系统并能够处理以后扩建接入的自动化系统所需的全部数据,并适合所需的各种数据类型。其各种性能指标能满足系统功能和性能的要求;有良好的实时性、可靠性、可扩性和适应性,其数据模型符合电网监控及负荷管理的要求,便于数据规模的不断扩充和数据间形成的结构不断更新。适应新应用程序的加入和修改。应用程序应能用点名、逻辑符号等多种方式访问数据库,数据库管理程序的调用方式应全部提供给采购人;数据库管理系统满足以下要求:

实时性:即对数据库的快速访问,对数据库的访问时间小于0.5ms,在并发操作下也能满足实时功能要求。

灵活性:提供多种访问数据库的方式,其中至少一种是直接、简便的访问方式。

可维护性:提供数据库维护工具,以便用户在线修改和编辑数据库内的各种数据。

可恢复性:数据库在计算机监控系统事故消失后,能迅速恢复到事故前的状态。

并发操作:允许不同程序(任务)对数据库内的同一数据集进行并发访问,要保证在并发方式下数据库的完整性和一致性。

提供安全的监控系统数据库生成功能,其生成方式应简便,数据库的结构应充分考虑分布控制的特点,各个就地控制单元应具有独立执行本地控制所需的各种数据,以便站级控制层停运下,本地控制不受影响。

具有组态功能的DPS3000A应用软件

       DPS3000A电力系统是许继测控仪表在Windows XP平台上独立开发的支持网络和多机运行的软件系统。该软件不但具有常规监控软件的所有功能,而且还集成了操作防误闭锁、设备管理等功能,同时还可以根据用户的特殊要求增加新的功能。

系统软件实现多任务,支持数据库跨平台连接,支持多种开放的数据库管理系统。

其主要特点如下:

提供极其灵活的面向对象的动态图形功能以及丰富的图形库。

集成开发环境:工程创建、工程备份、工程恢复、画面编辑、配置系统数据库。

实时和历史数据的记录及超强的趋势曲线图设置功能。 

卓越的报警管理以及在线组态功能。 

高性能的I/O驱动,模块化的结构设计,增加和扩展规约极为方便。

系统模块化结构,面向对象设计、易于扩展,配置灵活多样,易操作性强。 

提供全面的冗余功能(双设备冗余、双机冗余和双网络冗余),能够有效地减少数据丢失的可能,增强了系统的可靠性,方便了系统维护。

提供灵活的报告与报表生成功能,支持在Microsoft Excel中形成报表及报告。电力报表函数功能强大、简单易用。 

采用分布式Client/Server体系多用户结构,支持实时数据共享和历史数据库共享。

内嵌的高级编程语言,灵活方便地解决控制过程中所遇到的各种复杂问题。 

完整的安全保护特性,为多个不同安全级别用户使用的控制系统提供安全保护措施。

 系统功能

站级监控中心的主要功能是对变电站正常运行和事故情况下的生产过程进行实时监控,实现遥测、遥信、遥控功能;系统采用彩色液晶显示,可定时自动报表打印或召换报表打印,越限和事故报警,事故推画面、事件顺序记录与事故追忆,可进行数据采集与处理,完成站内自动化控制功能,亦可通过监控主站向调度传送远动信号与数据,接收调度遥控命令,以及其它一些运行管理功能。

数据采集功能

对变电站的运行状态和参数自动实时或定时进行采集,全站生产过程输入、输出信号(包括开关量、模拟量、脉冲量,如:交流电流、电压、控制电流、有载调压开关档位、断路器位置、刀闸位置等状态及各种信号)经滤波,检出事故、故障、状态信号和模拟信号参数变化,实时地更新数据库,为监控系统提供运行状态的数据,并作必要的预处理,并同时满足调度和变电站内监控主站实时画面显示、制表、打印等功能要求。

可以采集变电所提供的全部开关量信息,其点数不受限制。站内开关量信息可以分为不报警、一般报警、预告报警、事故报警四类,以上开关量信息通过自由定义报警时间、种类、音响等属性,可在后台机上以不同颜色、不同声音反映。

可以实时采集和显示变电站的模拟量。模拟量主要包括:电压、电流、频率、功率因素、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度等。每个模拟量可设定上上限、上限、下限、下下限,对不同越限可选择不同的报警方式(音响、画面、打印)。电力监控系统还可以以不同的形式(实时曲线、历史曲线、饼图、棒型、报表)显示模拟量,反映模拟量的变化趋势,记录出现最大最小值的时间。

状态监视功能

系统监视画面采用流行的Windows多文档窗口界面,画面可放大、缩小、打印。屏幕显示的内容有:

主接线图(总画面、分画面):实时显示断路器、开关的状态,在各主设备旁显示电流、功率和电度值,母线电压等测量值,显示系统时钟;

重要测量值的趋势曲线图、负荷曲线图,电压、电流、功率曲线及捧图;

分回路信息图;

波形分析图;

事故报告信息;

可按级别设置,采用不同色彩显示的故障时间报警;

各类日报表,月报表及运行日志等;

保护运行状态,整定值等;

自动化系统各设备运行工况图;

根据用户需要制作其它需要显示的运行状态画面。

以上各种画面、曲线都能通过键盘或鼠标进行方便的调用。

控制与安全管理

      软件系统对不同的使用人员分级授权,操作人员只能进行权限允许的操作。系统管理员具有最高权限,能涉及系统各个部分,并对使用者的权限进行分配和管理。获得操作权限的人员可在监控计算机或工作站上执行遥控跳合闸操作,采用口令核对和操作返校确保操作准确无误。

每次操作,系统都将对控制命令和闭锁条件进行校验,以确保控制操作的正确、合理和安全。

对回路层设备的控制(如断路器)

——可在控制室或调度中心进行遥控;

——也可在设备旁进行就地控制。

就地/远方控制方式可通过安装在设备前面板上的切换开关进行选择。同一时刻只允许对单一设备进行一次控制。

具有操作权限登记管理,当输入正确操作口令才有权进行该权限范围允许的操作控制。

每一次就地或远方控制都将经过操作权限和闭锁条件的校验。所有操作均经过控制与安全管理模块进行校核。

事件顺序记录及报警

系统对测量实现超限报警,越限报警死区处理,越限时间累计及超时报警。对开关量状态变位报警、非操作变位报警,由系统自动进行报警恢复、确认处理,其余报警类型均需由操作人员进行报警确认和复归。报警以声、光形式实现,并实时地显示在屏幕上,存入历史事项库中,供操作员查询。

在系统发生事件或运行设备工作异常时,进行语言、音响报警,推出事件的性质和异常参数值,并分类记录。

电气模拟量和非电气模拟量(如U,I,P,Q,COSφ,kWh,kVARh,f等)可以设置上上限、上限、下限、下下限等几个限值,当测量值越限时发出报警(声、光)。并分类记录。

将继电保护、自动装置的动作和断路器的跳合闸按动作顺序记录,事件分辨率为1ms。时间顺序记录及报警。

数据归档记录和统计报表功能

根据运行要求进行电流、电压、功率、频率、电度量、温度量、直流量等数据的整点抄表累计;并且能定时自动或手动召唤制表打印机输出(瞬时值、时报、班报、日报、月报、季报、年报)。

DPS3000A监控系统的报表是通过电力报表函数定义的,这些报表函数是根据电力监控系统日报、月报和年报的要求,结合系统SQL Server数据库表结构特征编写的,其功能可以随着应用的需要不断变化。

当报表启动时自动或运行时,报表函数就会被加载进入报表,用户可以在工作表中直接调用它。当函数被调用后,程序通过与SQL Server数据库(SQL Server数据库的保存没有时间的限制)建立连接,进行查询和计算,并将结果返回给工作表。

DPS3000A监控系统可分类按时间对历史事件进行查询。

分门别类保存操作信息、事故和预告信息的历史记录,以进行查询和故障分析。

对历史数据进行日、月统计,实现测量数据的日报、月报等统计报表,指明

该日或月最大值、最小值以及出现的时间,对历史数据库的数据进行库操作。

日报数据和月报数据历史记录可根据用户要求设定。

可保留所有报警事件(开关变位、线路越限、保护报警)。

对历史数据库中五年内的日报数据和二十年内的月报数据可随时进行回顾打印。

通讯处理

开放性极好,可接入支持CDT、DNP、MODBUS、IEC870-5-103、PROFIBUS、等协议的RTU、PLC、智能仪表等子设备;也可以向支持CDT、DNP、MODBUS、IEC870-5-103等协议的集控中心、调度中心发送数据。同时预留规约接口,使用户方便扩充通讯规约。实时数据刷新周期小于1秒。

监控系统首先处理各种不同规约的信息,发送和接收遥测、遥信、遥控、系统对时,配置信息的请求、应答、报文,将实时数据按相同的数据格式存入实时数据库,为系统其它模块提供数据来源。

事故追忆

当某些事件产生时,启动相关的事故追忆记录,输出事故前、后一段时间内的模拟量值,追忆数据的测点和周期可定义。

实时数据记录

实时数据库是存于计算机内存中的反映系统各数据点当前状态或数值的数据库。保存从各厂站采集上来的实时数据,其数据在每次系统扫描周期后被刷新一次。在实时数据库中可以保存模拟量、数字量、脉冲累计量、计量量、设定点控制输出等多种类型的点。实时数据需有后备,一旦当前实时数据库被破坏,能及时恢复运行。

历史数据记录

周期性存贮到硬盘中的分时数据,对实时数据库及其它应用数据库中的每一个点可选定存储周期实现历史数据记录,为报表、曲线的生成提供数据源。同时记录事件顺序记录和异常事项记录及设备运行检修等,形成完整的历史数据库。历史数据库存储具有定时存储数据和在异常状态下存储历史数据的功能,提供访问历史数据库的接口并可随时查询和使用。

自诊断、自恢复及自维护功能

DPS3000A 监控系统软件具有在线自检、自恢复功能。可以诊断出通讯通道、计算机外设(打印机等)、I/O模块等故障,并进行报警和在系统自诊断表中记录。

自诊断的范围包括:

各功能子站、服务器、工作站等;

网络及接口设备故障;

各类通道故障;

各类外设故障;

软件运行死循环。

在监控系统诊断到软件运行死循环时,能自动发出报警信号,并能自动恢复正常运行,且不丢失重要数据;单个元件故障不得引起整套装置或子系统的误动。在系统诊断出硬件故障后,自动发出报警信号,在硬件故障排除后,系统能自动恢复正常运行,而不影响其它设备的正常运行。任何插件可带电插拨,而不导致误动。

系统提供在线维护软件,用于维护监控系统。用户经授权可以在线进行以下修改或设置:

画面报表的在线编辑修改;

前景数据的画面报表的在线编辑修改;

数据库部分内容的在线修改;

部分运行参数及限额的在线设置、状态修改;

系统接线图绘制、修改;

设备参数修改;

报警限值设置、修改;

修改操作员密码;

报表格式设计、修改。

系统安全性

系统各节点独立, 每节点的退出不影响系统的其它部分。本系统的用户对图形、打印报表、操作票的格式内容均可在线修改、生成。此类编辑功能要求修改者有相应的用户级别并拥有该级别的口令。数据库的各节点均可独立修改, 此时系统其它部分可正常工作。前置机的数量和功能也可根据一次系统的扩充而随之扩充。以上修改变动均不影响系统的正常工作和已保存的数据。

系统有判断不合规或者不允许的动作和状态的能力, 其结果将产生报警或拒绝执行或两者兼有。系统安全性包括以下三个方面:

1、操作安全性

为系统每一功能和操作都提供检查和校核;

当操作有误时能自动地闭锁并产生报警;

任何自动及手动操作都可以记录、存贮并做出提示。

2、通讯安全性

监控系统的设计可以保证信息中的一个错误不会导致系统关键性的故障。

在通讯涉及控制信息时, 能对响应有效信息或没有响应有效信息有明确肯定的指示, 当通讯失败时, 可设置2~5次重复通讯尝试并发出报警信息。

3、硬件、软件及固件的安全性

具有电源故障保护和自动重新启动的功能;

初始状态可以预置并可进行模式重置;

有自检能力, 检测出故障时能自动报警并闭锁装置出口;

设备故障时可以自动切除或自动切换;

系统中任意单个元件的故障都不会造成生产设备的误动作。


6系统各装置及功能

6.1DP-20A微机保护装置

针对被保护设备及保护要求的不同,装置可配置不同的功能,产品功能配置如下表:

6.1.1DPL-22A线路保护装置功能

三段定时限过流保护(电压闭锁可选)

过流反时限保护

过负荷保护

过流后加速保护

三相一次重合闸(无检测)

零序三段过流保护(2段定时限、1段反时限)

零序过压保护

过电压保护

低电压保护

低压减载保护

低频减载保护

两段充电保护

绝缘监察保护

2路非电量

TV断线检测

控制回路异常告警

弹簧未储能告警

手车位置异常

断路器偷跳检测

交流输入:11路交流采集口(3路电压、3路测量电流、3路保护电流、1路零序电流、1路零序电压);

模拟量采集及测量:三相电压、三相电流、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、频率、正负序电压电流、四象限电能;

SOE事件记录和运行报告记录(1000条):SOE事件记录继电器动作和DI状态的事件记录;

动作报告(1000条) :记录继电器保护动作时间,故障原因,故障时电参量,断路器动作计数;

故障录波:每周波保存64点,保存50个周期,故障前25,故障后25,共可采集90组,采集三相电压或者三相电流,波形图形能通过液晶显示;

12路有源开入;

标配1路RS485接口;

通讯规约具备modbus-RTU协议和IEC60870-5-103规约,软件自动识别规约格式。

6.1.2DPT-22A变压器保护装置功能

 复合电压(TV断线闭锁)

三段定时限过流保护(复压闭锁过流可选)

反时限过流保护

两段式负序电流保护

过负荷保护

过电压保护、低电压保护

高压侧三段零序电流保护(跳闸、告警可选)

低压侧三段零序电流保护(跳闸、告警可选)

零序过压保护

FC回路保护

TV断线告警

控制回路异常告警

手车位置异常告警(当主接线为手车时)

弹簧未储能告警

断路器偷跳检测

非电量:超温跳闸、超温告警、风冷消失、带电开门跳闸、压力异常。(非电量开入名称可多种选择,通过DI设置整定);

交流输入:11路交流采集口(3路电压、3路测量电流、3路高压侧保护电流、1路高压侧零序电流、1路低压侧零序电流);

模拟量采集及测量:三相电压、三相电流、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、频率、正负序电压电流、四象限电能、31次谐波

SOE事件记录和运行报告记录(1000条):SOE事件记录继电器动作和DI状态的事件记录; 

动作报告(1000条) :记录继电器保护动作时间,故障原因,故障时电参量、断路器动作计数;

故障录波:每周波保存64点,保存50个周期,故障前25,故障后25,共可采集90组,采集三相电压或者三相电流,波形图形能通过液晶显示;

12路有源开入;

标配1路RS485接口;

通讯规约具备modbus-RTU协议和IEC60870-5-103规约,软件自动识别规约格式。

6.2XJ9100F多功能仪表

测量功能:三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电度;

通讯功能:标配 1路RS-485通讯接口、ModBUS-RTU通讯协议;

辅助电源:AC/DC220V。


6.3通讯管理机TM6000系列

通讯管理机TM6000是系统通讯层的主要设备,本方案在35kV、10kV通讯层均采用该装置,装置特点及功能如下:



装置特点:

2个百兆网口

TM6008具有8路软件可选的RS-485串口

TM6004具有4路软件可选的RS-485串口

TM6016具有16路软件可选的RS-485串口

19英寸机架安装,1U高度

220V交直流电源输入

无风扇设计

 功能描述

实现通讯管理、数据网关、数据转发、规约转换、前置处理等各种角色;可以按需组合成分布网络、分层级联、双以太网、双机冗余的灵活通讯处理方案。

智能装置通讯功能:装置可通过不同的规约实现与不同的智能设备通讯功能。

内置丰富规约库:IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、 CDT、SC1801、MODBUS、DL/T 645、SEL、SPA-BUS、南瑞LFP、威胜、COURIER 等,可根据现场需求进行特殊规约的开发。

数据库功能:装置内部自用的模拟量输入、数字量输入、累加量输入、控制输出、设点输出、通用数据块输入、通用数据块输出。

计算功能:实现模拟量和数字量的各种算术、逻辑、条件和函数运算,可实现各种闭锁逻辑,特别适用于控制和设点输出的闭锁。

多种通讯接口功能:8个可自由配置的串行接口(8个RS232/RS422/RS485软件可选);2个100M以太网口通讯接口,与智能装置、各级调度、控制中心通讯。具有灵活的在线、离线调试手段,可靠的程序升级、下载参数及数据查询、报文监视、原始值、工程值等功能。

具备强大的自我诊断与自恢复功能,在受到外界干扰或其它原因导致程序运行出错时, 系统能在极短的时间内自行恢复;通讯监视功能。

多级软、硬件看门狗功能。

工程应用方便,灵活:应用程序远程升级(包括增加,修改规约);方便,直观的图形化配置界面。


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