NRCS3000变电站自动化系统.docx

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1、NRCS3000变电站自动化系统第一部分：系统综述：一、系统简介：5二、装置特点：6三、硬件配置：6四、技术参数：8五、使用说明：9六、注意事项：14七、订货须知：14第二部分：NRCS-3000系列微机保护测控装置介绍：NRCS-3001线路保护测控装置15一概述15二工作原理16NRCS-3007母联（分段）保护测控装置20一概述20二工作原理21NRCS-3002变压器保护测控装置24一概述24二工作原理25NRCS-3006电容器保护测控装置29一概述29二工作原理30NRCS-3003异步电机保护测控装置33一概述33二工作原理34NRCS-3005异步电机（差动）保护测控装置39一

2、概述39二工作原理40NRCS-3009同步电机保护测控装置46一概述46二工作原理47NRCS-3010同步电机（差动）保护测控装置51一概述51二工作原理52NRCS-3021主变差动保护装置58一概述58二工作原理58NRCS-3023主变低后备保护测控装置63一概述63二工作原理64NRCS-3022主变高后备保护测控装置68一概述68二工作原理69NRCS-3026变压器公共测控单元73一概述73NRCS-3On备自投母联保护测控装置97一概述97二工作原理98NRCS-3012线路备自投测控装置102一概述102二工作原理103NRCS-3013母线绝缘监测及PT并列装置106一概

3、述106二工作原理107分散式厂站综合自动化系统概述系统简介：NRCS-3000型分散式微机厂站综合自动化系统，是南瑞投资（上海）有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，总结国内外发电厂与变电站微机操纵及保护的研究与生产的先进经验，专门为厂站综合自动化系统进行成套设计的微机保护、测控系统。该系统是在国电公司当前先进微机技术的基础上联合上海交通大学、华中科技大学，使用当今先进的自动化技术、计算机技术、通信技术等高科技，研制出来的集保护、测控、遥控、遥信、遥脉于一体的新一代厂站综合自动化系统。该系统适用于IIOKV及其下列电压等级的发、配、变电工程，突出解决了微机保护监控系统在恶劣环境下（如低

4、温、潮湿、强电磁场干扰、腐蚀性场所、高海拔、高温、多雷电等）长期可靠运行问题与常规操纵、测量与信号兼容性问题。本系统具有保护、遥测、遥信、遥脉、遥调、遥控功能，可实现对厂站全方位的操纵与管理，实现了厂站无人或者少人值守功能，为发电厂及变电站的安全、经济、可靠运行提供了全新的解决方案。本系统使用分层分布式结构，整个厂站在物理上分为两个层：厂站层与间隔层。通信系统使用了代表国际技术进展先进潮流的、标准而成熟的通信网络。站级通讯网络使用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介能够为光纤、屏蔽双绞线。站级网络与上级调度间的通讯支持CDT、101、DNP3.0等部颁标准型及增强型规约，通讯能够使用微波

5、、载波、光纤与双音频通道等，可与时准确地将全部运行参数上传至调度所，同时能够向下传送远方下达的操纵命令，实现无人值守。间隔级操纵层将采集与处理后的数据信号通过站内通信网络传输到站级操纵层,通过通信网在站层融为一体，构成全所综合自动化系统。厂站内各间隔层通信网可使用CAN总线或者者485总线，通讯介质能够选择光纤或者者屏蔽电缆。站内其它智能系统，可根据它们各自的标准或者非标准的协议（规约），通过智能通讯装置实现规约转换接入综合自动化系统。系统中的单元装置能够集中组屏，也可分散安装于开关柜的二次仪表室中。各类保护测控装置、自动化操纵单元从物理性能上与空间分布至主变电站一次设备间隔层，各单元作为一个

6、完整系统，具有独立的电源板件，CPU板件、独立的操作回路、独立的电流采集板件、独立的电压采集板件、独立的遥信采集板件及独立的出口回路；由于各个板件部分相互独立，不一致型号的保护装置除了差动保护交流采集问路不一致外，其余的板件能够相互更换。装置在完成对变电站对应间隔进行保护、测量、操纵等功能外，各单元在软、硬件设计上是完全独立的，不依靠通讯网络。为了更好地满足用户的需求，NRCS-3000型保护已形成系列化产品如下： NRCS-3001数字式线路保护测控装置 NRCS-3002数字式变压器保护测控装置 NRCS-3003数字式异步电机保护测控机置 NRCS-3005数字式异步电机保护（差动）测控

7、装置 NRCS-3006数字式电容器保护测控装置 NRCS-3007数字式母联（分段）保护测控装置 NRCS-3009数字式同步电机保护测控装置 NRCS-3010数字式同步电机保护（差动）测控装置 NRCS-3011数字式母联备自投保护测控装置 NRCS-3012数字式进线备自投保护测控装置 NRCS-3013数字式PT测控及并列装置 NRCS-3020/8121数字式两圈/三圈变压器差动保护（含本体）测控装置 NRCS-3023数字式变压器低后备保护测控装置 NRCS-3022数字式变压器高后备保护测控装置 NRCS-3026数字式公共测控装置二.装置特点： 汉字显示：该装置使用液晶循环显

8、示电流、电压、功率等所需的电气量，同时将保护动作的各类信息显示在屏幕上。 信息贮备：具有记录最新64条事件信息，并具有断电保持功能，信息可在事件记录中查看。 抗扰性能：单元机箱均使用密闭式，内部双层屏蔽，减少了电磁对装置的干扰。装置使用全悬浮式设计结构，CPU使用6层板件，能十分有效的防止尖端脉冲的冲击及浪涌的干扰，特别关于雷击具有很好的保护作用。 通用性强：装置的工作及操作电源交、直流通用，不可能由于直流系统出现故障而停止工作及保护。 操纵闭锁：保护装置可实现就地、现场、遥控、及调度的四者操纵，且相互闭锁。 高性能CPU：使用嵌入式数字信号处理器（DSP）构成简洁高效的数据采集与处理系统，使

9、整个单元功能更强大，性能更可靠。 出入隔离：开入与开出均通过双光藕进行隔离，增强了装置的抗干扰性。三、硬件配置：1、硬件配置概述本系统由电源及出口模件、交流采样模件、CPU模件等构成。各单元设有独立箱体，正面配有铝合金拉丝面板，液晶显示、触摸式按键、CPU运行灯、断路器位置显示灯、电源指示灯均装于面板上便于操作、观察。NRCS-3000系统使用模块化设计，即由相同的硬件构成不一致种保护。2、硬件构成NRCS-3000型微机保护测控装置由下列模件构成：电源模件，PT.CT模件，CPU模件，操作板模件或者开入开出模件，前背板模件，液晶显示模件，全封闭金属机箱。各模件功能简述如下：2.1 电源模件：

10、提供装置各类工作电源，直流或者交流220V输入，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出+5V,+24V直流电源。三组电压均不共地，且使用浮地方式，同外壳不相连。电源具有过压保护、过流保护功能。220VWk.(5V)电源*12V-22OV地(12V)模件-12V,.24Vki+.(3V)电源模件示意图+5V用于CPU及外围芯片+24V用于驱动继电器2.2 开入模件：采集14路开入量信号，可报警、跳闸及通常遥信量处理等方式。2.3 出口模件：保护装置重合闸、遥控合闸、遥控跳闸、保护跳闸等出口。2.4 操纵模件：对断路器操作回路的操纵及装置面板上的跳、合位指示灯指示。2.5 交流模件：将交流电压、电流

11、转变为弱电信号，以便模数转换。保护CT与测量CT分开，保证保护要求的抗饱与特性与测量精度。交流模件共能够装12路交流输入回路据用户所要求的保护功能及测量功能而配备。其原理图如下：3、CPU模件：该模件是整个装置的核心部分，完成模拟量、开关量的采集、处理，各类保护判据的运算、推断，然后产生相应的操纵出口，发信号及通讯传输等。主芯片使用高性能数字信号处理器（DSP）,构成功能强大的数据采集与处理系统。其原理及与有关插件的关系示意图如下所示:入出件操模开开模或作开出低通交流CRJ模件晶件驱动开入光隔驱动通讯模微转换存幅控制液晶显示CRJ电源模件CPU畏件原通及其相关猫件关系示意囹4、开入开出板模件：

12、完成开关量的光电隔离与继电器的出口及操纵功能。5、前背板模件：各模件之间用牢靠进口接插件与背板相连接，通过背板相互传递数据6、液晶显示模件：人机接口模件装有大屏幕液晶显示器及键盘，完成人机之间的对话，例如显示电流、保护事件，修改定值等。四、技术参数：1）额定数据交流电流5A或者IA（订货时说明）交流电压100/J3V或者IooY（订货时说明）直流电压220V或者IIOv（订货时说明）交流电压18OV25OV交流频率50HZ2）功率消耗交流电流回路:直流电流回路:当In=5A时，每相不大于0.75VA：当In=IA时，每相不大于0.5VA当正常工作时，不大于15W；当保护动作时，不大于20W过载

13、能力交流电流回路2倍额定电流，连续工作20倍额定电流，同意IoS250A峰值电流，同意IOmS交流电压回路12额定电压，连续工作1.4额定电压，同意IOS产品经受过载电流电压后，无绝缘损坏。4）元件精度电流电压综合误差0.5%;功率：0.5%;频率：0.5%;5）抗干扰性能5.1 脉冲干扰试验能承受频率为IOOKHZ及1MHZ电压幅值共模250OV差模IoooV的衰减震荡波脉冲干扰试验。5.2 静电放电测试能承受IEC10000-4-2标准In级、试验电压8KV的静电放电试验。5.3 辐射电磁场干扰测试能承受IEC1000-4-3标准In级、干扰场强IOV/M的辐射电磁场干扰试验。5.4 快速

14、瞬变干扰测试能承受IECIoOO-4-4标准In级、试验电压4kV,频率2.5kHZ的快速瞬变干扰试验。5.5 湿热性能测试湿热性能能承受国标GB/T7261-2000规定的湿热试验。5.6 碰撞性能测试耐碰撞性能能满足国标GB/T7261-2000规定的要求。6）绝缘耐压标准满足部标6.1 交流输入对地：大于100兆欧6.2 直流输入对地：大于100兆欧6.3 信号及输出触点对地：大于100兆欧6.4 开入回路对地：大于100兆欧6.5 能承受2KV/1min的工频耐压，5KV的冲击电压。7）工作环境条件：7.1 环境温度：-20+55C7.2 相对湿度：5%95%7.3 大气压力：86106kPa五、使用说明装置的面板由1CD显示器、1ED指示灯及简易键盘构成。1ED指示灯指示装置的工作状态及保护信号。其中“24V”指示灯指示装置工作电源是否正常，正常运行时这个灯应常亮。“运行”指示灯指示装置运行状态，正常运行时运行指示灯应有规律地闪动。故障指示灯有3个，其中“事故”与“告警”指示灯分别表示有未复归的保护信号，“故障”指示灯指示装置通过自检发现有故障。Uab=I0.0kVIa=260AIc=260Af=50.00Hz当保护动作或者装置发生故障时，面板上相应的“事故”、“告警”、“故障”信号指示灯会亮，并在1CD显示器的最后一行显示保