1 适用范围
MPW-8000综合自动化系统是在总结国内外同类产品的优点,充分考虑用户需求并结合发电厂、变电站现状及未来发展而开发研制的新一代系列化产品,涵盖了110KV及以下电压等级的输配电线路保护、主设备保护和测量控制系统,提供了110KV及以下变电站和各种容量的发电厂综合自动化的完整解决方案。
2 技术特点
MPW-8000系列保护测控装置采用了32位CPU硬件平台,嵌入式RTOS系统构筑了强大的软件平台,模块化逻辑编程技术的应用避免了人为的软件错误,装置超强抗干扰能力远远高于国家标准,根本上杜绝了误动拒动的可能。
2.1装置高端配置:
Ø 配备Motorola32位CPU微处理器,速度快、可靠性高、资源丰富、扩展余地大。
Ø 配备高达1M大容量RAM及FLASH,存储处理庞大的数据,可对10次故障全过程进行录波。
Ø 配备高精度差分多通道同时采样型A/D转换,每周波采样24点,精度高、速度快,满足各种保护精度要求。
Ø 配备大屏幕液晶显示器,全汉化操作、显示,不需说明书即能完成操作;
Ø 配备完善的LED灯光指示,装置状态及故障信息有液晶报告和LED灯光两种明确指示,运行人员一目了然。
Ø 配置故障分析帮助软件,能够重现故障过程,给事故分析极大方便。
Ø 装置具有自校验功能,保护和测量精度免调校。
Ø 基于RTOS系统结构的软件watchdog(看门狗)和完善的硬件watchdog保证了装置的稳定性,CPU故障时自动闭锁出口。
Ø 完善的自检功能,故障定位到芯片,装置无故障指示,即可正常运行,长期免校验。
Ø 装置采用背插式结构,实现了强弱电分离,内置完善的抗干扰组件,大大提高了装置的抗干扰性能,所有强电回路可以直接接入装置。
Ø 装置采用全封闭结构,低功耗SMT工艺,适用于电力系统及化工、煤矿等特殊行业。
Ø 操作回路内置完善可靠的防跳跃回路,不再需要开关柜内机械防跳回路,简化了外部接线;
Ø 跳合闸电流0.5~5A自适应,对开关柜没有特殊要求。
Ø 对于交流操作电源的场合,装置通过内部24V电源进行开关位置监视,并配有完善的操作回路,彻底解决交流操作问题。
2.2抗干扰设计
本产品系列在总体设计及各模块设计上均充分考虑了可靠性的要求,在程序执行、信号指示、通信等方面均给予了详尽的考虑。在装置任何端子上实施4kV瞬变干扰脉冲,在装置任何部位实施15kV空间静电放电干扰或8kV接触静电放电干扰,保护不拒动、不误动,抗干扰能力远高于国家标准要求;装置强调了超低功耗设计,整机不出现功率元件,从根本上解决了同类产品因长期运行发热导致误动拒动的现象,装置在绝缘、震动、潮湿等各个方面性能指标也大大超过国家标准,远远领先国内同类产品。装置组屏或安装于开关柜上时,不需安装任何另外的交、直流输入抗干扰模件,可适用于任何恶劣的运行环境。
2.3系统特点
2.3.1 完整的自动化解决方案
从方案设计开始始终贯彻的设计思想:以高性能的子系统构筑优异的综合自动化系统,避免以往采用拼凑式构成的自动化系统从单元设备通信网络到监控系统等诸方面给整个系统带来的限制,以减少工程设计、生产、运行、维护以及系统扩展等各个环节的协调工作量,从而使系统构成的方式更加清晰,使系统信息的获得更加快捷,使系统维护的工作更加简单,使系统扩展更加方便。
2.3.2 开放性设计思想
MPW-8000的开放性极大地提高了它与其他设备之间的可互操作性,在单元设备的接口设计中除了上述以太网通信接口外,还提供了与现有通信方式(RS-232C EIA422/485 或现场总线)的兼容性设计。
2.3.3 高性能硬件平台带来强大的功能
a) 单元设备的通用性和可继承性使得产品的使用和维护变得更为简单可靠。
b) 单元设备在诸如模数转换回路的精度和动态范围测量回路的精度和稳定性等性能得以提高。
c) 单元设备可以记录完整的过程信息并将此信息保存在非易失性存储器中,实现了过程的全息再现,为系统的运行和分析提供了有力的保障。
2.4 MPW-8000保护与控制系统
MPW-8000 保护与控制系统实现了统一硬件平台、统一软件平台、统一操作界面、统一信息处理的设计思想。
2.4.1 先进性
MPW-8000 的设计者们总结了十几年微机继电保护与控制系统的设计制造和工程应用的经验,广泛吸取了国内外同类产品的应用经验和信息技术发展的成果,并对新技术的应用作了一系列带有前瞻性和探索性的工作,使产品在技术上具有一系列的先进性,主要表现在以下新原理新技术的应用:
1) 背插式结构的电磁兼容方案
2) 嵌入式实时多任务系统
3) 过程的全息再现技术
2.4.2 高性能的通用硬件平台
MPW-8000自动化系统的保护与控制子系统各单元设备本着高起点大资源的设计理念,率先采用了先进的32 位微处理器,改变了紧凑型系统设计在功能改进和功能扩展时捉襟见肘的局面,实现了诸多先进技术的嵌入式应用,并且为功能扩展预留了足够的资源。
2.4.3 易维护易升级的通用软件平台
受惠于高起点大资源的硬件平台,软件平台采用了C 语言编程,完全的模块化设计可以实现从一个硬件平台向更先进硬件平台的轻松移植,所做的工作不过是再编译一次程序和详尽的试验验证,保证了产品保护原理保护逻辑和保护功能的继承性。
2.4.4 人性化设计
1) 采用全汉化液晶显示器,显示信息多
2) 事件和定值全部采用汉字显示或打印,摒弃了字符表述方式
3) 定值以汉字表格方式输出,控制字既可按十六进制整定也可以按功能设置
4) 在采样回路中选用高精度高稳定的器件保证正常运行的高精度,避免因环境改变或长期运行而造成采样累积误差增大
5) 产品中无可调节元件,无需在现场调整采样精度,大大提高运行稳定性
6) 全汉化WINDOWS 界面的调试和分析软件,不但能完成人机对话的功能,还能对保护录波数据分析
7) 完善的自检功能满足状态检修的要求
2.4.5 运行过程的全息再现反演
应该说保护和控制设备动作过程的再现和电力系统故障反演是每一个运行管理人员和保护开发人员共同的心愿,同时对于事后事故分析杜绝原因不明的事故也是至关重要的。MPW-8000自动化系统每个单元设备都具有运行过程的全息再现反演功能,除提供一次系统电压、电流、二次接线的开入信息外,装置动作时刻的采样值、装置内各保护/控制元件的动作状态都一览无遗,系统故障情况、装置动作正确与否及原因的分析不再困难。
2.4.6 可靠性
困扰电力工作者已久的电磁兼容问题在MPW-8000自动化系统放到了首先考虑的地位,始终如一贯彻在系统设计中,并在其保护与控制子系统中得到了彻底的解决:
在MPW-8000 的电气设计中,元器件的选择、核心控制回路、输入与输出回路、乃至结构设计等方方面面,对电磁兼容性都给予了细致的考虑,从而大大提高了其电磁兼容性能。所有这些努力使MPW-8000单元设备无需外加任何抗干扰措施的情况下,顺利通过了国家标准测试。全部的试验结果表明,MPW-8000的电磁兼容性能大大高于国家标准的要求或国内同类产品相应的性能指标,从根本上为全部单元设备彻底下放扫清了障碍。
3 系统典型设备及功能
MPW-801K 适用于110KV以下电压等级的线路、馈线、联络线、分段保护测控。
MPW-802K 适用于35KV、10KV、6KV电压等级的厂/站用变压器、接地变压器保护测控。
MPW-803K 适用于110KV及以下电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中一相不平衡电压和一相不平衡电流接线的并联电容器组的保护测控。
MPW-804K 适用于电厂工作变压器和备用变压器的自投装置,带备用进线分支开关操作回路,具备对备用进线分支的保护与测控功能,且具有备投后加速功能。
MPW-805K 适用于10KV及以下电压等级的异步电动机的综合保护测控。
MPW-805KC 适用于10KV及以下电压等级的异步电动机的差动保护。
MPW-806K 适用于两段母线PT保护测控装置,具备PT并列功能。
MPW-811K 适用于350KV及以下电压等级的双圈变压器差动保护。
MPW-812K 适用于35KV电压等级的双圈变压器高低压后备保护测控。
MPW-8000 发电厂、变电站监控管理系统。
4 系统技术指标
4.1 保护部分
额定数据
◆ 装置电源: DC220V /DC110V(或AC220V) 订货注明
◆ 交流电流: 5A / 1A 订货注明
◆ 交流电压: 100V,100/V
◆ 频 率: 50Hz(或60Hz) 订货注明
功率消耗
◆ 直流回路: < 10W
◆ 交流电压回路: < 0.5VA(额定电压下)
◆ 交流电流回路: < 0.8VA(额定电流下)
精确工作范围
◆ 电 流: 0.04In~20In(In=5A或1A)
◆ 电 压: 0.5 ~ 120.0V
◆ 频 率: 45 ~ 55Hz
◆ df/dt : 0.5 ~ 10Hz/s
◆ 时 间: 0.00~ 100.00s
定值误差
◆ 电流电压: < 3%
◆ 频 率: < 0.01Hz
◆ 时 间: < 1% 整定时间±35ms
接点容量
◆ 信号回路接点载流容量:400VA
◆ 信号回路接点断弧容量:60VA
4.2 测量控制部分
遥测
◆ 测量精度: U,I:0.2%
P,Q:0.5%
f: ≤0.01Hz;
COSj:0.5%
KWh/KVarh:0.5%
◆ 线性范围: 被测量0~120%额定值,相位0~360度
频率: 45~55Hz内满足要求
遥信
◆ 扫描间隔: 1 ms
◆ SOE分辨率: ≤2 ms
◆ 防抖动: 1~255 ms
遥控
◆ 接点容量(接通): 8A/250V AC,8A/30V DC。
4.3 通讯部分
间隔层通信
网络接口:装置配备通用的高速以太网通信接口,并集成了IEC 60870-5-103标准通信规约通信方式,装置提供RJ45通信接口,以UTP5线为通信介质,特殊情况下,也可提供光纤接口。本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件(MMI)通信,一个SCI(标准RS232 串行接口)用于连接PC机,可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试。
最大接点数:65536个。
通讯距离:100米单段(可通过适当方法延长)。
通信速率:10Mbit/s。
远程通信
1) 调制方式或光纤以太网
2)通讯规约:部颁CDT、POLLING、MODBUS、IEC-60870-5-103或其他规约
4.4 性能指标
4.4.1绝缘性能
1)绝缘电阻
装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值,正常试验大气条件下,各等级的各回路绝缘电阻不小于50MΩ。
2)介质强度
在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz,信号输入端子对地电压为500V、其他回路对地电压为2000V,历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中,任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
3)冲击电压
在正常试验大气条件下,装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地,以及回路之间,能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验,开路试验电压5kV。
4)耐湿热性能
装置能承受GB/T 7261第20章规定的湿热试验。最高试验温度+40℃、最大湿度95%,试验时间为48小时,每一周期历时24小时的交变湿热试验,在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求,测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ,介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。
4.4.2 环境条件
a) 环境温度:工作:-20℃~+55℃。贮存:-25℃~+70℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
b) 相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%。
c) 大气压力:(86~106)kPa(相对海拔高度2km以下)。
4.5 网络结构系统图
装置和监控系统直接通过以太网连接通信,站内其他智能设备的RS232、485等各种接口通过通信服务器统一转化为以太网,作为全站以太网的一个节点。此种网络结构简单可靠,通信快速流畅,没有任何瓶颈问题。
说明:
1、智能设备接口和远动接口一般可由一台通信服务器或规约转换器完成;
2、一般场合,硬件脉冲对时网可以省略,仅采取软件对时;
3、通过以太网交换机相联,可随意扩展装置数量;
4、当地监控后台随意扩展数量,并可设置为主备自动切换方式或并行工作方式。 |