城北站微机保护装置及后台监控现场运行规程.docx

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城北站微机保护装置及后台监控现场运行规程

城北变电站综合自动化系统及继电保护现场运行规程

第一部分CAS2000V整合型变电站自动化系统

CAS2000V整合型变电站自动化系统，以下简称CAS2000V系统，是集变电站微机保护、测控装置、小电流接地选线装置、微机五防装置、智能操作屏、智能直流电源屏、所用（站用）电源屏和机电一体化电度表屏于一体的变电站自动化系统。

1、CAS2000V的系统结构

CAS2000V整合型变电站自动化系统是分层分布式系统，分为间隔层和站控层两层。

（1）间隔层设备

采集各种实时信息，监测和控制一次设备的运行，自动协调就地操作与变电所层的操作要求，保证设备安全运行，并具有就地／远方切换开关，在变电所站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层的保护、监测和控制功能。

CAS2000V系统的间隔层设备采用以站内一次设备为设计对象，结合功能设计，由各微机单元保护装置完成110kV及以下各电压等级变电站设备的测控和保护功能。

（2）站控层设备

为全站设备监视、测量、控制、管理的中心，通过网络，接收保护装置信息、现场采集的数字量、模拟量与电度量信息，以及向现场发布控制命令，并与集控中心、调度端进行远方数据通讯。

CAS2000V系统的站控层由以下两种设备构成：

◆通信管理机

CAS2000V系统的通信管理机是以高可靠性、高稳定性、高速的工业控制MPU为核心，通讯组合方式灵活、多样，易维护性高；是站内各种二次设备与当地监控防误系统、调度端通讯的枢纽，通过站内各种局域网将微机保护测控设备、智能电度表、智能直流屏的各种监控保护信息收集、打包，再以适当的规约通过通讯方式转发至当地监控防误系统、集控站、调度端；并将当地监控防误系统、集控站、调度端的各种控制信息转发给变电站的各种智能二次设备；同时实现站内各种智能二次设备的远程监视、维护的信息转换功能。

◆当地监控防误系统

CAS2000V系统将综合自动化的当地监控系统与五防监控系统组成设计成完整的站内后台监控防误系统，以实现资源和硬件的共享，减少在操作的过程中由于操作冗余引起的不必要的失误，提高系统运行的可靠性。

（3）CAS2000V系统通信信息交换方式

间隔层设备在完成保护、测控功能后，需将远动、保护信息上传给站控层，并通过站控层将信息转发给集控站、调度端；同时，集控站、调度端也将控制信息通过远动层下发给间隔层。

2、微机监控系统日常维护工作:

1）、检查通讯情况（前置部分）的运行情况

2）、检查系统内网络运行状况

3）、检查系统内告警是否正常,图形是否正常

4）、检查系统中的报表,曲线是否正常

5）、定期对数据库进行检查,并进行系统备份

6）、定期检查RTU状况

第二部分CAS2000系列微机测控保护装置

1、CAS2000系列微机保护测控装置的通用功能

1.1测控功能

1.1.1遥测功能

遥测量可通过装置内的高隔离（AC2000V）、高精度（0.2级）CT/PT将强交流电信号（5A/100V）不失真地转变为内部弱电信号。

经抗混迭处理后进入A/D芯片进行模数变换。

由于采用了高速高密度同步采样和频率跟踪技术和改进的FFT算法，使装置精度得到充分保证。

（1）测量遥测计算功能

线路保护测控装置、电容器保护测控装置、配电变保护测控装置、电动机保护测控装置、变压器后备保护测控装置、备自投保护装置的交流测量量均以采集一个间隔的三相相电压、三相相电流为缺省配置，计算出相应的三相相电压、线电压，三相电流，有功功率，无功功率，功率因数Cosφ。

在菜单“实时信息——测量信息——监控测量”中可查看以上各计算量。

（2）频率计算及跟踪功能

母线侧频率F1的采集缺省的情况以UA为基准，为防止PT断线，在UA失压后，自动切换到UC相计算频率；线路侧频率F2的采集以线路电压UL为基准，用于手合检同期方式时计算两侧的频率差。

当基准电压小于20V时，频率自动切换为50Hz。

在计算频率变化时，交流遥测的采样间隔自动跟踪变化，以保证采样计算的精度。

（3）谐波分析功能

交流遥测功能具有电压、电流的谐波分析计算功能，在菜单“实时信息——测量信息——电能质量——谐波幅值”中可查看2~13次谐波的计算幅值。

（4）保护遥测计算功能

保护遥测根据不同的保护类型，采集计算不同的交流量，在菜单“实时信息——测量信息——保护测量”中可查看各计算量。

（5）相角监视功能

线路保护测控装置、电容器保护测控装置、配电变保护测控装置、电动机保护测控装置、变压器后备保护测控装置以母线A相电压Ua为参考相，分别计算母线电压：

Ub、Uc，测量电流：

Ia、Ib、Ic，保护电流：

IPa、IPb、IPc相对参考相的角度。

以零序电压3U0为参考相，计算零序电流3I0（零序电容电流3IM0）相对参考相的角度。

线路保护测控装置以线路侧电压UL为参考相，计算母线同期相电压相对参考相的角度。

变压器差动保护装置以低（中）压侧A相电流ILA（IMA）为参考相，计算高压侧电流IHA、IHB、IHC，桥侧电流IQA、IQB、IQC，中压侧电流IMA、IMB、IMC，低压侧电流ILA、ILB、ILC相对参考相的角度。

在菜单“实时信息——测量信息——相角测量”中可查看以上各计算量。

1.1.2遥信功能

（1）遥信类型

装置的遥信分实遥信和虚遥信两种类型。

实遥信用于采集位置信号、动作信号，是电平输入经RC网络抗干扰滤波后，由光耦隔离变换输入到微机系统中，微机每0.625ms的扫描间隔对I/O信号采集得到的。

虚遥信是各种保护动作、返回时自动产生的相应的保护动作信息。

（2）遥信状态的监视

实遥信、虚遥信的实时状态在菜单“实时信息——遥信信息——实遥信”“实时信息——遥信信息——虚遥信”中显示。

（3）SOE

实遥信、虚遥信均产生时间顺序记录（SOE），装置循环记录128条SOE，在菜单“历史信息——事件顺序记录”中可查看SOE发生的时间、性质（合、分）和记录的个数、总数。

SOE在装置掉电后自动保存。

1.1.3遥脉功能

装置提供4路脉冲电度输入，对脉冲量输入回路，装置采用了与遥信量类似的处理，它们包括RC网络滤波和软件防抖处理。

遥脉输入电源可由脉冲电度表提供，可用装置提供的24V电源。

在菜单“实时信息——电度信息——脉冲电度”菜单中可查看遥脉值。

1.1.4积分电度

根据采集的电压、电流可计算积分电度，电度的单位为“度”。

在装置“实时信息——电度信息——积分电度”菜单中可查看电度值。

1.1.5遥控功能

（1）遥控类型

保护测控装置提供3路实遥控输出和4路虚遥控，实遥控是输出合闸、跳闸接点，用于断路器、电动刀闸的合、跳控制；虚遥控是以遥控的方式对保护压板进行投入、退出的控制。

（2）实遥控的控制

装置的实遥控通常用于控制与其相关的断路器或隔离刀闸。

每路实遥控包括两付空接点输出：

遥控合闸接点和遥控跳闸接点。

（3）虚遥控的控制

装置的虚遥控用于控制保护压板的投入或退出，对于经虚遥控投退的保护压板，亦称为保护遥控（软）压板。

（4）遥控操作

遥控输出在装置内部设定了多级软件和硬件闭锁，当且仅当正确的遥控命令下达时各级闭锁才开放。

可靠的闭锁措施极大地提高了装置的抗干扰能力。

（5）手合检无压功能

对于需要检对侧电压无压时，才能进行合闸操作

（6）手合检同期功能

对于需要检对侧电压与母线电压同期时，才能进行合闸操作

1.2保护功能

适用于110KV及以下的线路、变压器、电容器、电动机、母线PT检测、备用电源自投回路及主设备保护。

1.3通信功能

装置能支持现场工业总线CAN、RS485、以太网等多种通信方式，缺省的配置为2路CAN、1路RS485。

可用3种方式实现监测装置的通信状态：

1）、在DIDC板的CAN、RS485输入端有通讯指示灯：

CAN1TX、CAN1RX、CAN2TX、CAN2RX、RS485TX、RS485RX，分别监视CAN1的发、收；CAN2的发、收；RS485的发、收状态，通信正常情况下对应的收发灯应快速闪烁，通过通信灯可直观的判断各通信回路的物理状态是否正常。

2）、在菜单“实时信息——通信状态”中，可通过软件报文的收发状态，监视CAN、RS485、以太网的通信状态。

3）、装置与通信管理机通信时，通信管理机通过“心跳”报文的方式，对网络中的各装置进行轮询问答，当有正常的通信报文时，通信正常；若无应答报文时，表明该装置通信中断，并有YX上传至后台监控系统或调度端。

1.4对时功能

根据通信方式、对时设备的不同，装置具有通信对时，脉冲对时，IRAG-B（B码）对时等方式。

1.5自检功能

装置具有完备的在线自检功能，自检定位可到芯片级，有明显的自检提示和闭锁功能，可循环存储自检事件，并可掉电保持，在菜单“历史信息——自检事件”中可以顺序查询已发生过的自检事件报文。

在自检过程中，采用了冗余算法和自纠错手段保证自检程序的可靠性。

1.6保护动作过程记录功能

装置对保护动作的全过程有两种记录的方式：

报文记录和故障录波记录，两者相互配合对分析保护动作过程及故障的性质提供了详尽的信息。

1.7定值管理功能

（1）定值区管理功能

装置的定值区缺省情况下，配置了8套定值，最大可存储16套定值，定值区号0-7（0-15区）。

在菜单“定值管理——定值区选择”中可查看和修改当前工作区的定值区号。

（2）定值有效性管理功能

各种装置的保护功能较多，便于各种工况的使用，但同时也给运行维护带来了复杂性。

因此装置采用了定值有效性管理，即当所需要的保护控制字投入时，其相关的保护定值才在菜单“定值管理——定值浏览（修改）”中显示；对于保护控制字未投入的定值则不显示。

1.8保护出口继电器配置功能

保护出口继电器的配置根据设计由工程调试人员配置完成。

1.9打印功能

装置提供一个独立的串行打印接口，可以实现对系统参数，保护参数，历史事件，故障录波等数据的在线打印功能。

便于装置的日常管理和故障分析。

1.10装置操作记录功能

在对装置进行界面操作的过程中，程序自动记录各种操作的时间和操作的内容，便于在装置故障时分析问题。

装置循环记录“操作记录报文”，并可掉电保持，在菜单“历史信息——操作记录”中可以顺序查询已发生过的操作记录报文。

1.11口令管理功能

装置在界面操作进入“定值管理”、“参数设置”“调试功能”等菜单时，受权限的限制，装置设置了口令，只有输入正确的口令后，才能对定值、控制字、参数进行修改，否则只能浏览。

1.12版本信息功能

为便于程序版本的发布和管理，装置的程序在编译过程自动读取计算机的时间作为程序的编译时间，并自动对程序的代码进行累加计算得到程序的校验码，版本号代表程序发布功能，并有通用程序与专用程序的描述，专用程序一般是根据某地区的技术需求在而单独开发的程序。

在菜单“其它信息——软件版本”中可查看程序版本的相关内容。

为便于记录、监视与保护相关的定值、压板等状态，程序自动产生未投入保护的效验码、保护遥信压板的效验码、保护遥控压板的效验码等信息。

在菜单“其它信息——校验信息”中可查看相关内容。

1.13信息循显功能

为便于运行人员对装置状态的监视，在装置按键无任何操作的3Min后，自动循环显示装置的潮流、保护测量值、主接线图开关（刀闸）状态、通信状态、保护投入状态等信息。

2、CAS2000系列微机保护（保护测控一体化）装置使用说明

保护（保护测控一体化）装置显示操作说明：

显示模块是最常用的人机接口单元，CAS2000V系列保护（保护测控一体化）装置显示部分主要由一个128*128的点阵液晶显示窗，9键键盘阵列及若干状态指示发光二极管组成。

2.1.1液晶显示窗说明

液晶显示窗每行可显示8个汉字或16个英文字符，每屏可显示8行。

采用多级菜单显示模式，具有自动背光管理功能。

2.1.2键盘阵列说明

九键键盘阵列加独立复归按钮

“▲”光标上移一行或上翻一页

“▼”光标下移一行或下翻一页

“►”光标右移一格，或启动设置，启动打印

“◄”光标左移一格，或启动设置，启动打印

“+”修改,增加数值

“-”修改,减少数值

“确定”进入下一级菜单或确认当前修改，执行当前操作

“取消”返回上一级菜单或取消当前修改，取消当前操作

“复位”系统重新启动,正常运行时请勿随意触按

“复归”复归保护事件

2.1.3状态指示灯说明

Ø电源：

指示装置的电源状况。

装置正常运行时，运行灯表现为常亮状态。

Ø运行：

指示主板的运行状况。

主板正常运行时，运行灯表现为闪烁状态。

Ø告警：

事故（事件）报文未被确认，或事故（事件）报文未传送到上位机。

Ø保护跳：

保护动作后点亮。

Ø重合闸：

重合闸动作后点亮。

Ø重合闸允许：

重合闸充电完成后点亮。

Ø跳位：

指示断路器牌跳闸位置。

Ø合位：

指示断路器牌合闸位置。

2.2保护（保护测控一体化）装置显示菜单及操作使用说明

装置上电经初始化后，进入开机界面。

显示装置地址，装置类型，定值区号，系统时间等信息。

按“确认”键可进入主菜单。

通过“▲”，“▼”键移动菜单选项，被选中项反显。

按“确认”键进入相应菜单子项，按“取消”键返回上一级菜单。

在任何界面下连续按“取消”键，均可返回到开机界面。

2.2.1实时信息

显示各类装置采集的实时数据及计算数据，包括遥测采样值，遥信状态，电度量，计算量，谐波，及通讯状态。

根据装置类型的不同，菜单项内容略有区别。

（1）测量信息

包括保护测量，监控测量，相角测量，相序测量。

通过“▲”，“▼”键翻屏显示各项数据。

（1.1）“保护测量”

显示各类装置对保护回路采集的电压，电流，频率等实时数据。

（1.2）“监控测量”

显示各类装置对测量回路采集的母线电压，电流，频率等实时采集数据，并计算分相有功，无功，总有功，无功，系统频率，功率因数等实时计算值。

在监控测量界面下按“确认”键可以切换选择测量的一次值和二次值。

屏幕右上角有数字提示。

（1.3）“相角测量”

显示各类装置各相电压，各相电流（测量，保护）对参考相的相对夹角。

以逆时针方向为正。

（1.4）“相序测量”

显示各类装置电压，保护电流的正序分量值、负序分量值和零序分量值。

（1.5）测量信息符号对照表

（2）遥信信息

包括实遥信，虚遥信。

通过“▲”，“▼”键翻屏显示各项遥信数据。

屏幕右上角显示当前屏遥信起始序号，点号从1开始计数。

（2.1）“实遥信”

显示各类装置采集的断路器，刀闸，有载调压分接头或外部硬压板的实时状态。

依装置类型不同显示实遥信内容不同。

（2.2）“虚遥信”

显示各类装置自身产生的保护事件，告警事件，自检事件信息。

依装置类型不同显示虚遥信内容不同。

（3）电度信息：

包括脉冲电度，积分电度。

（3.1）“脉冲电度”：

显示各类装置采集的4路遥脉实时数据。

（3.2）“计算电度”

显示各类装置正向有功，反相有功，正向无功，反相无功等实时计算值。

（4）电能质量分析：

显示电压、电流2-13次谐波的计算值。

（5）通讯状态：

监视RS485、CAN、以太网的报文接受状态

2.2.2历史信息

显示各类装置记录的历史数据，包括保护动作事件，保护动作过程，自检事件，事件顺序记录，操作记录。

记录内容包括当前事件记录“第*条”,总事件记录“共*条”,事件类型,动作相别,动作值,动作时间（时间格式为时-分-秒，年-月-日）。

能循环记录信息，具有掉电保持。

在当前记录界面下，可以启动打印本条信息。

按“▲”，“▼”键翻屏显示各项记录。

记录依据先入先出原则，第1条为当前最新记录。

按“►”，“◄”键启动打印。

（1）保护动作事件

记录各种保护动作、告警的时间、类型、动作值、动作相别。

（2）保护动作过程

记录各种保护的动作过程，包括各种保护的启动时间、返回时间、闭锁原因。

与保护动作事件组合，可实现保护动作过程的“可视”。

（3）自检事件

记录装置硬件、软件自动监测的信息，记录自检出错，自检恢复，内容，时间。

（4）事件顺序记录

记录各实遥信、虚遥信发生变位的时间、性质。

（5）操作记录

记录人工对装置进行的各种操作及各种参数、定值的修改，包括：

就地／远方的遥控操作、装置参数修改、定值修改、系统参数修改。

310KV和35KV线路保护测控装置

3.1保护装置型号CAS231V

3.2保护功能

3.2.1过流保护

配置三段三相式电流保护：

瞬时电流速断保护（过流I段保护）、限时电流速断保护（过流II段保护）、定时限过电流保护（过流III段保护），作为线路相间短路、两（三）相接地短路故障的保护。

每段保护可经控制字独立选择投退，每段保护可经控制字选择复合电压闭锁元件（低电压闭锁元件、负压闭锁元件）和功率方向闭锁元件，每段保护的电流定值及动作时限可独立整定。

低电压闭锁元件：

为躲过线路所带用户变压器的励磁涌流，采用低电压元件闭锁电流保护，当低电压闭锁元件投入时，只有母线线电压均大于低压闭锁电流的电压定值时，即：

Umin>ULBSzd，才闭锁相应的电流保护。

负序电压闭锁元件：

当低电压闭锁元件灵敏度不够时，可采用负序电压元件闭锁电流保护，当负序电压闭锁元件投入时，只有母线负序电压小于负序电压闭锁电流的电压定值时，即U2

方向闭锁元件：

方向元件采用90°接线，规定由母线流向线路为正方向，正方向动作方程为：

-90°

内角α的存在主要是考虑到线路的阻抗为φ，当线路末端发生金属性故障时，UJ与IJ之间最为灵敏，则α=90°-φ。

为消除近区三相短路故障电压的死区，当故障后线电压大于12v时采用当前电压，否则采用故障前3个周波的记忆电压作为方向判断的电压。

母线PT断线时过流保护的对策：

当过流保护投入复压元件或方向元件时，在母线PT断线产生时，使复压元件、方向元件可能开放而引起过流保护的误动。

因此，当“母线PT断线退出过流保护”控制字投入时，在母线PT断线产生时，投入复压元件、方向元件的电流保护自动退出，直至母线PT断线恢复。

3.2.2反时限保护

由于定时限过电流保护愈靠近电源，保护动作时限愈长，对切除故障是不利的。

为了能使定时限电流保护缩短动作时限，配置独立的反时限过流保护，动作起始值和动作起始时限单独整定。

设置三种标准方式的反时限保护，在反时限保护投入后，可单一地选择上述三种反时限方式。

供用户通过对反时限特性类型和定值的整定来选择使用。

3.2.3充电过流保护功能

当CAS231V线路保护测控装置作为分段或桥保护时，配置充电过流保护功能。

即在分段或桥投入运行后的开放时间内，充电过流保护开放，以快速切除故障；在充电开放时间外，充电过流保护自动退出。

为躲过涌流的影响，充电过流保护可经复压元件闭锁。

3.2.4零序过流保护

在接地系统、经小电阻接地系统或在电缆出线较多的不接地系统中，接地零序电流相对较大，可以采用零序过流保护作为接地保护。

每段保护可经控制字独立选择投退，每段保护可经控制字选择零序电压闭锁元件和方向闭锁元件，每段保护的电流定值及动作时限可独立整定。

3.2.5重合闸

三相一

（二）次重合闸保护，用以缩短线路非永久性短路故障的停电时间。

重合闸有两种启动方式：

不对应启动方式、保护启动方式；两种方式可经控制字控制投退。

不对应启动方式在断路器偷跳的情况下启动，保护启动方式在过流保护、零序过流保护动作后启动。

三相一

（二）次重合闸，经控制字可选择非同期、检无压、检同期方式重合闸，对于单侧电源线路，重合闸采用非同期（不检）方式；对两侧有电源的线路，重合闸可采用检无压或检同期的方式；线路侧的参考电压经控制字可选择采用任意线间电压或相电压。

检无压电压定值和同期角度可独立整定，注意：

检同期方式时，同期参考相可根据线路侧电压接入的相别设定，同期角度定值转换为对应的差压幅值。

重合闸的动作时间应大于故障处绝缘恢复和断路器恢复消弧能力所必需的时间。

为保证重合闸动作的一次性和手动合闸于故障后不进行重合闸，重合闸必须有一个准备时间，即在手动或自动合闸后要经过一定的“充电”时间，重合闸才能具备动作条件。

充电完成后，“重合闸充电灯”点亮，并记录充电时间。

当进行手跳（遥跳）操作、低频（压）减载动作、过负荷保护动作、控制回路断线、合压力（压力）异常时自动闭锁重合闸。

3.2.5过流后加速保护

合闸后加速II段、III段电流保护，作为合于永久故障后的快速保护。

后加速只在合闸后的一段时间内开放，以快速切除线路短路故障。

每段后加速保护可经控制字独立选择投退，每段后加速保护可经控制字选择复合电压闭锁元件（低电压闭锁元件、负压闭锁元件），每段后加速保护的电流定值及动作时限可独立整定。

用于在手合或重合于远端的故障时，在后加速保护开放时间内，以短于过流II段、III段的时限，快速切除线路短路故障。

即无论手动合闸或远控合闸，还是重合闸动作后，开关由跳位变为合位后的开放时间内，后加速保护有效；在开放时间外，后加速保护自动退出。

3.2.6低周减载保护

配置低频减载保护，以维持电力系统供需功率的平衡，可经控制字选择经低流元件、滑差元件闭锁。

系统正常频率为49.50-50.00Hz，低频减载保护只有在系统频率正常后才开放，低频减载频率定值和动作延时可独立整定。

当系统发生发生故障引起频率急剧下降，或系统和TV回路故障暂态过程造成电压波形畸变时，滑差闭锁元件可防止低频减载保护的误动，滑差系数可独立整定；为防止TV断线和TV回路的其他异常情况，低电压闭锁元件必须投入，当任一相线电压低于低电压定值时，闭锁低频减载保护；为防止母线失去电源后，由电动机反馈电压测得的异常频率，低流闭锁元件可防止低频减载保护的误动。

本装置频率由相电压UA或UC采集分频而得，当其中任一相电压消失后自动切换至另一线电压；若两相电压均小于10V，或测量频率超出45-55Hz的有效范围，则装置视频率测量回路异常，自动闭锁低频减载保护。

3.2.7低压减载保护

有时电力系统会同时出现有功功率和无功功率缺额情况。

无功功率缺额会带来电压的降低，从而导致总有功功率负荷降低，但系统频率可能降低很少或不降低。

在这种情况下，借助低周减载来保证系统稳定运行是不够的，这时还需配置低压减载保护，来保证系统运行的稳定。

低压减载保护可经控制字选择经低流元件、滑差元件闭锁，低压减载电压定值和动作延时可独立整定。

当线路正常运行，且母线电压达到正常范围时（>90V），低压减载保护才能开放。

当母线三相线电压均低于整定值时，低压减载保护才能启动。

当系统发生发生故障引起电压急剧下降时，滑差闭锁元件可防止低压减载保护的误动，滑差系数可独立整定；当线路三相电流均小于低流定值或母线PT断线发生时，闭锁低压减载保护。

3.2.8小电流接地选线保护

小电流接地选线功能采用当地分散式、网络集中式或选线试跳过外部开口三角电压直接接入，也可通过母线相线电压合成得到。

3.2.9PT断线

（1）母线PT断线