智拓精文最新变电站综合性自动化产业可行性报告.docx
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智拓精文最新变电站综合性自动化产业可行性报告
最新变电站综合性自动化产业可行性报告
一、选题的必要性
随着国民经济的持续发展，电网装机容量迅速增长，电力供应紧张的状况已暂时得到缓解。
目前存在的问题是配电网的薄弱，难以满足用户对供电质量越来越高的要求，因此，国家电力公司已将工作重点从侧重电源建设转移到侧重电网建设和改造上，并明确提出电网建设与改造必须依靠科技的进步，采用先进的技术和现代化的管理手段来建设和改造城网和农网。
实现配电网自动化是电网改造的地重要手段。
变电站在配电网中的地位十分重要，所以其自动化是配电网自动化的基础和重点。
实践充分证明：
当代配电网中，变化最大、效益最明显的莫过于变电站自动化了。
JX省县级电网由于受经济发展制约，供电量少，电网发展缓慢，线路结构不合理，通信、自动化尚在试点起步阶段。
随着农网改造的深入和经济的复苏，各县的经济将会有很大的发展，用电负荷增长将会很快。
为适应这些变化，加快县级电网的自动化建设，逐步提高各县电网自动化水平，从而为供电可靠性打下基础，为本地区经济的腾飞提供安全、优质、可靠的能源，为合理分配资源、优化资源分配提供可靠的技术保障。
变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备（如测量仪表，继电保护，安全保护装置，远动装置，控制，信号）的功能综合在一起，采用先进的现代计算机技术、通讯技术和电子信号处理技术，以信息共享的方式实现变电站的主要设备和输配电线路的自动监视、测量、保护、远动控制的一种技术装备。
对农网变电站来说，装备变电站综合自动化系统，变电站无人值守成为可能，电力部门提出的“减员增效”工作得以成功实现，对农网变电站的管理水平提高到了一个新的高度，生产管理从过去繁琐、繁重的劳动中解放出来，进一步简化了生产管理环节，更好的适应现代电网发展的需要，推动了供电网络运行科学化管理。
二、技术方案的论述
1、概述
KW-2000S型变电站综合自动化系统，是为110KV及以下电压等级的城网和农网变电站或其他中、小型变电站而设计的。
它集变电站保护、测量、监控于一体，采用模块化设计方案，增强通用性与维护性，替代了常规变电站保护、仪表、中央信号、远动装置等二次设备，各套保护完全独立，可根据用户的要求灵活处理，既能够联网构成综合自动化系统，亦能够独立自成系统，完全满足有人值班变电站和无人值班变电站的要求，是一套技术先进、工艺完美、配套齐全、维护方便的中、小型变电站的综合自动化系统。
KW-2000S型变电站综合自动化系统包含了KWE-3082主变差动保护模块、KWE-3075主变后备保护模块、KWE-3026电容器保护模块、KWE-3016线路保护模块等种类丰富的保护装置。
系统在2005年通过了河北省科委组织的会议鉴定，是一套进过实际应用与科学考证的成熟系统。
2、核心模块技术
核心CPU处理器插件采用嵌入式数字信号处理器（DSP）构成简洁高效的数据采集和处理系统，独特的设计和先进的表面贴安装工艺大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力；硬件具有两级看门狗保证系统在异常时能及时复位；完善的软硬件自检还能使系统在运行时保证各种参数完好无损；用具有多重写闭锁功能的串行EEPROM保存定值、系数和配置，确保这些参数不被误修改而且能够掉电保持；模数转换采用并行A/D，转换精度为16位，转换时间约3us，系统用2个通道做A/D自检，14个通道用于对外部输入量的模数转换；设有光电隔离的16路开关量输入和8路可直接驱动继电器的开关量输出回路；CPU通过RS232口与液晶板通讯，并通过CAN总线与微机通讯管理装置交换数据。
功能框图如下：
3、电源模块
电源插件式模块采用220V交直流两用的开关电源，将交、直流220V转换为5V、12V、24V。
其中5V用于CPU系统、12V用于A/D采集部分、24V用于开入量和开出量部分的光耦和继电器回路。
4、保护模块
A、线路保护
实现110KV以下电网线路保护功能，技术方案中保障如下进程，以确保装置安全可靠。
三段方式向过电流保护（带低压闭锁）；
速断、过流、过负荷作为三段式方向电流保护实现常规的线路或元件的通用电流保护，三段式方向保护相间功率方向元件采用90°接线，利用Ia与Ubc、Ib与Uca、Ic与Uab分别比相，内角固定为30°，动作区为-115°～+55°（以电压为基准），出口短路具有电压记忆功能，上述所有功能均可由用户通过控制字方便的投退。
低电压启动速断、过流功能使线路保护更加完善。
当线路因故障跳闸、重合闸动作并重合于故障线路或手动合闸于故障线路时，后加速保护可快速切除故障线路。
保护技术数据定值表
定值种类
定值项目
整定范围及步长
1.速断定值
速断保护电流定值
0.1A～80A，0.01A
速断保护时限定值
0s～99.99s，0.01s
低压闭锁速断电压定值
1V～100V，0.1V
速断保护控制字
投入或退出
速断方向控制字
投入或退出
低压闭锁速断控制字
投入或退出
2.过流定值
过流保护电流定值
0.1A～80A，0.01A
过流保护时限定值
0.1s～99.99s，0.01s
低压闭锁过流电压定值
1V～100V，0.1V
过流保护控制字
投入或退出
过流方向控制字
投入或退出
低压闭锁过流控制字
投入或退出
3.过负荷定值
过负荷保护电流定值
0.1A～80A，0.01A
过负荷保护时限定值
0.1s～99.99s，0.01s
过负荷保护控制字
退出或告警或跳闸
过负荷方向控制字
投入或退出
4.零序定值
零序电流保护定值
0.02A～1.4A，0.01A
零序电流时限定值
0.1s～150s，0.01s
零序电流保护控制字
退出或告警或跳闸
5.小电流接地选线
小电流接地选线启动电压定值
1.0V～100V，0.1V
小电流接地选线时限定值
1s～1000s，1s
小电流接地选线控制字
投入或退出
谐波控制字
基波或五次谐波
6.低频定值
6.低频定值
低频减载频率定值
45Hz～50Hz，0.01Hz
低频减载时限定值
0.1s～99.99s，0.01s
滑差闭锁频率定值
0.01Hz～2Hz，0.01Hz
滑差闭锁时间定值
0.04s～0.5s，0.01s
低压闭锁电压定值
1.0V～100V，0.1V
低流闭锁电流定值
0.10A～80A，0.01A
低频减载控制字
投入或退出
滑差闭锁控制字
投入或退出
低压闭锁控制字
投入或退出
低流闭锁控制字
投入或退出
7.重合闸、后加速及手合后加速定值
重合闸时限定值
0.10s～10s，0.01s
重合闸检无压电压定值
1.0V～100V，0.1V
重合闸检同期角度
20°～40°，1°
后加速时限定值
0.10s～10s，0.01s
重合闸控制字
投入或退出
重合闸检无压控制字
投入或退出
重合闸检同期控制字
投入或退出
后加速控制字
投入或退出
手合后加速控制字
投入或退出
8.PT断线定值
PT断线控制字
投入或退出
PT断线闭锁控制字
方向或保护
9.突变量定值
突变量启动录波电流定值
0.1A～10A，0.01A
10.CT、PT变比
测量CT变比
1～999
PT变比
1～999
11.每度脉冲数
有功脉冲数
有功脉冲数/度*0.01
无功脉冲数
无功脉冲数/度*0.01
定值整定的基本原则：
当本段线路处于系统的末端时，建议速断保护定值的整定可根据常规线路保护的一段或二段即速断或限时速断定值来整定，过流保护定值的整定可根据常规线路保护的二段或三段即限时速断或过电流定值来整定。
当本段线路未处于系统的末端时，建议速断保护定值的整定可根据常规线路保护的一段即速断定值来整定，过流保护定值可根据常规线路保护的二段即限时速断定值来整定，过负荷保护定值可根据常规线路保护的三段即过电流定值来整定。
过负荷保护可选择告警或跳闸。
速断保护元件的动作逻辑图如下图所示:
图中,ISDset为速断保护电流定值；UDYSDset为低电压闭锁速断保护电压定值；TSDset为速断保护时限定值；IN为任一相保护电流；ULN为任一线电压。
过流保护元件的动作逻辑图如下图所示：
图中,IGLset为过流保护电流定值；UDYGLset为低电压闭锁过流保护电压定值；TGLset为过流保护时限定值；IN为任一相保护电流；ULN为任一线电压。
过负荷保护元件的动作逻辑图如下图所示：
图中，IGFHset为过负荷保护电流定值；TGFHset为过负荷保护时限定值。
IN为任一相保护电流。
相间功率方向元件的动作判据：
方向元件采用90°接线方式（如下图所示），利用
IA和UBC、IB和UCA、IC和UAB，方向元件的动作特性
最大灵敏角-30°，以IA和UBC为例，动作判据为：
动作区如右图所示。
小电流接地选线功能和零序电流保护；
小电流接地选线是基于零序电流、零序电压比幅比相的综合判断的原理，实践证明选择零序电流合理时，通过整定定值，具有较高的选择性。
另外配合系统的接地方式（中性点不接地和中性点经消弧线圈接地），可通过控制字选择使用基波或五次谐波进行判别，零序电压定值、零序电流定值、出口时间可整定。
图中，ULXset为零序电压定值；ILXset为零序电流定值；TJDset为小电流接地选线保护时限定值；U0为零序电压；P1为基波零序功率；P5为五次谐波零序功率；I0为零序电流；K1为基波和五次谐波选择控制字，两者只能选其一。
小电流接地选线方向元件动作判据：
右图所示：
零序电流保护逻辑图如下图所示：
图中，ILLset为零序电流保护电流定值，TLLset为零序电流保护时限定值，I0为零序电流（端子A07、A08）输入。
三相一次重合闸和后加速；
低频减载（滑差闭锁、低压闭锁、低流闭锁）；
突变量启动故障录波（前8周波、后56周波、每周波32点）
小电流接地选线；
PT断线检测并闭锁方向或保护，控制字可投退；
1路两元件遥测；
16路遥信（含断路器位置和控制回路断线信号）；
1路遥控分、合；断路器操作回路（分闸、合闸和防跳等功能
5、监视模块
为实现监视功能，系统必须能够采集模拟量、开关量和电能量数据。
A、模拟量
变电站需要采集的模拟量有：
各段母线电压、线路电压、电流、有功功率、无功功率，出线的电流、电压、功率、频率、功率因数等。
此外，还有主变压器油温、站用变压器电压等。
本系统的采样方式为交流采样。
系统将采集已经经过电流或电压互感器的与一次电流和电压同频、大小成比例的交流信号。
与直流采样相比，能够避免直流采样的滞后性外，还有能监视电流电压实际波形、减少测量点、测量精度高等特点。
B、开关量
变电站的开关量有：
断路器的状态、隔离开关的状态、继电保护动作信号、运行告警信号等。
这些信号都以开关量的形式，通过光电隔离电路输入系统。
为保证系统的实时性，采用每1mS对采集点扫描一次的方法，以确保系统能快速响应，同时记录事件，以供相关技术人员分析事件原因。
C、电能量
电能量的采集即指对有功电能和无功电能的采集。
众所周知，对电能量的采集，传统方法是采用机械式的电能表，由表盘转动来反映电能量的大小。
而这样无法与系统接口。
现在我们采用电能脉冲计量方法，其实质就是利用传统的感应式电能表的表盘转动输出脉冲，系统通过对脉冲的计数来得到对电能量地测量。
6、控制模块
变电站自动化必须具备遥控功能，操作人员可以通过其他方式对本系统发出动作命令。
本系统按照电力行业标准设计开放式接口，可以和同类电力产品（包括调度软件）无缝耦合。
通过本系统，操作人员可以对断路器、隔离开关进行分、合操作（如果操作符合规范），对变压器分接开关位置进行调节控制，对电容器进行投入、切断控制，同时系统还保留了人工直接跳合闸的手段。
并且操作具有闭锁功能，有以下内容：
断路器操作时，应闭锁自动重合闸
当地操作和远方控制操作互相闭锁，保证只有一处操作，避免互相干扰。
根据实时信息，自动实现断路器与隔离开关之间的闭锁操作。
无论当地操作或是远方操作，都有防误操作的闭锁措施，即要收到返回效验信号后，才能执行下一项操作；具有对象效核、操作性质效核和命令执行三步，确保操作的正确性。
7、通迅管理模块
通讯管理模块主要完成站内数据收集及对调度数据转发，间隔层采用有效支持分布式控制的串行通信网络CAN总线。
采用工业级表面贴芯片技术，增强了系统的抗干扰能力，对调度有多路数字及模拟接口，可以接入部颁CDT，SCI1801，IEC101等多种规约。
另外还可以灵活接入具有RS232或RS485接口的智能设备。
通迅管理功能简图
三、项目实施支撑条件
1、技术支撑
JXKW技术有限公司长年从事电力系统变电站综合自动化的生产、施工、调试工作，自主生产并已安装完工的系统遍布全省各地。
在JX省农网改造过程中，公司在县级电网调度自动化、变电站综合自动化、远程抄表系统、无线扩频通信工程、光缆通信工程等领域取得了一定的成绩，由于公司技术力量强，公司所从事的领域，从设备的销售，安装，调试及维护过程中，得到了用户的肯定。
BDHL电力系统控制有限公司从事电力系统自动化的开发研制已有十多年的历史。
目前已拥有10大系列近50种产品，尤其是变电站自动化系统的研究、开发和生产，已处于国内先进水平，并通过国家级和省部级的质量检测和技术鉴定，成为国家经贸委城乡电网改造推荐产品。
其具有高效的企业运行机制和先进的现代高科技企业管理模式，通过了ISO9001国际质量体系认证。
2、市场支撑
JX省县级电网由于受经济发展制约，供电量少，电网发展缓慢，线路结构不合理，通信、自动化尚在试点起步阶段。
随着农网改造的深入和经济的复苏，各县的经济将会有很大的发展，用电负荷增长将会很快。
为适应这些变化，加快县级电网的自动化建设，逐步提高各县电网自动化水平，从而为供电可靠性打下基础，为本地区经济的腾飞提供安全、优质、可靠的能源，为合理分配资源、优化资源分配提供可靠的技术保障。
目前JX省电网公司已加大了35KV变电站的建设改造力度，每年的招投标项目中都有50个变电站综合自动化的建设/改造计划，现在正是扩大生产规模、降低生产成本阶段；可全面加强系统的竞争实力，扩大市场占有份额，创造更多的社会及经济效益。
四、社会及经济效益
在变电站自动化中广泛应用KW-2000S能很好的根除传统变电站所存在的缺点，提高变电站的自动化水平，增加四遥功能，为逐步实现无人值班和调度自动化打下坚实的基础。
利用KW-2000S改造的传统变电站可以：
提高供电质量，提高电压的合格率。
在变电站自动化中包括电压监控、遥调功能，对具备载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，可大大提高电压合格率，使无功潮流合理，降低电网损耗，节约能源。
提高变电站的安全、可靠运行水平。
KW-2000S系统具有故障诊断功能，包括自身的故障诊断和监控设备的诊断功能，这使得变电站一、二次设备的可靠性大大提高。
提高电力系统的运行管理水平。
KW-2000S系统对每条线路自动进行监视、测量、记录、远程数据传送，既提高了测量精度，又避免了人为干预，远程数据传送使上级调度员能及时掌握各变电站的运行情况，从而进行必要的调节与控制，大大提高运行管理水平。
减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减员增效。
每一变电站配置1套KW-2000S，根据不同变电站采集控制具体数目不同，平均每台KW-2000S的价格将在20万元左右，每县约有8个35KV变电站，每个县的产值将达到160万。
五、单位简介
1、JXKW技术有限公司
JXKW技术有限公司，成立于一九XX年，是NC市科技局所属下的股份制科技企业，是NC市政府的科技示范企业；JXKW技术有限公司和NC市电子信息所为两块牌子、一套人马。
主管单位：
NC市科技局。
公司以系统集成为主，走经营科技发展的道路。
公司办公地址座落在NC市青山南路238号（原青山南路188号）的市工业技术研究院内，办公场地约二千平方米。
公司技术力量强、资金相对充裕，下设市场部、工程技术部、财务部和办公室，公司现有职员72人，具有高级技术职称12人，中级职称的25人，公司开发部员工普遍具有大专及大学以上文化程度。
公司全体职员平均年龄三十岁左右，是一支文化水平高、技术能力强、懂经营、善管理、精决策的高素质的年轻队伍。
在JX省农网改造过程中，公司在县级电网调度自动化、变电站综合自动化、远程抄表系统、无线扩频通信工程、光缆通信工程等领域取得了一定的成绩，由于公司技术力量强，公司所从事的领域，从设备的销售，安装，调试及维护过程中，用户的满意，是我们的宗旨。
公司自成立以来，广泛加强横向联系，20XX年与保定瑞恒电力系统控制有限公司联合研发了KW-2000S变电站综合自动化系统，公司以诚信为本。
在自动化、有线及无线通信、计算机网络及新产品开发等领域为社会开展了卓有成效的工作。
公司本着“求实、求质、开拓、创新、真诚合作、服务于社会各界”为宗旨，提倡“自强拼搏、共建共享”的集体精神，崇尚“光辉的过去，勤奋的现在，美好的未来”的企业文化，以高新技术为主导，开拓新的领域，为广大用户提供最先进的技术，最低的成本，最高的效益，最优质的服务。
2、BDHR电力系统控制有限公司
BDHR电力系统控制有限公司始建于19XX年，是一家专业从事电力系统自动化产品研发、生产与销售的高新技术企业。
公司创办十多年来，始终坚持“高技术、高起点、高效益”的发展方针，从研发交流采样微机远动系统入手，不断拓宽研发领域，至今已成为集微机远动系统、综合自动化系统、调度自动化系统、高频开关电源等多专业、多品种的新型产业集团。
并于20XX年X月通过了ISO9001国际质量体系认证，具备了一定的企业规模和竞争实力。
目前已有员工八十多人，其中博士四人，硕士十八人，本科等中级职称技术人员50多人。
公司产品遍布全国各地，遍及电力系统、石油、冶金、化工、铁路等各个领域和行业，综合自动化系统稳定地运行于100KV及以下各种电压等级的600多个变电站内。
公司正以高度的责任心和严谨的科学态度，不断开拓、不断创新，为中国电力专业的建设作出应有的贡献。
附表一
项目投资与资金筹措表
单位：
万元
序号
项目
金额
1
投资总额
57
固定资产投资
31
流动资金
26
2
资金筹措
57
自筹资金
30
其中：
已完成投资
5
新增投资
30
申请科技三项经费
22
借（贷）款
0
附表二
单位：
万元
项目拟购设备清单
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
单价
金额
1
IC芯片测试仪
台
1
1.2
1.2
2
高频跟踪示波器
台
1
2.8
2.8
3
交变湿热箱
台
3
1.1
3.3
4
继保检测装置
台
2
5.0
10.0
5
高精度计量仪表
只
5
0.3
1.5
6
工控机
台
2
1.2
2.4
7
集成电路测试仪
台
1
1.2
1.2
8
32位开发装置
台
1
1.0
1.0
9
成品老化台
台
3
1.4
4.2
10
RC测试仪
台
2
0.7
1.4
11
各类模具
套
1
2.0
2.0
合计
31
附表三
申请科技三项经费使用预算表
序号
名称
单位
数量
金额
使用时间
1
开发费
6.0
项目开发人员费
1.5
原材料动力费
1.0
检测费
1.0
调研费
0.6
查新费
0.3
技术咨询费
0.6
转让、合作费
1.0
2
设备费
31
申请三项经费资助设备
12
3
试制费
3.0
人员费
0.5
原材料动力费
1.5
检测费
1.0
4
鉴定验收费
1.0
升级会员 