变电站61850系统技术书.docx
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变电站61850系统技术书
110KV总降变电所
IEC61850系统综合自动化项目
技术方案书
技术方案
甲乙双方经过友好协商，就110KV总降变电所IEC61850系统保护监控综自项目技术实现方法及技术实现目标达成如下协议，甲方委托乙方为XX110KV总降变电所提供基于IEC61850通讯体系的电站保护及监控综合自动化系统一套，其功能要求及系统配置如下：
一、系统概述
XX110KV总降变电所本期综合自动化工程范围为1台110/10KV变压器，13条10KV馈出线的保护监控功能。
本项目基于IEC61850变电站通信体系对XX110KV总降变电所进行监控及保护综合自动化改造，并将原来系统的综合自动化系统监控保护设备信息（许继公司设备），通过通讯转换手段纳入到新的IEC61850电力自动化信息系统中。
实现保护信息和控制信息等的实时远方监控，使整个变电站的保护自动化系统提升到一个较高的水平，满足未来整个电站信息远传的需求并适应未来若干年系统运行要求及电力系统信息化改造的要求，同时使系统易于扩展升级。
本项目实施具有如下技术特点：
（1）IEC61850保护配置方案
系统配置GE公司UR系列保护装置，均具备IEC61850通讯功能。
主变配置T35差动主保护系统，F35变压器后备保护系统，内部配有监控模块，可实现高、低压侧过流及速断的保护功能和瓦斯保护动作的报警功能。
变压器保护通过集中组屏安装在110KV总降主控室。
13条馈线采用F650馈线保护装置。
物理上采用分散安装的方式，就地安装在相应的馈线开关柜上。
所有设备通过高速以太网，以IEC61850通讯协议实时交换信息。
整个新型自动化系统完全可以满足目前系统运行的监控及保护需求。
（2）站内IEC61850通讯系统
站内IEC61850通讯网络采用高速环形以太网结构，110KV主监控室配置双监控主计算机（DELL公司），双以太网方式连接网络交换机设备。
采用热备份的工作模式，确保系统的可靠运行。
完成整个电力自动化系统的人机界面、监控、管理功能。
10KV配电室采用就地安装的嵌入式高速计算机系统（全密封、无风扇型），具有有3个高速10/100M以太网、6个RS-232/422/485通讯接口，同时承担了10KV系统IEC61850网络通讯交换机、后台监控主机、网络通讯管理机、协议转换器的作用。
计算机结构采用工业级无风扇、全密封，上架式19”的1U结构，嵌入式安装于保护监控屏上。
（3）与站外远方监控调度中心通讯
该功能由站内IEC61850通讯管理嵌入计算机采用丰富的通讯接口来完成，采用以太网方式（4个高速以太网接口），按相关要求的通讯规约，将各系统信息互联通讯。
10KV配电室监控主机等设备安装于保护监控屏上。
系统调试完成后，可在17”触摸显示器，对全站主变、出线及站内其他自动化设备进行监视、控制和保护。
计算机具备监控、保护、信息查询、统计分析、历史数据存储、负荷曲线显示、主接线图显示、保护故障信息报警、工作报表管理等电力数据实时监测管理功能。
同时汇总全站信息，可与110KV主控室通讯。
（4）与原综合自动化系统的信息联接
该功能由站110KV/10KV系统的IEC61850通讯管理嵌入计算机采用丰富的通讯接口来完成，采用以太网方式（3个高速以太网接口）、串行通讯模式转换，按相关要求的通讯规约，将各系统信息互联通讯。
实现互操作功能。
二、系统配置及功能
1、系统结构
变电站综合自动化系统采用分层分布式系统。
系统分为三层：
站控层、通讯层、现场监控保护设备层。
各现场保护装置直接以以太网环形组网，可靠性高，便于扩展（未来增加网络交换机就可以）。
系统配置多路冗余通讯接口IEC61850通讯管理及协议转换设备（嵌入工业计算机），便于采集原系统安装的所有厂家的自动化装置、电表、直流屏数据、并能适应各种设备通讯协议。
2、网络结构
110KV变电站综合自动化系统拓配置图：
10KV变电站综合自动化系统拓配置图：
3、站控层
110KV系统站控层配置双计算机人机监控工作站，该电站综自系统功能齐全、可靠性高、结构紧凑、操作简单。
监控软件可灵活运行于WINDOWS2000/XP等WINDOWS操作系统，监控软件采用面向对象编程技术，结合电力综合自动化诸多的特点，是一个组态灵活、开放性的软件系统。
系统主站监测管理应用软件系统采用面向对象的VisualC++开发，实时数据库管理系统（RTDBMS）。
所有110KV系统IEC61850原装进口综合保护装置均直接集中组屏安装在监控柜上，设备通讯全部采用以太网。
110KV系统站控层配置先进的IEC61850通讯管理机（网关）将系统内的直流装置（系统）数据、电能表数据等根据各厂商的私有通信协议传输到网关软件模块系统中，服务器将信息进行处理，转换成符合IEC61850标准的信息格式和通信服务，从而实现设备（系统）与后台主站之间的IEC61850标准通信功能。
IEC61850通讯软件模块汇集IEC61850通信网所有信息，与站外调度（集控站）进行通讯连接。
10KV系统站控层配置嵌入工业计算机，辅助17”触摸式显示器。
完成就地设备的监控管理功能，同时兼通讯管理及规约转换职能。
4、通讯层
使用IEC61850光纤以太网交换机
系统在主控室配置2台ML2400光纤以太网交换机，连接站控层监控计算机、网关、变压器及母线保护屏等设备。
配置方案如下：
ML2400-F-AC-XX-A6-A4-XX-XX-X
设备提供2个100Mb光纤以太网端口和12个10/100MbRJ45以太网接口。
在10KV开关室间隔层配置一台ML2400光纤以太网交换机，10KV保护测控装置连接到该交换机。
配置方案如下：
ML2400-F-AC-XX-A6-A4-A4-XX-X
20个10/100MbRJ45以太网接口。
设备提供2个100Mb光纤以太网端口
通讯管理单元采用一体化的工业级嵌入式计算机，就地组屏安装。
系统主通讯网均采用10/100M以太网，接口充分考虑未来扩展的需求。
对目前的系统，利用原有的电站自动化系统中电度表、直流屏等微机接口设备，进行信息抽取和数据整合，实现全站电力信息的汇总管理。
110KV/10KV间隔层的主要IEDs（保护装置、测控装置、直流系统、电量计费系统）和站级层之间的通信均应用IEC61850通信协议标准实现。
信息在高速以太网上交换。
系统对时采用全站SNTP网络统一对时方式，同时设置独立装置的GPS系统。
5、现场监控保护设备层
在保护方面配置GE公司的UR系列保护装置，该系列保护具有嵌入式IEC61850通讯功能。
确定全站IEC61850自动化系统整合方案如下：
（1）110/10KV变压器保护测控装置
变压器配置一台T35变压器管理继电器作为变压器电流差动保护。
功能：
T35提供双斜率双拐点差动制动特性的比率式电流差动保护和差流速断保护功能。
此外，T35还可为变压器高、低压侧提供过流后备保护功能。
测控方面的功能包括差动和制动电流、二次和五次谐波、电流等测量量，以及事件及故障录波、数据记录等功能。
配置：
T35-N03-HCH-F8H-H6E-M6D-P6D-UXX-WXX
以上配置提供8CT输入，4DO/8DI，16DI，16DI，
通讯及规约：
RS485+10/100BaseT通信接口，通信规约有ModbusRTU和TCP/IP；和UDP/IP；IEC61850通信系统。
（2）110/10KV变压器后备保护
配置一台F35多馈线保护装置。
功能：
F35最多可同时保护6条馈线。
因此一台F35可同时为变压器的高、低压侧绕组提供后备过流保护。
其它保护功能包括电压和频率保护、断路器失灵保护等。
测控方面的功能包括重合闸、故障测距、断路器操作次数及开断电流统计、同期检测、事件及故障录波、数据记录及高、低压侧各种电量和需量的测量等功能。
配置：
F35-N03-HCH-F8F-H6E-M8F-P6D-U6D-WXX
以上配置提供8CT/8VT输入、8D0，16DI，16DI，RS485+10/100BaseT通信接口，通信规约：
ModbusRTU，TCP/IP；，TCP/IP和UDP/IP；IEC61850通信系统。
变压器保护通过组一面屏安装在110KV总降主控室。
注：
110KV间隔间以及间隔间的连锁基于GOOSE的连锁方式实现。
基于GOOSE的连锁方式的DI/DO，通过T3变压器测控单元配置相应数量的DI/DO模块实现。
（3）10KV母线保护
对新建的第三和第四段10KV母线各配置一台B90母差保护，共配置2台B90。
功能：
B90提供带制动和无制动的母线电流差动保护，此外还对各输入CT处提供过电流及接地故障保护。
配置：
B90-N00-HCH-F8H-H6C-L8H-NXX-S8H-UXX-WXX
以上配置提供24CT输入、8DO、RS485+10/100BaseT通信接口
通讯规约：
通信规约有ModbusRTU，TCP/IP；，TCP/IP和UDP/IP；IEC61850通信系统。
二套10KV母线保护通过组一面屏安装在110KV总降主控室。
（4）10KV馈线
每条10KV馈线配置一台F650馈线保护装置，共配置13台F650。
功能：
F650主要提供完整的过流和速断保护。
其它保护功能包括电压和频率保护、断路器失灵保护等。
测控方面的功能包括重合闸、故障测距、断路器操作次数及开断电流统计、同期检测、事件及故障录波、各种电量及需量的测量功能。
配置：
F650-B-F-B-F-1-G-0-HI-C-6
以上配置提供4CT/4VT输入、8DO/16DI、10/100BaseT以太网通信接口，
通信规约：
ModbusRTU和TCP/IP；和UDP/IP；IEC61850通信系统。
10KV馈线保护安装在相应的馈线开关柜上。
（5）10KV母联
每条10KV馈线配置一台F650馈线保护装置，共配置3台F650。
功能：
F650主要提供完整的过流和速断保护。
其它保护功能包括电压和频率保护、断路器失灵保护等。
测控方面的功能包括断路器操作次数及开断电流统计、同期检测、事件及故障录波、各种电量及需量的测量功能。
配置：
F650-B-F-B-F-1-G-0-HI-C-6
以上配置提供4CT/4VT输入、8DO/16DI、10/100BaseT以太网通信接口
通信规约：
ModbusTCP/IP；UDP/IP；IEC61850通信系统。
10KV馈线保护安装在相应的母联开关柜上。
三、系统软件功能
综合自动化软件系统由多个软件功能模块体系构成，可以进行配电系统的一次接线图的显示与操作、相关参数设置、遥控闭锁操作、报警、事件记录、分析曲线、棒图、实时与历史报表打印、智能报警、负荷分析、定值计算等功能，通讯管理系统软件可以实时采集站内各设备信息，并可同时向上一级自动化系统通过标准规约进行运行监测数据的传输。
1、电力信息的采集与处理
实现配电系统中，各类电气设备信息监控：
遥测：
采集线路的电压、电流、有功功率、无功功率等模拟量信号；
遥调：
变压器分接头调整，系统功率因数调整等；
遥信：
开关位置、开关状态、保护动作信号、跳闸信号等开关量信息；
遥控：
开关量输出，断路器的闭合和断开等；
保护：
从电网中迅速切除故障设备和线路；
事件顺序记录（SOE）：
记录状态量发生变化的时刻和先后顺序
提供开放的Activex控件接口，通过网络节点可以远程访问实时和历史数据。
通过ODBC接口实现与关系数据库双向数据交换。
符合工业自动化的标准通讯，能够以OPC标准和第三方软件进行数据交换。
支持INTERNET/INTRANET直接访问，可以用IE浏览器作为一个瘦客户端软件来访问服务器的数据及监控画面。
2、图形功能
运行工况图
显示变电站或电网的地理位置图、一次接线图、电气主接线图、实时系统运行工况图、故障报警的详细记录、跳闸设定的曲线对比图、模拟指针表图等。
分析曲线
对实时数据以曲线的方式进行显示，可以对实时电流、电压和能耗等进行显示，并可以灵活的进行设置
3、报表功能
通过报表工具可以制作实时数据报表和历史数据报表
报警记录：
对系统模拟量的越限报警、开关跳闸报警进行记录。
事件记录：
记录系统发生的事件信息和操作信息，并且可以线路情况进行查询。
4、打印功能
定时打印报表和运行日志
开关操作记录打印
事件顺序记录打印
5、安全权限管理
为保证系统的安全性，系统可根据各工作站的不同用途设置相应权限，系统提供基于用户权限的安全管理系统，可设置系统操作员、系统工程师、外部有关人员等多级的操作权限，每个用户都有自己的加密的个人口令密码。
6、软件系统开放性
（1）数据库开放接口
提供开放的Activex控件接口，通过网络节点可以远程访问实时和历史数据。
（2）ODBC架构
通过ODBC接口实现与关系数据库双向数据交换。
（3）OPC架构：
符合工业自动化的标准通讯，能够以OPC标准和第三方软件进行数据交换。
（4）WEB功能：
支持INTERNET/INTRANET直接访问，可以用IE浏览器作为一个瘦客户端软件来访问服务器的数据及监控画面。
7、事件处理机制
系统含有完善的事件记录服务机制，任何对数据库的访问、通讯数据的事件传送、现场采集数据的变化报警、网络通讯状态等均产生相应的带时间戳的事件，并可被历史记录，用户可以访问和查询这些记录。
特别对SOE事件，严格按电力系统的相关规定处理，事件的存储、分类、查询及读取十分方便。
四、系统设备配置清单
附注：
下表中XX公司系统控制技术有限公司简称“XX”
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
一、
设备清单
1、
110KV主站监控系统
（1）
主机（PIV2.4G、内存512MB、硬盘80GB、2块以太网卡、DVD可刻录光驱、"软驱、声卡）
HP
台
2
HP公司
（2）
19"液晶显示器
HP
台
2
HP公司
（3）
标准键盘、三键鼠标、音箱
套
2
（4）
逆变电源
2kVA在线
台
1
杭州奥能
（5）
针式打印机
LQ-1900K
台
1
EPSON
（6）
IEC61850监控主站软件系统
远方调度、集控系统通讯接口软件
PowerEasy
套
1
XX公司
主站IEC61850电站人机界面软件
套
1
XX公司
主站IEC61850通讯软件
套
1
XX公司
主站基于61850的实时库
套
1
XX公司
主站历史数据库
套
1
XX公司
主站数据管理及应用软件
套
1
XX公司
主站IEC61850软件工具
套
1
XX公司
（7）
IEC61850网关
嵌入式工业设备（串口数量:
6个RS-232/485可选；网口数量:
4个10/100M自适应；电源220VAC；厚度:
19”1U）全密封，无风扇，宽温
netEasy-1500
台
1
力通公司定制
原系统五防系统通讯接口软件
netEasy
套
1
XX公司
网关IEC61850协议转换软件
套
1
XX公司
网关基于61850的网关实时库
套
1
XX公司
网关历史数据库
套
1
XX公司
网关数据管理及应用软件
套
1
XX公司
网关站内直流系统通讯接口软件
套
1
XX公司
网关站内电度表通讯接口软件
套
1
XX公司
调度集控站通讯接口软件
套
1
XX公司
（8）
变电站监控系统通信、控制、公共柜
套
2
XX公司
2、
10KV子站监控系统
（1）
IEC61850网关
嵌入式工业设备（串口数量:
6个RS-232/485可选；网口数量:
4个10/100M自适应；电源220VAC；厚度:
19”1U）全密封，无风扇，宽温
netEasy-1500
台
1
研华公司定制
原综合自动化系统设备通讯接口软件
netEasy
套
1
XX公司
网关IEC61850就地维护界面软件
套
1
XX公司
网关IEC61850协议转换软件
套
1
XX公司
网关基于61850的实时库
套
1
XX公司
网关历史数据库
套
1
XX公司
网关数据管理及应用软件
套
1
XX公司
网关站内直流系统通讯接口软件
套
1
XX公司
网关站内电度表通讯接口软件
套
1
XX公司
（2）
17”高分辩彩色LCD触摸屏
套
1
LG
（4）
控制回路操作盒
SCX-022
套
20
XX公司
（5）
10KV站标准监控保护柜
套
1
XX公司
3、
通讯辅助设备
（1）
GPS卫星对时装置
JS-3010B
台
1
淄博京君
（2）
IEC61850网络交换机
ML2400-F-AC-XX-A6-A1-XX-XX-X
台
2
GE公司
（3）
IEC61850网络交换机
ML2400-F-AC-XX-A6-A4-A4-XX-X
台
1
GE公司
（4）
光纤及通讯配件
批
1
XX公司
（5）
通讯电缆
批
1
XX公司
4、
IEC61850保护设备
（1）
主变差动保护（T35）
T35-H03-HCH-F8H-H6C-M6D-P6E-UXX-W5E
台
1
GE公司
（2）
主变后备保护（F35）
F35-H03-HCH-F8F-H6C-M8F-P6D-U6D-WXX
台
1
GE公司
（3）
110KV间隔控制器（C30）
C30-H03-HCH-F6D-H6C-M6D-P6C-U6D-WXX
台
1
GE公司
（4）
10KV出线保护（F650）
F650-B-F-B-F-1-G-0-HI-C-6
台
10
GE公司
（5）
10KV母线保护（B90）
B90-N04-HCH-F8H-H6C-L8H-NXX-S8H-UXX-WXX
台
2
GE公司
（6）
10KV母联保护（F650）
F650-B-F-B-F-1-G-0-HI-C-6
台
3
GE公司
（7）
PT切换装置
YQX-23JN
台
1
XX公司
（8）
变压器本体保护装置
LDS-336
套
1
XX公司
（9）
110KV站监控保护柜
PK-20
套
2
XX公司
二、
备品备件
（1）
馈线保护装置（F650）
F650-B-F-B-F-1-G-0-HI-C-6
台
1
GE公司
（2）
UR模块（6D）
提供16个开入。
块
2
GE公司
（3）
UR模块（6C）
提供8个开出。
块
2
GE公司
三、
技术服务费
（1）
试验和验收（6人×2周）
人次
12
按技术协议
（2）
现场安装督导、调试、试运行
人次
4
（3）
系统技术服务
升级会员 