遠渡

       據國調80號文要求:繼電保護及二次設備的運行信息和故障錄波信息分別上傳至智能化調度的Ⅰ區和Ⅱ區,并能實現分析當前運行狀態,提前發現薄弱環節和故障設備,預防電力系統事故的發生。

       TX-8000二次設備在線監測與分析裝置是陜西四騰科技設備有限公司以先進的計算機及網絡技術為基礎,結合電網的實際需求,為電網的安全、經濟運行提供二次設備在線監測與分析,實現變電站故障錄波及保護信息智能管理,集錄波裝置和繼電保護故障信息管理功能于一身,并進行功能融合與提升,實現智能上傳,嚴格滿足國調80號文對二次設備在線監測的要求。成為變電站一二次設備安全可靠運行管理的有力工具。適用于網、省、地等各級電力公司的特高壓、超高壓、高壓及低壓等各種類型電壓等級的變電站。

系統示意圖

主要特點

  • 系統極具開放性,功能拓展性好、配置靈活,提供了從數據采集、傳輸直至故障分析的電力系統故障信息的完整解決方案。
  • 系統的設計基于已成為國際標準的面向對象建模語言UML,采用先進的開發技術,核心服務模塊支持在Windows、LINUX/UNIX上跨平臺運行。
  • 具有良好的兼容性,可實現對所有國內外電力保護設備的接入以及規約轉換。
  • 提供完備的外部系統接口,通道上支持RS232/485/422、以太網及電力專線等多種通訊方式,軟件上支持與國內所有廠家故障信息系統主站及大部分廠家站內自動化系統(SCADA)進行通訊并交換數據。
  • 提供完備的外部系統接口,通道上支持RS232/485/422、以太網及電力專線等多種通訊方式,軟件上支持與國內所有廠家故障信息系統主站及大部分廠家站內自動化系統(SCADA)進行通訊并交換數據。
  • 系統采用模塊化設計,最大程度的保證信息傳輸的有效性,完整性及安全性;
  • 對基于IEC61850標準的新一代變電站自動化通信平臺進行全面支持。
系統結構圖

系統主要功能

  • 監視子站系統所連接的裝置的運行工況及裝置與子站系統的通信狀態,監視與主站系統的通信狀態;
  • 完整地接收并保存子站系統所連接的裝置在電網發生故障時的動作、告警、開關量變位以及保護、錄波器產生的故障錄波信息;
  • 通過維護工作站可以實現對子站所連裝置的定值、模擬量、開關量、軟壓板以及歷史錄波等信息的召喚查看;
  • 支持響應主站系統召喚,將子站系統的配置信息傳送到主站系統;能夠根據主站系統的信息調用命令上送子站系統詳細的信息,也可根據主站的命令訪問連接到子站系統上的各個裝置;
  • 可對保護裝置和故障錄波器的動作信息進行智能化處理,包括信息過濾,信息分類及存儲;
  • 可以向站內自動化系統(監控系統)傳送保護裝置動作相關信息;
  • 子站維護工作站支持以圖形化方式顯示子站系統信息,并提供友好的人機交互界面;

主要設備清單

         
裝置名稱 型號 數量 單位 備注
通信屏體 TX-8000-G 1  
二次設備在線監測與分析裝置 TX-8000 2  
工業以太網交換機 TX-8000-L 3  
屏體附件        
變電站智能綜合監測子站硬件上由采集單元和管理單元組成;軟件功能上包括報文記錄子系統、暫態錄波子系統、在線監測子系統、管理與分析子系統。

一、報文記錄子系統

配置不少于1TB的存儲器,直接接入到變電站的過程層網絡交換機中,接收來自過程層網絡的所有報文(主要包括SMV、GOOSE、GMRP、PTP等),并對這些報文進行實時解碼分析和存儲,在實時解碼分析時檢查如丟幀、錯序、失步、超時、中斷、無效編碼、流量突變等各類異常狀態,并實時給出異常事件告警。原始報文數據可根據事件標簽在管理界面上隨時調閱和分析。該系統還可以對SMV和GOOSE報文的數據進行同步組合整理和打包,轉發給暫態錄波子系統。接收并記錄來自站控層網絡的所有原始報文(主要包括MMS報文),管理軟件可根據時間標簽隨時調取原始報文數據進行報文序列分析。

二、暫態錄波子系統

配置不少于160GB的存儲器,接收來自過程層報文記錄子系統及模擬采集單元的經過同步組合和整理的數據包,根據預先設置的啟動定值判據實現暫態錄波啟動功能,以COMTRADE格式輸出暫態錄波數據,數據中包含采樣值的波形和開關量/GOOSE狀態信息的波形,并可給出一次系統故障分析報告、保護動作行為分析報告和測距結果。管理系統可以對這些數據進行測距計算、阻抗分析、諧波分析、功率分析等高級應用。

三、在線監測子系統

接入變電站一二次設備在線監測信息,以及環境溫濕度傳感器信息,實現在線監測系統及變電站大數據接入功能。

四、管理與分析子系統

運行在Linux系統上,提供不少于500GB的就地存儲空間,實現就地的人機交互管理界面,可以調取報文記錄子系統、暫態錄波子系統,以及所連接的裝置的運行工況、通信狀態,接收并保存所連接的裝置在電網發生故障時的動作信息,包括保護裝置動作后產生的事件信息和故障錄波報告。以及本地記錄的各類原始報文數據和暫態故障錄波數據,實現兩類數據綜合智能分析功能,并提供就地實時告警。

完整地接收并保存子站系統所連接的裝置在電網發生故障時的動作信息,包括保護裝置動作后產生的事件信息和故障錄波報告。 可響應主站系統召喚,將子站系統的配置信息傳送到主站系統。能夠根據主站系統的信息調用命令上送子站系統詳細的信息,也可根據主站的命令訪問連接到子站系統上的各個裝置。

參照《繼電保護故障信息處理系統技術規范》向主站傳送信息,并保證傳送的信息內容與對應的接入設備內信息內容保持一致。可與OPEN3000/D5000系統實現智能化接入。

五、采集單元

5.1數據采集和記錄

具備交直流模擬量和開關量的接入,以及數據報文(SV、GOOSE)采集與記錄功能,支持混合接入。數據記錄滿足先入先出的循環覆蓋原則,并滿足以下性能要求:

1) 連續記錄時間:≥7天,其中SV的記錄時間≥3天(平均流量≤200Mbps);

2) 捕獲時間分辨率:≤1μs;

3) 單接口的數據接入能力:≥100Mbps;(包含網絡物理開銷,如幀間隙、前導碼和CRC檢驗碼)

4) 長期穩定工作時的最大數據接入能力:≥400Mbps。(包含網絡物理開銷,如幀間隙、前導碼和CRC檢驗碼)。

5.2在線監測信息接入

接入變電站一二次設備在線監測信息,以及環境溫濕度傳感器信息,實現在線監測系統及變電站大數據接入功能。

六、報文解析

6.1 總體要求

a) 對通信過程的所有層級報文進行在線解析,能夠識別網絡、協議、應用數據等的異常現象,并能監視網絡流量、模型一致性等;

b) 解析的協議包含傳輸協議集(T-PROFILES,如TCP、UDP、IP、GMRP等)和應用協議集(A-PROFILES,如SV、GOOSE、MMS、NTP、DL/T634.5104等,并可擴展)。

c) 長期穩定工作時的最大報文解析能力:≥400Mbps。(其中站控層報文所占比例不大于10%)

6.2 協議異常

各種協議和流量的解析項及其判據見本規范附錄A。協議解析包括協議報文的解析和通信上下文環境的分析,協議解析的基本對象是通信鏈路,以下為相關通信鏈路的標識:

a) MMS通信鏈路:以進行通信的兩個通信終端的IP地址對來標識,IP地址對不分先后順序,如A地址與B地址同B地址與A地址,是同一個MMS通信鏈路;

b) DL/T634.5104通信鏈路:同MMS通信鏈路;

c) GOOSE通信鏈路:以APPID來標識,相同APPID為同一個GOOSE通信鏈路;

d) SV通信鏈路:以APPID來標識,相同APPID為同一個SV通信鏈路。

6.3 網絡異常

a) 能監視采集接口的流量異常情況,包括流量的突增、突減和越限,突增、突減的閾值和限值應可設定,突增和突減的閾值默認為接口上一時間段平均流量的10%,限值默認為50Mbps;

b) 能監視TCP會話異常,當同一通信鏈路上某一應用端口號同時存在的連接數量大于或等于設定的閾值時應告警,閾值默認為3。

6.4 應用數據異常

a) 能監視遙控過程,包括遠動的遙控過程的操作點號、時間和值,MMS的遙控過程的對象名稱、時間和值;

b) 能對所選擇的站控層MMS協議和遠動DL/T634.5104協議的遙測數據進行持續監視,當任一被監視的遙測數據在設置的時限范圍內未刷新時進行告警,時限范圍默認為15分鐘;

6.5 解析結果分類

a) 解析結果分為 “狀態”、“事件”和“統計” 三類;

b) “狀態”類用于表述被監測的對象通信或應用的某類狀態,在其狀態發生改變時報告,其值的定義和判據見本規范附錄A;

c) “事件”類用于表述被監測的對象發生變化或告警,在其出現時立即報告,其值的定義和判據見本規范附錄A;

d) “統計”類用于表述被監測的對象在統計周期內發生變化的次數,其定義和判據見本規范附錄A,“統計”類應在統計周期結束時報告并清零重新計數,統計周期應可設定,默認為60秒。

6.6 采集單元輸出

采集單元支持與管理單元進行信息交互,交互信息包括記錄文件、自檢信息、解析結果和參數配置;信息交互采用可靠的通信方式,采用TCP/IP方式。

七、管理單元

管理單元具備就地分析功能并能就地顯示分析結果。

7.1數據匯集

a) 能匯集并存儲各個采集單元的解析結果,“狀態”和“事件”類的存儲時間≥7天,“統計”類的存儲時間≥3天;

b) 支持記錄文件的召喚,單個記錄文件的召喚響應時間≤1分鐘。

7.2記錄文件分析

具備記錄文件分析功能,其分析項應不少于采集單元的報文解析功能的分析項。支持報文過濾、報文查詢、報文顯示、報文統計、模型與通信匹配、SV數據分析、ACSI映射等。

7.3觸發數據的記錄

當電網或機組有大擾動時,裝置自動啟動,進入觸發記錄過程。啟動判據包括: a) 電壓突變啟動

b) 電壓越限啟動

c) 負序電壓越限啟動

d) 零序電壓越限啟動

e) 諧波電壓啟動

f) 電流突變啟動

g) 電流越限啟動

h) 負序電流越限啟動

i) 零序電流越限啟動

j) 頻率越限啟動

k) 逆功率啟動

l) 過勵磁啟動

m) 直流電壓突變啟動

n) 直流電流突變啟動

o) 開關量變位啟動

p) 手動、遠方啟動

7.5非周期分量的記錄性能準確度

非周期分量衰減時間常數為0.1s,裝置所記錄的測量誤差不大于5.0%。

7.6諧波分析能力

裝置具備對25次及以下諧波的分析功能。

7.8SCD模型一致性監視

支持對通信過程的合法性進行監視,至少能檢測出以下異常:

a) SCD文件中已配置的通信過程,但在實際中缺失;

b)SCD文件中未配置的通信過程,但在實際中出現。

八、統計與展示

裝置對通信過程進行在線分析時,應以通信鏈路為單位進行,分析結論應掛載于通信鏈路。通信鏈路的定義或標識應能反映變電站內實際通信過程,并能與實際IED設備相對應。

包括諧波分析、序分量分析、矢量分析、頻率分析、功率分析(有功、無功、功率因數)、阻抗分析、非周期分量分析、GOOSE信息展示、SV信息展示、MMS信息展示、DL/T634.5104信息展示、裝置自檢信息展示、網絡流量信息展示、通信回路展示等。

九、保護信息管理功能

a) 監視子站系統所連接的裝置的運行工況及裝置與子站系統的通信狀態,監視與主站系統的通信狀態。

b) 完整地接收并保存子站系統所連接的裝置在電網發生故障時的動作信息,包括保護裝置動作后產生的事件信息和故障錄波報告。

c) 可對保護裝置和故障錄波器的動作信息進行綜合智能分析。

d) 可響應主站系統召喚,將子站系統的配置信息傳送到主站系統。能夠根據主站系統的信息調用命令上送子站系統詳細的信息,也可根據主站的命令訪問連接到子站系統上的各個裝置。

e) 可對保護裝置和故障錄波器的動作信息進行智能化處理,包括信息過濾,信息分類及存儲。

f) 參照《繼電保護故障信息處理系統技術規范》向主站傳送信息,并保證傳送的信息內容與對應的接入設備內信息內容保持一致。可與OPEN3000/D5000系統實現智能化接入。

g) 能以圖形化方式顯示子站系統信息,并提供友好的人機交互界面。

十、在線監測信息展示及大數據轉發

接入變電站一二次設備在線監測信息,以及環境溫濕度傳感器數據,實現在線監測信息本地展示,并通過調度數據網向主站發送變電站大數據內容。

十一、輸出

裝置能輸出cap格式數據文件,并支持與變電站一體化監控系統通信。可響應主站系統召喚,將子站系統的配置信息傳送到主站系統。能夠根據主站系統的信息調用命令上送子站系統詳細的信息,并保證傳送的信息內容與對應的接入設備內信息內容保持一致,也可根據主站的命令訪問連接到子站系統上的各個裝置。

十二、配置管理

a) 具有配置界面,實現對管理單元和采集單元的所有參數的集中配置,支持配置參數的讀取、編輯和下裝;

b) 支持導入SCD文件,并依據規范生成裝置的CID文件。

十三、用戶權限管理

具備多用戶本地及遠程操作權限管理功能。

十四、對時

裝置同步對時誤差不超過1μs,守時誤差不超過1ms/h。

一、報文接入能力

1) 不少于64路模擬量信號、128路開關量信號;

2) 接入的MU個數不少于24臺,經挑選的SV通道數不少于128路;GOOSE控制塊不少于64個,經挑選的GOOSE信號不少于512路。

二、存儲能力

1) 寫盤速度:30MB/S。

2) 存儲空間:報文記錄系統不少于1TB;暫態錄波系統不少于160GB。

三、抗干擾能力

1) 能承受GB/T14598.9規定的嚴酷等級為VI級的輻射電磁場干擾。

2) 能承受GB/T14598.10規定的嚴酷等級為VI級的快速瞬變干擾。

3) 能承受GB/T14598.13規定的嚴酷等級為VI級的脈沖群干擾。

4) 能承受GB/T14598.14規定的嚴酷等級為VI級的靜電放電干擾。

四、時鐘及同步精度

1) 具有IRIG-B碼、PTP對時功能。

2) 同步時鐘精度≤1μs。

3) 裝置自身時鐘精度24h,誤差≤±24ms。

五、供電電源

1) 交流電源

額定電壓:單相220V,允許偏差-20%~+15%,頻率50Hz,允許偏差±3Hz。

2) 直流電源

額定電壓:220V或110V,允許偏差-20%~+15%,紋波系數:≤5%。

六、數據記錄

報文記錄單元采用原始報文加實時分析標記方式記錄,實時分析標記包括裝置接收到報文的微秒級時標和對報文實時分析的結果。所有報文均可轉換成PCAP格式輸出,與其他報文分析軟件共享數據;采樣值報文還可輸出成Excel可讀的csv格式或標準COMTRADE(1999)格式。

暫態錄波單元采用A-B-C段記錄方式,各時段記錄時間可調,最高采樣頻率依賴于MU的輸出采樣率。波形文件自動輸出為COMTRADE(1999)格式。

七、保護信息包含內容

1)遙信、遙測、遙控信息

2)故障信息

3)遠方定值操作

4) 保護遠方復歸

5)遠方定值區切換

八、參數整定方式

1) 在線修改:裝置在線運行時,可直接修改運行定值及參數。

2) 遠傳修改:上級管理部門可通過遠傳修改。

九暫態錄波測距精度

金屬性短路優于2%。

十、暫態錄波記錄電量種類

可記錄電流、電壓、頻率、正序、負序、零序、高頻、開關和長期振蕩時的電壓、電流。

十一、暫態故障錄波單元啟動指標

除高頻信號外,所有信號均可作為起動量并可起動錄波。

起動方式、起動精度、錄波數據采樣及記錄方式、不定長錄波的實現、特殊記錄方式、時間標簽、裝置容量、通信、裝置自身時鐘精度及時鐘同步精度等均需滿足或優于DL/T553-94、DT/L 663-1999的要求。

交流電壓
名稱 單位 整定范圍 出廠推薦值 備注
相電壓突變量啟動 V (3%~20%)Un 8%Un  
相電壓高越限啟動 V (105%~130%)Un 115%Un  
相電壓低越限啟動 V 80%Un~95%Un 90%Un  
零序電壓突變量啟動 V (3%~20%)3U0n 8%(3U0n) 開口三角電壓
零序電壓高越限啟動 V (1%~20%)3U0n 10%3U0n 開口三角電壓
電壓正序高越限啟動 V (105%~130%)Un 115%Un  
電壓正序低越限啟動 V 80%Un~95%Un 0.90%Un  
電壓負序越限啟動 V (3%~20%)Un 8%Un  
自產零序電壓越限啟動 V 3×(1%~20%)Un 3×10%Un 自產3U0
自產零序電壓突變啟動 V 3×(3%~20%)Un 3×8%(3U0n) 自產3U0
電壓3次諧波越限啟動   1%~100% 30%基波有效值  

交流電流
名稱 單位 整定范圍 出廠推薦值 備注
相電壓突變量啟動 A 2%In~30%In 8%In  
相電壓高越限啟動 A (50%~130%)In 110%In  
相電流1.5秒內電流變差啟動 A 5%~100% 20%  
零序電流突變量啟動 A 2%In~30%In 8%In
零序電流高越限啟動 A 2%In~30%In 10%In
零序電流1.5秒內電流變差啟動 % 5%~100% 20%  
電流負序越限啟動 A 2%In~30%In 10%In  
自產零序電流越限啟動 A 3×(2%In~30%)In 3×10%In 自產3I0
自產零序電流越限啟動 A 3×(2%In~30%)In 3×8%In 自產3I0

直流通道
名稱 單位 整定范圍 出廠推薦值 備注
直流突變量啟動 V (5%~40%)Zn 20%Udn  
直流高越限啟動 V (50%~130%)In 120%Udn  
直流低越限啟動 V 5%~100% 80%Udn  

開關量
名稱 單位 整定范圍 出廠推薦值 備注
開關量 判啟動  

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