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  • 远渡

           据国调80号文要求:继电?;ぜ岸紊璞傅脑诵行畔⒑凸收下疾ㄐ畔⒎直鹕洗林悄芑鞫鹊蘑袂廷蚯?,并能实现分析当前运行状态,提前发现薄弱环节和故障设备,预防电力系统事故的发生。

           TX-8000二次设备在线监测与分析装置是陕西四腾科技设备有限公司以先进的计算机及网络技术为基础,结合电网的实际需求,为电网的安全、经济运行提供二次设备在线监测与分析,实现变电站故障录波及?;ば畔⒅悄芄芾?,集录波装置和继电?;す收闲畔⒐芾砉δ苡谝簧?,并进行功能融合与提升,实现智能上传,严格满足国调80号文对二次设备在线监测的要求。成为变电站一二次设备安全可靠运行管理的有力工具。适用于网、省、地等各级电力公司的特高压、超高压、高压及低压等各种类型电压等级的变电站。

    系统示意图

    主要特点

    • 系统极具开放性,功能拓展性好、配置灵活,提供了从数据采集、传输直至故障分析的电力系统故障信息的完整解决方案。
    • 系统的设计基于已成为国际标准的面向对象建模语言UML,采用先进的开发技术,核心服务??橹С衷赪indows、LINUX/UNIX上跨平台运行。
    • 具有良好的兼容性,可实现对所有国内外电力?;ど璞傅慕尤胍约肮嬖甲?。
    • 提供完备的外部系统接口,通道上支持RS232/485/422、以太网及电力专线等多种通讯方式,软件上支持与国内所有厂家故障信息系统主站及大部分厂家站内自动化系统(SCADA)进行通讯并交换数据。
    • 提供完备的外部系统接口,通道上支持RS232/485/422、以太网及电力专线等多种通讯方式,软件上支持与国内所有厂家故障信息系统主站及大部分厂家站内自动化系统(SCADA)进行通讯并交换数据。
    • 系统采用??榛杓?,最大程度的保证信息传输的有效性,完整性及安全性;
    • 对基于IEC61850标准的新一代变电站自动化通信平台进行全面支持。
    系统结构图

    系统主要功能

    • 监视子站系统所连接的装置的运行工况及装置与子站系统的通信状态,监视与主站系统的通信状态;
    • 完整地接收并保存子站系统所连接的装置在电网发生故障时的动作、告警、开关量变位以及?;?、录波器产生的故障录波信息;
    • 通过维护工作站可以实现对子站所连装置的定值、模拟量、开关量、软压板以及历史录波等信息的召唤查看;
    • 支持响应主站系统召唤,将子站系统的配置信息传送到主站系统;能够根据主站系统的信息调用命令上送子站系统详细的信息,也可根据主站的命令访问连接到子站系统上的各个装置;
    • 可对?;ぷ爸煤凸收下疾ㄆ鞯亩餍畔⒔兄悄芑?,包括信息过滤,信息分类及存储;
    • 可以向站内自动化系统(监控系统)传送?;ぷ爸枚飨喙匦畔?
    • 子站维护工作站支持以图形化方式显示子站系统信息,并提供友好的人机交互界面;

    主要设备清单

             
    装置名称 型号 数量 单位 备注
    通信屏体 TX-8000-G 1  
    二次设备在线监测与分析装置 TX-8000 2  
    工业以太网交换机 TX-8000-L 3  
    屏体附件        
    变电站智能综合监测子站硬件上由采集单元和管理单元组成;软件功能上包括报文记录子系统、暂态录波子系统、在线监测子系统、管理与分析子系统。

    一、报文记录子系统

    配置不少于1TB的存储器,直接接入到变电站的过程层网络交换机中,接收来自过程层网络的所有报文(主要包括SMV、GOOSE、GMRP、PTP等),并对这些报文进行实时解码分析和存储,在实时解码分析时检查如丢帧、错序、失步、超时、中断、无效编码、流量突变等各类异常状态,并实时给出异常事件告警。原始报文数据可根据事件标签在管理界面上随时调阅和分析。该系统还可以对SMV和GOOSE报文的数据进行同步组合整理和打包,转发给暂态录波子系统。接收并记录来自站控层网络的所有原始报文(主要包括MMS报文),管理软件可根据时间标签随时调取原始报文数据进行报文序列分析。

    二、暂态录波子系统

    配置不少于160GB的存储器,接收来自过程层报文记录子系统及模拟采集单元的经过同步组合和整理的数据包,根据预先设置的启动定值判据实现暂态录波启动功能,以COMTRADE格式输出暂态录波数据,数据中包含采样值的波形和开关量/GOOSE状态信息的波形,并可给出一次系统故障分析报告、?;ざ餍形治霰ǜ婧筒饩嘟峁?。管理系统可以对这些数据进行测距计算、阻抗分析、谐波分析、功率分析等高级应用。

    三、在线监测子系统

    接入变电站一二次设备在线监测信息,以及环境温湿度传感器信息,实现在线监测系统及变电站大数据接入功能。

    四、管理与分析子系统

    运行在Linux系统上,提供不少于500GB的就地存储空间,实现就地的人机交互管理界面,可以调取报文记录子系统、暂态录波子系统,以及所连接的装置的运行工况、通信状态,接收并保存所连接的装置在电网发生故障时的动作信息,包括?;ぷ爸枚骱蟛氖录畔⒑凸收下疾ūǜ?。以及本地记录的各类原始报文数据和暂态故障录波数据,实现两类数据综合智能分析功能,并提供就地实时告警。

    完整地接收并保存子站系统所连接的装置在电网发生故障时的动作信息,包括?;ぷ爸枚骱蟛氖录畔⒑凸收下疾ūǜ?。 可响应主站系统召唤,将子站系统的配置信息传送到主站系统。能够根据主站系统的信息调用命令上送子站系统详细的信息,也可根据主站的命令访问连接到子站系统上的各个装置。

    参照《继电?;す收闲畔⒋硐低臣际豕娣丁废蛑髡敬托畔?,并保证传送的信息内容与对应的接入设备内信息内容保持一致??捎隣PEN3000/D5000系统实现智能化接入。

    五、采集单元

    5.1数据采集和记录

    具备交直流模拟量和开关量的接入,以及数据报文(SV、GOOSE)采集与记录功能,支持混合接入。数据记录满足先入先出的循环覆盖原则,并满足以下性能要求:

    1) 连续记录时间:≥7天,其中SV的记录时间≥3天(平均流量≤200Mbps);

    2) 捕获时间分辨率:≤1μs;

    3) 单接口的数据接入能力:≥100Mbps;(包含网络物理开销,如帧间隙、前导码和CRC检验码)

    4) 长期稳定工作时的最大数据接入能力:≥400Mbps。(包含网络物理开销,如帧间隙、前导码和CRC检验码)。

    5.2在线监测信息接入

    接入变电站一二次设备在线监测信息,以及环境温湿度传感器信息,实现在线监测系统及变电站大数据接入功能。

    六、报文解析

    6.1 总体要求

    a) 对通信过程的所有层级报文进行在线解析,能够识别网络、协议、应用数据等的异常现象,并能监视网络流量、模型一致性等;

    b) 解析的协议包含传输协议集(T-PROFILES,如TCP、UDP、IP、GMRP等)和应用协议集(A-PROFILES,如SV、GOOSE、MMS、NTP、DL/T634.5104等,并可扩展)。

    c) 长期稳定工作时的最大报文解析能力:≥400Mbps。(其中站控层报文所占比例不大于10%)

    6.2 协议异常

    各种协议和流量的解析项及其判据见本规范附录A。协议解析包括协议报文的解析和通信上下文环境的分析,协议解析的基本对象是通信链路,以下为相关通信链路的标识:

    a) MMS通信链路:以进行通信的两个通信终端的IP地址对来标识,IP地址对不分先后顺序,如A地址与B地址同B地址与A地址,是同一个MMS通信链路;

    b) DL/T634.5104通信链路:同MMS通信链路;

    c) GOOSE通信链路:以APPID来标识,相同APPID为同一个GOOSE通信链路;

    d) SV通信链路:以APPID来标识,相同APPID为同一个SV通信链路。

    6.3 网络异常

    a) 能监视采集接口的流量异常情况,包括流量的突增、突减和越限,突增、突减的阈值和限值应可设定,突增和突减的阈值默认为接口上一时间段平均流量的10%,限值默认为50Mbps;

    b) 能监视TCP会话异常,当同一通信链路上某一应用端口号同时存在的连接数量大于或等于设定的阈值时应告警,阈值默认为3。

    6.4 应用数据异常

    a) 能监视??毓?,包括远动的??毓痰牟僮鞯愫?、时间和值,MMS的??毓痰亩韵竺?、时间和值;

    b) 能对所选择的站控层MMS协议和远动DL/T634.5104协议的遥测数据进行持续监视,当任一被监视的遥测数据在设置的时限范围内未刷新时进行告警,时限范围默认为15分钟;

    6.5 解析结果分类

    a) 解析结果分为 “状态”、“事件”和“统计” 三类;

    b) “状态”类用于表述被监测的对象通信或应用的某类状态,在其状态发生改变时报告,其值的定义和判据见本规范附录A;

    c) “事件”类用于表述被监测的对象发生变化或告警,在其出现时立即报告,其值的定义和判据见本规范附录A;

    d) “统计”类用于表述被监测的对象在统计周期内发生变化的次数,其定义和判据见本规范附录A,“统计”类应在统计周期结束时报告并清零重新计数,统计周期应可设定,默认为60秒。

    6.6 采集单元输出

    采集单元支持与管理单元进行信息交互,交互信息包括记录文件、自检信息、解析结果和参数配置;信息交互采用可靠的通信方式,采用TCP/IP方式。

    七、管理单元

    管理单元具备就地分析功能并能就地显示分析结果。

    7.1数据汇集

    a) 能汇集并存储各个采集单元的解析结果,“状态”和“事件”类的存储时间≥7天,“统计”类的存储时间≥3天;

    b) 支持记录文件的召唤,单个记录文件的召唤响应时间≤1分钟。

    7.2记录文件分析

    具备记录文件分析功能,其分析项应不少于采集单元的报文解析功能的分析项。支持报文过滤、报文查询、报文显示、报文统计、模型与通信匹配、SV数据分析、ACSI映射等。

    7.3触发数据的记录

    当电网或机组有大扰动时,装置自动启动,进入触发记录过程。启动判据包括: a) 电压突变启动

    b) 电压越限启动

    c) 负序电压越限启动

    d) 零序电压越限启动

    e) 谐波电压启动

    f) 电流突变启动

    g) 电流越限启动

    h) 负序电流越限启动

    i) 零序电流越限启动

    j) 频率越限启动

    k) 逆功率启动

    l) 过励磁启动

    m) 直流电压突变启动

    n) 直流电流突变启动

    o) 开关量变位启动

    p) 手动、远方启动

    7.5非周期分量的记录性能准确度

    非周期分量衰减时间常数为0.1s,装置所记录的测量误差不大于5.0%。

    7.6谐波分析能力

    装置具备对25次及以下谐波的分析功能。

    7.8SCD模型一致性监视

    支持对通信过程的合法性进行监视,至少能检测出以下异常:

    a) SCD文件中已配置的通信过程,但在实际中缺失;

    b)SCD文件中未配置的通信过程,但在实际中出现。

    八、统计与展示

    装置对通信过程进行在线分析时,应以通信链路为单位进行,分析结论应挂载于通信链路。通信链路的定义或标识应能反映变电站内实际通信过程,并能与实际IED设备相对应。

    包括谐波分析、序分量分析、矢量分析、频率分析、功率分析(有功、无功、功率因数)、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、装置自检信息展示、网络流量信息展示、通信回路展示等。

    九、?;ば畔⒐芾砉δ?/h4>

    a) 监视子站系统所连接的装置的运行工况及装置与子站系统的通信状态,监视与主站系统的通信状态。

    b) 完整地接收并保存子站系统所连接的装置在电网发生故障时的动作信息,包括?;ぷ爸枚骱蟛氖录畔⒑凸收下疾ūǜ?。

    c) 可对?;ぷ爸煤凸收下疾ㄆ鞯亩餍畔⒔凶酆现悄芊治?。

    d) 可响应主站系统召唤,将子站系统的配置信息传送到主站系统。能够根据主站系统的信息调用命令上送子站系统详细的信息,也可根据主站的命令访问连接到子站系统上的各个装置。

    e) 可对?;ぷ爸煤凸收下疾ㄆ鞯亩餍畔⒔兄悄芑?,包括信息过滤,信息分类及存储。

    f) 参照《继电?;す收闲畔⒋硐低臣际豕娣丁废蛑髡敬托畔?,并保证传送的信息内容与对应的接入设备内信息内容保持一致??捎隣PEN3000/D5000系统实现智能化接入。

    g) 能以图形化方式显示子站系统信息,并提供友好的人机交互界面。

    十、在线监测信息展示及大数据转发

    接入变电站一二次设备在线监测信息,以及环境温湿度传感器数据,实现在线监测信息本地展示,并通过调度数据网向主站发送变电站大数据内容。

    十一、输出

    装置能输出cap格式数据文件,并支持与变电站一体化监控系统通信??上煊χ髡鞠低痴倩?,将子站系统的配置信息传送到主站系统。能够根据主站系统的信息调用命令上送子站系统详细的信息,并保证传送的信息内容与对应的接入设备内信息内容保持一致,也可根据主站的命令访问连接到子站系统上的各个装置。

    十二、配置管理

    a) 具有配置界面,实现对管理单元和采集单元的所有参数的集中配置,支持配置参数的读取、编辑和下装;

    b) 支持导入SCD文件,并依据规范生成装置的CID文件。

    十三、用户权限管理

    具备多用户本地及远程操作权限管理功能。

    十四、对时

    装置同步对时误差不超过1μs,守时误差不超过1ms/h。

    一、报文接入能力

    1) 不少于64路模拟量信号、128路开关量信号;

    2) 接入的MU个数不少于24台,经挑选的SV通道数不少于128路;GOOSE控制块不少于64个,经挑选的GOOSE信号不少于512路。

    二、存储能力

    1) 写盘速度:30MB/S。

    2) 存储空间:报文记录系统不少于1TB;暂态录波系统不少于160GB。

    三、抗干扰能力

    1) 能承受GB/T14598.9规定的严酷等级为VI级的辐射电磁场干扰。

    2) 能承受GB/T14598.10规定的严酷等级为VI级的快速瞬变干扰。

    3) 能承受GB/T14598.13规定的严酷等级为VI级的脉冲群干扰。

    4) 能承受GB/T14598.14规定的严酷等级为VI级的静电放电干扰。

    四、时钟及同步精度

    1) 具有IRIG-B码、PTP对时功能。

    2) 同步时钟精度≤1μs。

    3) 装置自身时钟精度24h,误差≤±24ms。

    五、供电电源

    1) 交流电源

    额定电压:单相220V,允许偏差-20%~+15%,频率50Hz,允许偏差±3Hz。

    2) 直流电源

    额定电压:220V或110V,允许偏差-20%~+15%,纹波系数:≤5%。

    六、数据记录

    报文记录单元采用原始报文加实时分析标记方式记录,实时分析标记包括装置接收到报文的微秒级时标和对报文实时分析的结果。所有报文均可转换成PCAP格式输出,与其他报文分析软件共享数据;采样值报文还可输出成Excel可读的csv格式或标准COMTRADE(1999)格式。

    暂态录波单元采用A-B-C段记录方式,各时段记录时间可调,最高采样频率依赖于MU的输出采样率。波形文件自动输出为COMTRADE(1999)格式。

    七、?;ば畔谌?/h4>

    1)遥信、遥测、??匦畔?/p>

    2)故障信息

    3)远方定值操作

    4) ?;ぴ斗礁垂?/p>

    5)远方定值区切换

    八、参数整定方式

    1) 在线修改:装置在线运行时,可直接修改运行定值及参数。

    2) 远传修改:上级管理部门可通过远传修改。

    九暂态录波测距精度

    金属性短路优于2%。

    十、暂态录波记录电量种类

    可记录电流、电压、频率、正序、负序、零序、高频、开关和长期振荡时的电压、电流。

    十一、暂态故障录波单元启动指标

    除高频信号外,所有信号均可作为起动量并可起动录波。

    起动方式、起动精度、录波数据采样及记录方式、不定长录波的实现、特殊记录方式、时间标签、装置容量、通信、装置自身时钟精度及时钟同步精度等均需满足或优于DL/T553-94、DT/L 663-1999的要求。

    交流电压
    名称 单位 整定范围 出厂推荐值 备注
    相电压突变量启动 V (3%~20%)Un 8%Un  
    相电压高越限启动 V (105%~130%)Un 115%Un  
    相电压低越限启动 V 80%Un~95%Un 90%Un  
    零序电压突变量启动 V (3%~20%)3U0n 8%(3U0n) 开口三角电压
    零序电压高越限启动 V (1%~20%)3U0n 10%3U0n 开口三角电压
    电压正序高越限启动 V (105%~130%)Un 115%Un  
    电压正序低越限启动 V 80%Un~95%Un 0.90%Un  
    电压负序越限启动 V (3%~20%)Un 8%Un  
    自产零序电压越限启动 V 3×(1%~20%)Un 3×10%Un 自产3U0
    自产零序电压突变启动 V 3×(3%~20%)Un 3×8%(3U0n) 自产3U0
    电压3次谐波越限启动   1%~100% 30%基波有效值  

    交流电流
    名称 单位 整定范围 出厂推荐值 备注
    相电压突变量启动 A 2%In~30%In 8%In  
    相电压高越限启动 A (50%~130%)In 110%In  
    相电流1.5秒内电流变差启动 A 5%~100% 20%  
    零序电流突变量启动 A 2%In~30%In 8%In
    零序电流高越限启动 A 2%In~30%In 10%In
    零序电流1.5秒内电流变差启动 % 5%~100% 20%  
    电流负序越限启动 A 2%In~30%In 10%In  
    自产零序电流越限启动 A 3×(2%In~30%)In 3×10%In 自产3I0
    自产零序电流越限启动 A 3×(2%In~30%)In 3×8%In 自产3I0

    直流通道
    名称 单位 整定范围 出厂推荐值 备注
    直流突变量启动 V (5%~40%)Zn 20%Udn  
    直流高越限启动 V (50%~130%)In 120%Udn  
    直流低越限启动 V 5%~100% 80%Udn  

    开关量
    名称 单位 整定范围 出厂推荐值 备注
    开关量 判启动  

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