融冰装置技术说明书(控制保护部分)

1、 融冰装置技术说明书控制保护系统 西昌月城 变电站工程融冰装置技术说明书（第1部分）控制保护系统中电普瑞科技有限公司目 录前言1 控制保护系统整体配置2 技术指标2.1额定电气参数2.2环境大气条件2.3绝缘和耐湿热性能2.4电磁兼容性能2.5机械性能3 直流融冰调节控制原理3.1直流融冰调节控制功能实现4 直流融冰保护原理4.1交流过流保护4.2交流欠压保护4.3阀短路保护4.4 直流过流保护4.5 直流过压保护4.6 直流断线告警4.7 直流对地短路保护5 监控保护原理5.1 监控保护功能5.2监控保护原理5.2.1 阀请求跳闸保护5.2.2 断路器失灵监视6 硬件配置说明6.1 测量机箱

2、6.1.1功能与结构6.1.2测量机箱面板说明6.1.3测量机箱相关技术说明6.2 控制保护机箱6.2.1功能与结构6.2.2数据汇总单元6.2.3调节触发板6.2.4监控保护板6.2.5直流保护板6.2.6 录波板6.2.7回放板6.2.8电源板6.3 DI机箱6.3.1功能与结构6.3.2 DI机箱面板说明6.4 DO机箱6.4.1功能与结构6.4.2 DO机箱面板说明6.5 VBE阀基电子机箱6.5.1 功能与结构6.5.2 VBE机箱面板说明7 定值说明7.1直流保护定值列表7.2 调节单元定值列表7.2.1融冰调节参数7.2.2调节定角度8 通讯功能8.1概述8.2 融冰监控后台系统

3、8.2.1 融冰系统主界面8.2.2 遥测信息8.2.3 遥信信息8.2.4 直控量8.2.5 报表及历史报警信息8.2.6 软压板8.2.7 水冷系统信息9 TFR故障录波功能9.1概述9.2录波启动方式9.3 录波软件9.3.1 功能和组成9.3.2 使用说明10 维护使用说明10.1 测量机箱运行注意事项10.2 控制保护机箱运行注意事项10.2.1 运行注意事项10.2.2 巡视注意事项10.3 VBE机箱运行注意事项10.3.1 运行注意事项10.3.2 异常情况处理10.4 TFR录波软件使用注意事项10.5 启停融冰操作注意事项11 结束语附录附录1：控制保护屏柜正面图附录2：测

4、量机箱背板接线图附录3：测量机箱面板图附录4：控保机箱前面板图附录5：控保机箱背板接线图附录6：DI1 机箱背板接线图DI2 机箱背板接线图DI3 机箱背板接线图附录7：DI机箱前面板图附录8：DO机箱背板接线图附录9：DO机箱面板图附录10：VBE机箱背板接线图附录11：VBE机箱面板图附录12：网络结构框图附录13：融冰后台主接线界面图附录14：后台遥测界面图附录15：融冰后台遥信界面图附录16：压板直控命令界面图附录17：报文历史报警查询流程图附录18：水冷信息后台界面图 融冰装置技术说明书控制保护系统前言2008年月中旬，我国南方地区遭受了一场历史罕见的持续低温雨雪冰冻灾害。大部分地区

5、普降大到暴雪和冻雨，致使众多输电线路因严重覆冰而发生断线、倒塔。因这次冰灾引发的受灾地区长时间停电事故，严重影响了国民经济和日常生活。输电线路覆冰对电力系统乃至国民经济构成严重威胁，因此其防除冰问题备受关注。目前对输电线路实施除冰的方法有热力融冰、机械除冰等，其中热力融冰法因具除冰效率高、可操作性强等特点，近年来备受关注并获得实际应用。融冰装置的二次系统采用中电普瑞科技有限公司的融冰兼SVC控制保护系统，配置独立后台监控系统。在布置方式上，采用相对集中的方案，根据电气主设备最终规模，本融冰装置设1个继电保护小室，1个阀室和1个水冷室，三个小室相邻排列。对应于一次系统设备的保护装置及融冰控制系统

6、等布置于继电保护小室中。计算机监控系统的后台机、远动工作站接口设备等站控层设备布置在主控楼内的控制室内。在通讯方式上，为保证数据通讯的高容量、高可靠性，融冰监控后台与其控制保护系统的通讯采用10M/100M总线型以太网，网络配置为双网。为提高通讯的抗干扰性、实时性，装置底控层的各设备通讯主要采用工业现场总线CAN总线和光485/232通讯方式。在信息远传上，其控制保护系统通过信息转出设备（CSM320E）与站内监控通讯，由站内监控统一把需要远传的信息传给站内远动系统，由站内远动系统统一远传到各级调度，从而完成对整套装置的主要电气量和运行状态的的控制、监视。在GPS校时和五防上，本套装置具有接收

7、站内统一校时的功能。五防系统硬件由甲方提供,中电普瑞科技有限公司提供装置的五防操作逻辑，与配电装置设备的单元电气闭锁共同实现融冰兼SVC系统防误操作。1 控制保护系统整体配置 融冰控制系统主要由以下部分组成：数据采集部分、控制及调节部分、保护部分、人机接口、阀基电子、TFR故障录波、录波回放、站控等。图1-1 控制保护系统结构框图Ø 系统构成：融冰装置采用三层设备双层网形式，双层网为站控级双以太网和现场CAN总线网，整个系统分成站控层（主控室）、前置层（控制保护小室）以及间隔层。融冰监控系统完成对整个融冰装置设备的监测、控制及把信息传送到远动工作站等各种功能。Ø 站控层负责

8、融冰装置的集中监控，由1台系统服务器兼操作员工作站组成。布置在主控通信楼主控室内。采用四方CS2000(V2)系统，信息远传设备采用 CSM320E，负责通讯协议转换。Ø 前置层包括自主研发的录波、信息综合处理2个单元，现场总线CAN网。Ø 间隔层设备主要由控制保护系统及网络接口等设备组成，控保装置主要电气设备单元配置原则为：融冰控制保护配2面控制保护柜（控制一主一备，保护互为冗余）、测量柜1面、阀触发配置阀基电子柜1面。Ø 融冰装置控制系统完成对融冰装置的主要电气量和运行状态的测量、操作和运行状态的控制、主设备的监控保护等自动控制，而且还通过控制6脉动整流桥中的

9、晶闸管阀，实现对线路直流电流的调节。图1-2 直流融冰阀体连接原理图2 技术指标2.1额定电气参数表2-1 控制保护系统额定电气参数序号名称额定电气参数1直流电源220V，允许工作范围：（80110）额定直流电压2交流电压V (额定电压Un) Error! No bookmark name given.3交流电流5A4额定频率50Hz5过载能力交流电流回路2 倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10s；40倍额定电流，允许1s；交流电压回路1.2倍额定电压，连续工作；1.5倍额定电压，允许10s；6功率消耗直流回路正常时，不大于30W；跳闸时，不大于60W；交流电压回路不大于 1VA/相

10、（额定电压时）交流电流回路不大于 1VA/相（In5A时）不大于 0.3VA/相（In1A时）7状态量电平通信接口模件的输入状态量电平24VGPS对时脉冲输入电平24V开入模件输入状态量电平220V2.2环境大气条件表2-2 控制保护系统环境参数序号名称环境参数1正常工作大气条件环境温度：-5+45 （室内使用）；相对湿度：10%90%（产品内部既不凝露，也不结冰）；大气压力：66kPa110kPa；2正常试验大气条件环境温度：+15+35；相对湿度：45%75%；大气压力：86kPa106kPa；3贮存及运输的极限大气环境装置贮存、运输允许的环境条件为-25+55，相对湿度不大于85%，在不

11、施加任何激励量的条件下，不出现不可逆变化。2.3绝缘和耐湿热性能表2-3 控制保护系统绝缘和耐热性能序号绝缘试验项目试 验 结 果1绝缘电阻在正常试验大气条件下，用空载电压为直流500V的测试仪器测量所有导电回路与地之间的绝缘电阻不小于20M，无电气联系的各导电回路之间的绝缘电阻不小于20M。2介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V（通信回路输入端子为500V）历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。3冲击电压在正常试验大气条件下，装置的直流输入回路、交流输入回路、输出触点等各回路对地，以及

12、电气上无联系的各回路之间，能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击电压试验。当额定绝缘电压大于60V时，开路试验电压为5kV；当额定绝缘电压不大于60V时，开路试验电压1kV。4耐湿热性能装置能承受GB/T 2423.92001规定的恒定湿热试验。试验温度+40±2、相对湿度（93±3）%，试验时间为48h，在试验结束前2h内，用开路电压为直流500V的兆欧表，测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5M。2.4电磁兼容性能表2-4 控制保护系统电磁兼容性能序号电磁兼容试验项目试验结果1静电放电抗扰

13、度能承受GB/T 14598.14-1998中规定的静电放电抗干扰IV级试验2辐射电磁场抗扰度能承受GB/T 14598.9-2002中规定的辐射电磁场干扰度级试验3快速瞬变脉冲群抗扰度能承受GB/T 14598.10-1996中规定的快速瞬变抗扰度IV级试验41MHz脉冲群抗扰度能承受GB/T 14598.13-1998中规定的1MHz和100kHz脉冲群抗扰度级（共模2.5kV、差模2kV）试验，施加干扰期间，装置无误动或拒动现象。2.5机械性能表2-5 控制保护系统机械性能序号名称机械性能1机箱结构尺寸482.6mm×266mm×291mm（6U）；482.6mm&#

14、215;177mm×291mm(4U)；嵌入式安装；2振 动装置能承受GB/T 11287-2000中3.2.2规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验3冲 击装置能承受GB/T 145371993中4.2.2规定的严酷等级为I级的冲击耐久试验4碰 撞装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级的碰撞试验3 直流融冰调节控制原理直流融冰的调节控制基本原理是通过6脉动整流接线为110kV及以上交流线路提供直流融冰电源，利用直流短路电流在导线电阻中产生热量使覆冰融化。直流融冰电源可调节直流输出电压，对不同线径和长度的线路采用不同融冰电流，满足不同交流线路的融冰要求。

15、融冰装置对三相线路采用的融冰方式为：退出运行的线路，将三相并联通过三相线路的切换装置，来切换三相线路连接到整流装置，保证三相线路均衡融冰，切换过程中整流装置及开关的操作由手动来实现。这种融冰方式的特点是三相线路融冰程度均衡，不会产生三相导线的张力差并对杆塔造成影响。融冰装置针对不同交流线路，可自动选择不同融冰电流和融冰时间。3.1直流融冰调节控制功能实现融冰装置在正常工作情况下会出现启动融冰、停止融冰以及紧急停运三种调节状态。Ø 启动融冰按角度步长增量调节，根据直流输出电流实际测量值与最终目标参考设定值之间的差值大小，若超出死区范围，则根据设定的角度步长及步长时间定值t，每步长时间t

16、调节角度步长，进而逐步实现良好输出。Ø 停止融冰的启动是当到达已设置的融冰时间或通过后台直控命令下发停止融冰命令后，装置将自动停止融冰。停止融冰的流程为：（1） 按照设置步长时间t及角度步长，逐步增大触发角；（2） 当输出直流电流降至门槛值后，移相闭锁阀触发脉冲。Ø 融冰装置在故障状态、保护动作（或人工启动）后，都需经过紧急停运流程退出运行，与电网隔离；甚至与融冰线路隔离。紧急停运的流程为：（1）保护或人工启动紧急停运命令；（2）调节单元紧急移相；（3）等待直流电流小于门槛值或移相定时到后，跳开交流侧开关，闭锁阀 触发脉冲。4 直流融冰保护原理4.1交流过流保护该保护作为阀

17、短路及阀出口短路的后备保护。当发生阀短路时，这时测量的交流侧电流迅速增加，根据交流侧电流的大小可以构成瞬时值过流保护，该保护分为两段。一段作为阀短路的后备保护。二段根据系统的过负载能力来设定。保护动作后，启动紧急停运，并跳交流断路器。4.2交流欠压保护 防止交流系统的电压过低，直流继续运行对系统造成的危害，作为直流线路短路的后备保护。电压取融冰装置直挂母线线电压的有效值，当该电压低于定值时保护动作。当整流器输入交流电流小于定值时，闭锁该保护。保护动作后，启动紧急停运，并跳交流断路器。4.3阀短路保护 作为阀短路故障的主保护。利用阀短路时，交流侧电流与直流侧电流对应关系的变化构成保护。 阀短路保

18、护即整流桥电流差动保护，由交流侧电流和直流侧电流构成。发生阀短路时，交流电流迅速增加，直流电流则减小，故当交流侧电流大于直流侧电流时动作。可以保护阀短路故障和阀间连接线的接地故障，相间故障等。保护动作后，启动紧急停运，并跳交流断路器。4.4 直流过流保护直流过流保护作为直流线路部分故障的主保护。当直流线路发生短路时，直流电流迅速增加，当直流电流大于定值时保护动作，保护电流取两个整流器输出的总电流，保护分为两段。第一段为主保护，定值较大，动作速度较快。第二段为后备保护，可以与系统的过负载能力相配合。保护动作后，启动紧急停运，并跳交流断路器。4.5 直流过压保护 保护目的：防止保护区内过压压对设备

19、造成的损坏。当直流电压大于定值一定时间后，保护动作。保护动作后，启动紧急停运，并跳交流断路器。4.6 直流断线告警保护目的：线路开路造成的保护区内过压，并对线路断线进行处理。当计算的直流电阻大于定值时，保护动作。当直流电压小于定值时，闭锁该保护。该保护动作后，延时一段时间只报警，不跳断路器。4.7 直流对地短路保护正常运行时正极对地电压绝对值与负极对地电压绝对值相等，两者之差几乎为零。发生单极接地时，如正极接地，则正极对地电压的绝对值与负极对地电压绝对值不为零，约为直流电压的一半，单极接地判据就是据此提出的。当计算的正极对地电压的绝对值与负极对地电压绝对值大于定值时，保护动作。该保护动作后，延

20、时一段时间只报警，不跳断路器。 双极对地相当于一个很小的阻抗与直流阻抗并联，大大减小了阻抗值，双极接地判据据此提出。当计算的直流电阻小于定值时，保护动作。该保护动作后，延时一段时间只报警，不跳断路器。5 监控保护原理5.1 监控保护功能监控保护的基本功能有：1) 接受操作员站发出的命令，完成“系统级”控制，通过控制各部分的运行，实现直流融冰功能；2) 具备独立的状态量输入通道，直流融冰工作模式的切换控制、完备的保护、紧急停运功能以及自身功能完备检验；3) 具备工作状态显示、控制方式设置、调节系统显示和监控系统显示界面，记录控制系统命令和系统事件；并且具有良好的抗干扰措施；4) 实现阀体和控制器

21、本体的保护功能，具体为：水冷系统保护、阀保护、控制器机箱掉电保护、控制器硬件故障保护等；5) 按照故障严重程度，经综合逻辑判断后发告警信号（用于点亮光字牌以警示运行人员）命令、闭锁命令、跳融冰断路器命令；6) 根据DI送来的开入量判断设备故障情况，同时接受调节单元送来的触发允许信号，输出融冰断路器合闸允许信号；5.2监控保护原理5.2.1 阀请求跳闸保护在正常运行时，晶闸管阀会留有一定的裕度，随着阀的损坏，阀的裕度会越来越小，如果情况继续发展，就有可能造成剩余的阀组因为过压等情况而损坏。在出现阀裕度低于下限时，保护系统将启动阀请求跳闸保护。5.2.2 断路器失灵监视断路器分闸失灵监视是在其他保

22、护分开融冰装置断路器的情况下，经过设定的延时后，对融冰装置断路器的实际位置进行检测，判断断路器是否出现拒分的情况。如果出现拒分的情况，分闸失灵保护启动，再次跳开融冰装置断路器。6 硬件配置说明 本期工程设1个控制保护小室与阀室相邻。对应于一次系统设备的保护装置及融冰控制保护系统等布置于控制保护小室中，融冰监控系统等站控层设备布置在主控室内。站控层设备由1台操作员站、网络接口设备等组成。间隔层设备主要由保护装置、控制系统及网络接口等设备组成。融冰控制保护系统采用冗余配置，分为A、B系统，两套系统并列运行，共配置4面柜，包括控制保护柜2面（控制一主一备，保护互为冗余）、测量柜1面和阀基电子柜（VB

23、E柜）1面。控制保护屏柜正面图见附录1。以下将详细介绍融冰控制保护系统各单元的基本结构与功能。 6.1 测量机箱测量机箱用来测量融冰调节控制、保护所需的电压、电流等电气参量。对其电气参量进行采集、调理，将得到的数字信号以光信号形式送往控制保护机箱内的数据汇总板，为控制保护系统提供能反映各个测量信号的波形数据。6.1.1功能与结构测量机箱采用4U机箱，采用后插拔结构。其基本构成单元由底板、LED显示板、电源板、脉冲发生板、调理板和AD板以及对应电压电流的输入端子排组成，背板接线图见附录2。测量机箱逻辑功能框图如下：一次CT/PT模拟量信号调理板AD板数据汇总板接线端子底板光纤功能介绍：一次CT或

24、PT的输出端分别接到控制保护屏柜的电流或电压接线端子排，使其输出的模拟电信号经过对应空气开关选择后，送往测量机箱调理板，模拟电信号经调理板内的二次CT或PT，变成更小的模拟电信号，小模拟电信号经测量机箱底板传给AD板，AD板将小模拟电信号转换成数字信号，并将数字信号转换成光信号，利用光纤输出传给控制保护机箱内的数据汇总板。电源板提供机箱电源。 脉冲发生板为测量箱和控制保护机箱的数据汇总板提供采样同步信号。图6-1 测量机箱逻辑流程图6.1.2测量机箱面板说明 机箱面板图见附录3，其面板指示灯功能说明如下：表6-1 测量机箱面板指示灯说明序号指示灯名称指示灯功能说明1电源指示灯当装置上电时，电源

25、指示灯亮2采集1灯亮，表示采集1运行正常；否则，异常3采集2灯亮，表示采集2运行正常；否则，异常4采集3灯亮，表示采集3运行正常；否则，异常5采集4灯亮，表示采集4运行正常；否则，异常6.1.3测量机箱相关技术说明表6-2 测量机箱技术参数序号项目名称说 明1采样速率6400次/秒2交流电压通道最大测量电压 150V（rms）。输入电压在20V150V（rms）范围内时，测量误差<1%，在5V（rms），此时交流电压的测量误差<5%。3交流电流通道额定电流1A/5A（rms），允许的最大测量电流20A（rms）。输入电流在0.2A20A（rms）范围内时，测量误差<1%。测量

26、低限为0.05A（rms），此时交流电流的测量误差<5%。4交直流电压电流通道输入信号范围-5V+5V，测量误差<1%。6.2 控制保护机箱6.2.1功能与结构控制保护机箱采用标准6U机箱，采用前插拔结构，该机箱集中了数据汇总板、调节触发板、录波板、回放板、监控保护板以及电源板。其前面板图见附录4，背板接线图见附录5。控制保护机箱是融冰控制保护系统的核心环节，以下将逐一介绍本机箱内各个板卡功能。6.2.2数据汇总单元l 面板指示灯/接口说明如表6-3表6-3 数据汇总板指示灯说明序号指示灯/接口名称指示灯/接口功能说明1逻辑电源指示灯LED灯亮表示逻辑部分供电正常；否则，异常2数据

27、电源指示灯LED灯亮表示数据部分供电正常；否则，异常3通讯指示灯LED灯指示输出，LED灯闪烁表示工作正常；否则，异常4RST光信号输出，用于复位平台采集系统5电压同步光信号输入，为母线电压的同步信号；无光到有光的跳变，为母线电压的正向过零起始时刻6采样同步光信号输入，无光到有光的跳变，为采样的起始时刻7A相数据光信号输入，A相同步串行数据的数据线8A相时钟光信号输入，A相同步串行数据的时钟线9B相数据光信号输入，B相同步串行数据的数据线10B相时钟光信号输入，B相同步串行数据的时钟线11C相数据光信号输入，C相同步串行数据的数据线12C相时钟光信号输入，C相同步串行数据的时钟线13V相数据光

28、信号输入，V相同步串行数据的数据线14V相时钟光信号输入，V相同步串行数据的时钟线l 逻辑功能介绍测量机箱光纤数据汇总板调节触发板保护板功能介绍：如左（图6-2）所示数据汇总板接收来自测量机箱的光信号，并在其内部将光信号转化为电转换后，再通过控制保护机箱底板，用SPI数据总线传输协议将采集到的模拟量数据传给调节触发板、监控保护板、直流保护板及录波板。控保底板录波板图6-2 数据汇总板逻辑流程图6.2.3调节触发板l 调节触发板前面板LED指示灯说明如表6-4：表6-4 调节触发板指示灯说明序号指示灯名称指示灯功能说明1电源指示工作电源显示，工作时灯亮。2主从指示用于显示调节控制器当前处于主/从

29、系统。LED亮时，显示当前控制器处于主系统；LED灭时，显示当前控制器处于从系统。3通讯指示用于显示调节触发板接收采样数据状态。当LED闪烁时，表示数据通信正常；当LED不闪时，表示调节触发板接收数据异常。l 调节触发板逻辑功能介绍DI 机箱数据汇总板功能介绍：如左（图6-3）所示调节触发板接收来自数据汇总板、监控保护板、直流保护板、DI单元的信号，将信号综合处理后输出阀触发脉冲（经DI单位电光转化后输出给VBE单元）；完成直流融冰电流输出和紧急停运功能。IO-CAN网底板 IO-CAN网调节板DI 机箱IO-CAN网监控保护板、直流保护板录波板 图6-3 调节触发板逻辑流程图6.2.4监控保

30、护板l 监控保护前面板指示灯说明如表6-5：表6-5 监控保护板指示灯说明序号指示灯/接口名称指示灯/接口功能说明1运行指示灯灯闪烁表示装置运行正常；灯常亮或常灭，表示调试状态或装置运行异常2闭锁灯亮表示装置故障，保护被闭锁3融冰、SVC灯亮表示监控保护单元运行在融冰或SVC模式下，两者不可同时亮4CAN TX表示CAN1网发接收数据5CAN RX表示CAN2网发送数据6TCR保护灯亮表示TCR保护动作；灯灭表示正常7阀保护灯亮表示阀请求跳闸保护动作；灯灭表示正常8水冷故障灯亮表示水冷系统故障；灯灭表示正常9故障显示灯亮表示装置有机箱掉电或断路器分闸失灵保护动作；灯灭表示正常10故障锁存灯亮表

31、示未进行保护复归；灯灭表示正常11PPSGPS脉冲指示12调试口仅供装置调试用l 监控保护板逻辑功能介绍功能介绍：如左（图6-4）所示监控保护板接收来自数据汇总板、DI单元的信号，将信号综合处理后，检测装置运行中各种对装置不利的故障情况，根据自身保护逻辑，正确动作相关保护，及时准确地隔离或切除故障，保证装置的安全与稳定运行；它接受来自直流保护板发出的紧急退出命令。调节触发板DI 机箱数据汇总板IO-CAN网IO-CAN网底板监控保护板IO-CAN网IO-CAN网IO-CAN网DO 机箱直流保护板录波板 图6-4 监控保护板逻辑流程图6.2.5直流保护板l 直流保护前面板指示灯说明如表6-6：表

32、6-6 直流保护板指示灯说明序号指示灯/接口名称指示灯/接口功能说明1运行指示灯灯闪烁表示装置运行正常；灯常亮或常灭，表示调试状态或装置运行异常2闭锁灯亮表示装置故障，保护被闭锁3交流电压异常灯亮表示交流欠压保护动作；灯灭表示正常4交流过流保护灯亮表示交流过流保护动作，灯灭表示正常5CAN TX表示SOE CAN网发接收数据6CAN RX表示CAN2网发送数据7阀短路灯亮表示阀短路保护动作，灯灭表示正常8直流过流灯亮表示直流过流保护动作，灯灭表示正常9直流断线保护灯亮表示直流断线保护动作；灯灭表示正常10直流电压异常灯亮表示直流过压保护/直流对地短路保护动作；灯灭表示正常11直流谐波保护灯亮表

33、示直流谐波保护动作；灯灭表示正常12PPSGPS脉冲指示13调试口仅供装置调试用l 直流保护板逻辑功能介绍功能介绍：左图6-5所示直流保护板接收来自数据汇总板的信号，将信号综合处理后，检测融冰装置运行中各种对装置不利的故障情况，根据自身保护逻辑，正确动作相关保护，及时准确地隔离或切除故障，保证装置的安全与稳定运行；它给监控保护板发送跳融冰装置断路器信号；同时还给调节触发板发送故障信息，使其紧急移相，闭锁阀触发脉冲。数据汇总板调节触发板底板IO-CAN网直流保护板IO-CAN网IO-CAN网录波板监控保护板图6-5 直流保护板逻辑流程图6.2.6 录波板l 录波前面板指示灯说明如表6-7：表6-

34、7 录波板指示灯说明序号指示灯名称指示灯功能说明1运行指示灯LED灯闪烁运行正常；否则，异常2录波接受到录波信号时，亮5s，然后灭，开始接受录波波形数据3接受LED灯闪烁说明正在录波；否则，没有录波4发送1LED灯亮自身网络工作正常；否则，异常5发送2LED灯亮CAN网1通信正常；否则，异常6发送3LED灯亮CAN网2通信正常；否则，异常l 录波板逻辑功能介绍录波板TFR信息处理单元功能介绍：如左（图6-6）所示录波板接受来自调节触发板、监控保护板、直流保护板送来的启动录波命令并启动录波，同时接受数据汇总板传输的模拟量数据和调节触发板、监控保护、直流保护传输的开关量数据，最后通过TFR-CAN

35、网将综合后的录波数据传输给TFR信息处理单元。TFR信息处理单元再根据需要将录波波形数据上传给上位机。调节触发板保护板数据汇总板底板TFR-CAN网IO-CAN网IO-CAN网图6-6 录波板逻辑流程图6.2.7回放板 主要用于调试时创建虚拟波形数据，在融冰正常运行中不会启用，在此不做过多说明。6.2.8电源板 用于给控制保护机箱提供电源。 6.3 DI机箱 开关量输入机箱用于采集其他机箱掉电信号，现场一次电气设备断路器、隔离刀闸位置信号等，并将采集的信号通过CAN网发送至各相关单元及融冰监控后台；开关量输入机箱将调节触发板输出的阀触发控制信号进行电光转换，将光信号输出到VBE机箱；将VBE机

36、箱输出的阀触发回检信号进行光电转换，将电信号输出到调节触发板。6.3.1功能与结构DI机箱为标准4U机箱，采用背板插拔结构，主要由电源板、信号输入板、CPU板、光输入板和光输出板构成。在功能上由三部分组成：CPU处理器部分，光电信号转换部分和电光信号转换部分。其背板接线图见附录6，DI机箱逻辑流程图见下（图6-7）：功能介绍：如左图6-7所示1. DI机箱采集来自一次设备的开关量信号，并将检测的输入信号经过CPU板处理后送到控制保护机箱各单元以及通过信息综合处理单元发到融冰监控后台。2. DI机箱接收来自调节触发板的阀触发控制信号，经光出板将电信号转为光信号后，通过光纤传送至VBE机箱。3.

37、3.DI机箱接收来自VBE单元的光信号，经光入板将光信号转为电信号后，再由CPU板经IO-CAN网及硬口线传送至调节触发板。4. 各路输入通道参数DI机箱电信号转光信号 最大 54路DI机箱光信号转电信号 最大 28路DI机箱开关量输入 24V 54路开关量信号控制保护机箱信号输入板IO-CAN网SOE-CAN网底板CPU板底板监控后台光入/光出板光纤VBE单元图6-7 DI机箱逻辑流程图6.3.2 DI机箱面板说明 机箱面板图见附录7，指示灯说明如下：表6-8 DI机箱指示灯说明：序号指示灯/接口名称指示灯/接口功能说明1电源指示灯当装置带电时，电源指示灯亮2运行指示灯当装置运行正常时，运行

38、灯亮，异常时，运行灯灭3通讯1当CAN1网通讯时，该指示灯频闪4通讯2当CAN2网通讯时，该指示灯频闪5备用灯指示当前的PPS校时信号是否正常，按PPS的频率闪动6调试口仅供装置调试用6.4 DO机箱6.4.1功能与结构本机箱为标准4U机箱，装置由三部分组成：CPU处理部分，开关量输入部分和继电器接点输出部分。其背板接线图见附录8。机箱的逻辑流程图见下（图6-8）：支路投退操作命令IO-CAN网CPU板底板控制输出板端子排开关/刀闸控制节点功能介绍：如左图6-8所示，DO机箱从IO-CAN网上接受到来自监控保护板的断路器跳闸操作命令，并经CPU板处理后，分发到相应的控制输出板，经过输出板的继电

39、器驱动后输出空接点，进行开关分控制，装置动作及信号接点输出。各输出通道参数DO机箱开关量输入：24V 15路DO机箱开关量输出：空接点 最大51路DO机箱输出接点容量 DC：30V/5A AC：250V/8A图6-8 DO机箱逻辑流程图6.4.2 DO机箱面板说明 机箱面板图见附录9，指示灯说明如下表6-9：表6-9 DO机箱指示灯说明：序号指示灯/接口名称指示灯/接口功能说明1电源指示灯当装置带电时，电源指示灯亮2运行指示灯当装置运行正常时，运行灯亮，异常时，运行灯灭3通讯1当CAN1网通讯时，该指示灯频闪4通讯2当CAN2网通讯时，该指示灯频闪5备用灯指示当前的PPS校时信号是否正常，按P

40、PS的频率闪动6调试口仅供装置调试用6.5 VBE阀基电子机箱 阀控与监测单元也被称为阀基电子（Valve Base Electronic）单元（以下简称VBE），是融冰主备两套系统对阀进行触发与监测的功能交绘点。6.5.1 功能与结构融冰控制保护系统共包括3个VBE机箱，每个VBE机箱对应一相阀串的触发及检测。VBE柜布置在控制室内，通过光纤与调节触发单元及阀串连接。VBE机箱按功能可分为控制部分、触发部分和检测部分。其中触发部分和检测部分与阀串的连接采用一对一连接方式。VBE机箱背板接线图见附录10，其逻辑流程图见下（图6-9）：机箱光纤TE板VBE机箱光纤功能介绍：1. VBE机箱接受到

41、来自DI机箱的主从、正向触发、反向触发、触发使能等控制信号，实现主备两套系统的状态识别与切换，并按照要求调节触发要求实现对阀串的准确触发。2. VBE机箱对所有阀的工作状况进行检测，并通过IO-CAN网和硬口线将回检信号反馈到调节触发板，并通过信息综合处理单元在融冰监控后台显示阀串的状态。图6-9 VBE机箱逻辑流程图6.5.2 VBE机箱面板说明VBE机箱前面板图见附录11，指示灯说明如下：表6-10 VBE机箱指示灯说明：序号名 称指示灯/接口功能说明1电源+5V电源（VCC）正常与否2报警指示当前有报警信息；3系统A/B指示当前A/B系统主备情况（*说明）： 1：A亮B不亮，A为主系统，

42、B为备用系统； 2、B亮A不亮，B为主系统，A为备用系统； 3、A/B全亮，主备错误，系统闭锁*说明：前面板主备指示是VBE对主从信号及自身工作状况经判断处理后的最终结果，其指示的是VBE当前实际执行的主备情况；而信号汇总板和系统接口板引出的主备信号指示灯是由调节触发板A/B发送给VBE的主从指示信号直接驱动，未经任何判断处理。7 定值说明7.1直流保护定值列表表7-1 直流保护定值表序号定值名称范围单位备注及说明1暂态过流一段定值0.00065.535A保护动作后，紧急移相闭锁整流器并跳交流断路器2暂态过流二段定值0.00065.535A保护动作后，紧急移相闭锁整流器并跳交流断路器3暂态过流

43、二段延时0.00065.535s4交流欠电压定值 0.00013.107V保护动作后，紧急移相闭锁整流器并跳交流断路器5交流欠电压延时0.00065.535s6交流欠电压闭锁电流定值0.00065.535A7阀短路保护定值0.00065.535A保护动作后，紧急移相闭锁整流器并跳交流断路器8直流过流一段定值0.00013.107V保护动作后，紧急移相闭锁整流器并跳交流断路器9直流过流二段定值0.00013.107V保护动作后，紧急移相闭锁整流器并跳交流断路器10直流过流二段延时0.00065.535s11直流断线电压定值 0.00013.107V保护动作后，发报警信号12直流断线电阻定值0.0

44、0065.53513直流断线延时0.00065.535s14直流过电压定值0.00013.107V保护动作后，发报警信号15直流过电压延时0.00065.535s16直流对地短路电压定值0.00013.107V保护动作后，发报警信号17直流对地短路电阻定值0.00065.53518直流对地短路延时0.00065.535s7.2 调节单元定值列表7.2.1融冰调节参数表7-2 融冰调节参数定值表序号描述定值范围单位备注及说明1.角度步长0.036°5°度每次调节改变的触发角大小2.步长时间065535ms每次调节改变触发角的时间间隔3.融冰总时间065535min融冰时间4.

45、目标电流06553.5A调节的参考电流值5.死区电流0655.35A实际输出电流与参考电流之间的误差允许范围6.直流电流额定值06553.5A直流电流额定值7.2.2调节定角度 当工作在融冰模式下：手动调节的角度在10.8度120度之间。该方式主要用于调试和融冰整流装置空载试验时使用，正常融冰时不采用该方式。8 通讯功能8.1概述融冰控制保护系统的通讯功能是基于嵌入式软硬件平台实现的，主要通讯设备为信息综合处理单元和通讯管理机。信息综合处理单元与控制保护系统底层各单元的数据交换主要都是通过CAN总线通讯来完成的，通讯过程中主要遵循的国际标准是： CAN总线技术规范2.0B(11位ID）；信息综

46、合处理单元将底层通讯用CAN网协议转换为以太网通讯协议，便于与站控层监控系统接口。信息综合处理单元同时与水冷系统进行信息数据交换，主要是通过485光纤通讯来完成的。由于该单元要在无人值守的情况下长时间运行，各种无法事先预测的复杂情况都可能遇到。为了应对这种情况，启用看门狗功能，从而保证遇到无法处理的故障后能够在一定时间内自我恢复。通讯管理机在站控层和间隔层的互联中起着至关重要的作用。它实现了控制保护系统底层网络与后台监控系统之间的协议转换，保证监控后台与控制保护系统各单元之间进行实时稳定的数据交换和通信。其网络结构框图见附录12。信息综合处理单元CANNET-100 CANET1-100主要负

47、责完成CAN网/以太网的协议转换。通讯管理机MOXA 通讯管理机MOXA，是融冰控制保护系统的信息综合处理单元，它负责融冰监控后台与控制保护系统底层各设备单元间进行实时稳定的数据交换和通信。8.2 融冰监控后台系统 融冰监控后台负责和通讯管理机MOXA实时通讯，显示融冰装置运行状态，显示实时数据、历史记录、事件清单，处理警报、趋势曲线，打印报表等。执行当地操作或接收远程调度命令，接收显示RTU数据。8.2.1 融冰系统主界面 1）启动监控系统：双击桌面csc2000(v2)快捷方式，在命令行输入命令“startJK”2）用户登录：系统启动后将显示登录窗口，输入用户名和密码，登录系统。3）系统单

48、线图：点击A（B）系统，将显示A（B）系统单线图，图中显示断路器、隔离开关分合状态及A（B）系统工作模式等。融冰后台主接线界面图见附录13。 在融冰后台主界面下，点击界面选择光字牌（如下图8-1）会切换到相应的工作界面。图8-1 界面选择光字牌图8.2.2 遥测信息通讯管理机MOXA定时上传遥测量信息，如有遥测量的变化率大于5%，及时上传发生变化的遥测量。融冰监控后台遥测界面图见附录14，遥测量列表如下：Ø 2#主变高压侧三相电压Ø 220kV II段母线三相电压Ø 35kV II段母线三相电压Ø 220kV III段母线三相电压Ø 35kV

49、II母总进线三相电流Ø TCR支路三相电流Ø TCR角内三相电流Ø 5次滤波支路三相电流Ø 7次滤波支路三相电流Ø 11次滤波支路三相电流Ø 直流线路正极电流Ø 直流线路正极对地电压Ø 直流线路负极对地电压8.2.3 遥信信息综合信息处理单元定时上送遥信信息。如有遥信变位，及时上送发生变化的遥信点。融冰监控后台遥信界面图见附录15，部分主要的遥信量说明如下：表8-1 遥信信息说明表序号名 称信 号 说 明1阀请求跳闸保护阀请求跳闸保护动作时该遥信点亮2断路器分闸失灵断路器分闸失灵保护动作时该遥信点亮3装置功能闭锁监

50、控保护定值不正确或没有获取到模拟量采集数据4故障锁存保护动作，需人工解除故障锁存5合闸允许可以合融冰装置断路器6VBE主动闭锁来自VBE单元，视调节触发单元给出触发允许和数据汇总的同步信号而定7监控主动闭锁来自监控单元，监控单元工作异常或曾发生TCR跳闸故障；一般通过“上位机解锁”直控命令可清除7上位机要求闭锁来自监控后台直控信息，调节触发单元掉电后一般闭锁8AD采样条件闭锁融冰装置直挂母线电压如果低于0.2pu,该遥信位点亮9DI开关量条件闭锁融冰装置刀闸断路器处于分位，该遥信位点亮10控制单元闭锁调节单元未收到来自监控单元的同步信号，该遥信位点亮11监控单元故障调节单元未收到来自监控单元的

51、工作状态脉冲信号，该遥信位点亮12直流保护单元故障调节单元未收到来自直流保护单元的工作状态脉冲信号，该遥信位点亮13DODITFRVBE各单元的故障指示上述单元故障或者掉电，该遥信点点亮14主从状态1主0从主从状态显示位15EEPROM错误调节定值、额定值、触发角度下发错误或者直控命令没有成功执行，该遥信位点亮16工作模式不一致控制系统内部不同单元认为的工作模式不同，需要重新下发工作模式17角度最大极限融冰触发角度达到最大极限18角度最小极限融冰触发角度达到最小极限19自动调节与手动调节区分20启动融冰融冰功能启动21融冰执行线路1-10哪一个遥信位点亮表明哪条线路为当前融冰线路22控制系统融

52、冰执行线路不一致控制系统内部不同单元认为的融冰线路不同，需要重新下发融冰线路直控命令23整流器过流一段保护动作整流器过流一段保护动作时该遥信点亮24整流器过流二段保护动作整流器过流二段保护动作时该遥信点亮25整流器阀短路保护动作整流器阀短路保护动作时该遥信点亮26整流器欠电压保护动作整流器欠电压保护动作时该遥信点亮27直流过流一段保护动作直流过流一段保护动作时该遥信点亮28直流过流二段保护动作直流过流二段保护动作时该遥信点亮29直流断线保护动作直流断线保护动作时该遥信点亮30直流对地短路保护动作直流对地短路保护动作时该遥信点亮31装置闭锁直流保护定值不正确或没有获取到模拟量采集数据8.2.4 直控量直控命令就是不需要反校状态，直接能执行的命令，其后台界面见附录16:这类命令说明如下：表8-2 直控信息说明表序号名 称说 明1.闭锁使TCR或融冰装置阀工作在闭锁状态2.解闭锁使TCR或融冰装置阀工作在触发状态3.设置SVC模式