电力系统后台自动化培训

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内容

电力系统综合自动化概述DCAP3000系列保护装置介绍

DCAP2002后台操作系统介绍电力系统继电保护原理介绍第一部分电力系统综合自动化概述

变电站综合自动化的发展过程变电站综合自动化的优越性变电站综合自动化系统的组成变电站综合自动化系统的特点

内容

变电站综合自动化系统是将变电站得二次设备，包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等，经过功能的组合和优化设计，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

一、变电站综合自动化的发展过程

1、变电站分立元件的自动装置阶段

70年代以前，自动装置主要采取模拟电路，由晶体管等分立元件组成。但它们相互之间独立运行，互不相干，缺乏智能，没有故障自诊断能力，不能提供告警信息，甚至影响电网运行的安全。同时，分立元件的装置可靠性不高，经常需要维修、体积大。

2、微处理器为核心的智能自动装置阶段

以微处理器为核心的自动装置大规模集成电路和微处理机，采取了数字式电路，缩小了体积，提高了测量准确度和控制的可靠性，装置设有故障自诊断能力，明显地显示出其优越性。但是他们仍然是各自独立运行，不能互相通信，不能共享资源，实际形成了变电站的自动化孤岛。

3、变电站综合自动化系统的发展阶段

我国变电站综合自动化的研究工作开始于80年代中期，1987年，清华大学电机工程系研制成功第一个符合国情的变电站综合自动化系统。1、提高供电质量、提高电压合格率。

在变电站综合自动化系统中包括电压、无功自动控制功能，对于具备有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，可以提高电压合格率，保证电力系统主要设备和各种电器设备的安全，使无功潮流合理，降低网损，节约电能损耗。

二、变电站综合自动化的优越性

2、提高变电站安全、可靠运行水平。

微机保护装置和微机型自动装置具有故障自诊断功能，使得采用综合自动化系统的变电站一、二次设备的可靠性大大提高。3、提高电力系统的运行、管理水平。

变电站实现自动化后，监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动进行，提高了测量精度，对设备运行工况和运行参数一目了然。综合自动化系统具有与上级调度通信的功能，可以对变电站进行必要的调节和控制，且各种操作都有事件顺序记录可供查询，提高运行管理水平。

4、减小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。

5、减少维护工作量。

三、变电站综合自动化系统的组成1、监控子系统功能（1）数据采集（2）事件顺序记录SOE（3）故障记录、故障录波和测距（4）操作控制功能（5）安全监视功能

（6）人机联系功能

（7）打印功能（8）数据处理与记录功能（9）谐波分析与监视

2、微机保护子系统

微机保护子系统是综合自动化系统的关键环节，它的功能和可靠性，很大程度上影响了整个系统的性能。微机保护包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：（1）高压输电线路的主保护和后备保护

（2）主变压器的主保护和后备保护

（3）无功补偿电容器组的保护（4）母线保护（5）配电线路保护（6）不完全接地系统的单相接地选线3、电压、无功综合控制子系统

变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此，电压、无功综合控制也是变电站综合自动化系统的重要组成部分。

4、电力系统的低频减负荷控制5、备用电源自投控制

备用电源自动投入是保证配电系统连续可靠供电的重要措施，备用电源自投是变电站综合自动化系统的基本功能之一。四、变电站综合自动化系统的特点

1、功能综合化2、分级分布式、微机化、3、测量显示数字化4、操作监视屏幕化5、运行管理智能化

总之，变电站综合自动化可以全面地提高变电站的技术水平和运行管理水平，使其适应现代化大电力系统运营的需要。

第二部分DCAP3000系列保护装置介绍内容

硬件组成主要功能主要特点主要技术参数装置基本类型

清华紫光DCAP-3000系列监控保护装置是国内率先推出的集测量、控制、保护及通讯功能为一体的分散式数字保护系列产品之一。

分散式监控保护装置的突出特点是保护装置可以安装在一次开关设备上或开关设备旁，并通过双绞线将保护装置与主控制室的后台主机相联，从而构成综合自动化系统。监控保护装置就地安装不仅能减少变电站的建筑面积和节省大量的二次电缆，从而节省投资，还能减少变电站安装、调试及维护的工作量并提高系统的可靠性。一、硬件组成

DCAP-3000系列数字监控保护单元箱采用超小型机箱设计，由机箱、面板及四块插件组成。四块插件分别为CT/PT插件、继电器插件（I/O插件）、CPU插件及电源插件（POWER插件）。插件的安装非常简单，即将每一插件顺着导轨插入其正确位置即可。

整个装置由四个插件组成电源板I/O板CPU板PT/CT板液晶显示键盘装置正面键盘液晶显示出口指示装置背面装置电源24V输出

5V输出

遥信输入

出口端子

GPS对时端子

脉冲输入端子通讯端子

电流输入端子

电压输入端子

PT/CT板I/O板CPU板电源板

硬件组成温度输入双口RAM监控CPU保护CPU光电隔离跳合闸出口看门狗看门狗键盘显示光电隔离通信接口开关量输入PT输入光电隔离滤波整形CT输入放大光电隔离

硬件逻辑框图电源插件装置电源输入端24V输出5V输出1、电源插件输入电压：DC220V±30%（110VDC，110V/220VAC由用户订购）。输出电压：+5V/5A，±12V/0.8A，24V/1A，供给CPU插件和I/O插件电源。

输出继电器防跳继电器合闸保持继电器光隔I/O插件2、I/O插件

插件内有9路继电器输出，同时还有防跳继电器(防跳继电器可按用户要求和现场情况安装)和合闸保持继电器构成的开关操作回路,CPU插件通过光电隔离芯片实现与外部的隔离。I/O插件通过出口继电器实现与外部电路的隔离。监控CPU保护CPU双口RAM保护E2ROM监控E2ROM保护程序芯片监控程序芯片A/D芯片遥信回路光隔CPU插件3、CPU插件CPU插件的双CPU系统设计模式，大大增强了软件的冗余度CPU插件是整个单元箱的核心，它包括14个模拟量输入，12个开关量输入，9个继电器输出驱动，屏幕显示，4个按键和一路光电隔离的通信接口。板内有两个高速16位CPU芯片及切换器件。保护CT监控CTPT运算放大器接线端子CT/PT插件4、CT/PT插件CT/PT插件上安装小电流互感器和小电压互感器。电流互感器采用穿孔的安装方式能有效避免断线故障，实现了强电和弱电的隔离。5、面板面板由三部分组成：位于右上方的大液晶显示窗口；位于面板下方的操作键盘；位于左边的信号灯。

二、主要功能1.测量控制部分2.自测试自校正功能3.继电保护功能1、测量控制部分

交流输入:

直接输入PT二次电压(100V)，零序电压，CT二次电流(5A/1A)，零序电流。

电气测量：

三相电流、电压、零序电流、零序电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度。

事故记录：直接记录外部9个开关状态事件的时间及顺序,并可对脉冲记数。

谐波分析：可分析所测的PT、CT回路1-13次谐波成份。接地指示：在有主机连网的情况下可检测出接地故障线路。故障录波：可对12个模拟量启动录波，能录下故障前2个周波和故障后100个周波。

显示与设置：可以通过面板四个按键或主机任意显示所有参数，设置所有定值。

控制输出：

共9路独立继电器空接点输出。开关操作：

I/O板内具有一路断路器操作回路，并设有电气防跳继电器和合闸保持继电器。远程通讯：光纤接口（接口为塑料光纤）或RS-485接口，电气回路光电隔离，不加中继可传输1.2km，直接与PC机通讯。

远方定值修改，远方信号复归。主要元器件自动测试通讯网络的自测试、自维护功能PT、CT断线报警控制回路断线报警

2.自测试自校正功能第三部分DCAP2002后台操作系统介绍DCAP2002系统软件的作用DCAP2002系统软件的特点DCAP2002系统软件的组成DCAP2002系统软件的结构DCAP2002系统软件的功能

内容一、DCAP2002系统软件的作用与DCAP3000系列监控保护装置通讯，获取原始数据，并对数据进行分析、处理。提供用户界面，实现对变电站运行状态的集中监视。有故障或事件发生时，提供声光报警。提供遥控、遥调功能。提供保护定值、软压板投退的远方整定功能。与其它厂家的智能设备通讯。综合所有装置上传的信息，实现对整个系统运行状况的分析。分析、记录历史数据，并提供工具，为分析故障及运行情况提供有效的帮助。将变电站的数据向上传送到调度中心。为实现无人值守提供有力保障。系统结构

二、DCAP2002系统软件的特点提供了功能强大的图形界面以及网络管理工具，同时具有很好的稳定性。参数数据库采用大中型关系数据库（SQLServer），能够可靠、方便地管理参数数据，扩展性强。采用了我公司自主开发的实时数据库，能够更好地处理、分析实时数据，提高了系统响应速度，增强了实时性。

历史数据库采用大中型关系数据库，能够方便地查询、管理历史数据。采用功能模块化设计，大大提高了系统的可靠性、稳定性、灵活性、可扩充性。有机组合各个功能模块，可方便地实现用户的个性需求。

DCAP2002运行环境一、硬件环境CPU：PII300以上，最好PIII800以上内存：大于等于64M，推荐128M硬盘：不小于2G显存：4M以上声卡：16位以上软驱：1.44M光驱：50X网卡：10M/100M显示器：高分辨率，1024×768以上二、软件环境MicrosoftWindows2000操作系统MicrosoftSQLServer7.0数据库MicrosoftExcel

三、DCAP2002系统软件组成一、通讯类

DcapComm：实现当地DCAP3000系列保护装置与前置机的通讯。DcapSchedulerComm：实现前置机与上级调度的通讯（按照部颁标准通讯规约或其它远动规约，串行通讯）。DcapNetComm：实现前置机与上级调度的通讯（按照部颁标准通讯规约或其它远动规约，网络通讯）。ThirdDeviceComm：实现当地其它厂家的智能装置与前置机的通讯。需根据具体情况而有所修改。二、实时处理、分析类

DcapRtDB：实时数据库，将原始数据处理成为实时数据，并提供数据的存取接口。DcapTrack：实时跟踪分析软件。对实时数据进行跟踪、分析和统计，根据需要记录历史数据。DcapJD：小电流接地选线处理软件。分析系统运行情况，当发生小电流接地时，发出报警，并选出接地的线路。DcapVQC：电压无功自动控制软件。分析系统运行过程中电压以及系统无功功率的情况，根据情况实现变压器分接头的自动调整和电容器的自动投切。三、系统管理类

DatabaseManager：参数数据库管理软件，用来设置系统运行所需要的各种参数，这些参数是整个系统正常运行的基础。UserManager：系统用户管理软件，用于设置用户及其对系统进行操作的权限。SchedulerDataManager：调度数据对照管理，用于建立、修改、管理调度数据。ChartEdit：接线图编辑软件，用于对接线图进行编辑修改。四、用户操作类

Dcap：监控平台，主要用于监视系统运行，有故障或事件发生时给出声光报警，并对系统进行远方控制操作。ManageDZ：定值控制台，主要是用于查看和修改定值、投退。

五、历史数据分析类

QueryHisRec：历史事件查询平台，主要是用于查看历史事件和安全记录（包括故障记录、信号记录、越限记录和操作记录）。HisChart：历史曲线查看平台，以曲线的形式显示各个相关数据。FaultShow：故障分析平台，显示所发生的所有历史故障信息，为分析故障提供依据。RptManager：报表管理平台，用于创建报表文件并且对报表文件进行查看修改等管理操作。

四、DCAP2002系统软件的结构参数数据库实时数据库装置通讯监控平台实时数据跟踪分析数据库管理历史数据库历史数据分析定值控制台调度通讯历史数据文件接线图编辑接线图文件配置文件实时数据历史数据配置信息参数数据将实时数据存为历史数据图形数据将操作存为历史数据DCAP2002的安装请使用安装光盘进行安装。按照界面上的提示，选择适当的选项，安装系统。安装之前请确认已经正确安装MicrosoftSQLServer,安装程序会自动安装数据库。安装程序会自动注册需要注册的控件或程序。

五、DCAP2002系统软件的功能1、TaskBar

系统任务条启动时自动启动其它设置为自动运行的模块。提供用户界面，使用户可以调出各个功能模块。可调用的模块可以进行设置。跟踪查询必须运行的模块，如出现错误，重新启动该模块。可设置。DCAP2002各模块的功能2、DataBaseManager

参数数据库管理生成、修改系统运行所需要的数据以及数据的属性。建立、设置通讯端口及其参数。设置报表、曲线、事故追忆要记录的数据。设置系统运行的重要参数。DCAP2002各模块的功能3、UserManager

用户管理为使系统安全、可靠的运行，必须设置不同的用户并赋予不同的权限。添加、删除用户，设置用户属性。添加、删除用户组，设置用户组属性。设置用户组的权限。设置用户所在用户组，以设置用户权限。DCAP2002各模块的功能4、ChartEdit

接线图编辑提供图形编辑工具，编辑、制作接线图，以便提供用户熟悉的、直观的图形界面。定义接线图中所要显示的开关、刀闸或信号量，以便实时反映相关信号的状态。定义接线图中所要显示的遥测、遥脉量，以便实时反映相关量的值。DCAP2002各模块的功能5、SchedulerDataManager

调度数据管理建立、修改调度站的属性。设定调度通讯所用通讯设备（串口）。建立、设置数据帧及帧内数据的对照关系。建立、设置调度遥控遥调对照关系。DCAP2002各模块的功能6、DcapComm

前置通讯采集与DCAP3000系列装置通讯，将数据采集到主机软件系统（写入实时数据库）。数据类型包括：遥测、遥信、遥脉、谐波、SOE、故障及录波数据等。接受主机软件系统发出的命令，发送给DCAP3000系列装置，实现遥控、遥调、保护定值的远方整定等功能。判断各个装置和通道的通讯状态，写入实时数据库。通讯介质：RS485总线。DCAP2002各模块的功能7、ThirdDeviceComm

第三方设备通讯与其它厂家的智能装置通讯，将数据采集到主机软件系统（写入实时数据库）/从实时数据库中读取数据发送给智能装置。数据类型包括：遥测、遥信、遥脉、SOE等。判断各个装置及通道的通讯状态，写入实时数据库。一般不对第三方设备进行控制和远方整定。通讯介质：RS485/RS232总线。DCAP2002各模块的功能8、DcapRtDB

实时数据库对通讯模块采集到的原始数据进行初步处理。提供接口供其它模块读写实时数据。提供SOE和故障报警接口，供其它模块读写。生成命令区，提供接口，供其它模块使用。生成消息区，提供接口，供其它模块间互通消息。DCAP2002各模块的功能9、Dcap

监控平台提供图形界面，监视系统实时运行情况。通过主接线图显示开关状态和负荷量。以表格的形式显示各种类型的实时数据。有故障或事件（例如：开关变位）发生时启动音响报警，显示故障和事件信号。提供操作界面，实现遥控、遥调、挂牌、人工置数等操作。DCAP2002各模块的功能10、ManageDZ

定值控制台提供图形界面，用于察看保护定值和保护投退状态。修改保护定值。修改保护投退状态。DCAP2002各模块的功能11、DcapSchedulerComm和DcapNetComm调度通讯从实时数据库中读取数据，按规约组织数据发送给上方调度。接收调度方下发的命令，将命令写入实时数据库，实现调度方的遥控、遥调。通讯协议：部颁CDT，91年版（DL451-91）。DcapSchedulerComm所用通讯介质：RS232口，可以用相应设备进行各种调制/解调。

DcapNetComm所用通讯介质：网络接口。DCAP2002各模块的功能12、DcapTrack

实时跟踪分析从实时数据库中读取数据并分析，给出越限等报警信息。计算虚拟的遥测、遥信量。分析、统计实时数据，按照设置存储历史数据。存储故障、事件信息。统计安全运行天数。DCAP2002各模块的功能13、DcapJD

小电流接地选线从实时数据库中读取数据，分析每条母线的零序电压及母线上所挂线路的零序电流，判断是否发生小电流接地。发生小电流接地时，给出报警，并选出发生接地的线路，为解除故障提供参考性意见。DCAP2002各模块的功能14、DcapVQC

电压无功自动控制从实时数据库中读取数据，分析每条母线的电压及无功功率。当判断出系统没有工作在最优状态时，根据实际情况及用户所作的设置，自动调节变压器分接头的位置或者遥控投切电容器，以使系统运行情况得到优化。DCAP2002各模块的功能15、QueryHisRec

历史事件查看提供操作界面，为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互。可按时间顺序、事件类型分类等多种方式查看历史事件，可以根据自己的要求和查询条件方便定位所要查看的历史事件。能够打印查询结果。DCAP2002各模块的功能16、HisChart

历史曲线查看提供操作界面，为用户查看重要遥测量的历史曲线提供方便友好的人机交互。可以方便的查看任何时间内系统所保存的曲线画面。提供了曲线组合、放大、缩小、拉伸、平移等方便的功能。能够打印曲线。DCAP2002各模块的功能17、FaultShow

故障分析平台提供操作界面，为用户查看保护动作时的故障信息提供了方便友好的人机交互。可以查阅故障发生时候的故障间隔各个遥测量的值，故障录波曲线以及事故追忆情况。能够打印故障数据及录波曲线。DCAP2002各模块的功能18、RptManager

报表管理将历史数据以报表的形式显示、打印，供用户分析、保存。报表的样式可以根据用户的要求设计，形成报表模版。可以向报表中添入运行值及各种统计值。支持生成日、周、月、季、年报表模版，并提供填写日志的功能。可以定时或召唤保存、打印报表。可以将报表存成文件，并提供了对报表文件进行添加、修改、删除、导出、浏览操作的工具。第四部分电力系统继电保护原理介绍常见一次设备介绍继电保护的配置

内容

一、常见一次设备介绍电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。由发电、变电、输电和配电系统组成。一次设备：指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备，它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、接地开关、负荷开关、高压熔断器、避雷器、母线、电压互感器、电流互感器、输电线路、电力电缆、电容器、电抗器、电动机等；（一次主接线图）2、二次设备：指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、