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1、中石化青岛大炼油工程全厂电力综合自动化系统设计二六年五月中石化青岛大炼油工程全厂电力综合自动化系统设计摘要随着电力综合自动化的迅速发展，所有的企业都在对传统的电力继电保护装置进行更新、改造，大大地提高了电力系统及电气设备的安全运行可靠性，但由于更新、改造只是局部实施，往往一个电力系统的综合自动化改造完成需要几年甚至十几年，缺乏统一规划、设计，自动化系统运行后，存在着保护配置不合理、通讯系统经常产生拥堵现象，给电力系统的保护、监控造成了极大的不安全性和不可靠性；如何对新建企业电力综合自动化系统进行统一规划、设计，是企业和设计单位面临的同一个重大课题。本文针对中石化青岛大炼油一期工程1000万吨炼
2、油厂，兼顾二期乙烯化工及其配套工程的电力综合自动化系统，结合目前其它石化企业自动化系统运行经验，考察调研了大量的具有国内、国际知名品牌自动化监控保护厂家，对青岛大炼油一期工程电力综合自动化系统进行统一规划、设计。针对目前大量电力综合自动化装置品牌，本文选用了深圳中电公司与SEL公司共同开发的TranSys系统。在TranSys系统中，主要硬件装置采用带远程通信接口的单元式PMC、PML监控装置、PMC、SEL微机保护装置、智能的IDE装置，软件采用深圳中电的PecStar，无论是硬件装置、还是系统软件，都已经是成熟化的产品。保护装置、监控装置、IDE、微机、通信介质，都有多种规格和配置供选择。
3、本文详实设计了青岛大炼油变电站综合自动化系统架构，通讯规约网络架构、全厂自动化系统规约解决方案、综合自动化系统的保护、监控装置配置。目前中石化工程公司设计院按此设计方案已完成了基础设计，正在作施工设计，本变电站综合自动化系统计划于2007年6月投用。关键字： 变电站综合自动化；TranSys系统；保护；监控；目 录第1章 前言71.1 电力综合自动化系统的重要性及其发展历程71.1.1 电力系统的特点和对电力系统运行的要求71.2 电力系统综合自动化控制的重要性81.2.1 被控制的对象复杂而庞大81.2.2 被控制的参数很多81.2.3 干扰严重91.3 电力系统综合自动化控制的必要性91.
4、4 电力综合自动化系统的发展过程：101.4.1 单一功能自电力动化阶段101.4.2 电力系统综合自动化阶段101.5 目前我国石油化工电力综合自动化系统状况111.6 青岛大炼油工程简介111.7 青岛大炼油工程电力综合自动化系统进行统一规划和设计12第2章 设备遵循的标准及选型142.1 相关技术标准142.2 电能质量监测与管理系统152.2.1 分散式电能质量监控单元的优点162.2.2 SEL系列微机保护测控装置16第3章 青岛大炼油工程全厂电力综合自动化系统概述173.1 青岛大炼油工程全厂电力系统简介173.1.1 220kV石化变电站供电系统173.1.2 青岛大炼油工程11
5、0KV总变电站供电系统183.1.3 青岛大炼油工程35KV总变电站供电系统183.1.4 青岛大炼油工程10KV供电系统183.1.5 青岛大炼油工程6KV供电系统183.1.6 青岛大炼油工程380V供电系统193.2 青岛大炼油工程主要监控的电气设备193.3 青岛大炼油工程变电站综合自动化系统设计依据193.4 青岛大炼油工程变电站综合自动化系统设计原则193.4.1 全厂变电站综合自动化系统203.4.2 全厂电气工业电视监视系统203.4.3 全厂电气火灾烟雾报警系统213.4.4 全厂电气通讯系统213.5 青岛大炼油工程全厂电力综合自动化系统概述21第4章 深圳中电产品的运行状
6、况23第5章 TRANSYS的系统构成245.1 TranSys主系统的组成245.2 TranSys变电所综合自动化系统的主要组成部分245.2.1 双监控机255.2.2 双通信网络255.3 保护装置和监控装置采用方式255.4 采用按回路配置单元式装置的特点255.5 保护通信网和监控通信网设置方式255.6 先进的变电站群网络连接及系统扩充能力265.7 青岛大炼油工程全厂变电站群网的TranSys系统结构26第6章 规约论述296.1 规约论述296.1.1 继电保护设备信息接口配套标准296.1.2 基本远动任务配套标准296.2 青岛大炼油工程全厂自动化系统规约网络架构306.
7、2.1 全厂监控网络结构306.2.2 中央变电所及其下属分所的网络结构326.3 全厂自动化系统规约解决方案336.3.1 规约的选定346.3.2 网络结构的设计346.3.3 对于原有其他非103协议综保厂家子站的互连346.3.4 全厂监控的网络结构实现346.4 TranSys系统中通信介质35第7章 青岛大炼油工程全厂供电工程综合自动化的保护监控配置357.1 综合保护装置配置367.2 监控系统367.3 综保装置介绍377.3.1 SEL-387A变压器保护装置377.3.2 SEL-351综合保护装置377.3.3 SEL-487B母线差动保护装置387.3.4 SEL-31
8、1L光纤电流差动保护装置387.3.5 SEL-749M电动机综合保护装置387.3.6 SEL-587差动保护装置387.3.7 SEL-300G发电机/同步电机保护装置397.4 110kV保护配置选型397.4.1 110kV线路光纤差动保护397.4.2 110kV线路距离保护407.4.3 110kV低周逆功率解列、同期闭锁、负荷联切保护、备自投407.4.4 110kV母差保护407.4.5 110kV线路操作407.4.6 110kV 1#、2#主变保护417.4.7 110kV监控配置选型417.5 35kV线路光纤差动距离保护427.6 发电机保护427.6.1 发电机保护4
9、27.6.2 发电机监控437.7 6kV（10KV）系统保护447.7.1 6kV（10KV）进线备自投保护447.7.2 6kV（10KV）出线、变压器保护447.7.3 6kV（10KV）电动机保护457.7.4 6kV（10KV）线路监控457.8 中央控制室467.8.1 中央控制室电源选择467.8.2 G P S校时系统467.8.3 中央主站监控服务器467.8.4 中央主站工作站服务器467.8.5 中央控制室主站打印机477.8.6 综合微机保护、监控单元477.8.7 多功能智能表477.8.8 直流屏、小电流选线和电能计量设备477.8.9 实时监视477.8.10 网
10、络交换机和网络配件477.8.11 防火墙和杀毒软件477.8.12 操作系统和监控软件477.8.13 中央控制室工作台487.8.14 通信屏48第8章 系统主要功能488.1 数据采集功能488.2 事故报警和记录功能498.3 统计分析、报表、打印等功能498.4 控制操作功能498.5 人机接口498.6 事故报警、预告记录功能498.7 技术统计与制表打印功能508.8 定值设定功能508.9 遥测、遥信、遥控、遥调四遥远动功能508.10 并列操作票功能508.11 系统自诊断功能508.12 应用系统维护功能50第9章 系统的主要性能指标509.1 系统的可用性509.2 系统
11、的可维护性519.3 系统的可靠性519.4 系统的容错能力519.5 系统的安全性519.6 系统的抗电磁干扰能力519.7 系统技术指标51第10章 质量保证和售后服务5210.1 硬件质量保证5210.2 软件质量保证5210.3 售后服务5210.4 培训52结束语53致 谢54参考文献55第1章 前言1.1 电力综合自动化系统的重要性及其发展历程 1.1.1 电力系统的特点和对电力系统运行的要求自动化诞生于工业生产，是指用自动进行调节、检查、加工和控制的机器及设备进行生产作业，以代替人工直接操作。一般说来，自动化可以增加产品产量、降低成本、提高产品质量、改善劳动条件等。随着科学技术，
12、尤其是电子、计算机和通信技术的发展，自动化逐渐向非工业领域扩展，形成了诸如办公自动化、家务劳动自动化等许许多多的自动化，使得自动化有了更多的内涵。电力系统自动化是自动化的一种具体形式。它是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、设备、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、协调、调节和控制，保证电力系统安全经济运行和具有合格的电能质量。电力系统自动化是为电力系统服务的。电力系统同其它的工业系统相比有着明显的特点，主要有以下几个方面。结构复杂而庞大一个现代化的大型电力系统装机容量成百上千万上瓦。世界上最大的电力系统装机容量达几亿千瓦，供电距离达
13、几千公里。电力系统中各发电厂内的发电机、各变电站中的母线和变压器、各用户的用电设备等，通过许许多多条不同电压等级的电力线路结成一个网状结构，不仅结构十分复杂，而且覆盖辽阔的地理区域。电能不能储存电力系统中的电能不能储存。电能的生产、输送、分配和使用是在同一时刻完成的。在任何时刻，电力系统中电源发出的功率都等于该时刻电力系统负荷和电能输送、分配过程中所消耗的功率之和。暂态过程非常迅速电能以电磁波的形式传输，传播速度为3X105 km/s。发电机、变压器、输电线路、用电设备的投入或退出运行都是在一瞬间完成的。电力系统故障的发生和发展以及运行方式改变所用的时间都是十分短暂的。对国民经济有重要意义国民
14、经济的各个部门、人民的文化和物质生活都离不开电能。供电不足或突然停电往往给国民经济造成巨大损失，给人民生活带来不便。根据电力系统的这些特点，对电力系统运行的基本要求如下：保证供电可靠性供电中断会使生产停顿、生活混乱甚至危及人身和设备安全，造成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行的首要任务是可靠地向用户供电。保证电能质量电能质量以电压、频率以及正弦交流电的波形来衡量。电压和频率过多地偏离额定值对电力用户和电力系统本身都会造成不良影响。这些影响是轻则使用户减产或产生废品，严重时可造成设备损坏或危及电力系统的安全运行。保证运行的经济性合理分配每座电厂所
15、承担的负荷，合理调度电力系统潮流，会降低生产每一度电能所消耗的能源，降低电能输送、分配时的损耗，从而提高电力系统运行的经济性。这样，就用最少的一次能源(水、煤、石油等)消耗获得最多的、有用的电能，使电能成本最低。1.2 电力系统综合自动化控制的重要性通过对电力系统的特点及对电力系统运行要求的介绍，不难想像，控制与管理一个现代大型电力系统，使之安全、优质和经济地运行，将是十分困难而艰巨的。1.2.1 被控制的对象复杂而庞大被控制的设备多，有成千上万台发、输、配电设备；被控制的设备分散，分布在辽阔的地理区域之内，纵横跨越一个或几个省；被控制的设备间联系紧密，通过不同电压等级的电力线路连结成网状系统
16、。由于整个电力系统在电磁上是相互耦合和连接的，所以在电力系统中任何一点发生的故障，都会在瞬间影响和波及全系统，往往会引起连锁式反应，导致事故扩大，在严重的情况下会使系统发生大面积停电事故。因此在电力系统中要求进行快速控制。显然，对这种结构如此复杂而又十分庞大的被控对象进行快速控制，是十分困难的。1.2.2 被控制的参数很多这些参数包括电力系统频率、节点电压和为保证经济运行的各种参数。为了保证电能质量，要求在任何时刻都应保证电力系统中电源发出的总功率等于该时刻用电设备在其额定电压和额定频率下所消耗的总功率。而电力系统用户用电却是随机的，需要用电时就合闸用电，而且用电量往往是变化的；不需要用电时就
17、拉闸断电。这就需要控制电力系统内成百上千台发电机组和无功补偿设备发出的有功和无功功率等于随时都在变化着的用电设备所消耗的有功和无功功率。显然，监视和控制成千上万个运行参数是十分困难的任务。1.2.3 干扰严重从自动控制角度看，电力系统故障是电力系统自动控制系统的扰动信号。电力系统故障的发生是随机的，而且故障的发生和切除是同时存在的，也就是说扰动的同时伴随着被控制对象结构的变化。这就增加了控制的复杂性。电力系统故障有时会使电力系统失去稳定，造成灾难性后果。因此，如何控制才不致使电力系统失去稳定，在电力系统失去稳定后又如何控制才能使电力系统恢复稳定，已成为当前电力系统控制研究的重大课题之一。通过以
18、上分析，保证电力系统安全、优质、经济运行单靠发电厂、变电站和调度中心运行值班人员进行人工监视和操作是根本无法实现的，必须依靠自动装置和设备才能实现。实际上，电力系统规模的不断扩大是与电力系统采用自动监控技术、远动技术分不开的。可以毫不夸张地说，电力系统自动化是电力系统安全、优质、经济运行的保证之一。没有电力系统自动化，现代电力系统是不能运行的。1.3 电力系统综合自动化控制的必要性电力系统被控制的对象是十分复杂而庞大的：被控制的发、输、变、配电设备多达成千上万台；这些设备分散在辽阔的地理区域内，往往要跨越数个省份；被控制的设备间联系又十分紧密，通过不同电压等级的电力线路连接成网状系统。由于整个
19、电力系统在电磁上是互相耦合和连接的，所以仅有电气设备的常规自动装置是很不够的，还必须有整个系统(或局部系统)的综合自动化装置，通过信息共享和功能互补把电力系统自动化提高到一个新的水平。电力系统被控制的参数很多。这些参数包括电力系统频率、节点电压和为保证经挤运行的各种参数，如电力系统内成百上千台发电机组和无功补偿设备发出的有功功小率和无功功率，显然监视和控制成千上万个运行参数是十分困难的任务，仅靠常规的自动装置达不到实时性要求，也就不能完成复杂的控制任务。从启动控制学角度看，电力系统故障是电力系统自动控制的扰动信号。电力系统故障的发生是随机的，而且故障的发生和切除几乎是同时存在的，也就是说扰动的
20、同时伴随着被控制对象结构的变化，这就增加了控制的复杂性。有时用电系统故障，故障使系统失去了稳定，会造成灾难性的后果。然而综合自动化具有极高的系统监控实时性，能做到精确测量，快速控制，如此，系统就不易失去稳定，即使在电力系统失去稳定后，通过快速自动调节，也能较快地使系统恢复稳定。总之，保证电力系统安全、优质、经济运行单靠发电厂、变电所和调度中心的常规、单一功能的自动装置是不够的。电力系统的实时性、快速性、稳定性要求，必须使系统的综合自动化才能实现。1.4 电力综合自动化系统的发展过程：1.4.1 单一功能自电力动化阶段在电力系统内的发电设备及其出力不断增加，供电范围也不断扩大的情况下，设备在现场
21、人工就地监视和操作不能满足电力系统运行需要时，为了保证电力系统安全运行和向用户供应合格电能就出现了单一功能的自动装置。这些自动装置指继电保护装置、自动操作和调节装置(如断路器自动操作、发电机自动调压和自动调速装置)、远 距离信息自动传输装置(Bp远动装置，也就是我们常说的四遥装置：遥测、遥信、遥调、遥控)。在单一功能自动化阶段，电力系统继电保护、自动监控、远动三者的理论和技术分别发展成了三门独立的技术。在电力系统继电保护和远动从电力系统自动化中独立出来后，电力系统自动化的内容就只包括电力设备的自动监视、控制及其有关的问题了。尽管如此，如果从高层次来分类，电力系统继电保护、远动、自动监控仍然同属
22、于自动化的范畴。因此，单一功能自动化阶段的特点是：电力系统继电保护、电力系统远动和自动监控三者各自自成体系，分别完成各自的功能；对单个电气设备完成某种单一功能自动化过程；电力系统中各发电厂和变电所之间的自然装置没有什么联系；电力系统的统一运行主要靠电力系统调度中心的调度员根据遥信、遥测信息，加上调度员自己的知识和经验，通过电话或遥控、遥调来指挥。 1.4.2 电力系统综合自动化阶段随着电力系统装机容量和供电地域的不断扩大，电力系统的结构和运行方式越来越复杂而多变，同时对电能质量、供电可靠性和运行经济性的要求也越来越高。在这种情况下，单一功能的自动化装置已经不能使调度人员在很短的时间里掌握复杂多
23、变的电力系统运行状态，并做出及时而正确的决策。甚至在复杂的情况下，大量的遥信、遥测的信息使得调度人员不知所措，以致延误了事故处理或做出错误的决定，导致事故扩大。电力系统的发展提出一个电力系统的自动监视和控制的问题，计算机科学技术的发展提供了一个十分有效的工具，使得电力系统综合自动化得以产生。大容量和高速度的大型计算机和微型计算机及其网络系统在电力系统的应用，发挥了计算机储存信息大、综合能力强、决策迅速等许多优点。电力系统综合自动化的目的就是利用计算机这些优点，把电力系统实时运行的能量管理系统(Eh4S)和配电网调度控制系统(DS)以及在电力工业各部门中用于管理和规划的管理信息系统(MS)的结合
24、起来，把不同层次的电力系统调度自动控制功能和日常生产的计划管理功能在信息共享和功能互补上很好地结合起来，使电力系统运行的安全性、经济性提高到一个新的水平。 目前我国电力系统综合自动化已把EMS和DAS系统结合起来，有的已成功地与MIS结合在一起，电力系统综合自动化还在不断地完善和发展中。电力系统的运行结构、参数和事故状态通过电力系统远动装置的遥信(YX)、遥测(YC)和通信装置传送到调度中心的调度计算机。在调度计算机中，首先对远动传来的信息进行处理，得出表征电力系统运行状态的完整而准确的信息；然后根据电力系统的运行结构求出表征电力系统实时运行状态的数学模型；最后根据电力系统运行的要求求出对电力
25、系统实施控制的决策。调度计算机做出的控制决策再通过远动装置的遥控(YK)和遥调(YT)及通信装置传送到电力系统。电力系统中的自动装置接到从调度传来的YK和YT信息之后，对电力系统的运行结构和参数进行控制和调节，使电力系统进入一个新的运行状态。这个新的运行状态和参数再通过远动装置的YX、YC和通信装置传到调度中心的调度计算机。上述过程周而复始不停地进行，实现了实时对电力系统内众多发电机组和电力设备进行监视和控制。1.5 目前我国石油化工电力综合自动化系统状况到目前为止，全国各大石化公司的综合保护在大量改造中，已经使用了多家品牌产品，各自品牌的综保都有自己的后台系统，使用各自的通讯规约和后台监控系
26、统进行通讯，各自的子站都形成自己独立的系统，这种独立性使得各子站成为自动化的孤岛，各种品牌形成各自的综保调试及后台运行系统，最后交付到企业的大量培训资料、对员工进行不同的培训、其后的使用、维护和厂家支持的联系等都有诸多的不便，特别是对于后续监控系统的升级，兼容扩充都是严重的瓶颈，某种程度上严重阻碍了全厂电力监控系统的自动化实现。1.6 青岛大炼油工程简介青岛大炼油工程是中国石化集团公司的重点工程。建设项目的指导思想是，以建成二十一世纪世界先进水平炼油厂为目标，以大型化、系列化、集约化、信息化为标志，以生产成本低、占地面积小、职工人数少、安全环保标准高为特点，坚持低投入、高产出、适时投入、快速产
27、出的建设原则，建成为新企业、新体制的先进管理模式的炼油企业。本期设计炼油能力为1000万吨，有15套炼油装置和复杂的公用工程系统，是目前我国单套设计炼油能力最大的炼油厂，总定员为500人，总用电负荷140MW，自发电12MW；规划一期半工程新建70万吨对二甲苯装置（正在作可研报告），二期工程新建120万吨乙烯装置，同时再新上一座1300万吨炼油厂，预计总用电负荷为700MW，因此，全厂的电力系统要求总体统一规划，同时具备高度的综合自动化水平。众多的大型生产设备和电力设施是石油化工企业的生产命脉，因而供电的安全、可靠和稳定成为整个企业动力供给和电气监测部门的核心工作。与此同时，这些大型生产设备和
28、电力设施的不同地理分布以及电力网络的不同拓扑结构又为这项保障工作带来难度，一个能够分而治之，又能集中控制的分布式电力监控系统就成为大型企业迫在眉睫的需要。1.7 青岛大炼油工程电力综合自动化系统进行统一规划和设计青岛大炼油工程由于是新建厂，管理先进，自动化程度高，有实现全厂电力综合自动化系统的条件，因此提前作好前期规划和设计，使全厂电力综合自动化系统一步到位，为公司的今后发展提供可靠保证。深圳中电电力技术公司是从事变电站综合自动化系统的专业公司，从九十年代初期开始，一直致力于开发具有自主知识产权的变电站综合自动化系统，在石油、化工、输油、电解铝、氧化铝、冶金、钢铁、电力等各个行业承接了大量的工
29、程项目（请参阅部分用户名单），积累了十分丰富的工程经验和软件开发经验。深圳中电经过长期的技术开发，点滴积累，产品已经成熟，并已得到国内用户的认可，近几年来公司高速发展，尤其在石油、化工、输油、电解铝、氧化铝、冶金、钢铁、电力等企业变电所综合自动化方面，是国内投运系统最多的厂家；在此，深圳中电电力有着很多明显的优势。目前深圳中电公司投运中石化行业的TranSys综合自动化系统在山东济南炼油有限公司（110kV变电站及供电）、山东齐鲁石化橡胶厂（110kV变电站及全厂供电）、山东齐鲁石化氯碱厂（110kV、35kV变电站供电）、山东齐鲁石化烯烃厂（6kV变电站全厂供电）、山东齐鲁石化塑料厂（6kV
30、变电站及全厂供电）、山东齐鲁石化（110kV变电站及供电）、中原油田（6kV变电站及供电）、巴陵石化热电厂（110kV变电站及全厂供电）、巴陵石化动力厂（110kV变电站及全厂供电）、巴陵石化烯烃厂（35kV变电站及全厂供电）、湖北荆门石化（110kV变电站及全厂供电）、湖北化肥厂（6kV变电站及全厂供电）、浙江镇海炼化（35kV变电站及供电）、东北输油管理局（5个66kV泵站）、浙江巨化离子膜（35kV）、兰成渝兰州首站（35kV）、兰成渝临洮分输站（35kV）、兰成渝成都站（35kV）、兰成渝内江分输站（35kV）、兰成渝重庆末站（35kV）、山东烟台万华MDI项目（35kV总变电站及4个
31、10kV变电站）等业绩。深圳中电研制的变电所综合自动化系统应用数字保护、数字控制技术、计算机“集控”型监控系统及强磁屏蔽措施，解决了超强时变交错磁场条件下元件的 中国最庞大的下载资料库下载误动、拒动及发热问题。良好的实现了遥信、遥测、遥控、遥调功能，达到了国际先进水平。深圳中电公司开发的TranSys系统在技术性、可靠性、功能、服务等多方面均领先于国内同行。经过大量的工程应用经验，我公司的变电所综合自动化系统已经不是在电力系统中采用的一般意义上的变电站综合自动化系统。从整体上看，深圳中电开发的TranSys系统采用冗余、分散、分层技术，以SEL微机保护装置、PMC系列微机监控装置为硬件核心，以
32、开发的具有完全自主知识产权的PecStar V2.0综合自动化系统组态软件为软件核心，系统结构简洁，功能全面，可靠性高。TranSys系统集中了变电所的所有功能，应用自动控制技术、计算机数字处理技术和数字化信息通信技术，将变电所相互有关联的各部分连接为一个有机的整体，完成变电所继电保护、安全监视、开关操作、生产过程控制、数据存储和处理等全部功能。TranSys系统遵循国际和国内电力行业的现有标准，同时为满足变电所的特殊功能要求和可靠性，进行了特殊的处理，是一个具有独特结构的计算机网络系统。TranSys系统中保护装置部分采用美国SEL公司进口的微机继电保护装置。SEL公司成立于1982年，其产
33、品以高可靠性、功能配置灵活性、提供十年质量保证为特征，在北美微机保护市场占有率超过40%，在九十年代中期进入中国市场后，迅速取得推广应用。深圳中电公司于1997年取得SEL公司的中国一级代理及在全国的成套系统销售授权。TranSys系统中的监控装置一般采用加拿大PML公司进口的微机监控装置。PML公司始创于1969年，目前在北美同类产品的市场占有率超过60%。深圳中电公司于1992年取得PML公司在中国独家代理的授权，目前国内用户遍及各行各业。PMC的高档监控装置，按照高压变电站间隔分散设计，以测控、故障录波、电能质量分析、高次谐波分析、大容量I/O、电量瞬态波动记录、PLC逻辑控制为特征，特
34、别适合在大型冶炼企业的变电站中使用。为满足国内用户对可靠性、功能和经济方面的综合要求，TranSys系统中的监控装置也采用已广泛使用的PML 570PMC、560PMC、550PMC、530PMC、510PMC监控单元。570PMC、560PMC、550PMC、530PMC、510PMC监控装置具有测控、故障录波、谐波分析、电量瞬态波动记录、时间记录，需量测量和控制等功能。企业的变电站综合自动化项目不能照搬电力系统的综合自动化，必须在电力系统的基础上考虑企业变电站的种种特点，在原系统上扩展相关功能。首先，企业变电站与电力系统相比，对应的设备多，线路少，一次接线方式较固定，电力系统的停电损失多数
35、在用户，企业是连续生产，短时间的停电会造成巨大损失。其次企业变电站的运行环境和工艺条件更为复杂，周围有空压机、电动机、静态电力电子设备（可控硅）、电炉，存在严重的电磁干扰、化工腐蚀气体，所有的监控保护设备都要有抗电磁干扰能力，在我们已运行的很多项目中，厂房内有些设备长期运行已经磁化，电网中存在大量的谐波和电压波动，铁制设备长期运行后出现磁化现象。针对这种情况系统应采取很好的抗电磁干扰措施，使设备在恶劣的运行环境下能够稳定可靠的运行，不会出现过保护误动、系统误报事件和系统管理混乱等问题。企业内部多数生产线是连续生产，一个环节因电源质量引起的产品质量问题，如果不及时发现会进入下一个程序，造成大批量
36、的质量事故。所以在保护监控产品中特别设计了电能质量分析功能，如电网瞬间的事故引起的电压波动，引起电机出力变化，或自保持接触器不能自保持，引起电机停转等工业用户的特殊情况进行了考核电能质量。同时对于内部计量，预置了能量管理功能，避免了人员复杂的抄表。所以针对企业变电站的保护监控不能照抄照搬电力变的方式，不再是简单的通过保护动作实现对设备的安全保障，还要实时监视设备的运行工况和缺陷的发生，对保护过程和缺陷过程要有灵敏的记录和反应，实现预警功能。如谐波报警、反时限保护启动但未动作的事件，瞬时的电流波动，电量突变等都是实现设备预警功能的必须手段。中国石化青岛炼油化工有限公司是大型企业，有很多重要的设备
37、包括大型电动机、变压器、电容器、变频器等生产设备对电能质量和供电的可靠性有非常高的要求，中电公司作为一个拥有强大技术实力和丰富工程实践经验的专业公司，除了提供给客户优秀完善的设计、高质量的产品和优质可靠的工程之外，也从实际情况出发，提供给用户的系统在功能、设备选型、结构等方面完全贴近用户的实际需求。针对青岛大炼油工程电力系统的特点，从综合自动化系统的功能性与经济性角度考虑，具有极高的性价比。TranSys系统中主要设备的选型及功能特点的细节，请参阅深圳中电公司提供的详细成套资料。第2章 设备遵循的标准及选型2.1 相关技术标准以现行国家及电力行业的有效标准为依据，国标未列入部分应参考IEC最新
38、标准和规范。如标准间有矛盾时，以较高标准为准。主要有：序号标 准 代 码标 准 名 称1GB14285-93继电保护和安全自动装置技术规程2GB4858-84电气继电器的绝缘试验3DL478-92静态继电保护及安全自动装置通用技术条件4DL-99火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定5GB6126静态继电器及保护装置的电气干扰试验6GB7261继电器和继电保护装置基本试验方法7GB2423-95电工电子产品环境试验规程8IEC870-1远动设备及系统总则一般原理和指导性规范9IEC870-2远动设备及系统工作条件、环境条件和电源10IEC870-3远动设备及系统接口（电气特性）11IEC870
39、-4远动设备及系统性能要求12IEC870-5远动设备及系统传输规约13IEC60870-5.101基本远动任务配套标准14GB11287-89继电器，继电保护装置振荡（正弦）试验15GB/T14537-93量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验16GB/T14598.9-1995辐射电磁场干扰试验17GB/T14598.10-1996快速瞬变干扰试验18IEC255-22-1高频干扰试验：4级19IEC61000-4-2静电放电抗扰度试验：4级20IEC61000-4-3辐射电磁场抗扰度试验：4级21IEC61000-4-4快速瞬变电脉冲群抗扰度试验：4级22IEC61000-4-5冲击（浪涌
40、）抗扰度试验23IEC61000-4-6电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验24IEC61000-4-8工频磁场的抗扰度试验25GB50062-92电力装置的继电保护及安全自动装置设计规范26GB1T15145微机线路保护通用技术条件27部颁继电保护及安全自动装置反事故措施要点28国电公司关于防止电力生产重大事故的二十五项重点要求表中未将有关系统的有效标准全部列举，而仅将目前已经制定而为人们所熟知的国内、国外标准列入，以作为制造、运行、试验、维修等各方面遵循的标准。但不仅限于此，对于电气设计、安装等其它有关规程以及制造行业的国家工业标准中的相关部分也严格遵循实施。2.2 电能质量监测与管理系统Tra
41、nsys变电站综合自动化系统的结构和设备选型典型的PQsys电能质量监测与管理系统有如下主要组成部分：（1）分散式电能质量监测(控)单元；（2）分散式微机保护单元；（3）连接单元式微机保护装置、单元式电能质量装置与监控计算机的通信链路；（4）综合自动化的计算机网络系统；（5）上位机综合自动化系统分析组态软件；2.2.1 分散式电能质量监控单元的优点采用集中式的电能质量分析装置还是采用分散式单元式的装置是实现系统可靠运行的关键。单元式装置通过分散配置，分散故障风险。与单元装置对应的是集中式装置，集中式装置由于不能实现分散配置，一旦故障，全系统就瘫痪。采用单元式的装置，不存在集中故障的风险，同时便
42、于分散安装，也便于系统投资的控制。采用单元装置的另一个显著优点是可对不同电压等级及不同重要性的负荷，可采用不同规格和档次的在线电能质量装置，做到配置合理。具体而言，在中石化重要的110kV变电站进线、重要设备（主变等），采用570PMC、7500ION分散式电能质量监测（控）装置实现事故记录、故障录波、波形采集、高次谐波、事故预报警等功能。在济南炼油厂（110kV）、齐鲁石化橡胶厂（110kV）、齐鲁石化氯碱厂（110kV）、巴陵石化（110kV）等石化用户成功运用。有的用户仅要求谐波监测，或在谐波畸变超标的时监测电流电压的波形，并需要少量的监控点及计算少量派生量，用PMC-560或PMC-5
43、70就满足要求。有的用户（如炼油厂）要求谐波治理和功率因数控制，可把其电能质量监测系统设计为变电站综合自动化系统的一个子系统， 需要输入输出点多于PMC 560，需要算术逻辑计算、需要大容量存储，可采用ION 7700和ION 7500。有的用户产品质量对电压敏感性非常强，如IC制造厂和精密电子加工厂，可采用ION 7500，如果需要闪变监测，建议采用ION 7600。如果用户既要监测电能质量，也要实现供电局认可的电能计费，可采用ION 8500、ION 8300关口计量表，除了电能质量分析功能外，其计量精度达到IEC 60687 0.2S级，而且表计的外形符合ANSI和IEC标准。一般情况下
44、，在一个变电站内，通常会采用多种装置，如同一段母线或进线，用功能和性能档次高的装置，而在出线则用功能和性能相对弱一些的装置。 通过组合，既经济也不影响功能和性能。2.2.2 SEL系列微机保护测控装置设备选型严格遵循IEC和GB，并结合丰富的工作经验，本着安全性、经济性、稳定性、可靠性的原则进行选型。本设计方案所有保护装置选用美国SEL 系列微机保护测控装置。采用在国内电力系统、石油、冶金、化工及天然气工业成功运行多年的SEL 系列微机综合数字保护装置。对SEL其产品从保护方案设计、组屏、售后服务均严格按照ISO9001：2000质量保证体系。深圳中电公司在电力综合自动化领域具有非常丰富的管理
45、经验和工程运作经验，具有很强的技术力量作技术支持。保护装置具有RS-232、RS-485和以太网口多个通讯口，以满足与变电所微机监控系统进行数据通讯要求，并配合通讯管理机实现与上级调度或集控中心监控的通讯功能。保护装置面板设有液晶显示，并具有自检功能，能方便的实现人-机对话：查看、修改保护定值；检查故障数据；测试测量数据；查看运行数据；实现保护装置的投/切功能；保护装置面板上设置有操作按钮，用于配合液晶显示器查看、修改保护定值，调看各种故障、事故数据等，进行面板上手动跳闸的操作；具有故障录波功能，故障和顺序事件报告简化了故障和系统扰动分析；继电器可根 据用户设定的触发条件，自动记录30或60周
46、波故障记录，故障前时间可设定。报告存储在不丢失存储器中。继电器存储最新的512条SER记录。快速SER协议 ，保护装置可以主动送出二进制的SER信息。IRIG-B继电器具有接收解调的IRIG-B时钟同步信号的接口。采用可选的大电流抗干扰动作接点，代替或减小了中间继电器，并增加动作可靠性；专用的后面板接线端子和电流短接端子，简化了试验接线并减小了引出的切换开关；具有多组独立定值组；可相互切换具有断路器监视功能全部采用军用级芯片和标准，使用环境-4085采用Motorola MC68332 32位微处理器，可靠的高度集成的整版硬件结构采用DSP技术对装置提供10年整机质量保证。第3章 青岛大炼油工程全厂电力综合自动化系统概述3.1 青岛大炼油工程全厂电力系统简介3.
