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1.概述
根据城区配网自动化的特点及其普遍的、总的要求,我们采用美国GE HARRIS公司生产的D25多功能智能电子装置作为数据集中器(终端服务器)和开闭所自动化终端(DTU),DART配电自动化远方终端装置为柱上自动化终端(FTU),以满足城区配网自动化系统对终端系统的需要。
D25多功能智能电子装置和DART配电自动化远方终端装置,均属美国GE HARRIS公司生产的WESDAC®系列产品。该系列产品是当今世界上最先进、最可靠的输、配电网络控制产品。其产品的研究、开发、制造、测试的整个过程,完全在ISO9000质量控制标准下进行。这些产品的结构、功能和性能,完全依据电力系统的特殊要求进行设计、生产和测试,并已通过现场长期运行的验证。WESDAC®系列产品完全符合欧洲IEC和北美洲IEEE关于高电压环境运行的电子设备的抗干扰标准。
WESDAC®系列产品,既可以作为10kV配电开关站、35kV - 500kV变电站无人值班的RTU设备,又可以利用其分布型的网络体系结构、强大的通讯处理能力和闭环控制功能实现整个变电站的综合自动化;WESDAC®产品用于配电网络自动化时,能够快速准确地检测出配电网络的故障,并自动地隔离故障和恢复供电,是确保供电的可靠性和全面服务于用户的必要技术手段。从10kV到750kV的电网,WESDAC®系列产品目前已有超过25000套的设备在全世界各地运行,是目前世界上应用面最广、运行数量最多的电网控制产品。
WESDAC®系列产品具有很高的可靠性和可维护性,所有产品的平均无故障间隔时间超过八万小时。在结构设计上充分考虑到现场维护的方便性,如可以带电拔插运行中的I/O模块,使得现场维修非常方便,平均修复故障的时间只需几分钟。其完善的维护测试工具和远方诊断、维护能力,运行维护人员维护和管理这些设备非常容易和方便。采用一台计算机(手提电脑),不管是在办公室或任何地方,只要把它连接到电话网络上,就可以对整个电网中的WESDAC®装置实施控制。
4. 系统配置方案及装置说明
4.1 配置方案
附图为我们建议的配网自动化系统配置方案。开闭所自动化终端(DTU)D25通过光纤双以太网接入D25数据集中器(终端服务器),至于柱上自动化终端(FTU)DART,可以通过R2485/232、光纤或无线方式接入D25数据集中器。这是一种结合D25多功能电子装置和DART配电自动化远方终端装置功能的非常灵活的配置,非常适合于将来系统大规模的扩展应用。
按照现阶段系统的对自动化终端的功能和性能方面的要求,我们提供的配置方案如下:
l 数据集中器(终端服务器):D25 1台;
l 开闭所自动化终端(DTU):D25 6台;
l 柱上自动化终端(FTU):DART 13台。
将来系统的扩展,可以按要求在相应区域增加D25数据集中器(终端服务器)以满足系统的要求。
4.2 装置说明
4.2.1 D25多功能电子配置
WESDAC®D25GE HARRIS公司生产的一 种功能强大的多功能IED设备,它是一台完全基于单元控制的多功能综合数据采集和控制装置。它采用的国际上最新的软硬件技术、网络联接和通信能力、完善的控制功能,使得D25可以作为一台可编程控制器、一个变电站局域网的节点、一个IED(智能电子设备)的网关(gateway)、一台单元控制器、一台电能测量表、一台电能质量监视仪、一台故障记录仪或一台独立RTU,也可以是上述功能的综合装置。D25可以应用在110kV - 750kV断路器、变压器的单元控制及10kV环网柜、10kV开关站的控制。
D25多功能智能电子装置适用于变电站远动终端、变电站的分布式单元和配电自动化系统。
它是一个智能的、分布I/O模块和通讯产品,它是变电站自动化和控制系统的一个基本的且极其重要的部分。该产品的可扩展性与可组态性使得它经济实用,同时,给大容量的自动化应用提供了一个很好的解决方法。
D25与现在使用的RTU技术的变电站自动化产品有所区别,它与RTU技术的区别如下:
- 代替变送器
- 集成的可编程逻辑控制(PLC)
- 非计费表计
- 故障测量和检测
- 保护控制
- 顺序控制
- 操作闭锁
- 电质量测量
- 保护功能
D25通过可量化、灵活的输入/输出选择及功能强大的软件的应用来实现这些功能。D25支持:
- 最多96个状态量输入
- 最多16个控制量输出对
- 最多16个模拟量输入
- 外部系统的通讯接口(D. 20,以太网或RS-232/RS-485接口)
- 两个与外部变电站智能电子设备通讯的串行接口
- 两个维护组态接口
- 一个接收通用时间码信息的接口
- 三个辅助控制/一般的数字输出
4.2.2 DART配电自动化远方终端装置
DART是GE HARRIS公司专门为10kV断路器、环网柜、箱式开关柜、柱上开关的控制测量而设计的装置,是配电网络自动化的最佳选择。目前已有几千台在世界各地的配电网络上运行。
DART是专门应用于配电自动化的一台高性能的RTU,其先进的软、硬件技术,使它在配电网络自动化的应用中独具优势。其主要特点如下:
- 非常适合于配电自动化应用,如开关、重合器的开展,自动分段控制、自动负荷转移控制等。
- 实现高精度数据采集、测量和远方控制。
- 提高配电网络的可靠性,降低配电网络的运行和维护成本。
- 既适于新建的变电站,又适于电缆过长或地方简陋的老站的改造。
- 适合户外安装。
DART可提供完整的配电网络自动化的功能,如:
- 通过交流信号直接输入的方式监控三相的配电线路,配电有PT、CT的各种配电开关都可以与之相联,实现监控功能。
- 准确、可靠的配电线路的故障检测功能,并利用专有的算法避免冷负荷启动,励磁涌流而发生故障的误判断,故障检测的整定参数是用户可编程的,缩短了用户的维护时间。
- 数字信号处理技术实现各种电气量的测量、计算,如:均方根电流、电压值(RMSI、V),零序电流和电压值,有功功率(KW)、无功功率(KVAr),有功电度(KWH)、无功电度(KVArH),相角、功率因素和电流方向。
- 自动迅速的恢复供电。
DART提供的上述功能,使得它在配网自动化的应用中变得非常方便和简单,用户只需安装一台这样的DART,就可以与配电开关配合实现全部的自动化功能。不再需要安装其它的设备如开关控制器、故障探测器、故障指示器、变送器等。
DART选用DNO3.0作为标准的通信规约,DNP3.0已成为目前国际上应用最广泛的符合IEC870-5标准的通信规约。

