SAI-300系统是应用于变电站、电厂自动化系统和集中控制主站系统的开放式应用软件平台。运行于WindowsXP/2000/NT/98环境。SAI-300系统为电力二次设备生产厂家进行系统集成提供了强大的工具,同时也适用于各级电力企业的保护及调度部门实施集中控制主站系统。
SAI-300系统不仅具备基本的监控和数据采集(SCADA)功能,还包括微机保护设备的监视、信息采集及分析管理功能,并且具备与管理信息系统(MIS)互联,构成更大规模的信息系统的能力。
SAI-300系统是集我们在SCADA系统、变电站自动化系统及保护信息管理系统方面的研究和开发经验,并参考国内外同类产品,建立在较新软硬件技术基础上的综合多功能的系统平台,因此可广泛适用于各种电压等级变电站、电厂自动化系统,并满足不同管理部门对于信息的要求。
SAI-300系统在整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突破了以往同类系统的局限,在易操作、易维护及人机界面友好上也充分发挥了现代计算机技术带来的方便,其设计视野宽广,因此可以满足用户多方面的需求。
SAI-300厂站综合自动化系统采用分层分布式网络结构,整个系统分成管理控制层、通讯层和间隔层。管理控制层提供厂站电气运行的人机联系界面,实现管理控制间隔层设备的功能,形成厂站电气设备的监控、管理中心,并可与调度设备实现通信;通讯层实现在管理层和间隔层间及时、准确传递数据,为确保系统安全、可靠,通讯网络一般采用双网方式,并设置**通讯处理机;间隔层由监控、保护等设备构成,在网络失效的情况下,间隔层设备能独立完成对设备的监控及保护功能。
CPU插件原理简图如下:
CPU插件主要由以下几部分构成:
CPU系统
CPU系统由高性能的微处理器CPU(32位)、大容量的ROM(512K字节)、RAM(1M字节)、Flash Memory(1M字节)等构成,使该CPU模件具有较强的数据处理及记录能力,可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中记录的录波报告、事件及保护定值等运行配置信息在装置掉电后均不会丢失。
2) 数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成。
保护系统由高可靠性的16位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统, A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路,转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点,本装置的模拟量采样回路无可调整元件,也不需要在现场作调整,具备高度的可靠性。
图3-2 A/D系统原理示意图
测量系统由**测量芯片实现实现模拟量采集,测量精度高达24位,采用硬件技术解决因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能,在现场*再作调整。
3)开关量输入及输出部分
本装置提供外部输入的开关量18路,其中11路均为220V强电输入,其余开关量由装置**开入24V电源供电; GPS对时用开入1路,该路输入量可由内部或**24V电源供电;所有开入经光电耦合器件接入系统。
本装置提供的开出,一类是用于驱动出口及信号继电器的,此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的;另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器,其+24伏电源是不经过闭锁的。 本装置本地告警信号及告警信号由两种方式驱动:告警和呼唤,告**于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时,呼唤则用于不需闭锁开出的情况,例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。
4) 通信部分
本插件内含通信速度较高、具备通用性接口的以太网络芯片,以太网为本装置接入系统的主要通信接口。装置提供RJ45通信接口,以UTP5线为通信介质。
本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件(MMI)通信,一个SCI(标准RS232串行接口)用于连接PC机,可以借助PC机的强大功能及配置的**调试软件包对装置进行各种测试。
5) 时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。本装置还考虑了硬件对时电路,接收GPS的脉冲对时信号。
另外,CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺,外观小巧,结构紧凑,大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
电源插件
本插件为直流逆变电源插件。直流220V或110V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的直流电压, 有5V,+12V,-12V,24V(1)和24V(2),2组24V与+5V(+12V,-12V)电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。
a) +5V(+12V,-12V) 为用于CPU的工作电源
b) 24V(1) 为用于驱动继电器的电源
c) 24V(2) 为用于外部开入的电源
为增强电源模件的抗干扰能力,本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器。电源模件电原理图见附图。
4.5 逻辑及跳闸插件
本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类。
逻辑继电器
逻辑继电器由CPU插件经光耦器件直接驱动,包括:出口回路开放继电器QDJ、跳闸继电器TZJ、合闸继电器HZJ、遥控跳闸继电器CKJ1、遥控合闸继电器CKJ2、出口中间继电器CKJ4~CKJ7、信号继电器CKJ3、装置异常告警及闭锁继电器GJ、告警或呼唤信号继电器GJX、信号复归继电器FGJ等。
QDJ为出口回路总开放继电器,本装置内用于跳合闸的出口中间继电器,其负电源均经该继电器闭锁,该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。
告警继电器驱动方式: GJ继电器为CPU自检发现有严重异常情况,必须立即切断本保护出口电源的,驱动该继电器。GJ起动后一方面经过其常开接点自保持,另一方面由其常闭接点切断CPU插件的24伏跳闸正电源,驱动GJ的同时也将驱动一个磁保持的信号继电器GJX,其接点GJX-1用以点亮面板上本地告警信号灯,GJX-2用于信号。
信号继电器驱动方式:该类信号不需要切断保护跳闸正24伏电源,直接驱动GJX,由GJX继电器的触点分别给出当地及信号。
2)跳闸继电器
跳闸继电器主要由各种操作回路继电器构成,包括跳闸位置继电器(TWJ)、合闸位置继电器(HWJ)、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器TBJ、合闸保持继电器HBJ等。
跳闸、合闸保持电流的调整通过并联于相应继电器线圈的二极管自动分流,达到跳、合闸电流自适应。本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式,只需分别短接TBJV线圈和TBJV接点5~6即可。
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