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10kV配网开闭所备自投装置及其远程监控系统
一、课程设计选题
题目一：10kV配网开闭所备自投装置及其远程监控系统 原理简介：
“备自投装置”全称为“备用电源自动投切装置”的简称，它是10kV配网中常见的自动化装置。
为了提高供电可靠性，10kV配网开闭所也开始设置具有互供能力的双电源配电线路，使其形成网架，并在线路上设置备自投装置及其分段开关。一旦发生事故，备自投装置就能迅速有效地对故障点进行隔离。
备自投装置在故障发生时具有自动“断开”功能，保障用户用电连续性。故障排除后，备自投装置分段开关仍保持“断开”状态，无法自动复位，需巡检人员手动复位。若在巡检人员来开闭所之前再次出现故障，则无备用电源投入使用，用户断电。
基于以上不利因素，备自投装置需配备状态监控模块。当备自投装置动作时，其状态监控模块获知该信息并发送至远端监控中心，远端监控中心获知后立即派巡检人员前往相应开闭所进行巡检复位操作。
为了更好地分析判别故障，远端控制中心在获取备自投装置动作信息的同时，还应获得开闭所电力系统状态信息，此信息也通过状态监控模块获得。
设计要求：
(1) 调查研究10kV配网开闭所备自投装置特点、功能；绘制10kV配网开闭所备自投装置接线图。
(2) 设计备自投装置状态监控模块，确定以下功能：1、操作方式2、数据采集（自行设计若干遥信量、遥测量）；3、数据通信；4、执行命令；5、其他。 (3) 画出位于开闭所内的远方终端（RTU）结构框图，说明图内各模块功能。 (4) 结合“执行命令”，选择数据通信规约，详细说明通信报文格式。
二、基本原理介绍
2.1 10kV配网开闭所备自投装置特点和功能 2.1.1 10kV配网开闭所备自投装置的工作情况
开闭所10 kV 馈线在I段一回供1000 kV A所用变10 / 0.4 kV, 开闭所10 kV 馈线在1I段一回供1000kVA所用变10/0.4kV, 两台所用变一台工作, 一台冷备, 低压系统母联合位。冷备的变压器高低压开关为断开状态, 工作变失压, 跳自身高低压开关, 合冷备变高低压开关, 两台变工作, 备用可以互换。10kV所用变备自投系统如图1所示。
冷备电源切换步骤:
1) 正常供电时，电源1和3独立运行，电源2准备，母联1和2断开； 2) 如果电源1故障或失电，则跳开自己后合上进线1及母联1； 3) 如果电源3 故障或失电，则跳开自己后合上进线2及母联2。 所用变切换步骤：
1)正常供电时，一台变工作，一台变冷备用，低压母联合； 2) 如果工作变失电，则跳开自己后合上备用变； 3) 两台变可以互换。 2.1.2 备自投装置的基本功能
(l) 工作电源失电, 备自投装置投入; (2) 工作电源未断开前, 备用电源不应投人;
(3) 备自投装置只允许动作一次, 动作时应发出信号;
(4 )备自投装置的低电压起动元件不应因电压互感器的熔断器熔断而误动作; (5) 工作进线保护动作, 备用电源不应动作; (6) 手动开关分闸, 备用电源不应动作。
图1 10kV配网开闭所备自投装置接线图
三、设计过程描述
备自投装置状态监控模块的设计。
工作站主控机网格调度中心通信通信调制解调器光端机GPS时钟中心处理器安全自动装置遥测、遥信采集装置遥控、遥调装置继电保护装置故障录波装置VQC保护单元1保护单元2保护单元n
图 2备自投装置状态监控模块
3.1 操作方式
厂前端系统信息传输子系统信息处理子系统主站端系统人机联系子系统电力系统数据采集和控制执行子系统 在调度端收到各个厂站送来的信息经加工处理后，通过人机联系部分，在调度模拟屏，屏幕显示器上显示或由打印机打印。异常或事故时则发出告警信号。调度端的遥控、遥调命令通常由人机联系部分输入，经信息传输至另一端，由命令执行部分实施。
3.2 遥控对象应包括下列内容：
(1) 变电所开闭所负荷开关；
(2) 接触网线路的负荷开关和电动隔离开关； (3) 有载调压变压器抽头位置的调节开关； (4) 二次回路中必要的起动和复归开关（按钮）； (5) 自动装置、成组控制装置的投切开关（按钮）。 遥信对象应包括下列内容： (1) 遥控对象的位置信号；
(2) 所内事故总信号和预告总信号； (3) 变压器的各类故障信号； (4) 馈电线的各类故障信号；
(5) 自动装置的运行位置和动作信号； (6) 电容补偿装置故障信号； (7) 自耦变压器的故障信号；
(8) 控制回路和电压互感器二次回路断线信号；