直流输电工程控制保护系统总概课件.ppt

1、2022-8-15直流输电工程控制保护系统总概直流输电工程直流输电工程-控制保护控制保护系统总概系统总概直流输电工程控制保护系统总概提纲直流控制保护系统概况直流控制保护系统概况直流控制保护系统构成直流控制保护系统构成德宝工程控制保护设备配置情况德宝工程控制保护设备配置情况系统特点与主要技术改进系统特点与主要技术改进直流控制保护系统直流控制保护系统硬件简介硬件简介直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统概况直流输电的控制保护系统是直流输电系统的直流输电的控制保护系统是直流输电系统的“大大脑脑”。控制交、直流功率转换、直流功率输送的全部过控制交、直流功率转换、直流功率输送的全部过程程 保护换流

2、站所有电气设备以及直流输电线路免受保护换流站所有电气设备以及直流输电线路免受电气故障的损害。电气故障的损害。直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统概况直流输电的过程依赖于控制保护系统，这点与交直流输电的过程依赖于控制保护系统，这点与交流输电技术存在显著不同。流输电技术存在显著不同。直流输电是建立在阀导通和截止控制上的一种电直流输电是建立在阀导通和截止控制上的一种电能传输方式。直流输电的控制系统运行从不间断，能传输方式。直流输电的控制系统运行从不间断，这与交流系统二次部分只在运行状态改变或故障这与交流系统二次部分只在运行状态改变或故障时起作用是不同的。时起作用是不同的。直流输电工程控制保护

3、系统总概直流控制保护系统概况直流输电要求控制保护系统完成以下功能：直流输电要求控制保护系统完成以下功能：直流输电系统的起停控制；直流输电系统的起停控制；直流输送功率的大小和方向的控制；直流输送功率的大小和方向的控制；抑制换流器不正常运行及对所联交流系统的干扰；抑制换流器不正常运行及对所联交流系统的干扰；发生故障时，保护换流站设备；发生故障时，保护换流站设备；对换流站、直流线路的各种运行参数对换流站、直流线路的各种运行参数(如电压及电如电压及电流等流等)以及控制系统本身的信息进行监视。以及控制系统本身的信息进行监视。直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统概况直流直流控制保护系统的对象控制保

4、护系统的对象:全换流站所有设备。全换流站所有设备。换流器换流器 换流变压器、分接头换流变压器、分接头直流场开关直流场开关/隔刀隔刀/地刀地刀直流滤波器直流滤波器交流滤波器交流滤波器交流场开关交流场开关/隔刀隔刀/地刀地刀 直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统概况控制位置要求：控制位置要求：远方调度中心、集控中心远方调度中心、集控中心 换流站主控室换流站主控室 控制系统就地控制系统就地 设备就地设备就地控制位置层次关系：控制位置层次关系：分层结构上越低的位置，其控制优先级越高分层结构上越低的位置，其控制优先级越高直流输电工程控制保护系统总概提纲直流控制保护系统概况直流控制保护系统概况直流

5、控制保护系统构成直流控制保护系统构成德宝工程控制保护设备配置情况德宝工程控制保护设备配置情况系统特点与主要技术改进系统特点与主要技术改进直流控制保护系统直流控制保护系统硬件简介硬件简介直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统构成 直流控制（极控）系统直流控制（极控）系统是换流站控制系统的核心，主要功能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节，实现系统要求的输送功率或输送电流。该部分主要包括每个极的极控系统的主机、分布式现场总线和分布式I/O等设备。直流系统保护直流系统保护主要包括直流极保护（换流器保护、直流场保护、直流线路保护、以及接地极引线保护）、换流变保护、直流滤波器保护、交流滤波器保护。交

6、、直流站控系统交、直流站控系统负责执行交/直流设备的投切、起停、运行方式转换、状态监视、测量等功能，该部分主要包括站控系统的主机、分布式现场总线和分布式I/O等设备。直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统构成运行人员控制系统运行人员控制系统 运行人员控制系统，是换流站正常运行时运行人员的主人机界面和监控数据存储系统。主要包括站时钟系统、站LAN网、运行人员工作站、工程师工作站、站长工作站、系统服务器、培训系统、MIS接口工作站、网络打印机等。与远方控制中心的接口子系统与远方控制中心的接口子系统包括：远动系统，用于与网调、省调、直流集控中心等交换直流换流站的监控数据并执行远方调度命令，由远

7、动工作站、远动通讯设备等组成。直流输电工程控制保护系统总概直流控制保护系统构成典型系统解决方案典型系统解决方案:直流输电工程控制保护系统总概极控系统是整个换流站控制系统的核心，主要功极控系统是整个换流站控制系统的核心，主要功能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节，实现能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节，实现系统要求的输送功率或输送电流。系统要求的输送功率或输送电流。极控系统的控制性能将直接决定直流系统的各种极控系统的控制性能将直接决定直流系统的各种响应特性以及功率响应特性以及功率/电流稳定性。电流稳定性。直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系

8、统总概极控制系统主要包括极控制系统主要包括:n 每个极的极控系统主机每个极的极控系统主机n 分布式现场总线分布式现场总线n 分布式分布式I/O等设备等设备直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概 完成对换流站内换流器、换流变压器、直流场完成对换流站内换流器、换流变压器、直流场设备等的控制和监视功能。收集极控系统范围设备等的控制和监视功能。收集极控系统范围内的内的“事件事件”并上传送入运行人员控制系统。并上传送入运行人员控制系统。在每套系统上均配置了显示器和键盘，可完成在每套系统上均配置了显示器和键盘，可完成就地的监视和就地控制功能。就地的监视和就地控制功能。PCP控制主机：控制主机：直

9、流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概 包括：包括：换流器触发控制；换流变压器分接头控制；换流器触发控制；换流变压器分接头控制；极功率控制；无功功率控制；直流顺序控制、极功率控制；无功功率控制；直流顺序控制、连锁；直流调制；过负荷控制；空载加压试连锁；直流调制；过负荷控制；空载加压试验控制；验控制；系统监视系统监视与分散与分散I/O的通信的通信与阀控制单元的通信与阀控制单元的通信SCADA接口接口极间通信极间通信站间通信站间通信 直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概完成完成I/O与控制主机之间的数据传输。与控制主机之间的数据传输。总线采用标准总线采用标准CAN和和TDM总线

10、，通讯介质采用总线，通讯介质采用光纤。光纤。现场总线：现场总线：直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概完成极控系统所需要的各种模拟量和状态量的采完成极控系统所需要的各种模拟量和状态量的采集，完成与交集，完成与交/直流场一次设备、水冷却系统、阀直流场一次设备、水冷却系统、阀基电子设备及其它二次子系统间的接口。主要包基电子设备及其它二次子系统间的接口。主要包括：括：DFT：直流场接口：直流场接口 BFT：双极部分接口：双极部分接口 TMI/TSI：换流变接口：换流变接口 RSI：平抗接口：平抗接口 CCP：水冷接口：水冷接口 VCU：阀控接口：阀控接口I/O系统系统直流控制（极控）系统直

11、流输电工程控制保护系统总概高压直流控制系统功能框图直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概n极功率控制/电流控制PPCn过负荷限制 OLLn直流功率调制 MODSn换流器触发控制 CFCn控制脉冲发生单元 CPG n无功功率控制 RPCn开关顺序控制 SSQn模式顺序控制 MSQn准备顺序控制 RSQn电压角度参考值计算 VARCn换流变压器分接头控制 TCCn线路开路试验控制 OLTn站间通讯 TCOM 控制功能模块直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概n在换流站控制系统中，直流极控系统为完全冗余的双重化系统，该部分的双重化的系统之间可以在故障状态下进行自动系统切换或由运行

12、人员进行手动系统切换。n系统切换遵循如下原则：在任何时候运行的有效系统应是双重化系统中较为完好的那一重系统n系统切换逻辑禁止以任何方式将有效系统切换至不可用系统。系统切换总是从当前有效的系统来发出。这个切换原则可避免在备用系统中的不当的操作或故障造成不希望的切换。另外，当另一系统不可用时，系统切换逻辑将禁止该切换指令的执行。极控系统的冗余与切换直流控制（极控）系统直流输电工程控制保护系统总概直流系统保护主要包括主要包括:换流器保护换流器保护直流场保护直流场保护直流线路保护直流线路保护接地极引线保护接地极引线保护换流变保护换流变保护直流滤波器保护直流滤波器保护交流滤波器保护交流滤波器保护 直流输

13、电工程控制保护系统总概直流系统保护直流输电工程控制保护系统总概每一套保护具有全部的保护功能。每一套保护的测每一套保护具有全部的保护功能。每一套保护的测量回路、电源回路、出口跳闸回路及通信接口回路量回路、电源回路、出口跳闸回路及通信接口回路均按完全独立的原则设计均按完全独立的原则设计,并采取措施保证单一元件并采取措施保证单一元件故障不会造成保护误动。故障不会造成保护误动。任一套保护动作可以出口，确保安全性。任一套保护动作可以出口，确保安全性。采取这样的配置方案每套保护的防误不依赖于它套采取这样的配置方案每套保护的防误不依赖于它套保护，使设备之间关系简单，易维护，既保证可靠保护，使设备之间关系简单

14、，易维护，既保证可靠性，又保证安全性。电缆连接减少，任何一套保护性，又保证安全性。电缆连接减少，任何一套保护出现问题进行维护时，仍保留有全部的保护功能。出现问题进行维护时，仍保留有全部的保护功能。配置原则-采用完全双重化的保护配置方案采用完全双重化的保护配置方案直流系统保护直流输电工程控制保护系统总概 控制、保护功能分别由不同的主机完成 保护区内所有保护功能集成在一台主机内 控制、保护主机模拟量采集I/O独立，共享部分状态采集I/O 启动+保护动作出口的防误逻辑，保护系统不切换 完全双重化保护配置直流系统保护直流保护构成直流输电工程控制保护系统总概 换流变压器保护RCS-977采用独立装置实现

15、 启动+保护动作出口的防误逻辑 完全双重化保护配置 非电量保护RCS-974双重化换流变压器保护构成直流系统保护直流输电工程控制保护系统总概 直流滤波器保护RCS-976D采用独立装置实现 启动+保护动作出口的防误逻辑 完全双重化保护配置直流滤波器保护构成直流系统保护直流输电工程控制保护系统总概 每一台交流滤波器保护RCS976A采用独立装置实现，方便运行维护 启动+保护动作出口的防误逻辑 完全双重化保护配置交流滤波器保护构成直流系统保护直流输电工程控制保护系统总概交、直流站控系统交、直流站控系统，负责执行交交、直流站控系统，负责执行交/直流设备的投切、直流设备的投切、起停、运行方式转换、状态

16、监视、测量等功能。起停、运行方式转换、状态监视、测量等功能。站控系统主要包括：站控系统的主机、分布式现场总线和分布式I/O等设备。在每套系统上均配置了显示器和键盘，可完成就地的监视和就地控制功能。直流输电工程控制保护系统总概交、直流站控系统 交流站控系统主要完成：交流场、交流滤波器的交流站控系统主要完成：交流场、交流滤波器的监视和控制。监视和控制。直流站控系统主要完成：直流场的监视和控制，直流站控系统主要完成：直流场的监视和控制，与水冷、与水冷、TM及其它系统的接口。及其它系统的接口。直流站控和直流阀控共用控制主机（合称为极控直流站控和直流阀控共用控制主机（合称为极控主机），不设置独立的直流站

17、控设备，具有更高主机），不设置独立的直流站控设备，具有更高的冗余度。的冗余度。直流输电工程控制保护系统总概站控系统主要功能站控系统主要功能 整个换流站范围内的数据采集及信息处理、上整个换流站范围内的数据采集及信息处理、上送运行人员控制系统；送运行人员控制系统；全站范围内的开关、刀闸和地刀的操作控制；全站范围内的开关、刀闸和地刀的操作控制；顺序控制；顺序控制；联锁；联锁；同期；同期；站控系统内部及辅助系统的事件生成和上传至站控系统内部及辅助系统的事件生成和上传至运行人员控制系统；运行人员控制系统；在线谐波监视；在线谐波监视；对辅助系统的监控（包括站用电系统的控制对辅助系统的监控（包括站用电系统的

18、控制/监监视，以及对其它辅助系统的监视功能）等。视，以及对其它辅助系统的监视功能）等。交、直流站控系统直流输电工程控制保护系统总概站控系统配置原则站控系统配置原则 采用分散式结构，按面向物理对象的原则进行采用分散式结构，按面向物理对象的原则进行各站控子系统的设置，不同子系统之间尽可能各站控子系统的设置，不同子系统之间尽可能少的交换信息，某一对象异常不影响其它对象少的交换信息，某一对象异常不影响其它对象功能的正确运行。功能的正确运行。采用分布式采用分布式I/O系统，系统，I/O采用按对象设计的原则，采用按对象设计的原则，即关闭某一对象相关即关闭某一对象相关I/O的电源不影响系统及其的电源不影响系

19、统及其它对象的运行；双极它对象的运行；双极I/O完全独立设计，关闭另完全独立设计，关闭另一极一极I/O不会影响本极控制系统的运行。不会影响本极控制系统的运行。采用标准总线采用标准总线CAN和和TDM。通讯介质采用光纤，。通讯介质采用光纤，提高系统抗干扰能力。提高系统抗干扰能力。CAN总线用于信号量及总线用于信号量及控制命令的传输，控制命令的传输，TDM总线用于电压和电流信总线用于电压和电流信号的传输。号的传输。交、直流站控系统直流输电工程控制保护系统总概 站控系统从站控系统从I/O接口至系统主机整个环节均采用接口至系统主机整个环节均采用完全双重化设计，双重化设计确保不会因为任完全双重化设计，双

20、重化设计确保不会因为任一系统的单重故障而发生停运，也不会因为单一系统的单重故障而发生停运，也不会因为单重故障而失去对换流站的监视。重故障而失去对换流站的监视。站控系统具有完整的自身内部监视和自诊断能站控系统具有完整的自身内部监视和自诊断能力，以便在故障时容易定位问题所在。站控系力，以便在故障时容易定位问题所在。站控系统具有足够高的的可靠性、可用率和可维护性。统具有足够高的的可靠性、可用率和可维护性。交、直流站控系统直流输电工程控制保护系统总概运行人员控制系统运行人员控制系统是换流站正常运行时运行人员运行人员控制系统是换流站正常运行时运行人员的主人机界面和监控数据存储系统。的主人机界面和监控数据

21、存储系统。运行人员控制系统包括：站运行人员控制系统包括：站LAN网、运行人员工网、运行人员工作站、工程师工作站、站长工作站、服务器、网作站、工程师工作站、站长工作站、服务器、网络打印机、规约转换工作站或规约转换器（实现络打印机、规约转换工作站或规约转换器（实现与辅助系统的接口）等。与辅助系统的接口）等。直流输电工程控制保护系统总概运行人员控制系统直流输电工程控制保护系统总概运行人员控制系统设计原则设计原则 一体化设计：系统与控制保护系统一体化设计。一体化设计：系统与控制保护系统一体化设计。开放性开放性:选用通用的、标准化的软硬件产品；系统采用开选用通用的、标准化的软硬件产品；系统采用开放式体系

22、结构放式体系结构 ,提供开放式环境，能支持多种硬件平台；提供开放式环境，能支持多种硬件平台；支撑平台采用国际标准开发系统；具有良好的可扩展性支撑平台采用国际标准开发系统；具有良好的可扩展性 。分布式：功能分布，不同的功能分布在不同的分布式：功能分布，不同的功能分布在不同的SCADASCADA节点节点上。实时数据库采用分布式数据库模式；历史数据库采用上。实时数据库采用分布式数据库模式；历史数据库采用客户客户/服务器模式。服务器模式。系统的集成性和接口的完整性：系统一体化设计，充分考系统的集成性和接口的完整性：系统一体化设计，充分考虑与其它二次系统或辅助系统之间的接口。虑与其它二次系统或辅助系统之

23、间的接口。系统的可靠性和安全性：主要设备都采用冗余配置。充分系统的可靠性和安全性：主要设备都采用冗余配置。充分考虑网络安全。考虑网络安全。直流输电工程控制保护系统总概 功能概述：功能概述：人机接口直流系统控制以及全站设备的监控人机接口直流系统控制以及全站设备的监控界面。界面。事件与报警以事件与报警以1毫秒分辨率实时显示全站事件毫秒分辨率实时显示全站事件与报警信号。与报警信号。网络时间服务器通过网络时间服务器通过GPS系统对换流站控制系统对换流站控制保护系统进行对时保护系统进行对时。培训系统培训系统-实现运行人员培训功能实现运行人员培训功能运行人员控制系统直流输电工程控制保护系统总概 功能概述：

24、功能概述：实时数据库负责存储实时的监控数据及实时实时数据库负责存储实时的监控数据及实时的事件的事件/报警记录报警记录 历史数据库负责存储历史数据库负责存储SCADA系统的所有历史系统的所有历史事件及其它历史运行数据事件及其它历史运行数据 分布式通讯接口负责控制保护系统中所有数分布式通讯接口负责控制保护系统中所有数据的收集及传送据的收集及传送 数据采集功能处理与控制保护主机、规约转数据采集功能处理与控制保护主机、规约转换器的连接、通讯换器的连接、通讯 运行人员控制系统直流输电工程控制保护系统总概与远方调度中心的接口用于与网调、省调、直流集控中心等交换直流换用于与网调、省调、直流集控中心等交换直流

25、换流站的监控数据并执行远方调度命令。流站的监控数据并执行远方调度命令。由远动工作站、远动通讯设备等组成。由远动工作站、远动通讯设备等组成。直流输电工程控制保护系统总概与远方调度中心的接口直流输电工程控制保护系统总概提纲直流控制保护系统概况直流控制保护系统概况直流控制保护系统构成直流控制保护系统构成德宝工程控制保护设备配置情况德宝工程控制保护设备配置情况系统特点与主要技术改进系统特点与主要技术改进直流控制保护系统直流控制保护系统硬件简介硬件简介直流输电工程控制保护系统总概德阳站控制保护设备总概德阳站控制保护总概直流输电工程控制保护系统总概宝鸡站控制保护总概直流输电工程控制保护系统总概极控PCP屏

26、双极直流场接口BFT屏直流场接口DFT屏换流变测量接口TMI屏换流变控制接口TSI屏平波电抗器接口RSI屏阀冷接口VCT屏直流极控设备配置直流输电工程控制保护系统总概1.1极控PCP屏每极4面，两极完全独立。控制PCP屏与保护PPR屏分开。配置主要包括：n极控主机n与BFT、DFT、TMI、TSI、RSI、VCT等测控单元的通讯接口n与阀控的接口n与站控和保护的通讯接口n站间通信接口直流极控设备配置直流输电工程控制保护系统总概1.2双极直流场接口BFT屏该屏柜为双极区直流场模拟量、开关量信号接口。1.3直流场接口DFT屏该屏柜为直流场模拟量、开关量信号接口。1.4换流变测量接口TMI屏该屏柜为

27、换流变模拟量信号接口。1.5换流变信号接口TSI屏该屏柜为换流变开关量信号接口。直流极控设备配置直流输电工程控制保护系统总概1.6平波电抗器接口RSI屏该屏柜为换流变开关量信号接口。1.7阀冷接口VCT屏该屏柜为阀冷接口。直流极控设备配置直流输电工程控制保护系统总概换流器、极、双极保护PPR屏换流变保护CTP屏交流滤波器保护AFP屏及滤波器母线保护FBP屏直流滤波器保护DFP屏直流保护设备配置直流输电工程控制保护系统总概2.1换流器、极、双极保护PPR屏完全双重化配置控制PCP屏与保护PPR屏分开。与控制系统共用BFT、DFT、TMI、VCT等测控屏，但保护、控制在测控屏柜中拥有各自独立的I/

28、O机箱完成各自所需要的测量功能。直流保护设备配置直流输电工程控制保护系统总概2.2换流变保护CTP屏按两站双极共4组换流变压器进行配置完全双重化配置包含电量保护和非电量保护直流保护设备配置直流输电工程控制保护系统总概2.3交流滤波器保护AFP屏及滤波器母线保护FBP屏AFP屏为小组交流滤波器保护FBP为大组滤波器母线保护完全双重化配置德阳站含12小组滤波器，分3个大组宝鸡站含15小组滤波器，分3个大组直流保护设备配置直流输电工程控制保护系统总概2.4直流滤波器保护DFP屏按两站双极共8组直流滤波器配置完全双重化配置直流保护设备配置直流输电工程控制保护系统总概交流场控制ACC屏交流滤波器控制AF

29、C屏辅助系统控制ASC屏站用电控制SPC屏以及接口SPT屏谐波监视OHM屏交流站控设备配置直流输电工程控制保护系统总概3.1 交流场控制交流场控制功能由冗余配置的ACC屏柜实现。一个ACC屏柜可以实现对一个交流场完整间隔的接口。德阳站的500kV场包含5个串。宝鸡站330kV场包含10个串，750kV场含5个串，以及交流变压器两台和66kV相关设备。（宝鸡站330kV第7串和750kV第3串本期不投）宝鸡站在66kV小室还配有交流变压器接口ATI屏。交流站控设备配置直流输电工程控制保护系统总概3.2 交流滤波器控制交流滤波器场的控制功能由冗余配置的AFC屏柜实现。一个AFC屏柜可以实现对一个大

30、组交流滤波器的接口。德阳站包含3大组500kV滤波器组，共计滤波器12组。宝鸡站包含3大组330kV滤波器组，共计滤波器15组。交流站控设备配置直流输电工程控制保护系统总概3.3 辅助系统控制ASC屏主要实现与主控楼内需以硬接线方式接入的辅助系统接口。ASC屏冗余配置。注：各辅助系统信号主要以串口通讯方式接入PTWS屏对于小室内以硬接线方式接入的辅助系统接口，就近接入控制屏柜。交流站控设备配置直流输电工程控制保护系统总概3.4 站用电控制站用电系统的控制与监视通过SPC与SPT屏实现。SPC屏与SPT屏均为冗余配置。SPC屏配有工控机和I/O接口，实现站用电系统的控制与监视。SPT屏主要为相关

31、I/O接口。交流站控设备配置直流输电工程控制保护系统总概3.5 谐波监视谐波监视屏OHM 配置一台谐波监视主机和相关I/O接口。谐波监视主机不单独采集数据，和其它控制主机通过总线共享数据。交流站控设备配置直流输电工程控制保护系统总概服务器SCM屏规约转换PTWS屏辅助系统规约转换ASPT屏培训SIM屏控制台设备运行人员控制系统设备配置直流输电工程控制保护系统总概4.1服务器SCM屏该屏配置：SCADA、文件服务器网络交换机防火墙站间WAN网桥等运行人员控制系统设备配置直流输电工程控制保护系统总概4.2规约转换PTWS屏该屏配置规约转换器RCS-9794B每台RCS-9794B均能提供多路双重化

32、的串口和网络接口。分别实现以下功能：n接收交流保护信息；n上传极保护信息到保护信息子站。运行人员控制系统设备配置直流输电工程控制保护系统总概4.辅助系统规约转换ASPT屏该屏配置规约转换器RCS-9786B每台RCS-9786B均能提供多路串口、网络接口，支持Profibus接口。分别实现以下功能：n与辅助系统串口通讯接口n与阀冷系统通讯接口n与VBE通讯接口运行人员控制系统设备配置直流输电工程控制保护系统总概4.4培训SIM屏每站配置SIM屏两面，主要配有培训模拟器（工控机）4.5控制台设备n运行人员工作站（OWS）n工程师工作站（EWS）n站长工作站（DWS）n培训工作站(TWS)nMIS

33、接口工作站(MWS)n黑白打印机n彩色打印机运行人员控制系统设备配置直流输电工程控制保护系统总概远动TCWS屏该屏配置：n两台Unix远动工作站n一台终端服务器nModem与远方调度中心的接口设备配置直流输电工程控制保护系统总概提纲直流控制保护系统概况直流控制保护系统概况直流控制保护系统构成直流控制保护系统构成德宝工程控制保护设备配置情况德宝工程控制保护设备配置情况系统特点与主要技术改进系统特点与主要技术改进直流控制保护系统直流控制保护系统硬件简介硬件简介直流输电工程控制保护系统总概系统特点全站系统全部设备信息集成。全站系统全部设备信息集成。采用完全分层、分散式设计。采用完全分层、分散式设计。

34、I/OI/O、交直流采样完、交直流采样完全就地安放，出屏柜的通讯、接口电缆完全采用全就地安放，出屏柜的通讯、接口电缆完全采用光纤，抗干扰性强。光纤，抗干扰性强。采用高性能的软硬件平台，系统集成度高，屏柜采用高性能的软硬件平台，系统集成度高，屏柜少。少。系统性能高，最快中断处理时间时间为系统性能高，最快中断处理时间时间为25us25us。直流输电工程控制保护系统总概系统特点全系统（包括全系统（包括I/OI/O）采用完全双重化设计。）采用完全双重化设计。交流站控系统采用分散式，面向对象的设计。交流站控系统采用分散式，面向对象的设计。直流站控功能集中在极控系统中，双极独立，冗直流站控功能集中在极控系

35、统中，双极独立，冗余度高。余度高。直流保护采用完全双重化设计，可靠性更高。直流保护采用完全双重化设计，可靠性更高。高可靠的电子式测量设备及其接口设备。高可靠的电子式测量设备及其接口设备。直流输电工程控制保护系统总概系统特点强抗干扰性能，满足相关标准，实际运行情况良强抗干扰性能，满足相关标准，实际运行情况良好；完善的散热设计和温度监视功能，设备运行好；完善的散热设计和温度监视功能，设备运行环境良好。环境良好。具备完善的故障录波功能（采样频率高达具备完善的故障录波功能（采样频率高达10KHz 10KHz），利于故障分析；完善的事故状态和事件记录），利于故障分析；完善的事故状态和事件记录功能；故障录

36、波量可以在运行中随时设定而不会功能；故障录波量可以在运行中随时设定而不会对运行系统产生影响。对运行系统产生影响。直流输电工程控制保护系统总概系统特点采用友好的可视化编程调试工具，调试维护简单采用友好的可视化编程调试工具，调试维护简单、直观。、直观。全部供货设备系统性实验，现场遗留问题少。全部供货设备系统性实验，现场遗留问题少。完全自主技术，运行维护及时到位；备品备件有完全自主技术，运行维护及时到位；备品备件有保障，不受芯片停产等问题影响。保障，不受芯片停产等问题影响。直流输电工程控制保护系统总概1 1、裁剪、裁剪WinXPWinXP实时操作系统（实时操作系统（InTimeInTime）2 2、

37、系统软件升级、系统软件升级3 3、硬件系统升级、硬件系统升级4 4、硬件切换操作、硬件切换操作5 5、可以直接连接电子式测量设备、可以直接连接电子式测量设备6 6、具有与多种技术换流阀接口的技术、具有与多种技术换流阀接口的技术7 7、WindowsWindows和和UNIXUNIX混合平台的运行人员控制系统混合平台的运行人员控制系统8 8、采用、采用UNIXUNIX或装置型远动系统或装置型远动系统9 9、服务器的新技术、服务器的新技术主要技术改进直流输电工程控制保护系统总概1、裁剪WinXP实时操作系统第一代第一代PCS-9500系统中，裁剪的系统中，裁剪的Windows NT操操作系统的技术

38、特点：作系统的技术特点：基于基于PC的开放式架构操作系统的开放式架构操作系统丰富的人机交互界面和网络通讯协议丰富的人机交互界面和网络通讯协议丰富的丰富的Win32应用程序接口应用程序接口支持绝大多数开发工具支持绝大多数开发工具大量熟悉本系统的开发技术人员和最终用户大量熟悉本系统的开发技术人员和最终用户直流输电工程控制保护系统总概1、裁剪WinXP实时操作系统裁剪的裁剪的WinXP与裁剪与裁剪Windows NT裁剪的裁剪的WinXP在裁剪在裁剪Windows NT基础上进行了基础上进行了改进改进Windows XP与与Windows NT的核心部分还是继的核心部分还是继承的承的为进一步提高系统

39、的可靠性，采用了裁剪为进一步提高系统的可靠性，采用了裁剪WinXP实时操作系统（实时操作系统（RTOS）的架构。）的架构。直流输电工程控制保护系统总概裁剪WinXP实时操作系统裁剪裁剪WinXPRTOS实时操作系统的系统结构：实时操作系统的系统结构：直流输电工程控制保护系统总概1、裁剪WinXP实时操作系统实时的控制保护功能通过实时的控制保护功能通过RTOS实时内核进行调实时内核进行调度，直接对系统硬件的中断进行响应，保证实时度，直接对系统硬件的中断进行响应，保证实时性和可靠性。性和可靠性。非实时的辅助功能通过非实时的辅助功能通过xpe内核进行调度，利用内核进行调度，利用windows的系统资

40、源和应用接口，完成事件上送的系统资源和应用接口，完成事件上送、故障录波、与运行人员工作站的通讯等功能。、故障录波、与运行人员工作站的通讯等功能。直流输电工程控制保护系统总概1、裁剪WinXP实时操作系统RTOS实时操作系统具有以下的特点：实时操作系统具有以下的特点：调度器确保高优先级的程序首先执行，并不被低调度器确保高优先级的程序首先执行，并不被低优先级程序中断优先级程序中断对所有任务的直接控制对所有任务的直接控制外围设备中断不能打断高优先级程序执行，除非外围设备中断不能打断高优先级程序执行，除非其优先级更高其优先级更高裁剪裁剪WinXPRTOS实时操作系统的架构，已被证实时操作系统的架构，已

41、被证明可以极大地提高控制保护主机运行的可靠性。明可以极大地提高控制保护主机运行的可靠性。直流输电工程控制保护系统总概2、系统软件升级PCS-9500主机系统软件随着主机系统软件随着xpe+RTOS实时操实时操作系统的构架的采用而相应升级。作系统的构架的采用而相应升级。第二代的第二代的PCS-9500将第一代主机系统运行的单将第一代主机系统运行的单一进程按功能拆分。一进程按功能拆分。直流输电工程控制保护系统总概、系统软件升级控制保护应用进程：运行在控制保护应用进程：运行在RTOS实时操作系统实时操作系统内的实时进程，该进程处理控制保护的相关的功内的实时进程，该进程处理控制保护的相关的功能。能。事

42、件处理进程：运行在裁剪事件处理进程：运行在裁剪xpe内，读取主机、内，读取主机、PCI、IO事件并将其通过事件并将其通过ODBC送往数据库。送往数据库。调试进程：运行在裁剪调试进程：运行在裁剪xpe内，通过内，通过Suitelink/NetDDE与与OWS、Hibug通讯，支持对通讯，支持对整个系统的调试。整个系统的调试。故障录波进程：运行在裁剪故障录波进程：运行在裁剪xpe内，读取和保存内，读取和保存RTOS实时控制保护进程产生的故障录波数据。实时控制保护进程产生的故障录波数据。直流输电工程控制保护系统总概2、系统软件升级主要优点：主要优点：程序功能清晰、易懂，实现方便，便于功能维护程序功能

43、清晰、易懂，实现方便，便于功能维护、扩充；、扩充；各个进程负责完成各自功能，独立运行，可以减各个进程负责完成各自功能，独立运行，可以减少单进程各个功能模块相互影响、单点失效的缺少单进程各个功能模块相互影响、单点失效的缺陷；陷；直流输电工程控制保护系统总概2、系统软件升级主要优点：主要优点：在在RTOS操作系统内完成控制保护功能，完全避操作系统内完成控制保护功能，完全避免免xpe操作系统内核隐藏缺陷对控制保护功能的操作系统内核隐藏缺陷对控制保护功能的影响；影响；在保证控制保护功能稳定运行的前提下，对于其在保证控制保护功能稳定运行的前提下，对于其它运行在它运行在XP的非实时进程，采用进程自愈技术，

44、的非实时进程，采用进程自愈技术，使其具有自恢复功能，即进程运行错误时，可恢使其具有自恢复功能，即进程运行错误时，可恢复正常运行。复正常运行。直流输电工程控制保护系统总概3、硬件系统升级第二代第二代PCS-9500系统对系统对RS801板和与模拟量测板和与模拟量测量有关的硬件、量有关的硬件、TDM总线系统进行了重新开发或总线系统进行了重新开发或改进，主要包括：改进，主要包括：升级升级RS801板为板为RS8012重新开发重新开发RS8601板替换板替换RS860升级升级RS841、RS842、RS845、RS862板为板为RS8411、RS8421、RS8451、RS8621。直流输电工程控制保

45、护系统总概3、硬件系统升级RS8012高性能高性能DSP板板直流输电工程控制保护系统总概3、硬件系统升级RS8012高性能高性能DSP板板 采用新的采用新的3.3V低电压低电压DSP芯片，因此具有更低功耗，更少发热，和更高性能。芯片，因此具有更低功耗，更少发热，和更高性能。采用单片大规模采用单片大规模FPGA替代原替代原CPLD电路、总线缓冲器、脉冲发生电路、总线缓冲器、脉冲发生FPGA，优化，优化设计，提高了系统集成度，减少芯片数量，提高可靠性。设计，提高了系统集成度，减少芯片数量，提高可靠性。系统优化设计，芯片总数大为减少，重新优化布线与过孔，芯片工作环境与电系统优化设计，芯片总数大为减少

46、，重新优化布线与过孔，芯片工作环境与电磁环境更优。磁环境更优。针接触型端子替换为弹片压接触型端子，接触更可靠，安装、维护更方便。针接触型端子替换为弹片压接触型端子，接触更可靠，安装、维护更方便。采用软连接电缆，避免板卡因电缆受力，方便安装、维护，确保连接可靠。采用软连接电缆，避免板卡因电缆受力，方便安装、维护，确保连接可靠。直流输电工程控制保护系统总概3、硬件系统升级RS8601采样信号处理板采样信号处理板直流输电工程控制保护系统总概3、硬件系统升级RS8601采样信号处理板采样信号处理板机箱内所有模拟量完全同步采样，不进行通道切机箱内所有模拟量完全同步采样，不进行通道切换，避免模拟开关切换带

47、来的误差，具有更高精换，避免模拟开关切换带来的误差，具有更高精度，更好性能；度，更好性能；TDM总线直接由总线直接由RS8601以光纤介质输出，无需以光纤介质输出，无需另外板卡进行传输介质转换，简化系统，提高可另外板卡进行传输介质转换，简化系统，提高可靠；靠；TDM光纤总线由三根减少为一根，光纤总线由三根减少为一根，简化系统总线简化系统总线，方便施工、运行、维护。，方便施工、运行、维护。直流输电工程控制保护系统总概3、硬件系统升级信号处理板信号处理板升级后的升级后的RS8411、RS8421、RS8451、RS8621的特点：的特点：取消模拟开关，采用硬连接设置取消模拟开关，采用硬连接设置根据

48、不同应用需求，分为测量用和保护使用两种根据不同应用需求，分为测量用和保护使用两种型号。测量用保证高精度，保护用保证大动态范型号。测量用保证高精度，保护用保证大动态范围，更好满足不同需求。围，更好满足不同需求。直流输电工程控制保护系统总概4、硬件切换操作控制保护屏柜具有指示灯，直接指明控制保护主机所控制保护屏柜具有指示灯，直接指明控制保护主机所处的状态，同时还有切换按钮，切换按钮可以直接通处的状态，同时还有切换按钮，切换按钮可以直接通过硬件信号直接控制系统的切换，切换的原则仍然遵过硬件信号直接控制系统的切换，切换的原则仍然遵循切换逻辑的约定。循切换逻辑的约定。硬件切换直流输电工程控制保护系统总概

49、5、可直接连接电子式测量设备在目前的工程中，会采用大量的电子式测量设备在目前的工程中，会采用大量的电子式测量设备，因此存在电子式测量设备与控制保护系统的接，因此存在电子式测量设备与控制保护系统的接口的问题。口的问题。第二代第二代PCS9500系统为适应这种技术发展，具备系统为适应这种技术发展，具备专有的接口解决方案，可以灵活的接入各种电子专有的接口解决方案，可以灵活的接入各种电子式测量设备。式测量设备。直流输电工程控制保护系统总概6、与多种技术换流阀接口根据工程需要，南瑞继保为根据工程需要，南瑞继保为PCS9500系统开发了系统开发了与多种技术换流阀的接口解决方案，目前可以与与多种技术换流阀的

50、接口解决方案，目前可以与ABB技术换流阀、技术换流阀、SIEMENS技术换流阀、技术换流阀、ARVAL技术换流阀进行接口。技术换流阀进行接口。l德宝工程中与德宝工程中与SIEMENS技术换流阀接口技术换流阀接口直流输电工程控制保护系统总概7、混合平台运行人员控制系统德宝工程中，运行人员工作站为德宝工程中，运行人员工作站为Windows和和UNIX混合平台，给与用户更大的灵活性和选择性混合平台，给与用户更大的灵活性和选择性。直流输电工程控制保护系统总概8、采用UNIX或装置型远动系统远动工作站是控制保护系统和调度数据网之间的远动工作站是控制保护系统和调度数据网之间的接口。接口。尽管在硬件上采取了