2010-07-08北大医学部_智能_电力监控系统升级改造设计要求方案

北大医学部智能电力监控系统升级改造项目技术方案智能电力监控系统升级改造设计要求2010年07月北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求2第一部分概述进入二十一世纪，医学部医教研事业在党和人民政府的密切关怀和支持下，得到了飞速发展，医、教、研经费逐年增加，学术、科研结出了累累硕果，高尖人才辈出，医学部正以矫健的步伐向世界一流大学生迈进。根据总体规划，配电室要求向自动化发展，是供电公司要求的发展项目。为医学部供电需求提供安全可靠的保障，尽大可能地把停电和事故降到最小限度，使现有供电设施，线路不再成为制约医学部飞速发展的瓶颈，做好医学部建设发展的坚强后盾，使供电系统智能化。电力监控系统是具有高效、安全、经济、可扩展的高、低压变配电微机监控系统，适用于高、低压配电、控制及各种电气设备的运行和监控。该系统采用目前国际流行的面向对象的分层分布式智能一体化结构，应用计算机控制、网络通讯等多项先进技术，将变配电系统二次设备的各项功能（保护、监测、控制、通信等诸多功能）重新组合优化设计所推出的一种开放式、网络化、单元化、组态化的新一代电力监控管理系统，系统结构符合国际电工委员会的技术规范，代表了当今配电监控系统新的潮流和趋势，可全面提高电气设备的安全运行水平，减轻运行值班人员的劳动强度。系统能够在集中监控计算机实现整个配电系统高、低压电气设备及各种控制设备的遥信、遥控、遥测、遥调“四遥”功能，对配电系统的运行状态进行实时监控、电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录和打印、电能管理和负荷控制、故障录波和分析、统计报表自动生成和打印、事故异常报警等综合功能。1.改造原则1.1北大医学部配电系统有一座总配电室及四座低压分配电室组成，其中1#配电室已升级改造完毕；此次改造升级高压配电室、2#配电室、3#配电室、4#配电室（留学生公寓配电室）；原有节电节能监控系统也同步升级单独显示出来。1.2根据北大医学部配电系统的特点、电气系统主接线图、供电方式及负荷性质的具体要求，以原有的高压室的单机版电力监控系统为基础，采用原系统监控软件，升级改造后实现配电系统的安全稳定的运行，实现双机双网系统并能把实时数据同步转发到能源监控中心，达到全校统一的智能化管理，系统以微机综合保护测控装置、电力监控仪表和测控单元为核心，融入当前国内外最新的变配电自北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求3动化技术，系统结构简洁，功能全面，可靠性高。1.3监控系统采用面向对象的分散、分层、分布式结构设计，按间隔单元划分、单元化设计、分布式处理，应具有良好的开放性和兼容性，按结构和功能分为三层：间隔层、通讯层和站控层。间隔层设备包括：10kV微机综合测控装置（位于高压配电室内）、400V智能测控仪表（采用和1号站相同型号和功能的产品）和单元等。通讯层设备包括：所有网络通信处理设备、各变电所之间、与楼宇自控系统及其它自动化系统的以太网接口。站控层设备包括：监控站所有监控管理设备，监控主机采用高性能工业控制机。1.4系统各间隔单元监控、测量、保护范围间隔单元设备采用微机保护测控设备，在开关柜当地安装，间隔单元芯片的结构及设计适应现场恶劣的运行环境。间隔单元实现对开关柜设备的控制、监视、测量、保护及自动控制等功能，可脱离网络独立完成，功能范围如下：功能范围监控10kV进线/出线断路器10kV母联开关10kV动力变压器断路器400V进线、母联断路器400V母联开关自投信号遥控开关合/分位置手动隔离开关位置信号自动装置位置远方/当地位置信号母线失压、检压信号10kV交流系统保护信号400V交流系统重要保护信号设备自检信号所用电交/直流系统监测信号自动装置动作信号北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求4测量10kV进/出线电流、功率、电度等10kV母线电压10kV母联电流变压器一次侧电流、功率、电度400V进线电流、功率、电度400V母联三相电流400V馈出线三相电流、三相电度400V母线电压交直流系统有关电量2.系统结构2.1间隔层：所有10kV高压综合测控装置、400V低压电力监控仪表和监控单元按一次设备对应分布式配置，就地安装在高、低压开关柜内，各装置、仪表和测控单元相对独立，完成保护、测量、控制、监测、通讯等功能，同时具有动态实时显示电气设备工作状态、运行参数、故障信息和事件记录、保护定值等功能，综合保护测控装置及低压智能监控仪表模块与开关柜溶为一体，构成智能化开关柜，所有装置和仪表通过RS485通讯口接入相应的底层RS485子网，将有关信息传送至通讯管理层，同时各综合保护装置和测量仪表的功能可完全不依赖于网络而独立完成对电气设备的保护、测量和监控。2.2通讯管理层：完成现场控制层和站控层之间的网络连接、转换和数据、命令的交换，将现场实时数据和事件信息经网络上传到监控管理层，支持各种标准通讯规约。通讯介质选用屏蔽双绞线，网络冗余配置能够满足对通讯可靠性要求极高的现场的要求。通过以太网交换机可实现与楼宇自控系统(BAS)、消防管理管理系统(FAS)等其它自动化系统的网络通信，达到信息资源共享，此外，系统还具有与模拟显示屏、变压器智能温度监控单元、柴油发电机组、智能直流电源系统等其它自动化系统和智能设备的通信接口。2.3站控层：集中监控主机采用IPC高性能工控机或品牌服务器，所有双机监控后台设备安装在高压配电主控制室内，实现总配和校内各个变配电系统高、低压电气设备及主要用电设备的遥信、遥控、遥测、遥调“四遥”功能，系统选用专业电力监控组态监控软件，对变配电系统电气设备的运行状态进行实时监控、电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录和打印、电能管理和负荷控制、故障录波和分析、统计报表自动生成和打印、事故异常报警等综合功能。北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求53.技术标准和指标3.1监控系统所有设备的设计、制造、试验、验收及特性除了满足招标技术规格书的要求外，还符合如下最新版IEC和中国GB标准及国际单位SI制：GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T15145-94《微机线路保护装置通用技术条件》DL/T587-96《微机继电保护装置运行管理规程》GB/J63-93《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB7261《继电器及继电保护装置基本试验方法》GB6162《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》SD286《线路继电保护产品动态模拟技术条件》GB/T13729《远动终端通用技术条件》DL/T630《交流采样远动终端通用技术条件》GB/50171-92《电气装置安装工作盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB/T17626《电磁兼容》IEC255-6《高频干扰电压测试》IEC255-22-2《静电放电试验》IEC255-22-4《快速瞬变干扰试验》IEC694《高压开关设备和控制设备标准的共用条款》IEC870-5《继电保护设备信息接口配套标准》以上所有标准都应是最新版本，如标准间出现矛盾则按最高标准执行或按双方商定的标准执行。3.2技术指标3.2.1环境条件环境温度:-5C+45C相对湿度:月平均值不大于90%，日平均值不大于95%海拔高度:≤1000m地震烈度:≤8度3.2.2监控系统设备安装在上述环境条件下，保证本系统设备产品正常工作。北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求63.2.3系统参数母线系统:TN-S母线系统系统电压:AC660V额定频率:50Hz3.2.4各种电气设备回路电压:①控制回路:DC220V②保护回路:DC220V③信号回路:DC220V④在上述数值的80%110%范围内,各种电气设备应动作准确可靠。⑤断路器的合闸电压在上述数值的85%110%范围内能关合额定关合电流；⑥在上述数值的75%110%范围内能在无负荷情况下关合。⑦断路器的并联跳闸电压在上述数值的70%110%范围内可靠地分闸。⑧所有电子设备和继电器在高次谐波电压畸变率不大于8%的条件下正常运行。4系统性能指标电流、电压误差：≤0.2%功率、电能误差：≤0.5%功率因数：≤1.0%频率精度：50Hz±0.01Hz遥信变位传送时间：≤3s遥控输出传送时间：≤2s系统实时数据刷新周期：2-30s可调系统画面调用响应时间：1s遥信处理正确率：100%遥控遥调正确率：100%CPU负载率：30%系统可用率：≥99.99%系统平均无故障时间MTBF不小于30000小时北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求7第二部分10kV高压系统保护和监控1.保护配置及功能根据变电所的特点和电气设备继电保护功能的需要，配电监控系统必须接入10kV高压系统原配置西门子系列微机保护测控装置，该系列各类保护装置能够满足10kV电源进线、分段(母联)、出线(配变进线)的各种监控、保护、测量需求。升级改造后实现整个系统对高压保护和低压测控仪表的统一监控的要求。1.1各间隔保护装置的基本功能1.210kV进、出线间隔所配置的继电保护装置安装在10kV进、出线开关柜内，对供电设备进行保护。1.3保护配置10kV电源进、出线设置电流速断保护作为主保护。同时设过电流保护和零序过电流保护作为后备保护。主保护和后备保护由微机保护测控装置完成。1.4.保护功能电流保护：电流保护具有限时电流速断、定时限过电流及零序保护功能。电流保护装置配有闭锁输入，并配置一对不经时间延时的瞬动接点，用于闭锁其它电流保护的出口，当保护区内发生各种短路故障时，保护装置瞬时跳开故障侧断路器1.4.1.测量及遥测功能1.510kV母联间隔保护装置安装在10kV母联断路器开关柜内，具有保护功能。1.5.1保护配置本单元配置限时电流速断、保护定时限过流。1.5.2保护功能：电流保护：具有限时电流速断、定时限过流保护功能。1.5.3其他功能与10kV进出线间隔相同。1.6变压器间隔保护装置安装在10kV变压器进线开关柜内，对变压器设备进行保护。1.6.1保护配置北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求8变压器设置电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、温度保护(本体保护)和零序过电流保护。1.7保护功能电流保护：提供分段可选的宽范围定时限特性及反时限特性，具有三相电流速断、限时电流速断、定时限过电流、过负荷及零序保护功能。第三部分400V低压系统及变压器智能监控1.低压配电回路监控、测量1.1低压400V进线框架断路器配置和1号配电室统一型号和功能的综合电力参数测控显示仪表，具有以下主要功能：测量显示：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、有功电量、无功电量、功率因数、频率等；独立电量采集芯片，电量采集精度达到0.2S级（必须通过部级以上的校准试验）。1.2母联回路配置和1号配电室统一型号和功能的监控仪表，具有以下主要功能：测量显示：三电流1.3馈出线采集采用和1号配电室统一型号和功能的网络电力综合测控显示仪，具有以下主要功能：测量显示：可采集测量三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、有功电量、无功电量、功率因数、频率等；独立电量采集芯片，电量采集精度达到0.5S级（必须通过部级以上的校准试验）。2.配电变压器监控监控系统经配电变压器智能温度控制单元(RS485通讯接口，Modbus规约)采集变压器的运行温度，并上传超温、极温报警跳闸及风冷启、停信号。3.直流电源系统的监控监控给高压保护及高压断路器供电的直流电源工作情况,故障报警情况北京大学医学部后勤与基建管理处北大医学部智能电力监控系统升级改造设计技术要求9附表1：监控系统功能一览表序号功能功能分类功能描述备注1数据采集模拟量直接交流采样，无需变送器脉冲量直接脉冲信号采集，脉冲计数开关量直接采集有源、无源位置信号2数据处理模拟量越限设置上限、下限开关量变位开关