CSC-2000变电站综合自动化系统
技 术 说 明 书
编 制：杨常府 校 核：高峰 吴涤 标准化审查：梁路辉 审 定：张忠理
印刷版本号：V1.0 文件代号：0SF.452.006 出版日期：2004年6月
版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司
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重 要 提 示
感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正确、高效地使用本产品，请您务必注意以下重要提示： 1）本说明书仅适用于CSC－2000变电站综合自动化系统。
2）请仔细阅读本说明书，并参照说明书设计、配置系统。 3）CSC－2000变电站综合自动化系统由多种装置、软件等构成，各具体装置、软件的详细技术性能和使用请参见相应产品的说明书。
4）本系统及其各组成部分如出现问题，请及时与本公司服务热线联系。
目
次
概述 ............................................................................................1 1.1
系统设计理念 .......................................................................................1 1.2
总体功能特色 .......................................................................................2 2
系统结构 ....................................................................................3 2.1
间隔层设备 ...........................................................................................4 2.2
变电站层设备 .......................................................................................6 2.3
通信网络和协议 .................................................................................10 3
系统主要功能 ..........................................................................11 3.1
数据采集与处理 .................................................................................11 3.2
监视与报警 .........................................................................................11 3.3
控制和操作 .........................................................................................14 3.4
人机接口功能 .....................................................................................16 3.5
统计计算 .............................................................................................17 3.6
记录和制表打印 .................................................................................17 3.7
时钟同步 .............................................................................................17 3.8
用户权限管理 .....................................................................................18 3.9
其它系统和设备的接口功能 ............................................................18 3.10
远动功能 .............................................................................................18 3.11
五防闭锁及操作票 .............................................................................18
图
表
图1CSC-2000系统典型结构 .............................................................................3 图2CSC－2000系统典型结构（110kv及以下变电站） ................................4 图3测控装置CSI－200E ...................................................................................5 图4一个实际500kV变电站的控制室 ...............................................................7 图5CSM－200C的主界面 ................................................................................8 图6CSM－200C中的录波数据显示 ................................................................9 图7CSM－100C界面示例 ..............................................................................12 图8CSM－100C中的告警窗口示例 ..............................................................14CSC－2000变电站综合自动化系统
技术说明书
1 概述
CSC－2000变电站自动化系统（以下简称CSC－2000系统）是北京四方继保自动化股份有限公司（以下简称四方公司）开发的一套功能强大、性能优异的完整的变电站综合自动化监控系统（SAS）。在中国工程院首批院士、华北电力大学教授杨奇逊博士领导下，经过多年研究、试验和不断改进完善，于1994年正式推出。该系统是中国第一套分层分布式变电站综合自动化系统，适用于35kV～500kV各种电压等级变电站，将监视、控制、测量、录波、继电保护、安全自动装置、通讯、远动等多种功能综合于一体，构成变电站自动化系统，保证电力系统经济、安全、可靠、稳定运行，可实现变电站少人值班或无人值守。
CSC－2000系统以其创新的理念、先进的技术、强大的功能、可靠的性能以及完善的服务受到电力系统用户的广泛欢迎，成为国内变电站自动化的首选产品，在中国电力系统中广泛使用，据不完全统计，截止2002年底，全国有超过1800多套CSC－2000系统在可靠运行，其中330～500kV电压等级的超过30套。
CSC－2000系统多次荣获电力系统和省市部门的各种奖励，在2002年更荣获“国家科技进步二等奖”。
1.1 系统设计理念
CSC－2000系统是完全分层分布式的变电站监控系统，其主要设计理念和特色有：
·面向间隔
CSC－2000系统在国内变电站自动化系统设计中首先提出了“面向对象”的设计思想和采用按间隔设计的方法，变电站的一次设备如一条出线、一个变压器等就视为一个对象（一个间隔），针对该间隔配置测控、保护等二次设备，使变电站继电保护与控制系统功能按电力系统对象（间隔）重新组合与优化，大大提高了变电站运行管理、设备维护和自动化水平。
· 完全的分层分布方式
在CSC－2000系统中，变电站层和间隔层设备之间、间隔层设备与设备之间都是通过共享的通信网络联系起来的，这样系统的各个部分就能很容
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监控网络可采用双网热冗余配置以提高通信的可靠性。 实现远方、后台及就地三种控制方式，遥控正确率100％
一次设备的运行监视无需依赖变电站层设备，间隔测控装置CSI－200E相互之间可以通信，实现按电气单元的操作闭锁及不同电气单元之间的操作联锁，提高可靠性； 完备的AVQC功能（可选）；
灵活的变电站层五防功能接口（可选）； 简便灵活的工程设计；
成熟可靠、友好美观的人机接口； 长期的售后服务和质量保证。
2 系统结构
CSC－2000的典型系统结构参见图1和图2。
图 1CSC－2000系统典型结构
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图3测控装置CS－200E CSI－200E的主要功能特色为（详见《CSI－200E数字式综合测量控制装置技术说明书》）： （1）开入量采集
可灵活配置为采集24路、48路或96路开入量。每组开入量可以定义成多种输入类型，如状态输入（重要信号可双位置输入）、告警输入、事件顺序记录（SOE）、脉冲累积输入、主变分接头输入（BCD或BIN）等，具有防抖动（滤波时间可调）功能。 （2）交流量采集
根据不同电压等级要求能上送本间隔三相电压有效值、三相电流有效值、3U0、3I0、有功、无功、频率、2－13次谐波等。 （3）直流、温度采集
本装置可采集多种直流量，如 DC220V、DCll0V、DC24V、DC1～5V、DC4～ 20mA等,还能完成主变温度的采集上送。 （4）电度量采集
能完成脉冲电度量采集功能。 （5）遥控和就地控制功能
可接受主站下发的遥控命令，完成控制断路器及其周围刀闸、复归收发信机、操作箱等操作。
装置还提供了一排就地操作按钮，有权限的用户可通过按钮直接对主
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站、五防工作站（可选）和／或 AVQC（可选）。
2.2.1 监控主站
监控主站是变电站内的主要人机交互界面。它收集、处理、显示和记录间隔层设备采集的信息，并根据操作人员的命令向间隔层设备下发控制命令，从而完成对变电站内所有设备的监视和控制。有时监控主站也叫作人机接口HMI。
CSC－2000系统中监控主站有两种产品：基于WINDOWS操作系统的监控主站CSM－100C和基于UNIX操作系统的监控主站CSC－2100。
CSM－100C运行于 WINDOWS NT／2000/XP系列操作系统，其图形工具采用 WIZCON，历史库软件一般采用SQL－SERVER。适用范围为35kV～500kV各级变电站。其硬件平台一般为高档次工业PC级，根据工程需要可以单机运行也可以双机冗余运行（参见《CSM－100C变电站监控主站使用说明书》）。
图4一个实际500kV变电站的控制室
CSC-2100运行于Sun Solaris操作系统，其图形工具采用四方自有产品，历史库软件一般采用ORACLE。适用范围为330／500kV等重要的高电压等级变电站。其硬件平台采用 SUN Blade 2000等高档工作站，根据工程需要可以单机运行也可以多机运行（参见《CSC－2100变电站监控主站使用说明书》）。
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查询、设定和修改保护设备的定值； 查询、记录和分析保护设备的分散录波数据。
详细信息请参见《CSM－200C继保工程师站使用说明书》。
图 6 CSM上00C中的录波数据显示
2.2.3 远动主站CSM－300EA
远动主站CSM－300EA完成变电站与远方控制中心RCC之间的通信，实现RCC对变电站的远程监控。
CSM－300EA的主要功能特色为：
提供多种通讯接口；LonWorks、以太网、RS一232／485/422，并可根据需要扩展；
支持多种常用的通信规约：IEC60870-5-101（Slave）、IEC60870-5-104（SlaVe）、DNP3.0（Slave）、DL451－91（部颁CDT）、DL／T 634-199
7、DL／T 634.5104-200
2、N4F、SC180
1、CDC TYPE II、INDACTIC 20
33、FERRANTI VN－COMM等，并可根据要求增加新的规约；
各种接口和规约可以根据需要灵活配置，遥信、遥测等信息点的容量基本没有限制；
与各种常用GPS接收机通信，实现对变电站间隔层装置的GPS对时；
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2.3.2 通信协议
采用LonWorks网络时，CSC-2000系统只支持四方公司自有的CSC-2000通信协议。
采用以太网时，CSC-2000系统默认使用四方公司自有的CSC-2000通信协议。
在特殊情况下，CSC-2000系统可以采用IEC60870-5-104等国际标准协议。
3 系统主要功能
CSC-2000是一个功能完善的变电站自动化系统，它能完成当地监测和控制、远动信息交换和控制、变电站设备管理、系统配置等各种功能，其主要功能包括：
3.1 数据采集与处理
测控装置CSI-200E及其它间隔层IED采集电流、电压、温度等模拟量和断路器、开关、变压器分接头位置信号等状态量，并能检测出状态变位、模拟量越限、保护出口、装置异常等，生成事件／告警信息，并能把所有必要信息都发送给变电站层设备。
3.1.1 模拟量
间隔IED与一次CT和VT联接，测量出电压、电流并导出有功、无功、功率因数和频率。通过专用插件，CSI－200E可以测量温度和其它直流输入。模拟量一般以预定义间隔周期性上送，但在越限时则立即上送。
3.1.2 数字量
数字量采集包括断路器、隔离开关以及接地刀闸的位置信号、保护动作信号。运行监视信号及有载调压变压器分接头位置信号等。数字量采集功能一般包括数字信号整形、采样、滤波、消抖等处理，必要时还要确定高精度时标。实时数字量一般定时采集和上送，但在变位时则立即上送。CSI-200E能提供足够大的缓冲区以存储事件、告警报文。
3.1.3 脉冲量
脉冲量的采集包括有功电度和无功电度等。
- 11 当所采集的模拟量发生越限、数字量变位及计算机系统自诊断故障时，CSC－2000变电站综合自动化系统
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系统会立即处理并通过弹出告警窗口、画面颜色改变并闪烁、驱动电笛／电铃、语音等方式图形操作员尽快处理，一般事故时还自动启动事件记录打印机。
· 弹出式报警窗口
一旦收到事故／告警信息，监控主站就自动弹出告警窗口，颜色醒目并通常闪烁，通知操作员有情况发生。该窗口保持在最上层直到操作员处理后关闭。
告警窗口内的信息分类以不同颜色显示。 · 事故列表
监控后台把事故信息保存在历史库中以备长期保存。事故列表以时间顺序列出发生过的事故，表中每条记录一般包括： 时标
对象名称（变电站、间隔、设备名称等） 事故描述文本
事故状态文本（是否确认等） · 告警列表
监控后台把告警信息保存在历史库中以备长期保存。告警列表以时间顺序列出发生过的告警，表中每条记录一般包括： 时标
对象名称（变电站、间隔、设备名称等） 告警描述文本
告警状态文本（是否确认等） · 声音/语音报警
通常通过电笛、电铃或者声卡／音箱提供声音／语音报警。 · 报警确认
事故报警信息通过手动或自动方式确认。报警确认后，声音、闪光停止，弹出窗口关闭，但报警信息仍将长期保存。 · 报警分类
事故报警信息按照其严重程度进行分类，不同分类以不同颜色显示，并可依据分类进行信息过滤和查询。
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· 间隔测控装置手动控制
当网络故障或计算机监控系统站级控制层停运时，在保护小室内的CSI－200E装置的面板上能对变电所内所有断路器实现一对一的操作，出口配置有压板。
· 自动控制调节（AVQC）
AVQC能根据相关的测量值和设备运行情况，结合设定的控制方案和各种参数指标（具体方案和指标由用户和厂家协商确定）进行判断计算后，自动调整变压器的分接头、投入或切除电抗器／电容器组，实现对电网电压和功率因数的自动调节，使其在允许的范围内变化。
注：AVQC是否使用以及具体的控制策略根据具体工程情况确定。 · 遥控切换把手
通常，在同一时刻只允许有一个控制命令在执行。为此，系统设有把手以选择控制命令源，在主站级可以选择由“当地主站”控制还是“远动”控制（可以选择是远动
1、远动2，…）， 间隔级可以选择是通过网络的“遥控”还是“就地手动”控制。
3.2.2 选择一确认一执行模式
控制命令压板按以下步骤执行：
1）.选择控制对象（如在主接线图点击鼠标选取）； 2）.选定要执行的操作（如投入或退出）；
3）.当被选对象所属IED返回“选择成功”信息时，操作员确认即可告诉IED执行操作命令。
在第2）、3）步时可以随时撤销控制命令。
3.3.3 控制对象
控制命令的对象通常包括断路器、隔离开关、接地开关、变压器分接头等，还可以是各种软压板。
3.3.4 控制命令权限检查和安全性
用户在启动控制过程前必须先通过身份验证，只有合法用户才能对其权限范围内的控制对象进行操作。而且，一般都要求有“操作员”和“监
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模拟量限值的修改
对变电所可控设备发出控制操作命令 日期和时钟的设置 测点的投退
智能I／0模件、打印机等监控设备的投退 种参数的设置 报警确认和画面清闪
3.5 统计计算
在线方式下，能按照数值变换和规定时间间隔不断处理和计算下述各项内容：
有功、无功，功率因数计算、功率总加 电度量的累计，分时统计 开关，保护动作次数的统计 监控设备、无功装置投退率计算 变压器负荷率及损耗统计 主要设备运行小时数统计 所用电率计算统计
母线电能量平衡、母线电压运行参数不合格时间及合格率统计 日、月、年最大、最小值及出现时间 变压器、电容器、电抗器的停用时间及次数
能按用户要求生成周、月、季、年或用户自定义的统计时间段的上述所有统计功能
3.6 记录和制表打印
报表分成正常打印和异常打印，启动方式分为定时启动、人工启动和事件驱动。
定时启动：定时打印运行人员所需的各种报表，如按时、值、日、月报表打印等。打印时间可设定。
事件驱动：自动随事件处理结果输出，包括：系统设备运行状态变位、测量值越限、遥控操作记录、系统操作记录、遥信记录、事件顺序记录、事件追忆记录等。
召唤打印：由运行人员通过人机界面召唤启动打印己存的报表。
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锁的设备，五防系统将正确的操作顺序及内容写入电脑钥匙中，运行人员可拿电脑钥匙去现场操作。
间隔层闭锁：通过间隔层测控装置CSI-200E实现。CSI-200E装置具有不依赖于站级设备的全站级服务闭锁功能，即CSI－200E之间互相通信，获得与其操作相关的断路器、接地开关等的位置信息。这些位置信息可以是本间隔的，也可以是其它任何间隔的。CSI－200E的所有输出皆可编程控制，各相应遥控命令及各输入状态均可作为编程条件，用于条件控制断路器、刀闸及刀闸操作电源。所以，当有任何控制命令时，CSI-200E装置都可以根据命令相关信息进行防误闭锁逻辑检查，从而实现防误闭锁功能。 就地硬闭锁：在就地安装就地五防锁具，只有当五防系统将正确的操作顺序及内容写入电脑钥匙中，运行人员才能拿电脑钥匙去现场进行相应的操作。
操作票通常由五防工作站提供。
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