1． 概述

　　TOP9700系列分布式变电站综合自动化系统，用于变电站、电站保护、监测和控制。是拓普公司在总结国内外分布式测控保护产品和自动化系统的先进技术的基础上研制开发的目前已在湖南、湖北、江西、贵州、广西、河南、天津、山东、甘肃、新疆等省市的近百个变电站运行，得到用户好评。该系统简化了变电站的设计、安装、调试，提高了运行、维护、管理水平，避免了人为操作的失误，提高了变电站的自动化程度，使变电站运行更安全、更稳定、更可靠。

　　TOP9700分布式变电站综合自动化系统针对110KV及其以下电压等级变电站专门设计，以实现最优性能价格比和工程产品化为原则。TOP9700系统基于品种齐全的TOP9000系列分布式保护测控装置，及可选配美国SEL保护作为变压器主保护装置。采用RS485/CAN工业现场总线，各装置采用工业级进口器件、模块组装，采用了电磁兼容性设计，均具有宽温、抗强电磁干扰、交/直流供电、自检验、通信功能强、智能化程度高（各装置均可通过整定设置来适应不同的现场情况）、带显示和操作面板按钮（在远方和就地均可完成各种操作）、高可靠性等特点，各装置既可联网运行，又可脱离系统独立完成各项功能，既可集中组屏，又可分散安装在开关柜上。由于采用高速单片机和多种新型器件和先进算法，使各装置既具有很强的整体综合功能（集保护、测量、控制、谐波分析、事件记录、故障波形记录、通讯、就地操作），同时又使各功能能既相对独立，又有机结合，既保证了各项技术指标，又实现了二次装置与一次设备的一一对应。这种真正的完全分布、分散式模块化系统结构，使系统的设计、扩充、检修、维护和现场施工变得简便易行。由于各单元装置的智能化程度高、互换性好、综合功能强、操作简便，从而可大大减少所使用装置的品种、数量，使系统能真正作到简单、实用、功能强、投资节省、运行安全可靠、操作维护简便。

　　由于TOP产品有档次和价格不同的多个品种可供选择，同时通过TOP3200通讯机可方便地与其它智能装置通讯，用户可根据技术要求、费用和现场实际情况灵活配置，以最小投资达到最佳效果。

　　2．系统特点

　　在《TOP9800调度自动化系统》软件（详见第四章）的基础上，TOP9700系列分布式变电站综合自动化系统具有以下特点：

　　强大功能的通讯控制器，可接入不同公司的保护测控单元（如SEL、GE等），作为后台系统与分布式测控保护单元沟通的有力支持，使系统的性能更突出。

　　支持多调度以多种规约数据转发。

　　提供通用组态系统的优点和有用工具，用户可以按工程实践的需要，进行自我风格的人机界面的设　 计，有超强的图形动画、文字工具与用户界面， 大大地降低了系统的画面数量，极大地缩短了系统集成的时间。

　　丰富的规约解释库（部颁CDT、Polling， IEC-870-5-101，DNP，ModBus等），支持多厂家设备集成。

　　拥有实时报表、趋势曲线、多媒体（声音、图像等）报警窗口。功能强大的报表生成器，可方便地生成日报、月报、年报以及用户自定义等各种报表，并支持各种商用数据库记录和字段级实时无缝读写操作和过程级访问。

　　独特的小电流接地自动选线功能：分布式测控保护单元报告接地信息，系统判断出接地线路，语音报告操作员。

　　独特的事件语音报警，可报告遥测越限、遥信变位、事故等。报告到具体的事故点。

　　系统配置灵活：系统软件除基本模块外，应用功能软件均可由用户根据具体需求选配，并提供用户二次开发手段，硬件配置上有极强的伸缩性，整套系统既可在一台PC机上独立运行，又可分布在TCP/IP以太网的各工作站上运行，有效地保证了用户投资的合理性。

　　与其他系统方便的接口功能：可与微机防误系统、VQC等智能系统方便接口。

　　定值管理功能：可远程查询、修改保护设备的定值。

　　可实现自动电压、无功控制。

　　3.系统结构

　　一般情况按以下原则组成系统：

　　110KV线路：保护和四遥，各采用独立装置，对110KV终端站，可由对端线路保护装置完成保护功能。

　　35KV及以下线路、电容器：采用TOP9720保护测控一体化装置。TOP9720有双CPU和单CPU两种结构，均自带操作回路，保护CT和测量CT完全分开。双CPU结构的产品采用二片80C196单片机分别独立完成保护和测控，同时保护和测控的其他硬件、软件也独立分开，只共用通讯和显示操作面板。单CPU结构的产品由一片80C196KC完成保护测控功能，但保护和测控的CT和数采、出口电路仍独立分开。

　　主变主保护和后备保护：采用独立装置，按技术要求配置，亦可配备美国SEL保护。

　　主变非电量测控：采用TOP9730实现，或采用TOP9530和档位变送器实现。

　　小电流接地选线：可由TOP9720实现，亦可由专门装置实现。

　　数采和通讯转发：由TOP3200实现，或由当地PC机配置多串口卡实现。TOP3200既可与TOP系列产品通讯，亦可与其他厂家的智能装置：如直流电源、VQC装置、消弧装置、智能电度表、保护装置（如美国SEL、南瑞等保护产品）通讯。

　　当地SCADA软件：采用基于Windows NT 的TOP9700软件，亦可由TOP3200按CDT、SC1801、DNP等规约与其他厂家的SCADA软件接口。

　　本公司可提供以下多种系统配置方案，典型方案如下：

　　1. 方案一：TOP3200+单PC机图43-1

　　2. 方案二：TOP3200+双PC机（冷备用/热备用）图43-2

　　3. 方案三：当地SCADA和采集转发由一台PC机实现图43-3

　　4. 方案四：TOP3200+网络模式后台主站系统图43-4

　　4.系统功能

　　4．1保护

　　1、 馈线（35KV及以下）：用TOP9720A微机线路保护测控装置

　　2、 110KV线路：用TOP9720A做后备保护，美国SEL保护或其他公司产品作主保护实现

　　3、 电容器保护：用TOP9720B微机电容器保护测控装置

　　4、 主变主保护及本体保护：用TOP9720-C1微机变压器主保护装置，或美国SEL-587、SEL-387微机变压器主保护装置。

　　5、 主变非电量：用TOP9730主变非电量测控装置

　　6、 主变后备保护：用TOP9720-C2微机变压器后备保护测控装置

　　7、 备自投：用TOP9720D微机备自投测控装置（进线、桥开关）和TOP9720D微机备自投及母联保护测控装置（联络）

　　8、 电压切换：用TOP9720E电压切换及监测装置

　　4．2测量

　　1、 各线路由TOP9720或TOP9520实现，

　　2、 每个所用变配一台TOP9500

　　3、 主变温度、档位、直流母线电压等由TOP9730或TOP9530采集

　　4、 直流系统详细参数（如单只电池电压、充电电流、交流输入、动力母线、控制母线电压等）由直流系统采集，以通讯口送TOP3200通讯机并转发。

　　5、 电度：由电度表采集（脉冲方式或RS485方式）送系统，另外各TOP产品本身亦有电度参数可作遥测用，但不能作为收费依据。

　　6、 通讯电源和其他智能装置参数由各装置采集，由TOP3200通讯转发。

　　4.3 遥信

　　按装置与一次设备一一对应的设计原则，遥信信号均优先接入对应的装置，对中央信号、公共信号　　和超出对应装置遥信量数量的信号，接入 TOP9560遥信模块。

　　4．4 控制

　　可对各断路器、电动刀闸进行分/合操作，对主变进行有载调压（升、降、停），可分三级操作：

　　A、调度主站端：通过主接线图上点断路器/刀闸，输入遥控密码，预令返校成功，以通讯方式控制断　　路器分合

　　B、变电所内主站：在所内主站主接线图上点断路器/刀闸，输入遥控密码，预令返校成功执行。

　　C、保护装置就地控制：在TOP9720、TOP9730操作面板上直接操作。

　　4.5 无功补偿

　　电容器组开关可根据电压或无功曲线自动投切。

　　4.6 低周减载

　　由各线路保护装置实现。

　　4.7小电流接地选线

　　可由TOP9720与当地软件配合实现，亦可由单独的小电流接地选线装置实现。

　　4.8 VQC功能

　　由SCADA软件和TOP9720、TOP9730实现或由独立VQC装置实现

　　4.9 系统自诊断告警

　　系统中所有设备和装置均有很强的自诊断能力，局部故障时可发出告警信息，整机故障时除告警外，会自动闭锁所有出口，绝不产生误动。单个设备故障不影响其他设备和系统运行。

　　4.10 系统维护

　　系统可进行远方诊断维护和就地诊断维护，单个设备故障可在系统运行时进行整机更换，设备互换　　性好，更换并整定参数后可自动接入系统，从而大大提高系统可用率。

　　5.当地监控系统功能

　　5.1数据采集

　　实时采集厂站遥测、遥信及智能电度表的电度、功率等数据信息。

　　5.1.1遥测量

　　①主变及输电线有功功率、无功功率、功率因数、有功、无功电度

　　②主变及输电线电流

　　③10KV馈线三相电流，线路有功、无功功率，线路有功、无功电量

　　④各种母线电压

　　⑤主变油温、主变档位、主变功率因数

　　⑥380V所用电：线电压、三相电流、有功电量等

　　⑦直流系统：合闸母线电压，控制母线电压，单只电池端电压

　　5.1.2数字量

　　数字量包括电网周波、脉冲电度等

　　5.1.3状态量

　　①断路器位置、隔离开关位置

　　②事故跳闸总信号

　　③有载调压变压器抽头位置

　　④预告信号

　　⑤主保护自动装置动作信号

　　⑥装置主电源停电信号

　　⑦所有保护动作状态，运行监视信号

　　⑧事件顺序记录

　　5.1.4脉冲量

　　采集现场脉冲电度表的脉冲值，亦可通过RS485方式采集智能电度表数据。

　　5.1.5时间处理

　　按标准时钟源对整个系统统一时钟（标准时钟源可以是GPS时钟、天文时钟等）．

　　5.2 数据处理

　　5.2.1遥测量

　　①将预处理数据转换为工程数据

　　②条件为零：设定每个值的归零范围，将近似为0的值设置为0（用以消除不带电线路残余电量）

　　③人工置数：遥测接收数据可人工置数，解除后恢复自动更新

　　④越限检查：对测量值进行取值比较，根据越限等级及类型进行处理

　　⑤积分值和平均值计算：可以根据功率计算出相应的电量

　　⑥最大/最小值计算：将某遥测（包括功率、电压、电流等）在某段时间内出现的最大值及最小值　　以及出现的日期和时

　　间存入数据库

　　⑦死区检查：只有超出阀值范围的值才认为是发生了变化，进行阀值检查以避免不必要的扰动　⑧根据电网运行方式的变化，自动进行旁路替换，倒对端等的计算

　　⑨存贮数据库：以提供进一步数据处理的依据

　　5.2.2状态量处理（遥信）

　　状态量处理任务完成描述状态功能：

　　电网运行状态

　　变电站开关状态及主变分接头位置

　　保护信号状态

　　状态量合理性检查和误遥信处理

　　5.2.3保护信息

　　TOP9700系统除完成远动四遥功能外，还能处理保护信息．

　　接收并处理保护开关状态量

　　接收保护定值信息

　　传送、设定及修改保护定值

　　接收保护故障动作信息

　　前三项功能有良好人机界面用于监视与操作，第四项功能在保护动作发生后，召唤故障前后电网相应状态信息读出并显示。

　　5.2.4 电度量

　　电度统计功能包括时电度、日电度、月电度、年电度、峰谷电度等计算功能

　　全网电度总加

　　积分电度计算

　　5.2.5 计算量

　　在系统中除大量的实测点外，还有大量的计算点，计算子系统是在线方式下需完成的所有计算任务的综合，按照数值变化和规定的时间间隔不断处理计算点。

　　对模拟量、数字量进行计算多种计算类型供使用:

　　由数值变化引起的计算

　　周期计算

　　累加值和平均值的计算

　　最大/最小值的计算

　　电度量的计算

　　开关、保护动作次数的统计

　　线损计算

　　合格率计算

　　按电压等级计算拉电次数、负荷、电量和事故跳闸次数、负荷、电量。

　　5．3 电网控制

　　控制功能包括：

　　实时对断路器或开关进行分合闸操作

　　调节有载调压变压器分接头

　　电容器远方投切

　　电抗器远方投切

　　5．4 信息与报警

　　当在系统范围内发生需引起操作员注意的情况时，系统自动产生一个报警，并能在相应的打印机上　 记录

　　各种报警可通过操作来定义

　　对需要进行越限告警监视的每一个数据，其上/下限值可人工设置或修改

　　每当越限告警时，计算机会发出蜂鸣声及语音提示，同时变色，并可根据需要打印记录

　　发生事故时，自动推出事故厂站的画面，并记录事故时间、对象和性质

　　在发生报警之后，操作员可以通过相应操作来确认报警信息，即挂起或撤消.

　　提供语音告警的功能

　　5．5 安全子系统

　　为了系统能够安全稳定地运行，整个系统具有如下安全保护措施。

　　所有的系统操作员能根据其需要被赋予某些特性，这些特性规定各个操作员对系统及各自业务活动的使用范围，如用户名、口令字、操作权及操作范围等特性。

　　操作员只有输入正确的密码，才能进入系统，即保证系统的安全性。进入系统后，通过划分不同层次的操作来满足各种操作员的使用需要，从最低级的只可调出画面，到最高级的可以修改、访问、维护数据库并进行各项操作。

　　操作保护，对每个上岗操作员都有口令字控制，以限定各个不同操作员的操作权限和操作范围，在执行遥控操作时进行口令字校检，以确保无关人员绝对不能进行遥控操作。

　　运行日志，对于操作员的重要操作，系统都应能按时间顺序在运行日志上给予记录，存入运行日志文件中，并随时可打印输出

　　5.6 远程维护子系统

　　“远程访问服务”可让远程的工作站透明地访问当地主站，如同实际连接到网络上一样，可以利用公用电话线、x.25网络、ISDIN网络或PPTP连接创建远程访问的连接，通过远程访问服务，得到用户单位的许可后，可在拓普公司的机房中直接观察到用户现场的实时数据、历史数据、告警资料等，不用到现场，就可以帮助用户诊断并解决系统中存在的问题，提高系统的利用率，缩短工程维护的时间。

　　6.主要技术指标

　　6．1 交流量输入

　　测量内容：U、I、P、Q、COSφ、F、Wh、Whvar

　　测量误差：≤0.5%，f±0.01Hz

　　线性范围：0～120%、IN=5A、1A、，UN=100V

　　输出响应：测量数据刷新时间tmax≤40ms

　　温度影响：-25℃～70℃范围内误差不超过±0.5%

　　6．2 其它电量输入

　　测量内容：220VDC，110VDC，380VAC，220VAC

　　测量误差：≤0.5%

　　6.3 温度测量:

　　测量范围:0℃～100℃

　　电阻输入:Pt100、Cu50

　　测量误差：±1℃

　　6．4 开关量输入

　　输入方式：光电耦合输入 220VDC、1mA，或无源接点（用装置上的24VDC电源）

　　分辨率：站内分辨率2ms

　　抖动抑制：接点抖动时间在线整定5ms～600ms

　　6.5 脉冲量输入

　　脉冲方式：光电耦合输入24VDC 1mA

　　最小脉宽：40ms

　　抖动抑制：测量脉冲宽度，其宽度可进行设定

　　6.6 遥控输出

　　输出方式：密封继电器接点输出

　　容量：接通负载能力5A，由开关辅助接点断弧。

　　控制方式：接点返校，电源闭锁

　　6.7 通道

　　与主站通道：可选2个模拟通道或2个数字通道。模拟通道调制方式FSK，速率可选；数字通道RS232方式。

　　与微机保护通道：RS485/CAN网。

　　其它通讯口：RS232、422、485、CAN任选。

　　6.8当地监控主站

　　数据更新：主要遥测更新周期< 1S次要遥测量更新周期<2S一般遥测量更新周期5S

　　事故遥信变位传送时间<500ms

　　事故推出画面时间<2S

　　电能量广播冻结和读出周期<10min

　　画面调用实际响应时间<1.5S

　　模拟屏数据刷新周期遥信变位<1S、重要遥测<5S、次要遥测<8S

　　监测高低压保护动作及自检情况，在线修改保护定值、召唤保护测量值、开关值

　　6.9工作环境

　　运行温度：-25℃～+70℃

　　存贮：-40℃～８０℃

　　湿度：<95%（20℃±5℃时）

　　周围环境：无爆炸、无腐蚀气体及导电尘埃、无冷凝