DVP-9000微機保護綜合自動化系統在供電系統的應用

李紅軍

(東北輕合金有限責任公司， 哈爾濱 150060)

東北輕合金有限責任公司2010年新建一座66/10kV變電站，以保證特板項目供電需要。為提高系統運行可靠性和管理先進性，東輕公司決定采用技術較先進的DVP-9000系列微機保護綜合自動化系統，取代傳統的變電站二次繼電保護系統。經過4年多的運行，無論是供電可靠性還是技術經濟指標都明顯優于原廠區變電站，取得了預期的投資效果。

1 變電站主接線情況

新建東輕2#變電站為全戶內雙層結構，變電站設有2臺容量為63 000kVA有載調壓變壓器，型號為SZ11、66kV，電壓比為66/10kV。66kV側采用雙母線帶母聯接線方式的GIS組合電器， 開關額定電流1 250A，斷流容量為31.5kA。10kV出線26回，10kV側開關設備選擇KYN-12Z型中置式開關柜，內配VS1真空斷路器；額定電流1 250A，斷流容量為31.5kA，主接線為單母線分段運行。

2 DVP-9000系統應用

變電站DVP-9000微機保護綜合自動化系統是繼德國公司DVP-500/600/700系列微機監控系統大批量生產運行成功經驗的基礎上推出的，凝結多項最新科技成果的信息化微機保護監控系統，以其精密可靠、可擴展性強、兼容性好等特點逐步為國內用戶所接受，并在許多大型變電站監控項目中獲得成功的應用。

完整的變電站綜合自動化系統除了在各控制保護單元保留緊急手動操作跳、合閘的手段外，其余全部控制、監視、測量和報警功能均通過計算機監控系統來完成。該監控系統完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調、微機5防以及無人值班功能。

3 系統結構及功能

本站微機綜合自動化系統設計為分層分布式，底層是分布式單元機箱，包括單元保護與監控模擬量、單元開關量采集、操作回路、就地漢字顯示以及通訊等功能。各單元保護箱均相對獨立，僅通過站內通信網互聯，并同上層當地監控通信。在功能分配上，采用能下放的盡量下放的原則, 凡本單元保護箱能完成的功能絕不依賴通信網。各單元箱上均配有操作面板和必要的手動操作開關及信號燈，運行人員通過就地單元箱上的操作面板或人機接口，就可對相應電氣設備進行操作。當某一保護單元故障或退出運行時，不影響其它單元及上層監控。上層為當地后臺監控系統，采用高檔工控微機, 以中文Windows Xp為軟件平臺，開發工具采用Visual C++6.0，所完成的功能為：對各單元裝置實時數據的采集；實時數據的加工和管理；實現系統管理站功能。監控系統具備衛星時鐘同步功能，還可實現工頻量的測量，并按照相應的格式經串行口分別輸出日期、時間、周波鐘、工頻量等信息。可通過MODEM對設備進行遠程數據采集和運行監視及維護。系統結構示意圖見圖1。

圖1 系統結構示意圖

3.1 保護測控單元硬件結構

每個單元由主控板、繼電器板、電源模塊、薄膜按鍵、液晶顯示器、分合閘按鈕及機殼等組成。箱體為全金屬封閉結構，通過屏蔽隔離板，將微機部分與出口繼電器執行部門完全屏蔽隔離，提高微機系統抗干擾能力。

3.1.1 主機板由單片機(80196KC)、程序存儲器、光電隔離輸入/輸出電路、數據存儲器、定值存儲器、跳合閘邏輯電路、光電隔離通信接口、顯示器鍵盤接口、多路開關、低通濾波器、高精度運算放大器、精密電位器、限幅保護電路、模塊通道接口、精密電流電壓互感器及看門狗電路等組成。

3.1.2 繼電器板由分合繼電器、閉鎖繼電器、信號繼電器組成；出口繼電器采用大容量小型繼電器，觸點容量為220V長期接通5A，最大導通電流為8A。

3.1.3 電源模塊采用小型開關電源，交直流兩用，工作電壓范圍大效率高。

3.1.4 液晶模塊采用大屏幕液晶顯示器，分辨率為128×64。

3.1.5 信號燈采用固體發光器件，壽命長。

3.2 后臺監控硬件結構

(1)主機：品牌機(P4 CPU /內存256M/硬盤40G/軟驅1.44MB/48X光驅/鍵盤/鼠標/音箱1對);

(2)顯示器：21″彩顯，分辨率≥1 200;

(3)智能通訊管理模塊：包括智能通訊卡及Modem等;

(4)打印機：寬行打印機HP5000LE;

(5)UPS：1000VA。

3.3 軟件功能

3.3.1 系統軟件及功能

包括組態軟件及功能軟件，其中組態軟件可連接各單元模塊，自動識別其類型配置等相應資源，還可利用工具包各類軟件自動生成各種畫面、報表等信息管理；功能軟件具有CRT畫面顯示功能、打印功能、畫面制作和參數設置功能、操作控制功能、 與調度系統的通訊功能、事件順序記錄(SOE)功能、系統自診斷和切換在一臺機器故障時，不影響其他機器的正常運行，故障機所承擔的所有任務均自動切換到其他備用機上，確保系統的正常運行。在線診斷包括整個站控系統的硬件、軟件、通訊接口及網絡的運行情況，發現異常能立即告警。設置遠方診斷接口，可實現遠方工程師登陸功能。

3.3.2 應用軟件及功能

包括數據采集與處理軟件、系統管理軟件、人機聯系軟件、應用軟件、歷史數據軟件、通訊軟件、自診軟件等。

4 系統保護配置方案

4.1 主變壓器

4.1.1 主保護

縱差保護；CT斷線檢測、電壓閉鎖；輕瓦斯、溫度檢測信號報警；重瓦斯檢測信號跳斷路器，所有的保護種類可分別投入及退出。

4.1.2 后備保護

(1)主變66kV側(高后備)：電壓閉鎖過電流保護，電壓取66kV側母線電壓；過電壓保護；過負荷保護;斷線報警。

(2)主變10kV側(低后備)： 過電流保護，設兩段時限，第一段時限跳10kV側母聯(分段)開關， 第二段時限跳本臺主變66kV側開關；電流、電壓保護；過負荷保護；斷線報警。

4.2 66kV線路保護

設三段式相間距離保護；三段零序速斷保護；三相一次重合閘；CT、PT斷線報警，所有保護功能可以分別投入及退出。

4.2.1 測量功能:可測量回路Ia、Ib、Ic、U、P、Q、COSΦ、Wh、Varh，可直接顯示一次測的實際值。

4.2.2 事故記憶功能:可自動記錄8條事故類型、時間及動作值。

4.2.3 開關事件、彈簧未儲能、壓力報警、壓力閉鎖。

4.3 66kV線路保護

可完成66kV線路方向時限速斷、過流保護、方向電流閉鎖電壓時限、方向電流時限速斷、三相一次重合閘功能等，帶操作插件，具備遙信、遙控、遙測及遙脈功能。

4.4 66kV電容器保護

具有延時電流速斷、零序過流過壓、低電壓保護等，配合主站可完成無功電壓自動調整功能，具備一組獨立的測量CT，來完成電壓、電流和無功功率測量。

4.5 10kV線路保護

具有瞬時電流速斷、過流、一次重合閘等，設有本體動作及本體告警，具有綜合自動化變電站所需的四遙功能，并可完成小電流接地選線的底層數據采集上送功能。

4.6 10kV電容器保護

時限電流速斷保護；零序過流保護過壓及欠壓保護；接地信號。

4.7 10kV所用變保護

時限過流保護；時限速斷保護；零序過流保護；瓦斯；過負荷信號。

4.8 10kV母聯保護

電流速斷保護；時限速斷保護。

5 系統運行的特點

微機綜合自動化系統能夠保證繼電保護的可靠性和安全性，并具有如下特點。

(1)32位150M高速三DSP系統，多通道AD同步采樣，三取二表決輸出。

(2)雙高速工業以太網，標準規約，即插即用，支持常規RS232，RS485。

(3)12通道每周波48點實時波形顯示功能及錄波功能，總錄波時間可達10min。

(4)24～220V開關量輸入自適應技術，現性化處理模式，使用高精度AD轉監視每一路開入量的電平大小，每一路功耗0.2W左右。

(5)高絕緣性能與高抗干擾性，絕緣性能不低于1 000MΩ，具有更高安全性。

(6)本裝置采用已經成熟的保護原理及算法的前提下，使用了模糊識別與神經元網絡技術作為輔助判斷，裝置的自學習及經驗積累使可靠性有了進一步提升。

(7)裝置以圖形化方式在大屏幕液晶顯示器上對開關或電動刀閘進行防誤操作，杜絕走錯間隔、帶負荷拉閘、帶接地合閘、帶電掛接地等誤操作發生。

(8)通過標準的TCP/IP協議網接口，以及標準IEC60870-5-103規約，可實現直接上網與多規約通訊平臺。

(9)具有GPS通訊對時及脈沖對時的功能。

(10)配備問答式自組態上位機軟件平臺。

6 結語

DVP-9000綜合自動化系統在東輕公司主降壓66kV變電站應用后，對提高變電站安全、穩定、可靠運行以及降低運行維護成本等都具有十分重要的意義，通過66kV變電站綜合自動化系統在實施中所積累的設計、安裝、調試、運行等多方面的經驗，可為變電站今后的運行提供可靠的保證。

[1]王維儉.電氣主設備繼電保護原理與應用[M].北京：中國電利出版社，2005

[2]王寧會.電氣工程師(供配電)實用手冊[M].北京：機械工業出版社，2006

[3]金代中.電工速查速算手冊[M]. 北京：機械工業出版社，2006