DVP-9000微机保护综合自动化系统在供电系统的应用

李红军

(东北轻合金有限责任公司， 哈尔滨 150060)

东北轻合金有限责任公司2010年新建一座66/10kV变电站，以保证特板项目供电需要。为提高系统运行可靠性和管理先进性，东轻公司决定采用技术较先进的DVP-9000系列微机保护综合自动化系统，取代传统的变电站二次继电保护系统。经过4年多的运行，无论是供电可靠性还是技术经济指标都明显优于原厂区变电站，取得了预期的投资效果。

1 变电站主接线情况

新建东轻2#变电站为全户内双层结构，变电站设有2台容量为63 000kVA有载调压变压器，型号为SZ11、66kV，电压比为66/10kV。66kV侧采用双母线带母联接线方式的GIS组合电器， 开关额定电流1 250A，断流容量为31.5kA。10kV出线26回，10kV侧开关设备选择KYN-12Z型中置式开关柜，内配VS1真空断路器；额定电流1 250A，断流容量为31.5kA，主接线为单母线分段运行。

2 DVP-9000系统应用

变电站DVP-9000微机保护综合自动化系统是继德国公司DVP-500/600/700系列微机监控系统大批量生产运行成功经验的基础上推出的，凝结多项最新科技成果的信息化微机保护监控系统，以其精密可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在许多大型变电站监控项目中获得成功的应用。

完整的变电站综合自动化系统除了在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外，其余全部控制、监视、测量和报警功能均通过计算机监控系统来完成。该监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调、微机5防以及无人值班功能。

3 系统结构及功能

本站微机综合自动化系统设计为分层分布式，底层是分布式单元机箱，包括单元保护与监控模拟量、单元开关量采集、操作回路、就地汉字显示以及通讯等功能。各单元保护箱均相对独立，仅通过站内通信网互联，并同上层当地监控通信。在功能分配上，采用能下放的尽量下放的原则, 凡本单元保护箱能完成的功能绝不依赖通信网。各单元箱上均配有操作面板和必要的手动操作开关及信号灯，运行人员通过就地单元箱上的操作面板或人机接口，就可对相应电气设备进行操作。当某一保护单元故障或退出运行时，不影响其它单元及上层监控。上层为当地后台监控系统，采用高档工控微机, 以中文Windows Xp为软件平台，开发工具采用Visual C++6.0，所完成的功能为：对各单元装置实时数据的采集；实时数据的加工和管理；实现系统管理站功能。监控系统具备卫星时钟同步功能，还可实现工频量的测量，并按照相应的格式经串行口分别输出日期、时间、周波钟、工频量等信息。可通过MODEM对设备进行远程数据采集和运行监视及维护。系统结构示意图见图1。

图1 系统结构示意图

3.1 保护测控单元硬件结构

每个单元由主控板、继电器板、电源模块、薄膜按键、液晶显示器、分合闸按钮及机壳等组成。箱体为全金属封闭结构，通过屏蔽隔离板，将微机部分与出口继电器执行部门完全屏蔽隔离，提高微机系统抗干扰能力。

3.1.1 主机板由单片机(80196KC)、程序存储器、光电隔离输入/输出电路、数据存储器、定值存储器、跳合闸逻辑电路、光电隔离通信接口、显示器键盘接口、多路开关、低通滤波器、高精度运算放大器、精密电位器、限幅保护电路、模块通道接口、精密电流电压互感器及看门狗电路等组成。

3.1.2 继电器板由分合继电器、闭锁继电器、信号继电器组成；出口继电器采用大容量小型继电器，触点容量为220V长期接通5A，最大导通电流为8A。

3.1.3 电源模块采用小型开关电源，交直流两用，工作电压范围大效率高。

3.1.4 液晶模块采用大屏幕液晶显示器，分辨率为128×64。

3.1.5 信号灯采用固体发光器件，寿命长。

3.2 后台监控硬件结构

(1)主机：品牌机(P4 CPU /内存256M/硬盘40G/软驱1.44MB/48X光驱/键盘/鼠标/音箱1对);

(2)显示器：21″彩显，分辨率≥1 200;

(3)智能通讯管理模块：包括智能通讯卡及Modem等;

(4)打印机：宽行打印机HP5000LE;

(5)UPS：1000VA。

3.3 软件功能

3.3.1 系统软件及功能

包括组态软件及功能软件，其中组态软件可连接各单元模块，自动识别其类型配置等相应资源，还可利用工具包各类软件自动生成各种画面、报表等信息管理；功能软件具有CRT画面显示功能、打印功能、画面制作和参数设置功能、操作控制功能、 与调度系统的通讯功能、事件顺序记录(SOE)功能、系统自诊断和切换在一台机器故障时，不影响其他机器的正常运行，故障机所承担的所有任务均自动切换到其他备用机上，确保系统的正常运行。在线诊断包括整个站控系统的硬件、软件、通讯接口及网络的运行情况，发现异常能立即告警。设置远方诊断接口，可实现远方工程师登陆功能。

3.3.2 应用软件及功能

包括数据采集与处理软件、系统管理软件、人机联系软件、应用软件、历史数据软件、通讯软件、自诊软件等。

4 系统保护配置方案

4.1 主变压器

4.1.1 主保护

纵差保护；CT断线检测、电压闭锁；轻瓦斯、温度检测信号报警；重瓦斯检测信号跳断路器，所有的保护种类可分别投入及退出。

4.1.2 后备保护

(1)主变66kV侧(高后备)：电压闭锁过电流保护，电压取66kV侧母线电压；过电压保护；过负荷保护;断线报警。

(2)主变10kV侧(低后备)： 过电流保护，设两段时限，第一段时限跳10kV侧母联(分段)开关， 第二段时限跳本台主变66kV侧开关；电流、电压保护；过负荷保护；断线报警。

4.2 66kV线路保护

设三段式相间距离保护；三段零序速断保护；三相一次重合闸；CT、PT断线报警，所有保护功能可以分别投入及退出。

4.2.1 测量功能:可测量回路Ia、Ib、Ic、U、P、Q、COSΦ、Wh、Varh，可直接显示一次测的实际值。

4.2.2 事故记忆功能:可自动记录8条事故类型、时间及动作值。

4.2.3 开关事件、弹簧未储能、压力报警、压力闭锁。

4.3 66kV线路保护

可完成66kV线路方向时限速断、过流保护、方向电流闭锁电压时限、方向电流时限速断、三相一次重合闸功能等，带操作插件，具备遥信、遥控、遥测及遥脉功能。

4.4 66kV电容器保护

具有延时电流速断、零序过流过压、低电压保护等，配合主站可完成无功电压自动调整功能，具备一组独立的测量CT，来完成电压、电流和无功功率测量。

4.5 10kV线路保护

具有瞬时电流速断、过流、一次重合闸等，设有本体动作及本体告警，具有综合自动化变电站所需的四遥功能，并可完成小电流接地选线的底层数据采集上送功能。

4.6 10kV电容器保护

时限电流速断保护；零序过流保护过压及欠压保护；接地信号。

4.7 10kV所用变保护

时限过流保护；时限速断保护；零序过流保护；瓦斯；过负荷信号。

4.8 10kV母联保护

电流速断保护；时限速断保护。

5 系统运行的特点

微机综合自动化系统能够保证继电保护的可靠性和安全性，并具有如下特点。

(1)32位150M高速三DSP系统，多通道AD同步采样，三取二表决输出。

(2)双高速工业以太网，标准规约，即插即用，支持常规RS232，RS485。

(3)12通道每周波48点实时波形显示功能及录波功能，总录波时间可达10min。

(4)24～220V开关量输入自适应技术，现性化处理模式，使用高精度AD转监视每一路开入量的电平大小，每一路功耗0.2W左右。

(5)高绝缘性能与高抗干扰性，绝缘性能不低于1 000MΩ，具有更高安全性。

(6)本装置采用已经成熟的保护原理及算法的前提下，使用了模糊识别与神经元网络技术作为辅助判断，装置的自学习及经验积累使可靠性有了进一步提升。

(7)装置以图形化方式在大屏幕液晶显示器上对开关或电动刀闸进行防误操作，杜绝走错间隔、带负荷拉闸、带接地合闸、带电挂接地等误操作发生。

(8)通过标准的TCP/IP协议网接口，以及标准IEC60870-5-103规约，可实现直接上网与多规约通讯平台。

(9)具有GPS通讯对时及脉冲对时的功能。

(10)配备问答式自组态上位机软件平台。

6 结语

DVP-9000综合自动化系统在东轻公司主降压66kV变电站应用后，对提高变电站安全、稳定、可靠运行以及降低运行维护成本等都具有十分重要的意义，通过66kV变电站综合自动化系统在实施中所积累的设计、安装、调试、运行等多方面的经验，可为变电站今后的运行提供可靠的保证。

[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[M].北京：中国电利出版社，2005

[2]王宁会.电气工程师(供配电)实用手册[M].北京：机械工业出版社，2006

[3]金代中.电工速查速算手册[M]. 北京：机械工业出版社，2006