自动化保护系统在110KV变电站的使用

所属栏目：电力论文
发布时间：2013-02-20 09:05:25  更新时间：2013-02-20 09:00:15

摘要：采用电力系统综合自动化保护装置将供配电系统的微机保护、电力设备的监控等通过现场总线和以太网通信传输的方式结合起来构成微机自动化监控系统，数据信号自动记忆，实现了变电站技术管理的自动化。

关键词：110KV变电站;计算机;供配电;综自保护

微机保护以其技术含量高、调试简单、维护方便、可靠性高、自动化程度高等优点，已经逐步取代过去那种老式的继电器保护。

一、综合自动化系统的构成

1、系统简介。系统共分为三层：变电站层、网络层、间隔层。间隔层：测控保护单元一体化设计，可直接安装在恶劣环境下简化设计，方便施工，保护与监控系统具有相对独立性，各保护单元可独立完成本单元的计量、测量、保护和控制功能。网络层：网络通信为无节点工业现场控制总线，CAN网络总线，采用普通屏蔽双绞线与各厂家设备方便的实现互连，GPS对时方便、准确。变电站装有GPS卫星对时装置，能实现系统微机保护装置与GPS的卫星对时。变电站层：提供远动通信功能，可以通过不同的规约向两个调度端实现信息互传，后台就地监控系统功能强大，界面友好。具有遥测、遥信、遥控、遥调等功能。

2、硬件组成。DVP-600系列综合自动化系统，保护控制单元组屏安装于主控室，每个控制单元经现场总线和后台主机相接，现场总线采用成熟可靠的工业现场控制总线，CAN网络总线，后台主机采用一主一辅形式，当主机出现故障时，辅机自动转为主机，行使主机的功能。DVP-600系列综合自动化系统主要包括以下控制保护单元：DVP-606变压器轻重瓦斯、过温、压力释放保护控制单元，用于变压器保护;DVP-611三相电压、电流测量，用于线路监控;DVP-621差动保护控制单元，用于变压器主保护;DVP-622三段式过流保护、零序过流、过压保护控制单元，用于变压器后备保护;DVP-631三相三段式电流保护控制单元，用于馈电线路保护监控。

3、软件构成。监控系统。采用开放式模块化结构使其可以与通用应用软件和用户程序相结合。系统基于面向对象的设计原理，采用了面向组件的模块开发，保证了系统的通用性。微机监控系统支持软件：Windos2000/4.0，操作菜单全部汉化。具备通用性强、运行稳定。系统具有故障自诊断功能和对进功能。模拟操作功能：系统软件能实现读取实时信息，反映在模拟主接线图上，实现图形符号的操作，并进行记录。

二、综自保护的配置

110KV变电站继电保护的配置，应根据被保护设备的数量和性质而定，主要保护110KV线路保护、110kV母线保护、主变压器保护、35KV与10KV出线间隔保护、电力电容器保护等，具体配置如下。

1、110KV东化线保护：高频闭锁保护、相间和接地距离保护、零序保护。110kV联络开关保护：过电流保护，手动同期及备自投操作。llOkV母线保护：母线差动保护。

2、主变压器保护间隔配置差动保护、非电量保护、110KV侧后备保护、35kV侧后备保护、110kV侧后备保护。

3、线路保护间隔配置电流速断保护、分散式低周减载保护、三相一次重合闸。

4、分段备自投间隔配置检同期功能、过负荷联切、自投闭锁、BZT动作。

三、微机保护控制单元的特点

1、硬件标准化。保护控制单元机箱有四块小插件组成，电路原理简单、易于掌握，插件硬件通用，不需任何调节就可互换到DVP-600系列不同用途的机箱中，更换后测量精度不受影响，只需更改保护程序即可，便于系统快速修复。

2、保护监控系统既统一又具有独立性。每一个保护控制单元将保护、控制、测量和通讯等功能合理地分配到三个CPU芯片进行处理，保护CPU -个插件、监控CPU -个插件、通讯CPU -个插件，各插件独立工作，由串行通讯联络，保护插件、监控插件分别由各自独立电源供电，独立跳合闸出口继电器。最大限度地减轻保护CPU的负担与保护相关的管理功能也全部由监控CPU完成，从而保证动作的可靠性和系统的安全运行。

3、开关量使用220V电压输入。以往微机保护使用24V作为开入量电源，由于变电站强磁场干扰信号误报现象时有发生，本装置直接使用220V作开入量电源，既简化了接线又消除信号误报现象。

4、各保护及信号单独出口。所有保护功能独立继电器接点输出，独立压板投退，独立自保持信号接点输出。任一回路故障不影响其它回路运行，便于运行人员对各功能投入退出，符号常规运行习惯，事故指示清晰明确，接口部分和常规设备完全兼容。

防误操作中系统设计中已考虑防止硬件损坏导致出口的问题。软件上采用多线系统优先级高任务监视内部各软件任务工作情况，保证软件不飞车;监控系统可同微机“五防”装置配合，实现防误操作闭锁功能。

操作权限有系统对控制操作具有权限等级管理，只有具有权限的运行人员使用正确口令下才有权控制操作。安全密级为6级。界面数据(保护定值等)修改也需输入相关密码后才能使屏幕“解冻”，输人数据。密码开放一定时间(可调)后，系统自动收回权限。

5、可提供电力系统的各种数据，值班人员可随时查看供电数据、掌握负荷运行情况。实时的采集全站生产过程输入信号(包括模拟量、开关量和脉冲量)，经滤波检出事故、故障、状态变位信号和模拟量参数变化，实时的更新数据库，为微机保护和监控提供运行状态的数据。

屏幕显示有电网关口图、全所负荷表格、曲线棒图、全所电气主接线图、按电压等级的分接线图、实时数据表格，系统运行工况图，开关量动作报警，模拟量越限报警等。所有画面均可全屏漫游。各种趋势曲线可在线缩放。所有显示图形均为实时动态画面。全站电气潮流的大小，潮流方向用箭头动态表示。

显示表图内容有系统开关量、模拟量、脉冲量一览表，记录开关量变位动作次数，系统各保护装置保护投退表、保护定值表、各微机装置内信号表、状态表。

微机系统运行工况图：显示现场系统设备当前的状态，就地装置面板批示灯信号及装置软压板投退信息。

6、当电力系统发生故障时，可记录保护动作的数据。系统具有自诊断功能，各测控保护单元和计算机监控系统具有在线自诊断功能，并能报警，保护单元自诊断出错时闭锁保护，同时报警。上层单元对下层单元通过通讯进行互检。

事件报警包括开关量变位报警，模拟量越限报警分为一般报警和事故报警。系统报警发生时，自动记录断路器或断电保护信号的动作先后顺序，其SOE分辨为2ms。记录内容包括断路器或继保护信号的名称、动作状态及事件发生的时间，事件顺序记录在本系统内存盘，可随时查看和打印，并及时送往各级调度和控制中心。

7、变电站技术管理实现了自动化管理。综自保护系统的使用，使变电站值班人员的工作量大量减少，为管理人员进一步的专业培训，提高变电站的运行水平，提供了有利的条件。

根据运行要求进行电流、电压、功率、电度量、温度量的整点抄表、累计，设备的运行工况、时间统计以及特征值、合格率、负荷率等技术统计。

该自综自保护系统投运以来设备运行一直非常稳定，保护动作反映准确可靠，同时管理基本上也实现了微机自动化管理，易于操作、维护。社会和经济效应都非常明显。

参考文献

[1]杨淑英.电力系统概论[M].北京：中国电力出版社，2003，7.

[2]北京德威特电力DVP-600.综合自动化系统，2003,9.

[3]陆鑫达，计算机系统结构.[M]，北京：高等教育出版社，1996，3.