某小区10 kV变电站自动化系统的设计

张新林

(江西省计量测试研究院，江西 南昌 330002)

某小区10 kV变电站自动化系统的设计

张新林

(江西省计量测试研究院，江西 南昌 330002)

对变电站综合自动化系统进行了研究，重点阐述了变电站自动化系统中的通信系统和SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统。结合实际，以某小区的变电自动化系统为实例，对其具体情况作了介绍，并且设计了该大厦10 kV变电站的自动化系统。

变电站；综合自动化系统；设计

0 引言

变电站自动化系统能实现变电站的安全、可靠运行，提高变电站的经济效益，降低运行维护成本。进一步完善变电站综合自动化系统，是今后电力系统发展的新趋势[1]。

1 系统设计方案

某小区大厦变电站综合自动化系统是基于DVPS-600P进行设计的。DVPS-600P自动化系统由中心主计算机、DVP系列微机保护监控装置及通信网络、网络控制器等设备构成。该系统采用分层分布式结构，包括站控层、通信层和间隔层。该小区遥视系统主站和监控系统主站调度端均位于开闭所内，微机保护监控装置不集中安装于主控制室，而是安装在配电间，且所有微机保护监控装置全部安装在开关柜上，直流屏同开关柜并行安装；配电间是消耗电能的部分，与间隔层和开闭所的距离比较远。间隔层由DVP-600系列监控模块、自动控制模块、微机保护模块和其他的IDE(Integrated Drive Electronics)设备组成。站控层内部通过以太网通信，采用TCP/IP协议；间隔层设备之间采用CAN-BUS现场总线通信。在整个系统中，DVP-602/602Z(微机数据通信管理装置)是连接间隔层和站控层的关键装置，通过相应的转换接口单元可以实现其他厂家设备到CAN总线之间的转换，利用CAN总线网络适配器来实现所有DVP-600系列设备以及其他转换单元间的通信，从而实现实时的数据交换[2]。

2 系统通信结构方案

(1) 采用多串口设备联网服务器使串口设备上网，在串口和以太网之间搭建透明传输通道。

(2) 采用DVP-602/602Z，可支持间隔层多种通信方式。

(3) 调度端采用逆变电源而不是UPS电源，交直流两用，可提高系统的可靠性。该小区10 kV变电站自动化通信结构框图见图1。

图1 该小区10 kV变电站自动化通信结构图

3 系统微机保护监控功能的实现

3.1 10 kV线路保护监控

在该方案中采用DVP-631微机线路保护监控装置，该装置适用于6 kV～66 kV中性点不接地系统，作为6 kV～66 kV馈线保护、控制、测量和监视报警装置。保护部分由三相三段式电流保护组成，可构成无方向无延时速断、延时速断和定时限过流保护；保护装置配有低电压元件，可构成带电压闭锁的电流保护；DVP-631通过开关辅助接点可启动三相一次重合闸，并具有后加速跳闸功能；可单独投切延时速断和过流的后加速功能；装置设有低周自动减负荷元件、低周可选择低压闭锁和滑差闭锁，当多个装置通过网络连接在一起时具有小电流接地自动选线功能。控制部分由监控跳合闸、手动跳合闸组成，可以分别进行电流和电压的测量，从而计算功率；通过频率的测量和功率因数的测量，达到计算其他电参数的目的。同时还配有预告报警系统、控制回路故障报警系统以及接地断线报警系统。

3.2 变压器保护监控

该系统中具有DVP-606微机变压器非电量保护装置、DVP-625差动保护装置和DVP-626后备保护装置。

DVP-606微机变压器非电量保护装置面板配有重瓦斯、轻瓦斯、压力释放保护报警灯、预告报警灯及保护动作的独立空接点输出。装置运行过程中，循环显示各回路主变温度和分接头位置。CAN总线控制器在网络中可以实现实时的数据交换，并能够完成相应的控制功能如四遥功能以及远程修改相应的定值、远程信号恢复等功能，从而达到变电站监控自动化的目的[3-4]。

DVP-625微机变压器差动保护监控装置专用于35 kV及以下电压等级的双圈变压器，由监控和保护两套完全独立的系统共同构成变压器差动保护，它采集高、低两侧共9个电流量(3个采集测量电流，6个采集保护电流)和变压器一侧母线3个电压量,可完成变压器一侧跳合闸控制及能量监测。该装置的控制部分由监控跳合闸、手动跳合闸组成，能够进行电流和电压的测量，从而计算功率，通过频率的测量和功率因数的测量，可以达到计算其他电参数的目的。同时还配有预告报警系统、控制回路故障报警系统以及接地断线报警系统等。

DVP-626微机变压器后备保护监控装置专用于各种容量的变压器，它由监视和保护两套完全独立的系统共同构成，保护电流取变压器电源侧电流。DVP-626可以接入一组母线电压和一组测量电流，可完成变压器一侧跳合闸监控，因而可以作为变压器一侧的监控。该装置控制部分由监控跳合闸、手动跳合闸组成，可进行电流和电压的测量，从而计算功率，通过频

率的测量和功率因数的测量，可以达到计算其他电参数的目的。同时还配有预告报警系统、控制回路故障报警系统以及接地断线报警系统。监视功能配有预告报警、控制回路断线报警、PT和CT断线报警等。

3.3 电容保护监控

该保护监控由DVP-641微机电容保护监控装置完成。该装置适用于6 kV～66 kV中性点不接地系统，由监控系统和保护系统两套系统组成，电容保护监控由电容器成套保护装置、控制部分、测量计算装置和监视报警装置构成。在电流保护部分通常由延时速断保护、中性点电流不平衡保护和其他电压保护组成。控制部分由遥控跳合闸、手动跳合闸回路组成，可接收主机命令对电容器组进行自动投切以实现系统无功及综合调压功能。可以进行电流和电压的测量，从而计算功率，通过频率的测量和功率因数的测量，可以达到计算其他电参数的目的。同时还配有预告报警系统、控制回路故障报警系统以及接地断线报警系统等。

3.4 中央信号监控

采用DVP-601微机中央信号监控装置。该装置主要用于以DVP-600系列微机保护监控装置为基础构成的变电站综合自动化系统，完成全站事故信号及预告信号报警输出。该装置既可以构成中央信号系统，又可将全站各种信息送向监控主机。监视部分配有预告报警、直流系统接地报警、直流电压过高报警、直流电压过低报警、预告音响报警和事故音响报警。

4 小结

本文主要介绍了某小区大厦10 kV变电站自动化系统的设计，采用变电站综合自动化技术，不仅可以提高供电质量，而且还可以使电压合格率更高，从而保证系统安全可靠地运行。同时，该系统还降低了整个变电站的造价，大大降低了值班人员的劳动强度。

[1] 张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2] 黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3] 陈堂，赵祖康，陈星莺，等.配电系统及其自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2003.

[4] 王锡凡.电力工程基础[M].西安：西安交通大学出版社，1997.

Design of Some Subdistrict 10 kV Substation System

ZHANG Xin-lin

(Measurement and Testing Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330002, China)

The paper was on a substation automation system. It focused on the communication systems and SCADA system of the substation automation system. Taking the actual substation automation system of some subdistrict as an example, it introduced the design of a 10 kV substation automation system.

substation; automation system; design

1672- 6413(2015)06- 0203- 02

2015- 10- 08；

2015- 10- 12

张新林(1979-)，男，江西鄱阳人，工程师，硕士，研究方向为电机电器。

TP273

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