DVPS-3000系统在03#变电所的应用与研究.doc

项目编号：天脊煤化工集团公司科研开发项目立项任务书项目名称：DVPS-3000系统在03#变电站综合自动化方面的应用与研究申报单位：山西天脊煤化工集团有限公司电气厂起止年限：2008年1月2008年6月项目负责人：杨 波一、 立项的目的、意义及必要性03#变电所是九十年代初随我公司新增锅炉发电工程配套建设的一座6KV开闭所和一座400V低压变电站。限于当时的科持发展水平，开闭所和低压变电站所采用的保护装置均是传统的电磁式继电器和模拟式仪表，6KV系统中性点接地方式为不接地方式。电气控制室设置运行指示灯和光字牌报警盘，通过大量的电缆与高低压室连接，进行系统监视和操作。经过十余年的连续运行。03#变电站原有的保护和监控配置逐步暴露出了诸多的问题：电器元件多，接点多，元器件严重腐蚀老化，故障频繁；保护定值漂移严重，灵敏性和可靠性严重下降，多次发生保护误动和拒动现象，安全供电无法保证；由于接线复杂、元器件多，给故障的及时排查和处理造成了困难；传统的指示灯和报警盘模拟监控方式提供的信息量太少，无法满足对供电系统日益增长的高可靠性的要求；原有开关柜的机械防误操作“五防”功能由于机构损坏已大部分失灵，操作过程中极易发生误操作事故；公司总降中性点接地方式改变后，03#变现有的小电流接地保护方式已不再满足要求。03#变电所目前的这种局面，已远远不能满足新形式下公司安全生产和连运的要求。以最少的投资，研究和探讨解决03#变电站目前存在的诸多问题的途径，整体提升03#变电站的安全供电水平，显得非常迫切而有必要。二、主要研究、试验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标1、针对03#变电所现有装置接线复杂、故障频繁的问题，对现有二次接线和保护装置进行详细的分析，在确保功能满足要求的前提下，研究优化系统二次接线问题。2、针对现有模拟式保护装置定值严重漂移，灵敏度和可靠性下降的问题，结合该变电所的特点和当今企业生产对供电的高可靠性要求，研究电力综合自动化系统在现有变电站实际应用的可行性，在保证开关装置主体结构不变的情况下，提出具体的实施方案。3、根据新形式下的安全要求，对现有模拟监控方式进行全面升级，达到数字化要求，研究不同网络结构与03#变电站的适应程度，使数据和状态监控全面及时，并实现数据远程异地传输和数据共享。4、配合公司总降已经完成的中性点接地方式的改造，对03#变电所零序保护设施及定值重新进行改造和计算，利用综合自动化系统结合现场就地装置实现大电流接地运行方式下保护的灵敏性和选择性要求。6、利用综合自动化系统提供的平台，研究利用软件编程和简单接线来实现和弥补现有机械防误操作“五防”功能失灵的技术问题。7、优化二次配线和端子接线，标识明确清晰，保证故障处理的迅速及时。8、对保护接地系统完善，保证良好的设备接地，提高抗干扰能力。9、对综合自动化系统要求的主要技术指标：（1）额定电压、电流：交流采样额定电压：100V；开入直流额定电压：220V；额定电流：5A（相电流）；保护CT允许输入最大电流为额定电流的20倍；（2）功率消耗：正常运行5W，最大负载10W；（3）电源中断影响：电源允许中断时间不大于200MS,中断期间装置能正常工作;（4）测量精度：电流测量精度：+0.2%;电压测量精度：+0.2%;功率电度测量精度：+0.5%;（5）故障录波：故障点前：10周波；故障点后：500周波；（6）脉冲量记录：记录范围：0999999999；分辨率: 30MS(7)SOE记录:分辨率: 2MS三、 达到的技术水平，经济、社会效益及推广应用的前景本着尽可能节约的原则，达到在现有开关柜主体不变的情况下，利用最新型的变电站综合自动化系统所提供的平台，对现有的模拟保护监控装置进行成功的升级，全面彻底解决03#变目前存在的诸多问题，整体提升03#变电所的安全供电和综合自动化水平，实现投资少，效果好，更好地满足新形势下对安全生产的要求，提高供电连运水平，为集团公司节能降耗做出贡献。同时，进一步积累经验，为今后继续对公司其他枢钮变电站进行全面技术升级改造提供参考。四、采用的研究、试验方法和技术路线1、总体技术路线：（1）根据对目前市场上出现的多种电力系统综合自动化产品的调查研究和我们多年从事电力工程维护使用的经验，认为工业以太网更加适合应用于工业现场。由于工业以太网的低成本、开放性和可靠性，已被广大用户所接受，目前自动化系统的站级网络均推荐使用以太网。（2）为确保系统安全，系统构成采用风险分散，集中监控的方式，即与综合自动化系统配套的现场就地综合保护测控装置分散安装与各开关设备本体上，实现对开关本身众多模拟量信号、开关量信号的采集，同时完成各种保护功能。众多的装置先分别通过屏蔽双绞线连接到位于高压室的交换机集线器上，再通过一根总的屏蔽双绞线连接到中央控制室的监控主机上，实现集中监视和控制。此种方式，在任意一台测控单元发生问题时，不会影响其他设备的正常工作和通信。（3）监控主机采用双机冗余配置。（4）中央控制室配置多媒体音箱，实现故障时的声音报警。打印机03#变电站综合自动化网络连接示意如下图所示：交换机。交换机。监控主机1监控主机2DVP-9000系列就地装置DVP-9000系列就地装置2、零序过流保护功能的研究实现：公司总降6KV中性点接地方式已经由原来的中性点不接地系统改为中性点经小电阻接地方式。而03#变电站零序保护仍是按原来的小电流接地方式配置的，已不满足保护的灵敏性和选择性的要求。解决此问题，我们拟采用以下技术路线：重新核算系统接地电容电流，更换满足要求的零序电流互感器，接入与DVPS-3000综合自动化软件系统配套的现场综合保护装置，装置将自动识别线路零序电流5次谐波的功率方向，并将所有回路的零序电流大小和方向送向监控主机，由监控主机比较零序电流幅值和零序谐波电流方向，确定接地线路并指出线路号。3、系统防误操作功能的实现途径：目前开关柜本身带有机械防误操作“五防”功能，但由于使用年限的增加，机械五防功能有些已经失灵或不可靠，如何在不整体更新开关柜的基础上从技术层面上防止误操作事故的发生，也是本次研究的重点问题。利用北京德威特公司的DVP9000系列的装置的12路开入量和12路出口继电器，通过简单的编程，把速断、差动保护动作信号和开关柜内电动机的合闸回路进行关联，从软件上实现开关合闸回路的闭锁，防止工艺现场操作人员再次合于故障造成事故扩大；把开关柜的接地刀闸位置、断路器位置通过开入量接入微机继电保护装置，通过编程关联断路器的分、合闸回路，完善补充高压开关柜的“五防”措施；把设备现场分、合闸，DCS分、合闸，控制室分、合闸以及DCS工艺连锁信号引入微机继电保护装置，准确记录动作信息以便事故情况下快速确定具体的动作回路，分析查找原因解决故障。4、对旧系统的技术升级改造，在具体实现上要比整体更新改造复杂的多。图纸设计要在原图纸的基础上逐一进行绘制，保留原图控制功能并实现新的突破。现将改造时的注意事项及部分线路变动做几点说明：电动机部分：（1）、换柜子面板时，先将柜内保险全部拔出。（2）、将面板上的每根导线查到柜内端子上，确认后逐一拆除（PT线拆除时严禁短路）。（3）、拆除原柜面板。妥善保管，不得损坏面板上的元器件。（4）、拆除柜内至控制室模拟盘（电流表xxx具体的接线端子，指示灯xxx具体的接线端子）的控制电缆，报警盘（具体的接线端子）的控制电缆。同时也要拆除模拟盘柜，报警盘，保护柜内相应的控制电缆，拆除时要照图施工，每根导线逐一确认后才可拆除，以免因无线号而搞乱接线位置，影响施工进度。并将拆除的控制电缆抽到电缆室。（5）、拆除柜内原有现以已不用的全部部件及所有接线（注明具体的部件名称）。保留柜内仍需用的部件及接线（注明具体的部件名称）。 （6）、把柜内部分接触器更换为新接触器，并按图纸接线。（7）、柜内应保留接线的控制电缆有：（1）至现场就地开关站（开停车控制，指示灯，电流表）。（2）仪表+TB柜（连锁信号），（3）到低压+TB柜（电机加热器联锁信号）。（4）到电机PTC测温的控制电缆应保留。（8）、开关小车的储能控制回路保留原接线方式。（9）、手车内到柜内端子的接线位置不变，CT到柜内的二次接线位置未变，必要时应用跨线连接。（1）0、柜与柜之间跨接的直流电源，交流电源，PT小母线及公用信号小母线保留原接线方式。（11）、DCS合闸的xxx（具体的接线端子号）电源端子接线，现移到xxx（新图纸所需的端子号）端子。以实现远方/就地转换开关的“远方”控制。（12）、将电机回路的就地开关站来的跳合闸控制线进行改接（填写具体的接线端子号），使就地开关站开停车受QK转换开关的“远方”控制。（13）、将原面板，柜内元器件，不用的控制电缆拆除清理，柜内端子接线调整确认后，方可安装新面板。（14）、新面板安装要根据新的图纸设置柜内元器件，并完成安装接线，经专人检查确认无误后方可进行上电调试。（15）、高压给水泵的柜内接线严格按本施工图进行。（因与其他接线图有区别）变压器部分（1）、更换柜子面板时，先将柜内保险全部拔出。（2）、将面板上的每根导线查到柜内端子上，确认后逐一拆除（PT线拆除时严禁短路）。（3）、拆除原柜面板后妥善保管，不得损坏面板上的元器件。（4）、拆除柜内至控制室模拟盘（电流表XXX具体的接线端子，指示灯XXX具体的接线端子）的控制电缆，报警盘（具体的接线端子）的控制电缆。同时也要拆除模拟盘柜，报警盘，保护柜内相应的控制电缆，拆除时要照图施工，每根导线逐一确认后才可拆除，以免因无线号而搞乱接线位置，影响施工进度。并将拆除的控制电缆抽到电缆室。（5）、拆除柜内原有现以已不用的全部部件及所有接线（注明具体的部件名称）。保留柜内仍需用的部件及接线（注明具体的部件名称）。（6）、保留油开关的储能控制回路接线，保留开关插头至柜内端子的接线位置不变，保留CT至柜内端子的二次线位置不变，保留变压器瓦斯，温度信号到端子排的接线方式。到低压的联跳功能保留，接线不变，必要时进行跨接。（7）、保留柜内公用小母线接线方式。（8）、将原面板，柜内元器件，不用的控制电缆拆除清理，柜内端子接线调整确认后，方可安装新面板。（9）、新面板安装要根据新的图纸设置柜内元器件，并完成安装接线，经专人检查确认无误后方可进行上电调试。五、现有技术基础及条件集团公司具有雄厚的资金条件、电气技术人才和丰富的电气维护实战经验，能够为项目方案的设计、试验和施工提供充分的条件和支撑。随着科学技术的不断发展，现已有多种电力系统综合自动化系统研制成功并投入使用，我公司04#、05#变电所和总降01#、02#变电所均有一部分装置采用了数字化的综合保护装置，我们已经拥有了数字化综合保护装置应用的成功经验。以上为本项目提供了硬件基础，保证科研项目的顺利完成。六、地点、试验规模和进度安排研究地点：电气厂实施地点：电气厂维修一车间进度安排：2007年10月19日2007年11月12日：项目立项。2007年11月12日2008年1月16日：方案制订。2008年1月17日2008年2月30日：项目设计、实施。2008年3月1日2008年5月31日：项目实验与完善，总结改进，验收。七、承担单位和主要协作单位及分工承担单位:、电气厂、电气厂维修一车间负责：1、项目的调研、制定方案、项目的设计。 2、图纸设计绘制。3、项目的组织实施及完善。协作单位：备件管理部、机动管理部、北京德威特电力系统自动化有限公司负责：1、备件设备的比价、招标采购；2、项目立项审查及方案审查完善；3、柜门等部件的制作。DVPS-3000系统在03#变电所的应用与研究项目研究人员名单序号姓名性别年龄职务职称参与项目1高长发男46厂长高级工程师全面负责2杨波男47副厂长工程师项目组长3张光进男47副厂长工程师项目副组长4王继红男43主任助理工程师项目调研，实施验证5郭边民男36主任工程师项目调研，实施验证6荆明杰男30副主任助理工程师项目设计7高伟杰男28副科长工程师项目设计8桑平玉男45科长工程师项目协调9申建敏男38副科长材料组织10张志清男38计划员材料组织11申利生男46安全员助理工程师安全监督12姬育栋男44副主任助理工程师组织实施13罗爱卿男44专工组织实施14张润林男37班长组织实施（接线）15赵永红男41班长组织实施（保护）16宋保红男43专工助理工程师固定资产管理九、项目用到的及需要增添的主要设备、仪器、材料（一）直接材料：（1）热缩管400米；（2）电缆绑带3000条；（3）电线3*2.5 1120米；（4）高压开关柜门29面；（二）主要设备：（1）继电保护校验仪1台。（2）双臂电桥1台。（3）高压发生器1台。（4）直流电阻测试仪1台。（5）万用电表5台。（三）主要备件、材料后台计算机 2台22寸彩色显示器 2台音箱(多媒体) 2套打印机 HP-1022 A4幅面 1台DVPS-3000综合自动化系统软件 1套16口网络交换机D_Link 2台以太网光电转换器（含光纤盒、尾纤、跳线等） 1对网络附件：以太网线、水晶头、屏蔽双绞线、转换头、九针头等 1套DVP-9322微机线路保护监控装置 2台DVP-9322微机分段保护监控装置 1 台DVP-9223微机变压器保护测控装置 2台DVP-9621微机异步电动机保护测控装置（其中两台与西门子差动保护装置配合用） 22台 DVP-9