DP3000厂站自动化系统说明书1 - 图文

DP3000厂站自动化系统

说 明 书

南京弘毅电气自动化有限公司

* 2008年6月第一次印刷。

* 本说明书内容如有修改，恕不另行通知。

DP3000厂站自动化系统说明书

目 录

第一章 系统概述 ......................................................................... 1 1 前言 .................................................................................. 1 2 系统结构 .............................................................................. 1 3 系统特点 .............................................................................. 3 4 DP3000厂站自动化系统结构 ............................................................. 5 5 设备组成 ............................................................................. 13 6 主要技术参数 ......................................................................... 17 7 机械开孔尺寸 ......................................................................... 19 第二章 厂站层设备 ...................................................................... 24 第一部分 DPS300M系列厂站自动化监控系统 ............................................... 24 1 系统概述 ............................................................................. 24 2 系统技术特点 ......................................................................... 24 3 系统结构 ............................................................................. 25 4 系统功能 ............................................................................. 27 5 技术参数 ............................................................................. 31 第二部分 DPR320CM系列通信服务器 ...................................................... 32 1 概述 ................................................................................. 32 2 装置主要功能 ......................................................................... 32 3 主要技术性能参数 ..................................................................... 33 4 主要原理说明 ......................................................................... 33 5 装置使用说明 ......................................................................... 36 第三章 间隔层设备 ...................................................................... 59 第一部分 测控装置 .................................................................... 59 1 DPR301MC数字式综合测控装置 .......................................................... 59 2 DPR321MC 数字式综合测控装置 .......................................................... 72 3 DPR361MC 数字式综合测控装置 .......................................................... 75 第二部分 线路保护及测控装置 .......................................................... 79 1 DPR361L数字式线路保护装置 ........................................................... 79 2 DPR362L数字式线路保护装置 ........................................................... 91 3 DPR363L数字式线路保护装置 .......................................................... 104 4 DPR364L数字式线路保护装置 .......................................................... 110

DP3000厂站自动化系统说明书 第三部分 电容器、电抗器系列保护及测控装置 ............................................ 115 1 DPR361C数字式电容器保护装置 ........................................................ 115 2 DPR362C数字式电容器保护装置 ........................................................ 122 3 DPR363C数字式电容器保护装置 ........................................................ 128 4 DPR361R数字式电抗器保护装置 ........................................................ 134 第四部分 厂用电系列保护及测控装置 ................................................... 142 1 DPR361T数字式变压器保护装置 ........................................................ 142 2 DPR362T数字式变压器保护装置 ........................................................ 150 3 DPR361M数字式电动机保护装置 ........................................................ 156 4 DPR362M数字式电动机保护装置 ........................................................ 167 5 DPR363M数字式电动机保护装置 ........................................................ 171 第五部分 安全自动装置 ............................................................... 180 1 DPR361S数字式故障解列装置 .......................................................... 180 2 DPR301AT数字式备用电源自投装置 ..................................................... 187 3 DPR361AT数字式备用电源自投装置 ..................................................... 193 4 DPR362AT数字式备用电源自投装置 ..................................................... 200 第六部分 低压配电保护控制装置 ....................................................... 206 1 DPR370系列装置概述 ................................................................. 206 2 DPR371L数字式线路保护装置 .......................................................... 209 3 DPR371M数字式电动机保护控制装置 .................................................... 211 第七部分 系列辅助装置 ............................................................... 213 1 DPR321V数字式电压监测装置 .......................................................... 213 2 DPR361V数字式电压监测装置 .......................................................... 217 3 DPR321P非电量保护及三相操作箱 ...................................................... 222 4 DPR322P三相操作箱 .................................................................. 226 5 DPR325V电压并列装置 ................................................................ 232 6 DPR326V电压切换装置 ................................................................ 235

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第一章 系统概述

1 前言

DP3000厂站自动化系统是南京弘毅电气自动化有限公司自行开发、拥有完全知识产权的新一代自动化系统。该系统包括DPS301M厂站自动化监控系统和DPR300系列各保护、测控、自动、安稳、通信及辅助装置，是专用于厂站网络监控系统（NCS）、厂站电气监控系统（ECS）和厂站电气综合自动化系统等的自动化产品，提供了各个容量等级的厂站电气自动化的完整解决方案。该系统采用具有高可靠性的大型实时监控软件平台，利用基于TCP/IP的以太网通信技术来实现分层分布式综合自动化功能，并对DCS系统完全开放，实现与DCS系统的全面接口，从而将电气自动化系统完全融入DCS系统，大大提高了厂站运行的自动化程度。

本说明书对象包括：DPS301M厂站自动化监控系统、DPR321CM通信服务器、DPR301MC系列测控装置及面向间隔设计的DPR300系列保护测控装置及其他自动装置。

DPS301M系列厂站自动化监控系统详细操作及维护说明见《DPS301M厂站自动化监控系统说明书》； DPR321CM系列通信服务器配置说明见《DPR320CM系列通信服务器说明书》； 发电机变压器组保护见《DPR300GT数字发电机变压器组成套保护装置说明书》； 发电机保护见《DPR300G系列数字发电机保护装置说明书》； 变压器保护见《DPR300T系列数字式变压器保护装置说明书》； DPR330L系列线路保护见《DPR330L系列数字式线路保护装置说明书》； DPR300S系列安稳装置见《DPR300S系列数字式电网解列装置说明书》； DPR300AS系列同期装置见《DPR300AS系列数字式自动准同期装置说明书》；

DPR301HT备用电源快速切换装置见《DPR301HT数字式备用电源快速切换装置说明书》；

DPR320AT系列数字式备用电源自投装置装置见《DPR320AT系列数字式备用电源自投装置说明书》； DPR370系列低压保护控制装置见《DPR370系列数字式综合保护装置》； DP300系列智能辅助装置见《DP3000自动化系统辅助装置说明书》；

2 系统结构

2.1 系统结构

DP3000厂站自动化系统采用分层分布式模块化思想设计，系统分成两层：厂站层和间隔层，厂站层和间隔层通过以太网或CANBUS联接。充分考虑系统组态的灵活性，可根据现场和用户的不同需要实现不同的厂站自动化系统模式。 2.2 厂站层

DP3000厂站自动化系统厂站层包括： 1) DPS301M厂站自动化监控系统

DPS301M厂站自动化监控系统是我公司根据国内外厂站自动化的最新发展趋势而开发的厂站综合自动化监控管理单元,可广泛应用于厂站的自动化系统。本系统结合实际情况，在总结国内外先进的控制和数据采集系统基础上设计，利用网络技术打破了厂站自动化系统中信息流通的瓶颈，保证了系统的实时性，所有模块均用面向对象的程序设计方法，系统易于维护，扩展方便。系统完全摆脱了对具体硬件平台的依赖，可分别支持微软的WINDOWS NT/2000/XP等多种操作平台，配置方便、灵活。系统采用了国际通用的标准关系型商用数据库管理系统Microsoft SQL SERVER2000，采用国际国内流行的面向对象的三层模型结构（表示层、功能层和数据层），大大提高了系统的可缩放性、可维护性以及安全性，更加利于变更、维护应用技术规范。系统集成了各种先进的软件技术，具有开放的支撑环境，良好的维护性和可扩展性，提供了一个

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DP3000厂站自动化系统说明书 安全可靠的、能提供各种高级服务的开放式基础平台，与运行在该平台之上的多个相对独立的应用子系统一起组成一个符合现代化厂站监控、管理要求的，分布式、开放式、模块化、可扩充的综合自动化监控、管理系统。

DPS301M监控系统内嵌了微机防误闭锁一体化系统，可根据需要选配。该系统适用于发电厂、水电站、各大型厂矿企业变电站、配电室。微机防误闭锁模块能够融入各种防误手段，配置灵活，功能完备，操作灵活方便，能够对所有的一次设备实行强制闭锁。特别是该系统强大的管理功能包含了变电站各方面的管理需要，实现了变电站的无纸化办公。

2) DPR321CM通信服务器

DPR321CM通信服务器为DP3000厂站自动化系统通信管理单元。采用以太网或控制局域网直接和网上测量控制装置，保护装置等其他自动化智能设备交换数据。还具有多个串行通信口和调制解调器接口，能同时与多个主站或其他串行通信设备通信。

通信服务器按照功能模块划分为上位机模块和下位机模块两部分。

上位机模块完成收集站内信息并向调度主站转发数据功能。

下位机模块完成站内智能装置的转换功能，将其他非DP3000系统内装置通过规约及通信接口的转换上位机模块与下位机模块使用相同的硬件，将模块分开后便于工程维护及管理。 2.3 间隔层

DP3000厂站自动化系统的间隔层设备按间隔分散式配置，可以直接就地分散安装，减少大量的二次电缆。各间隔层相互独立，仅通过通讯网络连接，并同厂站层通信，不仅节省投资，而且大大提高系统运行的可靠性。 2.4 通讯网络

1) 以太网

DP3000厂站综合自动化系统一般采用双以太网为站内通信的主干网。对于大型厂站，厂站层采用交换型集线器，将间隔层分为若干个子网，保证每个冲突域的节点数不致过多以确保系统的响应速率。采用TCP/IP协议栈，在保证传输效率的前提下实现了通信系统的可靠性和兼容性。实时信息利用平衡式的TCP/IP进行数据传输，可靠地实现变化数据的主动上报。依靠UDP广播建立服务器和间隔设备间的初始连接，实现了间隔层设备在网络上的即插即用。通信网络上的对时广播报文和GPS的对时脉冲（差分信号传输的对时网）配合，实现了全网时钟的精确同步。由于采用了以太网技术和TCP/IP组合，使得DP3000厂站综合自动化系统的通信网络成为一个具有快速性、可靠性、兼容性通信平台。

a) 通信带宽：厂站层、间隔层均为100M； b) 通信媒介：双绞线、光纤，可混合使用； c) 网络拓扑：总线型、星型，或两者混用； d) 通信协议：基于TCP/IP协议 2) CANBUS现场总线

DP3000厂站综合自动化系统可采用双CANBUS现场总线，用于对通信网络要求经济、便捷的场合。可组成一个局部子网，再经由DPR371CM网络交换装置桥接到站内主干网。CANBUS也可用于与智能装置交换信息。

a) 网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求；

b）非破坏性基于优先权的总线仲裁技术，大大节省了总线冲突仲裁时间，不会出现网络瘫痪情况； c) CAN直接通信距离最远可达10KM（速率在5kbps以下）； d) CAN通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)；

桥接入DP3000系统网络。

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e) 信介质要求低，廉价的屏蔽双绞线即可；

3) 串行通信接口

DP3000厂站综合自动化系统的通信服务器具备多个串行通信接口，接口型式有RS485、RS232、RS422等。可用于对调度主站的信息传输（由DPR321CM的上位机模块实现），或者用于与智能装置（IED）交换信息，由DPR321CM的下位机模块桥接到站内主干网。

与主站、智能装置（IED）之间的通信，支持不同形式的通信规约。

3 系统特点

? 性能优越的硬软件平台

1) 装置模块化设计理念，插件做到最大化通用，在最基本的硬件平台上，根据用户需求增减功

能模块，灵活配置，可以满足用户的不同需求；

2) TI公司高性能的数字信号处理器DSP芯片为基础，并配置32位单片机完成辅助功能，具有

很强的数据处理、逻辑运算和信息存储能力，是真正的数字式保护装置；

3) 采用AD公司16位模数转换芯片实现模拟通道采集，模拟信号差分传输，转换结果以DMA

方式直接存入内存，提高了采样的精度和可靠性，降低了CPU负荷；

4) 用大容量的存储器，包括随机存储器RAM、闪烁存储器FLASH等，为实现长时间故障录波

等功能奠定了硬件基础；

5) 装置采用了现场可编程门阵列（FPGA）和可编程逻辑器件（CPLD），提高系统的集成度，

大大提高系统的性能，保护出口逻辑现场可编程，方便了现场接线、调试；

6) 装置根据需求可选配1～3路10/100以太网或两路CANBUS，通信介质可选屏蔽双绞线或光

纤，满足不同的用户需求，实现了通信系统的快速性、可靠性和兼容性，具有广泛的适用性； 7) 装置内嵌高性能智能电度表芯片，用户不必安装电度表即能完成高精度电能计量； 8) 可选配最多2路16bit精度4-20mA输出模块，可节省传统变送器；

9) 提供GPS对时接口，自适应秒脉冲方式、IRIG-B码对时方式，也可接收网络对时； 10) 基于嵌入式实时多任务操作系统的软件平台。 ? 先进的保护原理

1) 先进的“综合时差法”抗TA饱和技术

装置采用独创的“综合时差法”抗TA饱和算法，彻底地解决了当TA饱和时可能引起区外故障差动保护误动的问题。只要TA线性传变时间不小于5ms，装置就能正确辨别出区内外故障，大大提高了装置的可靠性。

2) “综合比相法”抗线路TA饱和技术

根据线路光纤差动保护采用传输模拟量向量交换数据的特点，综合区内故障和区外故障以及在TA饱和时线路两侧电流的相位关系的差别，在不牺牲装置动作灵敏度的基础上，有效提高了装置的抗TA饱和性能，提高了装置动作的可靠性。

3) 振荡中对称性故障快速识别技术“Ucosφ波形识别法”

比较系统振荡和对称性故障时U1cosφ幅值以及波形变化特征的不同，提取振荡时波形变化特征值的曲线方程，快速识别系统振荡中的对称性故障，识别周期最短可以设定为40ms。该判据和系统阻抗、整定阻抗、线路长短以及保护安装处均无关，并且设置的小门槛与电弧电压无关。提高了统振荡中发生对称性故障时装置的动作性能。 ? 优异的抗干扰性能

1) 机箱采用独创的“前置后插式”结构，即CPU板前置，其他插件后插，CPU插件垂直于其他

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插件，采用这种方式，彻底地将强弱电隔离，大大提高了装置的抗干扰能力； 2) 采用性能优良的导电簧片，确保了各插件的接地可靠性； 3) 采用不同材料的多层屏蔽措施，确保了装置的抗干扰性能； 4) 开入开出回路均采用两级电气隔离； 5) 采用特制的抗干扰元器件；

6) 在工艺上采用多层印制板、SMT表面贴焊技术。

以上的机械结构加上电路上其他抗干扰措施保证了装置的抗干扰性能达到了国内同类产品的最高水平，具有广泛的适用性。 ? 完善的故障录波及分析功能

1) 录波文件采用标准的Comtrade格式，与录波器格式完全兼容；

2) 单份保护动作录波若全部记录瞬时值，记录时间可以长达10s，若记录向量可以更长； 3) 录波文件记录丰富的数字通道，记录各个保护动作的状态和相关的辅助判据以及开入量状态，

通过丰富的数字通道的记录，使得保护装置“透明化”，大大方便了事故分析。

4) 调试软件提供了完善的故障分析功能。可帮助分析保护动作过程中的模拟量和数字量变化过

程，提供各通道从直流分量到12次谐波分量的分析，可以生成差流通道、正序、负序通道、 阻抗通道等各类虚拟通道，方便了事故分析。

? 完善的自检及互检功能

1) 装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块的全面实时自检，为装置状态检修提供了依

据。

2) 可实时显示装置电源模块输出电压、机箱内温度、CPU负荷率、网络状态等检测信息。 ? 丰富的事故预警功能

包括TA异常、差流越限、发电机定子过热、发电机转子表层过热、频率积累时间越限、零序过压等可能存在的事故预警功能，使现场运行维护更安全。 ? 便捷的调试手段

1) 装置内部无调节回路、实现模拟通道?自动校准?功能，使装置调试更方便。 2) 可方便的进行保护整组传动及综自调试功能，可以对装置进行全面、完善的测试。 ? 友好的人机接口界面

1) DP300系列保护及自动化装置采用了大屏幕液晶，显示内容清晰、醒目； 2) 装置可以根据现场接线修改电气主接线图，形象的反映了一次设备的状态；

3) Windows菜单风格的操作界面，全部汉化的显示，使得装置的操作简单、维护方便，可以完

全脱离使用手册；

4) 装置提供了在线谐波分析功能，可以实时监测系统电气量的谐波含量，提供了各通道从直流

分量到12次谐波分量的分析功能；

5) 保护出口逻辑可图形化整定，使得装置的操作更加便捷。

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SIS系统以太网DCS系统远方调度故障信息系统操作员站通信服务器通信服务器通信服务器4.1 NCS系统结构

4.1.1 NCS系统结构图一

4 DP3000厂站自动化系统结构

厂站层工程师站操作员站GPS对时GPS南京弘毅电气南京弘毅电气通信服务器南京弘毅电气

数字式线路保护装置数字式线路保护装置数字式线路保护装置

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数字式变压器保护装置双以太网对时网规约转换间隔层通信服务器数字式线路保护装置数字式变压器保护装置电源电源信号信号南京弘毅电气运行运行确认确认………确认取消事故事故呼唤呼唤取消取消告警告警确认确认南京弘毅电气南京弘毅电气确认RS485，RS232取消取消取消南京弘毅电气南京弘毅电气南京弘毅电气南京弘毅电气1#变保护测控2#变保护测控其他保护测控装置直流屏,电度表其他智能设备

SIS系统以太网DCS系统远方调度故障信息系统操作员站GPS对时DPR321CM通信服务器DPR321CM通信服务器DPR321CM通信服务器4.1.2 NCS系统结构图二

厂站层工程师站操作员站GPS南京弘毅电气南京弘毅电气南京弘毅电气通信服务器 DP3000厂站自动化系统说明书

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对时网规约转换DPR372CMDPR372CM双以太网DPR372CM双以太网双以太网DPR321CM通信服务器间隔层南京弘毅电气数字式线路保护装置数字式线路保护装置数字式线路保护装置数字式线路保护装置数字式变压器保护装置数字式变压器保护装置电源信号RS485，RS232电源信号确认运行事故呼唤运行取消确认告警事故呼唤取消告警………确认确认南京弘毅电气确认取消确认南京弘毅电气取消取消取消南京弘毅电气南京弘毅电气南京弘毅电气南京弘毅电气直流屏,电度表其他智能设备2#变保护测控其他保护测控装置1#变保护测控

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