張奇峰

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214400 

摘 要：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用主要表現(xiàn)在將電氣設(shè)備側(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),，經(jīng)轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理保存為有用的信息數(shù)據(jù),，保障數(shù)據(jù)的完整性和一致性,。相較于傳統(tǒng)的常規(guī)變電站二次系統(tǒng)，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)使得變電站運(yùn)維管理上更加便捷和安全可靠,，能夠在很大程度上提高變電站的工作效率,，電網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展,。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、通信技術(shù)的發(fā)展,，自動(dòng)化水平的提高，變電站的二次系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化,，通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行自檢互檢,，具有故障錄波、事件記錄,、運(yùn)行監(jiān)視和控制等功能,，降低了運(yùn)行維護(hù)成本，提高了變電站安全可靠運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：變電站,；綜合自動(dòng)化系統(tǒng),；繼電保護(hù)；變電站安全

1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)核心功能和設(shè)計(jì)原則

目前電網(wǎng)中的變電站基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化,，具有“四遙功能"遙控,、遙調(diào)、遙測(cè),、遙信功能,，主要體現(xiàn)在以下三部分內(nèi)容：

1）隨時(shí)在線監(jiān)視電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況,，自檢,、自診斷設(shè)備本身的異常運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備異常變化或裝置內(nèi)部異常時(shí),，立即自動(dòng)報(bào)警并使相應(yīng)的閉鎖出口動(dòng)作,，以防止事故擴(kuò)大；

2）電網(wǎng)出現(xiàn)事故時(shí),，快速采樣,、判斷、決策,、迅速隔離和事故,，將故障控制在范圍；

3）完成變電站運(yùn)行參數(shù)在線計(jì)算,、存儲(chǔ),、統(tǒng)計(jì)、分析報(bào)表,、遠(yuǎn)傳和保證電能質(zhì)量的自動(dòng)遙控調(diào)整,。

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在建設(shè)或者技術(shù)改造過(guò)程中需要遵循的原則，主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面,。

在中低壓變電站中使用綜合自動(dòng)化系統(tǒng),，可以更好地實(shí)施無(wú)人值班少人值守，從而達(dá)到減人增效的目的,，提高變電站的科技化管理水平,；

對(duì)高壓變電站的建設(shè)或技術(shù)改造來(lái)說(shuō)，要求采用*控制方式,，解決在技術(shù)上分散,，提高變電站運(yùn)行的可靠性。

2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題

在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,，各系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品源自不同廠家,，在產(chǎn)品選型方面給用戶增加了不少麻煩,，主要體現(xiàn)在以下兩部分內(nèi)容：

綜保裝置生產(chǎn)廠家問(wèn)題

目前，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選型中存在著如所產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān),，系統(tǒng)功能不夠,，系統(tǒng)性能不達(dá)標(biāo)等情況，主要有以下幾個(gè)方面,。

由于一些自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)廠家過(guò)分重視經(jīng)濟(jì)效益,，以及用戶過(guò)分追求技術(shù)含量，從而忽略了產(chǎn)品的性能和實(shí)用性,，例如自動(dòng)化裝置受周圍環(huán)境溫度的影響,，而引起保護(hù)的偏差。從而導(dǎo)致一批技術(shù)含量較高,，但產(chǎn)品質(zhì)量并不過(guò)關(guān),，這批所謂的高技術(shù)產(chǎn)品不斷被使用。

有些設(shè)備廠家對(duì)某產(chǎn)品只進(jìn)行技術(shù)鑒定,，而沒(méi)進(jìn)行產(chǎn)品鑒定,；其生產(chǎn)廠家對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的作用、功能,、結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)介紹不完整,，致使電力企業(yè)內(nèi)部的人員對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不夠透徹，造成很多的設(shè)計(jì)漏洞,。如某變電所根據(jù)電力系統(tǒng)的要求要設(shè)置低電壓保護(hù),，但是生產(chǎn)廠家的綜保裝置沒(méi)有該功能，但有低壓減載功能,，這樣就使操作人員的工作量增加,，還影響工程建設(shè)的進(jìn)度。

各個(gè)系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品的接口問(wèn)題

在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,，各系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品的接口問(wèn)題一直都是一個(gè)非常重要卻沒(méi)有很好的解決方法的問(wèn)題,。不同的廠家生產(chǎn)的通訊接口的生產(chǎn)方式和規(guī)格、用途不一樣,，這就使得當(dāng)使用不同廠家生產(chǎn)的數(shù)據(jù)接口時(shí),，軟件研究人員需要花許多的經(jīng)歷去解決諸如：故障錄波、通信控制器與無(wú)功裝置等,、檔位變送器,、小電流接地裝置、通信控制器與主站,、保護(hù),、模擬盤與通信控制器等設(shè)備之間的通信問(wèn)題,。

3 Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案

方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用集中式監(jiān)控方案,，其中主變部分由AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置配置整套主變保護(hù)屏,，實(shí)現(xiàn)主變的差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù),、非電量保護(hù)及主變溫度監(jiān)測(cè)與檔位控制,；其他回路及回路就地配置AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣量采集和對(duì)電氣設(shè)備（如斷路器）的狀態(tài)監(jiān)視,、控制和調(diào)節(jié),，發(fā)生故障時(shí)，由微機(jī)保護(hù)裝置完成瞬態(tài)電氣量的采集,、監(jiān)視和控制,，迅速切除故障設(shè)備和完成事故后的恢復(fù)操作；同時(shí)配置公用測(cè)控屏裝載AM系列測(cè)控裝置,，采集站內(nèi)設(shè)備故障/事故信號(hào),。站內(nèi)保護(hù)裝置/智能監(jiān)控設(shè)備通過(guò)通信管理機(jī)或規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置將數(shù)據(jù)采集后上傳給SCADA監(jiān)控主機(jī)或上傳給遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置再縱向加密后上傳調(diào)度平臺(tái)。站內(nèi)按電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范要求配置網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置,，保障監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全,，防御入侵。

針對(duì)變電站綜自系統(tǒng)存在問(wèn)題的解決方案

電氣設(shè)備安全防護(hù)問(wèn)題解決方案

在35kV,、10kV變電站變配電系統(tǒng)中可配置AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置,，AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，平衡設(shè)備帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品自身的技術(shù)含量以及產(chǎn)品的品質(zhì)問(wèn)題,。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,，裝置具有統(tǒng)一的硬件，包括電源模塊,、CPU模塊,、開(kāi)入開(kāi)出模塊、控制回路模塊,、模擬量采集,、通信模塊等；整體采用模塊化設(shè)計(jì),，通用性強(qiáng),，能在同一硬件平臺(tái)上針對(duì)不同一次設(shè)備靈活配置保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)35kV及以下電壓等級(jí)的變配電站及設(shè)備的保護(hù)測(cè)控功能,，包括35kV進(jìn)線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯(lián),、10kV進(jìn)線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動(dòng)機(jī)/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設(shè)備的保護(hù)和自動(dòng)控制功能。

在接口資源方面,，裝置具有12路模擬量通道,，可選擇為保護(hù)電流、測(cè)量電流,、電壓輸入,；交流電壓輸入端口應(yīng)可接相電壓,，也可接線電壓或零序電壓或不平衡電壓，適應(yīng)各種PT接線方式,。保護(hù)電流和測(cè)量電流通道可分別接三相電流,；另外兩個(gè)交流電流通道可以接零序電流、不平衡電流或者線路電流,。具有零序電流和零序電壓測(cè)量功能,，并與電力監(jiān)控系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)小電流接地選線功能。還具有2路RS485串行通信接口和2路以太網(wǎng)接口,，支持Modbus RTU,、IEC60870-5-103、IEC60870-5-101規(guī)約,。

在產(chǎn)品實(shí)用性方面,，裝置采用全圖形化編程技術(shù)，可以根據(jù)需要對(duì)裝置進(jìn)行邏輯編程,，滿足用戶的特殊要求,。如果裝置在使用過(guò)程中需要更換保護(hù)功能，只需通過(guò)裝置的維護(hù)端口更新內(nèi)置邏輯圖即可,，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單靈活,。

在產(chǎn)品質(zhì)量方面，裝置在國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)的第三方型式試驗(yàn)取得型式試驗(yàn)報(bào)告和電磁兼容檢驗(yàn)報(bào)告,，通過(guò)輻射發(fā)射限值檢驗(yàn),、傳導(dǎo)發(fā)射限值檢驗(yàn)、射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度,、靜電放電抗擾度,、射頻場(chǎng)感應(yīng)傳導(dǎo)騷擾抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度,、慢速阻尼振蕩波抗擾度,、浪涌抗擾度、工頻磁場(chǎng)抗擾度,、交流和直流電壓暫降中斷等10 項(xiàng)電磁兼容檢測(cè)認(rèn)證,，其中快速瞬變、靜電放電,、浪涌抗干擾性能均達(dá)到Ⅳ級(jí)要求,。

數(shù)據(jù)通信問(wèn)題解決方案

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需采集站內(nèi)設(shè)備信息集中分析管理，由于各個(gè)系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品存在接口問(wèn)題,，為了使這一問(wèn)題得到妥善的解決,，我們將各個(gè)系統(tǒng)單元裝置通信接口經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為開(kāi)放的、統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn),，讓用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的接口,。

ANet系列智能通信管理機(jī)采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái),，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，用于將一個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后,，實(shí)時(shí)上傳主站系統(tǒng),，完成遙信,、遙測(cè)等能源數(shù)據(jù)采集功能,。同時(shí)，支持接收上級(jí)主站系統(tǒng)下達(dá)的命令,，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元,，完成對(duì)廠站內(nèi)各開(kāi)關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定,，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能,，以達(dá)到遠(yuǎn)動(dòng)輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。ANet系列網(wǎng)關(guān)作為自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的通信接口設(shè)備,，提供豐富的規(guī)約庫(kù)支持,，與不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換,、接口匹配,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等三項(xiàng)功能。

4 Acrel-1000綜自系統(tǒng)主要功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài),，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器,、隔離開(kāi)關(guān),、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障,、告警等信號(hào),。其中，配電系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)量主要有：斷路器分,、合閘信號(hào),，手車工作、試驗(yàn)位置信號(hào),，遠(yuǎn)方/就地切換位置信號(hào),、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)信號(hào)、接地刀合分信號(hào),、變壓器超溫跳閘信號(hào),、高溫報(bào)警信號(hào),，保護(hù)跳閘信號(hào)和事故預(yù)告信。

運(yùn)行報(bào)表

系統(tǒng)將變電站運(yùn)行參數(shù)通過(guò)在線計(jì)算,、存儲(chǔ),、統(tǒng)計(jì)等方式處理后以報(bào)表形式呈現(xiàn)，可查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù),，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流,、三相電壓、總功率因數(shù),、總有功功率,、總無(wú)功功率、正向有功電能等,。

故障錄波

系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況,，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析,、比較，對(duì)分析處理事故,、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作,、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。 （故障前8個(gè)周波,，后各4個(gè)周波,，AM5SE系列繼電保護(hù)裝置每個(gè)周波24個(gè)點(diǎn)）

事故追憶

系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間（前后各10個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，約10-20秒）的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息,，包括開(kāi)關(guān)位置,、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等,，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。

用戶權(quán)限管理

系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員,、維護(hù)員,、值班員組等），在每個(gè)權(quán)限組里添加用戶名和密碼,，為系統(tǒng)運(yùn)行,、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障,。

5結(jié)語(yǔ)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站的作用越來(lái)越顯著,，對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和運(yùn)維管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和可靠運(yùn)行水平起到了很大的作用，因此電網(wǎng)中的變電站要進(jìn)一步加強(qiáng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)水平,，提高運(yùn)維人員的技能,，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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