安科瑞35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)在農(nóng)網(wǎng)中的應(yīng)用方案

時間：2023-5-15閱讀：846

周穎

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：本文主要介紹的是農(nóng)網(wǎng)35kV變電站的自動化設(shè)計問題。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng),；35kV變電站,；設(shè)計

0引言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,，農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)也得到了快速的發(fā)展對于農(nóng)網(wǎng)35ky變電站實行綜合自動化及無人值班已成為縣級電網(wǎng)自動化發(fā)展的方向,。

*電網(wǎng)公司《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》第4章“35kV輸變電工程"和“35~110kV變電所設(shè)計規(guī)范"中規(guī)定的35kV變電站設(shè)計原則如下：

(1)針對農(nóng)村用電負(fù)荷分散、供電可靠性相對較低的特點以及節(jié)約用地的原則,，從控制規(guī)模入手,，采用*設(shè)備，以減少一次性投入和長期運行費用考慮,，應(yīng)推廣使用保護,、測量和控制設(shè)計，采用分層分布式結(jié)構(gòu),，組屏式或就地分散安裝式變電站綜合自動化設(shè)計方案,；

(2)考慮到供電質(zhì)量與供電可靠性、設(shè)計成無人值班變電站,；

(3)預(yù)測10年負(fù)荷發(fā)展需求,，主變至少按兩臺考慮，選用低損耗,、節(jié)能型調(diào)壓變壓器,；

(4)考慮到變電站設(shè)備滲油問題，在設(shè)備選型方面,，優(yōu)先選用*國產(chǎn)和進口設(shè)備,，以提高供電可靠性降低運行費用。

1 35KV變電站設(shè)備的一般選擇

(1)電氣主接線35kV母線采用單母線運行方式,，一進一出兩條35kV線路組成,，進線側(cè)不加保護，出線側(cè)設(shè)線路保護,，10kV母線采用單母分段等形式,，6回10kV出線。

電氣設(shè)備主變壓器設(shè)主變1#,、主變2#,，先將1#變選低耗、節(jié)能有載調(diào)壓變壓器,；35kV進出線均配置獨立式CT,；35kV開關(guān)和10kV開關(guān)均采用SF6開關(guān),全站電容補償按主變?nèi)萘康陌俜种紤],分兩組裝設(shè),由10kV開關(guān)控制。

(2)直流系統(tǒng)采用和集控屏配套的整流設(shè)備,，輸出電壓為220V,、24V分別作為35kV及10kV控制保護電源，屏內(nèi)設(shè)儲能電容作為35kV及10kV開關(guān)備用分合閘電源,、同時配置UPS不間斷電源作為備用電源,。

2綜合自動化系統(tǒng)總體設(shè)計

35kV變電站綜合自動化設(shè)計依據(jù)《縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化功能規(guī)范》，采用集繼電保護、遠(yuǎn)程控制,、小電流接地選線,，設(shè)備程序自檢測、診斷,、事故及故障信號檢測等功能為一體的系統(tǒng)配置方式,。

2.1自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置

變電站自動化系統(tǒng)包括變電站測控保護系統(tǒng)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)。測控保護系統(tǒng)完成綜合自動化功能,，同時還通過通信完成與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng),、遠(yuǎn)方調(diào)度主站、智能直流屏,、智能電度表屏,、微機“五防"系統(tǒng)及通信電源的信號傳送。變電站綜合自動化系統(tǒng)采用屏式結(jié)構(gòu),，以通信為核心,，以總線形式把各功能單元聯(lián)成一個完整系統(tǒng)。設(shè)置調(diào)試窗口,，可備有后臺機,、GPS時鐘及與交直流屏、智能電度表的通信接口以及微機防誤閉鎖系統(tǒng),。自動化系統(tǒng)裝置的電源由交流220V主供,、直流220V備用，裝置本身具有交直流電源自動切換功能,。

2.2自動化系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計方案

2.2.1系統(tǒng)技術(shù)特點：

(1)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，以電氣單元為配置對象，進行分散,、組合安裝,。單元中采用雙CPU結(jié)構(gòu),，保護與測控功能相對獨立，測控及通信網(wǎng)故障不影響保護功能運行,；

(2)采用模塊化設(shè)計,、使各裝置相對獨立，某一裝置故障不影響其他裝置運行:

(3)保護,、測控，簡化二次接線,，減少PT,、CT負(fù)載,，節(jié)省投資、方便維護,；

(4)測量采用交流菜樣技術(shù),；

(5)保護、測控交流電流回路分開接入,，各測控保護裝置可手動控制并顯示斷路器位置,；

(6)全漢化屏幕液晶顯示測控保護信息,，具有良好的人機界面,，可進行參數(shù)設(shè)置、實時數(shù)據(jù)顯示,、本地遙控操作及信道監(jiān)視等；

(7)能進行遠(yuǎn)程維護,，實現(xiàn)遠(yuǎn)方故障診斷,、參數(shù)整定等。

2.2.2系統(tǒng)技術(shù)功能：

具有繼電保護,、控制,、測量、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,、低周減載,、同期操作、小電流接地選線,、備用電源自投,、電壓并列、計算分析及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控等功能,，有較高的運行可靠性和較強的抗干擾能力,，能進行自診斷、自恢復(fù),、遠(yuǎn)方診斷,、故障錄波、防誤閉鎖,、防火及防盜監(jiān)控功能,，可實現(xiàn)變電站無人值班。

2.2.3系統(tǒng)與主站聯(lián)系：

通過一點多址,，光纖或音纜等通信方式組成主備兩道接入調(diào)度端,，數(shù)據(jù)由兩條通道同時發(fā)送，主站選擇數(shù)據(jù)接收,，拔通自動切換和故障報警,。系統(tǒng)與主站具有可靠完善的數(shù)據(jù)接口。

2.2.4系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計：

采用光電隔離板及驅(qū)動接口子系統(tǒng),，每個單元都有一個經(jīng)光電隔離的串行通信RS232口和422/485接口,，通過后臺機的調(diào)制解調(diào)器,、網(wǎng)卡與遠(yuǎn)方調(diào)度進行通信,。整套系統(tǒng)具備“四遙"功能，能夠進行電能脈沖采集,、處理、遠(yuǎn)傳,，并能采集遠(yuǎn)傳直流電源系統(tǒng)報警信號,，具備完善的監(jiān)控報警系統(tǒng)與事故及故障信號檢測系統(tǒng)。良好的人機界面,，可使遠(yuǎn)方調(diào)度直觀監(jiān)視變電站運行情況，遙控,、遙視操作方便,。

2.2.5電量采集和設(shè)計：

全部電量的測量采用交流采樣獲得，采樣元件為電壓,、電流傳感器，可測電壓,、電流,、無功功率、有功功率,、功率因數(shù)及頻率等,。

2.2.6信號單元箱的設(shè)計：

每個信號單元箱可輸入8個模擬量、8個遙信量,、可自動記錄事故的時間,、性質(zhì)、動作值以及站內(nèi)喇叭,、電警鈴的控制,，可顯示變電站各種運行信息。

2.2.7微機保護的設(shè)計：

考慮到節(jié)省投資,，采用系統(tǒng)保護與遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)合為一屏,，其中35kV、10kV線路采用帶時限過流和速斷保護,，通過負(fù)荷定值,，實現(xiàn)負(fù)荷監(jiān)控,；考慮到10kV母線電壓補償，10kV電容器采用過壓,、欠壓,、過流保護；主變采用速斷,、重瓦斯為主保護,，過負(fù)荷、輕瓦斯,、過溫發(fā)信號為后備保護,。遠(yuǎn)方投停保護與遠(yuǎn)方復(fù)歸保護動作信號，可進行故障記錄,，實現(xiàn)遠(yuǎn)方查詢,、修改并下發(fā)保護定值,。微機保護系統(tǒng)設(shè)有可靠的數(shù)據(jù)接口和通信規(guī)約,，保證信息被主站接收。

2.2.8系統(tǒng)通信設(shè)計：

系統(tǒng)通信主要完成各相關(guān)裝置及主站間的數(shù)據(jù)采集的傳遞,，是變電站綜合自動化的,，包括人機對話、通信管理,、數(shù)據(jù)庫管理,、規(guī)約處理和系統(tǒng)檢測等功能，可進行現(xiàn)場控制和維護,。

3變電站綜合自動化的運行分析

(1)減輕值班人員的工作量,，值班員定時抄表、計算電量,、負(fù)荷率,，點擊鼠標(biāo)頃刻完成；

(2)與常規(guī)站相比,，節(jié)省近一半投資,，節(jié)約l/3占地面積，建設(shè)工期縮短,，節(jié)省了資金,；

(3)設(shè)備運行可靠檢修、維護方便,，減輕了勞動強度,，提高了工作效率；

4安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層,、間隔層二層設(shè)備組成,，并用分層,、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機,，提供站內(nèi)運行的人機聯(lián)系界面,，實現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能，形成全站監(jiān)控,，并與遠(yuǎn)方監(jiān)控,、調(diào)度通信；間隔層由若干個二次子系統(tǒng)組成,，在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,，仍能獨立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。

針對工程具體情況,，設(shè)計方案具有高可靠性,，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比*,，監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成,，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng),。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機熱備配置,。

4.2應(yīng)用場所：

適用于公共建筑,、工業(yè)建筑,、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統(tǒng)運行監(jiān)視和控制管理,。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1 實時監(jiān)測

Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng),，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓,、電流,、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器,、隔離開關(guān)、地刀等合,、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障,、告警等信號。

4.4.2 報警處理

監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報警功能,。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號,；預(yù)告報警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息,、模擬量或溫度量越限等,。

1）事故報警,。事故狀態(tài)方式時，事故報警立即發(fā)出音響報警（報警音量任意調(diào)節(jié)）,，操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設(shè)備變位,，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實時報警和歷史報警,，歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能,。

事故報警通過手動，每次確認(rèn)一次報警,。報警一旦確認(rèn),，聲音、閃光即停止,。

次事故報警發(fā)生階段,，允許下一個報警信號進入，即次報警不覆蓋上一次的報警內(nèi)容,。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能,。

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運行限值（物理下限,、告警下限,、告警上限,、物理上限）,，分別定義作為預(yù)告報警和事故報警。

3）開關(guān)事故跳閘到特定次數(shù)或開關(guān)拉閘到特定次數(shù),，推出報警信息,，提示用戶檢修。

4）報警方式,。報警方式具有多種表現(xiàn)形式,，包括彈窗、畫面閃爍,、聲光報警器,、語音、短信,、電話等但不限于以上幾種方式,，用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報警信息。

4.4.3 調(diào)節(jié)與控制

操作員對需要控制的電氣設(shè)備進行控制操作,。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護功能,，允許監(jiān)護人員在操作員工作站上實施監(jiān)護，避免誤操作,。

操作控制分為四級：

一控制,，設(shè)備就地檢修控制,。具有優(yōu)先級的控制權(quán)。當(dāng)操作人員將就地設(shè)備的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)放在就地位置時,，將閉鎖所有其他控制功能,，只進行現(xiàn)場操作。

二級控制,，間隔層后備控制,。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

三級控制,，站控層控制,。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠(yuǎn)方/站控層的切換,。

四級控制,，遠(yuǎn)方控制，優(yōu)先級,。

原則上間隔層控制和設(shè)備就地控制作為后備操作或檢修操作手段,。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作,，即選擇,、返校、執(zhí)行,，并在站級層設(shè)置操作員,、監(jiān)護員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性,。對任何操作方式,，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進行下一步操作,。同一時間只允許一種控制方式,。

納入控制的設(shè)備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動機構(gòu)的接地開關(guān),；站用電380V斷路器,；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠(yuǎn)方復(fù)歸及遠(yuǎn)方投退連接片,。

3）定時控制,。操作員對需要控制的電氣設(shè)備進行定時控制操作，設(shè)定啟動和關(guān)閉時間,，完成定時控制,。

4）監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出。控制輸出的接點為無源接點,，接點的容量對直流為110V（220V）,、5A，對交流為220V,、5A,。

安科瑞關(guān)于35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)在農(nóng)網(wǎng)中的應(yīng)用方案

4.4.4 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,、維護員,、值班員組等），在每個權(quán)限組里添加用戶名和密碼,，為系統(tǒng)運行,、維護、管理提供可靠的保障,。

5系統(tǒng)硬件配置