安科瑞 繆凱倫

摘 要：變電站綜合自動化系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用主要表現(xiàn)在將電氣設(shè)備側(cè)的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,，經(jīng)轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號系統(tǒng)實時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)，變電站綜合自動化系統(tǒng)使得變電站運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。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、通信技術(shù)的發(fā)展,，自動化水平的提高，變電站的二次系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了變電站綜合自動化,，通過綜合自動化系統(tǒng)可以對繼電保護進行自檢互檢,，具有故障錄波、事件記錄,、運行監(jiān)視和控制等功能,，降低了運行維護成本，提高了變電站安全可靠運行水平,。

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

1變電站綜合自動化系統(tǒng)核心功能和設(shè)計原則

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

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

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

3）完成變電站運行參數(shù)在線計算、存儲,、統(tǒng)計,、分析報表、遠(yuǎn)傳和保證電能質(zhì)量的自動遙控調(diào)整。

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

在中低壓變電站中使用綜合自動化系統(tǒng)，可以更好地實施無人值班少人值守,，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；

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

2變電站綜合自動化系統(tǒng)存在的技術(shù)問題

在變電站綜合自動化系統(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)廠家問題

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

由于一些自動化設(shè)備的生產(chǎn)廠家過分重視經(jīng)濟效益,，以及用戶過分追求技術(shù)含量,，從而忽略了產(chǎn)品的性能和實用性，例如自動化裝置受周圍環(huán)境溫度的影響,，而引起保護的偏差,。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)備廠家對某產(chǎn)品只進行技術(shù)鑒定，而沒進行產(chǎn)品鑒定,；其生產(chǎn)廠家對變電站綜合自動化系統(tǒng)的作用,、功能、結(jié)構(gòu)及各項技術(shù)性能指標(biāo)介紹不完整,，致使電力企業(yè)內(nèi)部的人員對系統(tǒng)的認(rèn)識不夠透徹,，造成很多的設(shè)計漏洞。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,，但是生產(chǎn)廠家的綜保裝置沒有該功能,，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)的進度,。

各個系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品的接口問題

在綜合自動化系統(tǒng)中,，各系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品的接口問題一直都是一個非常重要卻沒有很好的解決方法的問題。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，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、模擬盤與通信控制器等設(shè)備之間的通信問題,。

3 Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)解決方案

方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用集中式監(jiān)控方案,，其中主變部分由AM5SE系列微機保護裝置配置整套主變保護屏，實現(xiàn)主變的差動保護,、后備保護,、非電量保護及主變溫度監(jiān)測與檔位控制；其他回路及回路就地配置AM5SE系列微機保護裝置,，實現(xiàn)對電氣量采集和對電氣設(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,，由微機保護裝置完成瞬態(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,；同時配置公用測控屏裝載AM系列測控裝置,，采集站內(nèi)設(shè)備故障/事故信號。站內(nèi)保護裝置/智能監(jiān)控設(shè)備通過通信管理機或規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置將數(shù)據(jù)采集后上傳給SCADA監(jiān)控主機或上傳給遠(yuǎn)動通信裝置再縱向加密后上傳調(diào)度平臺,。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)測裝置,，保障監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全，防御入侵,。

針對變電站綜自系統(tǒng)存在問題的解決方案

電氣設(shè)備安全防護問題解決方案

在35kV,、10kV變電站變配電系統(tǒng)中可配置AM5SE系列微機保護裝置，AM5SE系列微機保護裝置有以下幾點優(yōu)勢,，平衡設(shè)備帶來的經(jīng)濟效益和產(chǎn)品自身的技術(shù)含量以及產(chǎn)品的品質(zhì)問題,。

在產(chǎn)品設(shè)計方面，裝置具有統(tǒng)一的硬件,，包括電源模塊、CPU模塊,、開入開出模塊,、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,，通用性強，能在同一硬件平臺上針對不同一次設(shè)備靈活配置保護功能,，實現(xiàn)35kV及以下電壓等級的變配電站及設(shè)備的保護測控功能,，包括35kV進線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯(lián)、10kV進線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動機/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設(shè)備的保護和自動控制功能,。

在接口資源方面,，裝置具有12路模擬量通道，可選擇為保護電流,、測量電流,、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。保護電流和測量電流通道可分別接三相電流,；另外兩個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量功能,，并與電力監(jiān)控系統(tǒng)配合實現(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)需要對裝置進行邏輯編程，滿足用戶的特殊要求,。如果裝置在使用過程中需要更換保護功能,，只需通過裝置的維護端口更新內(nèi)置邏輯圖即可，實現(xiàn)方式簡單靈活,。

在產(chǎn)品質(zhì)量方面,，裝置在國家繼電保護及自動化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢測的第三方型式試驗取得型式試驗報告和電磁兼容檢驗報告，通過輻射發(fā)射限值檢驗,、傳導(dǎo)發(fā)射限值檢驗,、射頻電磁場輻射抗擾度、靜電放電抗擾度,、射頻場感應(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,、工頻磁場抗擾度,、交流和直流電壓暫降中斷等10 項電磁兼容檢測認(rèn)證，其中快速瞬變,、靜電放電,、浪涌抗干擾性能均達(dá)到Ⅳ級要求。

數(shù)據(jù)通信問題解決方案

變電站綜合自動化系統(tǒng)需采集站內(nèi)設(shè)備信息集中分析管理,，由于各個系統(tǒng)單元裝置不同產(chǎn)品存在接口問題,，為了使這一問題得到妥善的解決，我們將各個系統(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采用嵌入式硬件計算機平臺,，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口,，用于將一個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實時上傳主站系統(tǒng),，完成遙信,、遙測等能源數(shù)據(jù)采集功能。同時,，支持接收上級主站系統(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，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分,、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定,，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達(dá)到遠(yuǎn)動輸出調(diào)度命令的目標(biāo),。ANet系列網(wǎng)關(guān)作為自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測設(shè)備之間的通信接口設(shè)備,，提供豐富的規(guī)約庫支持，與不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián),，實現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換,、接口匹配、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等三項功能,。

4 Acrel-1000綜自系統(tǒng)主要功能

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。其中,，配電系統(tǒng)中監(jiān)測的開關(guān)量主要有：斷路器分,、合閘信號，手車工作,、試驗位置信號,，遠(yuǎn)方/就地切換位置信號、彈簧儲能狀態(tài)信號,、接地刀合分信號,、變壓器超溫跳閘信號、高溫報警信號,，保護跳閘信號和事故預(yù)告信,。

運行報表

系統(tǒng)將變電站運行參數(shù)通過在線計算、存儲,、統(tǒng)計等方式處理后以報表形式呈現(xiàn),，可查詢各回路或設(shè)備時間的運行參數(shù)，報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,，自動準(zhǔn)確地記錄故障前,、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析,、比較,，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作,、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用,。 （故障前8個周波，后各4個周波,，AM5SE系列繼電保護裝置每個周波24個點）

事故追憶

系統(tǒng)能夠自動記錄事故時刻前后一段時間（前后各10個點的數(shù)據(jù),，約10-20秒）的所有實時穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置,、 保護動作狀態(tài),、遙測量等,，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,、管理提供可靠的安全保障,。

5結(jié)語

變電站綜合自動化系統(tǒng)在變電站的作用越來越顯著，對實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化和運維管理現(xiàn)代化,，提高電網(wǎng)的安全和可靠運行水平起到了很大的作用,，因此電網(wǎng)中的變電站要進一步加強綜合自動化系統(tǒng)水平，提高運維人員的技能,，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,。

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