0引言

       變電站自動(dòng)化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)子系統(tǒng),，應(yīng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的總體設(shè)計(jì),。根據(jù)各方面的考證,，我們先擬訂這里的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本情況如下：電氣二次設(shè)備室內(nèi)布置主變壓器保護(hù)柜,、交流柜,、直流柜、通信機(jī)柜,、通信電源及匯控柜等,。

       二次凹路監(jiān)控、保護(hù),、測量均采用DC220V和AC100V／5A,。35kV側(cè)不設(shè)電壓互感器，35kV橋斷路器備自投電壓取自lOkV母線,。

10kV系統(tǒng)應(yīng)無電源線,。

       各元件就地測量表計(jì)均采用測控或保護(hù)裝置所帶顯示功能，不再另設(shè)表計(jì),。其中電能計(jì)量僅為內(nèi)部考核使用,，計(jì)費(fèi)專用電能汁量應(yīng)另行設(shè)計(jì)安裝。

       35kV和10kV斷路器與隔離開關(guān)之間防誤操作利用開關(guān)柜本身的機(jī)械五防閉鎖裝置,，故不再另設(shè)閉鎖措施,。

      變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電所的繼電保護(hù)裝置、控制裝置,、測量裝置,、信號(hào)裝置綜合為一體，以全微機(jī)化的新型二次設(shè)備替代機(jī)電式的二次設(shè)備,，用不同的模塊化軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)電式二次設(shè)備的功能,，

用計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)通信替代大量信號(hào)電纜的連接，通過人機(jī)接口設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)變電所的綜合自動(dòng)化管理,、監(jiān)視,、控制及打印記錄等所有功能,。

與常規(guī)變配電所的二次系統(tǒng)相比，變配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：

     (1)功能綜合化

     (2)操作監(jiān)視屏幕化

     (3)結(jié)構(gòu)微機(jī)化

     (4)運(yùn)行管理智能化

      在本次設(shè)計(jì)中變電所綜合自動(dòng)化的監(jiān)測和保護(hù)裝置采用分布式的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)終端,，具有遙測,、遙信、遙控,、遙調(diào)等功能,，安裝在各個(gè)間隔單元內(nèi)。所有信息經(jīng)微機(jī)匯控單元,，發(fā)送至控制端以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制端對(duì)本變電所的遠(yuǎn)方監(jiān)控,，所內(nèi)不設(shè)當(dāng)?shù)匚C(jī)操作界面，留有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控接口,。

      在我們這里說到微機(jī)保護(hù)提到目前一種先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)即SCADA系統(tǒng),，該系統(tǒng)的中文即為配電網(wǎng)監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，我們可以看到配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)包括進(jìn)線監(jiān)視，lOkV變電所自動(dòng)化(SA),，饋線自動(dòng)化(FA),，變壓器巡檢與無功補(bǔ)償。其中進(jìn)線監(jiān)視是指對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)線變電站的開關(guān)位置,，母線電壓,，線路電流，有功和無功功率以及電量的監(jiān)視,。饋線自動(dòng)化(FA)是指在正常情況下,，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電壓、電流的情況,，而且能完成線路開關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作,，在發(fā)生故障時(shí)獲取故障記錄，并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域供電,。變壓器巡檢是指對(duì)配電網(wǎng)中變壓器,、箱式變的參數(shù)遠(yuǎn)方監(jiān)視。無功補(bǔ)償是指對(duì)補(bǔ)償電容器的自動(dòng)投切和遠(yuǎn)方投切等,。

      從各種資料我們可以看出利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(微處理器)采集和處理來自電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù),，并通過數(shù)值計(jì)算迅速而準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)中發(fā)生故障的范圍，經(jīng)過嚴(yán)密邏輯過程后有選擇性地執(zhí)行跳閘等命

令,。這種基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置,，就是微機(jī)保護(hù)。

微機(jī)保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

     (1)有強(qiáng)的綜合分析與判斷能力,，自動(dòng)識(shí)別，排除干擾,，可靠性高,。

     (2)微機(jī)保護(hù)的特性主要是由軟件決定的，具有較大,，保護(hù)性能的選擇和調(diào)試方便,。

     (3)具有較完善的通信功能，便于構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng),，提高系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化水平,。

     我們這里由于是35kV總降壓變電所設(shè)計(jì)，而且涉及到的都為一,、二級(jí)負(fù)荷,，因此考慮起見，我們這里需要增設(shè)備用電源自動(dòng)投切裝置(以下簡稱備自投),。

     在要求供電可靠性較高的變配電所中,，通常設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線,。如果裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置(APD)，則當(dāng)T作電源線路突然斷電時(shí),，在APD作用下,，自動(dòng)將T作電源斷開，將備用電源投入

運(yùn)行,，從而大大提高供電可靠性,，保證對(duì)用戶的不間斷供電。

     對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求：

    (1)不論什么原因失去丁作電源,，APD都能迅速起動(dòng)并投入備用電源,；

    (2)在T作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時(shí),，才允許投入備用電源,；

    (3)APD應(yīng)只動(dòng)作一次，以免將備用電源重復(fù)投入性故障回路中,；

   (4)當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí),，APD不應(yīng)誤動(dòng)作。

3.1方案綜述

     Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)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(shí)現(xiàn)連接,。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī),，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)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(gè)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(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能,。

     針對(duì)工程具體情況,，設(shè)計(jì)方案具有高可靠性，易于擴(kuò)充和友好的人機(jī)界面,，性能價(jià)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(jī)熱備配置。

3.2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(jí)的用戶端配,、用電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視和控制管理。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測

      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,、隔離開關(guān),、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障,、告警等信號(hào),。

 

3.4.2 報(bào)警處理

      監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào),；預(yù)告報(bào)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(bào)警,。事故狀態(tài)方式時(shí)，事故報(bào)警立即發(fā)出音響報(bào)警（報(bào)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(shí)彈窗顯示紅色報(bào)警條文，報(bào)警分為實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警,，歷史報(bào)警條文具備選擇查詢并打印的功能,。

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

次事故報(bào)警發(fā)生階段,，允許下一個(gè)報(bào)警信號(hào)進(jìn)入,，即次報(bào)警不覆蓋上一次的報(bào)警內(nèi)容,。報(bào)警處理具備在主計(jì)算機(jī)上予以定義或退出的功能。

    2）對(duì)每一測量值（包括計(jì)算量值）,，由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運(yùn)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(bào)警和事故報(bào)警,。

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

   4）報(bào)警方式。

報(bào)警方式具有多種表現(xiàn)形式,，包括彈窗,、畫面閃爍、聲光報(bào)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(bào)警信息,。

 

3.4.3 調(diào)節(jié)與控制

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

    操作控制分為四級(jí)：

    第控制,，設(shè)備就地檢修控制,。具有優(yōu)先級(jí)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(shí),，將閉鎖所有其他控制功能,，只進(jìn)行現(xiàn)場操作。

    級(jí)控制,，間隔層后備控制,。其與第三級(jí)控制的切換在間隔層完成。

    第三級(jí)控制,，站控層控制,。該級(jí)控制在操作員工作站上完成，具有遠(yuǎn)方/站控層的切換,。

    第四級(jí)控制,，遠(yuǎn)方控制，優(yōu)先級(jí),。

   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(jí)層設(shè)置操作員,、監(jiān)護(hù)員口令及線路代碼,，以確保操作的性和正確性。對(duì)任何操作方式,，保證只有在上一次操作步驟完成后,，才進(jìn)行下一步操作。同一時(shí)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(dòng)機(jī)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(hù)裝置的遠(yuǎn)方復(fù)歸及遠(yuǎn)方投退連接片。

   3）定時(shí)控制,。操作員對(duì)需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行定時(shí)控制操作,，設(shè)定啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間，完成定時(shí)控制,。

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

 

3.4.4 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(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)、管理提供可靠的保障,。

 

     在變電所綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)中,，微機(jī)保護(hù)自然要作為討論，在我們這里微機(jī)保護(hù)的保護(hù)內(nèi)容又表現(xiàn)為變壓器的微機(jī)保護(hù),，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：變樂器差動(dòng)保護(hù),、后備保護(hù)、瓦斯保護(hù),、過電流保護(hù),、溫度保護(hù)、備自投保護(hù),，彈簧未儲(chǔ)能,、斷路器分合閘等等。

[1]余程.35kV變電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)．

[2]黃夫平.對(duì)現(xiàn)代35kV變電站系統(tǒng)主設(shè)計(jì)的探討[J].廣東科技.2012(03)

[3]謝玉蘭.結(jié)合實(shí)例淺談變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2010(02)

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版．