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摘要：隨著時代的進步和發(fā)展,，在當前的變電站設計上,，數(shù)字化變電站設計成為一種趨勢,。其也成為未來我國變電站設計的核心研究方向和趨勢。當前來說,，我國在數(shù)字化變電站的設計上,，綜合自動化系統(tǒng)的應用，在整個變電站設計上也有作用發(fā)揮,。為此在進行觀點分析上,，本文圍繞當前我國數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展問題進行了觀點的闡釋和分析，并對其發(fā)展趨勢進行了展望和分析,。
關鍵詞：數(shù)字化變電站,；綜合自動化系統(tǒng)；發(fā)展
結(jié)合目前來說,，隨著技術(shù)的不斷升級和發(fā)展,，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)成為我國在變電站設計上的主流趨勢。相較于傳統(tǒng)的變電站來說,，數(shù)字化變電站能夠有技術(shù)優(yōu)勢,，是我國變電站設 計未來的主要發(fā)展趨勢和方向。對于數(shù)字化以及自動化的研究來說,，基于高新技術(shù)的引入,，合理實現(xiàn)技術(shù)問題的解決，能夠基于本質(zhì)角度出發(fā),，促使我國數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)有較為出色的應用效果,，推動我國數(shù)字化變電站自動化綜合系統(tǒng)研發(fā)水平的不斷升級,。
1 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢
數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)在應用上，其不僅有較為出色的可擴展性,，而且整個系統(tǒng)應用相對簡單,，有較為出色的兼容性，所以在當前國內(nèi)很多變電站中,，其都有較為出色的應用價值,。而且從目前的 應用現(xiàn)狀來說，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)不僅有較為穩(wěn)定的運行表現(xiàn),，且有較為出色的運行效率,，而且可以降低人工資源的耗費，確保實現(xiàn)無人值守,?？梢哉f,，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的出現(xiàn),，能 夠促使我國在電網(wǎng)運行和管理上取得更為出色的運行效益，同時也可以更好的滿足當前我國在變電站系統(tǒng)設計方面的需求,。同時企業(yè)是我國未來實現(xiàn)變電站建設的核心方向和趨勢,。
2 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點解讀
圖1展示的是當前數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的布局結(jié)構(gòu)。
圖1數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)架構(gòu)
通過引入數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng),，促使在變電站的管理上,，有更為出色的管理效益，充分實現(xiàn)自動化管理目標,。數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的突出特點是：
2.1數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集
對于數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)而言,，其在工作開展上，采取的是全自動數(shù)據(jù)采集方式,，為此也致使其在進行相應的數(shù)據(jù)獲取上,，有較為出色的自動化表現(xiàn)，可以基本滿足自動化系統(tǒng)管理需求,。結(jié)合 圖2展示內(nèi)容,，通過測控裝置的搭載，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動測控,，并借助通信處理完成數(shù)據(jù)信號傳輸,。
圖2 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集
2.2 系統(tǒng)分層分布化
對于數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)而言，其從初誕生,，采取的是集中式管理模式,，而今開始采取分布式系統(tǒng)?；诜植际较到y(tǒng)的引入,，促使在進行數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設計上,，其可以充分契 合當前網(wǎng)絡通信技術(shù)發(fā)展需求，同時實現(xiàn)開放式的管理,，針對系統(tǒng)在運行過程中的設備運行情況做出精準的記錄,，同時也可以確保系統(tǒng)在運行過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)響應速度的進一步提升,。
2.3 信息交互網(wǎng)絡化依舊信息應用集成化
在當前的數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設計上,，其引入了更多先進的技術(shù)以及設備，促使在進行系統(tǒng)研發(fā)上,，有更為出色的運作效率,。比如當前在進行數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設計上，其在互感器的使用上,，選擇的是新型互感器,，這些互感器在工作過程中不僅有較低的工作效率，同時也有較為出色的數(shù)字化應用表現(xiàn),，能夠更好的了滿足系統(tǒng)工作需求,，可以實現(xiàn)一些大電流以及高電壓到相應數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換需求。
3 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展
隨著時代的進步和發(fā)展,，越來越多新技術(shù)引入也促使數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)成為未來發(fā)展的必然趨勢,。在當前時代背景下，隨著更多優(yōu)勢技術(shù)的引入,，也必然會促使數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng) 在應用上,，實現(xiàn)更多優(yōu)勢技術(shù)的引入，提升數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的運作效果,，促使其能夠為更好提升我國變電站系統(tǒng)的運作提供切實的技術(shù)支撐和保障,。
3.1新型高壓斷路器二次系統(tǒng)的引入
在實現(xiàn)數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設計上，新型高壓斷路器二次系統(tǒng)是采用微機,、電力電子技術(shù)和新型傳感器建立起來的,，斷路器系統(tǒng)的智能性由微機控制的二次系統(tǒng)、IED和相應的智能軟件來實現(xiàn),， 保護和控制命令可以通過光纖網(wǎng)絡到達非常規(guī)變電站的二次回路系統(tǒng),，從而實現(xiàn)與斷路器操作機構(gòu)的數(shù)字化接口。通過該系統(tǒng)的引入,，實際上為達成數(shù)字化控制提供了必要的基礎支撐和保障,。該系統(tǒng)在使用上，有較為出色的線性度,，在實現(xiàn)上,，也可以實現(xiàn)輸出信號和IEC的直接接口。該系統(tǒng)的引入,，簡化了系統(tǒng)的設計,，卻使系統(tǒng)的應用價值得以提升,。未來，隨著越來越多新技術(shù)的引入,，也必然促使我國在數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的研發(fā)上,，取得更為出色的成績，促使其能為改善我國變電站的日常運營和管理,，提供更為出色的管理效益支撐,。
3.2 綜合自動化軟件系統(tǒng)的搭載
在數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)建設的過程中，其中綜合自動化軟件系統(tǒng)是其中的關鍵技術(shù),。通過該技術(shù)的引入,，確保在自動化系統(tǒng)的構(gòu)建上，能夠借助自動化軟件系統(tǒng)的應用,，更好的達成自動化系統(tǒng) 控制目的,。目前我國在綜合自動化軟件系統(tǒng)的應用上，相應的技術(shù)不斷發(fā)展,，技術(shù)水平也得到了不斷的提升,。在這種背景下，也為更好推動數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)建提供了切實的軟件系統(tǒng)和智能化技術(shù)支持,。通過這種方式,，對于改善系統(tǒng)應用效益,，出色提升系統(tǒng)的智能化管理效果起到了幫助和支撐,。在綜合自動化軟件系統(tǒng)的建設上，其過程中的技術(shù)主要是智能化技術(shù),，諸如遙控閉鎖裝置,、自動事件以及數(shù)據(jù)記錄、相應數(shù)據(jù)自動分析,、智能報,、智能開關等。通過這些自動化技術(shù)的引入,，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更為出色的自動化操作,，更好改善系統(tǒng)性能，確保系統(tǒng)的應用能夠出色達成智能管理目的,。
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,、間隔層二層設備組成，并用分層,、開放式網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)連接,。站控層設備包括監(jiān)控主機，提供站內(nèi)運行的人機聯(lián)系界面,，實現(xiàn)管理控制間隔層設備等功能,，形成全站監(jiān)控,，并與遠方監(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)絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監(jiān)控功能,。
針對工程具體情況,，設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)絡結(jié)構(gòu),，站控層網(wǎng)絡采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng),。站控層網(wǎng)絡采用單網(wǎng)雙機熱備配置。
4.2應用場所：
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,。
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、地刀等合,、分閘狀態(tài)及有關故障,、告警等信號。
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,；預告報警包括一般設備變位、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，每次確認一次報警,。報警一旦確認,，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）,，分別定義作為預告報警和事故報警,。
3）開關事故跳閘到次數(shù)或開關拉閘到次數(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。
操作員對需要控制的電氣設備進行控制操作,。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：
第控制,，設備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權(quán),。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關放在就地位置時,，將閉鎖所有其他控制功能，只進行現(xiàn)場操作,。
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。
第三級控制,，站控層控制,。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換,。
第四級控制,，遠方控制，優(yōu)先級,。
原則上間隔層控制和設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,。
納入控制的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關及帶電動機構(gòu)的接地開關,；站用電380V斷路器,；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片,。
3）定時控制,。操作員對需要控制的電氣設備進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間,，完成定時控制,。
4）監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出?？刂戚敵龅慕狱c為無源接點,，接點的容量對直流為110V（220V）、5A,，對交流為220V,、5A。
系統(tǒng)設置了用戶權(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
應用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
35kV變電站綜合自動化系統(tǒng) | Acrel- 1000 |
| 可顯示變電站主接線圖,，模擬配電網(wǎng)絡運行，實現(xiàn)無人值班模式,；根據(jù)順序事件記錄,、歷史曲線、故障錄波,，協(xié)助運維人員實現(xiàn)快速故障分析,、定位和排除問題，盡量縮短停電時間,；實時采集各回路,、設備的電流、電壓,、功率,、電能以及諧波、電壓波動等參數(shù),，對配電系統(tǒng)和用電設備進行用能分析和能效管理 |
網(wǎng)關 | ANet- 2E8S1 |
| 8路RS485串口,，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口,，支持ModbusRtu,、ModbusTCP、DL/T645-1997,、DL/T645-2007,、CJT188-2004、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入,，ModbusTCP（主,、從）、104（主,、從）、建筑能耗,、SNMP,、MQTT 等協(xié)議上傳，支持斷點續(xù)傳、XML,、JSON進行數(shù)據(jù)傳輸,、支持標準8GB SD卡（32GB）、支持不同協(xié)議向多平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),；每個設備的多個報警設置,。輸入電源：AC/DC 220V，導軌式安裝,。 |
35kV/10kV/6kV 弧光保護 | ARB5-M |
| 主控單元,，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護（8組）,、失靈保護（4組）,、TA斷線監(jiān)測（4組）、11個跳閘出口,； |
ARB5-E | 擴展單元,，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號： | ||
ARB5-S |
| 弧光探頭,，可安裝于中壓開關柜的母線室,、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜,?；」馓筋^的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域,； | |
35kV/10kV/6kV 進線柜電能質(zhì)量 在線監(jiān)測 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流,，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能,、事件告警及故障錄波,，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波,、諧波相角,、諧波含有率、諧波功率,、諧波畸變率,、K因子）、波動/閃變,、電壓暫升,、電壓暫降、電壓瞬態(tài),、電壓中斷,、1024點波形采樣,、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看,，PQDIF格式文件存儲,，內(nèi)存32G，16D0＋22D1,，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS,，3以太網(wǎng)接口（＋1維護網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議,。 |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控,、 節(jié)點測溫 | ASD500 |
| 5寸大液晶彩屏動態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖,、驗電,、核相、3路溫溫度控制及顯示,、遠方/就地,、分合閘、儲能旋鈕預分預合閃光指示,、分合閘完好指示,、分合閘回路電壓測量、人體感應,、柜內(nèi)照明控制,、1路以太網(wǎng)、2路RS485,、1路USB接口,、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫,、全電參量測溫,、脈沖輸出、4～20mA輸出,； |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定,，CT感應取電，啟動電流大于5A,，測溫范圍-50-125℃,，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米,； |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 | APM830 |
| 三相（1,、U、kW,、kvar,、kWh,、kvarh,、Hz,、cosΦ），零序電流In,，四象限電能,，實時及需量，本月和上月值,，電流,、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄,，支持SD卡擴展記錄,，2-63次諧波，2D1＋2D0,，RS485/Modbus,，LCD顯示； |
變壓器繞組 溫度檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡檢,，預埋PT100,，RS485接口，2路繼電器輸出,； |
變壓器接頭測溫低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器,；U、I,、P,、Q等全電參量測量；2路告警輸出,；1路RS485通訊,； |
ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電,，啟動電流大于5A,，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃,；無線傳輸距離空曠150米,； | |
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 |
| 無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃,，濕度精度：±3％RH,，發(fā)射頻率：5min，傳輸距離：200m,，電池壽命：≥3年（可更換） |
ATC600 |
| 兩種工作模式：終端,、中繼,。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,，ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù),，1路485,2路報警出口。 |
應用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 | 其他功能 |
35kV/10kV/ 6kV進線 | AM6-L |
| 三段式過流保護（帶方向,、低壓閉鎖）,、過負荷保護、PT斷線告警,、逆功率保護,、三相一次重合閘、低頻減載,、檢同期,、合環(huán)保護、斷路器失靈保護,； | 操作回路,、 雙以太網(wǎng)口、 雙485口,、 2路4-20mA變 送輸出,、 故障錄波、 GPS對時,、 全電量測量 直流量測量
|
35kV/10kV/ 6kV饋線 | AM6-L | 三段式過流保護（帶方向,、低壓閉鎖）、過負荷保護,、PT斷線告警,、逆功率保護、三相一次重合閘,、低頻減載,、檢同期、合環(huán)保護,、斷路器失靈保護,； | ||
35kV主變 （2000kVA以上） | AM6-D2/ AM-3 | 兩圈變/三圈變差動速斷保護、比例制動差動保護,； | ||
AM6-TB | 變壓器后備保護測控,、三段式過流保護（帶方向、復合電壓閉鎖）,、非電量保護,、啟動通風保護、PT斷線告警,、遙調(diào)升檔,、遙調(diào)降檔,、遙調(diào)急停； | |||
35kV/10kV/ 6kV廠用變 | AM6-S | 三段式過流保護（帶方向,、復合電壓閉鎖）,、零序過流、過負荷保護（告警/跳閘）,、控故障告警,、PT斷線告警、非電量保護,； | ||
35kV電機 （2000kW以上） | AM6-MD | 差動速斷保護、比例差動保護,、過流,、過負荷、堵轉(zhuǎn)等電機綜合保護,； | ||
10kV/6kV 異步電機 | AM6-M | 兩段式過流/零序過流/負序過流保護,、過負荷保護（告警/跳閘）、低電壓保護,、PT斷線告警,、堵轉(zhuǎn)保護、啟動超時,、熱過載保護,、電壓不平衡； | ||
35kV/10kV/6kV PT監(jiān)測 | AM6-UB | PT并列/解列,、PT監(jiān)測,； | ||
10kV/6kV 電容器 | AM6-C | 兩段式過流/零序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）,、PT斷線告警,、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護,； | ||
35kV/10kV/ 6kV母聯(lián) | AM6-B | 兩進線備投/母聯(lián)備投/自適應備投,、聯(lián)切備投、三段式過流保護（帶方向,、復合電壓閉鎖）,、PT斷線告警、過負荷聯(lián)切/告警,、檢同期,、合環(huán)保護； |
隨著時代的進步和發(fā)展,，在變電站系統(tǒng)開發(fā)上,，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)成為一種全新的系統(tǒng)設計方案,。通過數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的引入，可以減少變電站工作人員的管理壓力,，釋放人工,， 在實現(xiàn)管理效率改善的同時，也提升了管理的精準性,。為此,，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)必然是我國未來變電站設計的核心主流趨勢。我國在該領域要充分重視相應自動化以及智能技術(shù)的深入研發(fā),，促使我國在數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)設計上,，取得研發(fā)效果。
安科瑞侯文莉
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