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淺析35kV變電站綜合自動化設(shè)備的改造方案

文章更新時間：2023-07-24　點擊量：808

摘要：現(xiàn)代變電站主要采用計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、無線通信、網(wǎng)絡(luò)通信、電子脈沖信號處理技術(shù)，配合電子閉路監(jiān)控、控制、測量、保護(hù)、遠(yuǎn)程通信調(diào)度等一系列綜合自動化技術(shù)。在過去10年的經(jīng)濟(jì)改革中，商業(yè)活動和國民經(jīng)濟(jì)迅速增長。因此，變電站的改造也應(yīng)同時進(jìn)行，以滿足當(dāng)今社會快速發(fā)展的需要。

關(guān)鍵詞：綜合自動化；自動化。

1變電站綜合自動化設(shè)備改造原則

變電站綜合自動化設(shè)備改造分為兩次:一是建立自動化設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)與變電站自動化系統(tǒng)集成。在線監(jiān)控系統(tǒng)與變電站自動化系統(tǒng)的集成改造，可以提高高壓電氣設(shè)備的運行可靠性，實現(xiàn)變電站意義上的無人操作。其次，繼續(xù)提高變電站設(shè)備的計算機(jī)智能化水平，引入PLC技術(shù)，實現(xiàn)變電站從多人操作到少人操作、從少人操作到無人電子操作的順利過渡:變電站計算機(jī)設(shè)備引入先進(jìn)的WEBServer技術(shù)和防火墻技術(shù)，使變電站運行管理人員通過Internet/lntranet實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問和維護(hù)；結(jié)合無線通信工程，綜合考慮變電站調(diào)度通道等一系列問題。

2變電站綜合自動化設(shè)備改造方案

（1）系統(tǒng)一般采用雙機(jī)冗余模式，分為站級層和間隔層兩層。RTU還做監(jiān)控系統(tǒng)控制和測量模塊方案。該方案是在保留原有遠(yuǎn)程移動裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的升級和擴(kuò)展改造。該系統(tǒng)以計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為核心，與站級層形成雙主機(jī)冗余備份系統(tǒng)。間隔層按功能單元劃分，集遙調(diào)、遙測、遙信、遙控、通信于一體。

（2）全監(jiān)控方案采用分層布置，變電站的保護(hù)和測控既獨立又獨立。保護(hù)裝置不受測控和外部通信的影響，保證保護(hù)的性能和可靠性，實現(xiàn)信息共享，為變電站的綜合自動化提供完整的解決方案。該系統(tǒng)可分為以下三層。

①變電站層采用間隔層和通信層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由遠(yuǎn)程移動、本地監(jiān)控和“五防御"主站組成。遠(yuǎn)程移動和本地監(jiān)控均采用雙機(jī)備用，以提高可靠性。該層為變電站值班人員和調(diào)度操作人員提供監(jiān)控、控制和管理功能。

②主控室布置了間隔層測控單元組和保護(hù)單元屏幕。測控單元采用WorldFlP高速現(xiàn)場總線組網(wǎng)，保護(hù)單元采用485口接入保護(hù)信息管理系統(tǒng)。

③通信層支持全以太網(wǎng)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。雙網(wǎng)采用均衡的流量管理，保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。通信協(xié)議采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以方便不同廠家的設(shè)備互連。支持不同的規(guī)定向不同的調(diào)度站或集控站轉(zhuǎn)發(fā)不同的信息。支持GPS硬件對時網(wǎng)絡(luò)。

3變電站自動化改造中需要注意的一些問題

3.1變電站事故信號的統(tǒng)一改造

當(dāng)事故信號問題在常規(guī)控制變電站時，變電站運行時會產(chǎn)生事故報警聲，并通過遠(yuǎn)程設(shè)備向調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)出事故信號。調(diào)度自動化系統(tǒng)采用事故信號啟動事故相應(yīng)的處理軟件(引入事故圖片、啟動報警音響等。).由此可見，事故信號是變電站自動化運行中非常重要的信號，尤其是無人值守變電站。由于監(jiān)控運行調(diào)度人員需要同時監(jiān)控多個變電站的工作狀態(tài)，變電站的事故信號成為監(jiān)控運行調(diào)度人員停止手頭工作進(jìn)入故障處理的重要信號。

過去，在使用計算機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)備和保留控制屏幕的無人值守變電站中，通常產(chǎn)生事故信號的方法是在控制電路中增加一個雙位記憶繼電器。這種產(chǎn)生事故信號的方法多年前在使用RTU的無人值守改造工程中經(jīng)常使用。事故信號的生成方式與控制屏操作KK開關(guān)的位置不對應(yīng)。110kv變電站事故信號的生成原理與RTU無人值守變電站的生成方法相似。操作電路中KKJ繼電器的后結(jié)合點與斷路器位置信號點串聯(lián)，形成電氣單元的事故信號，只需將各電氣單元的事故信號輸入軟件或有序操作即可成為整個變電站的事故信號。

3.2變電站電力系統(tǒng)一時鐘改變

隨著變電站自動化程度的提高，整個運行系統(tǒng)中的時鐘同步問題開始引起關(guān)注。只有統(tǒng)一時間，才能在gps時鐘同步下形成全站系統(tǒng)，開始運行監(jiān)控和事故后故障分析。當(dāng)需要了解和分析事故原因和過程時，可以查看各節(jié)點開關(guān)的動作順序作為依據(jù)。因此，同步時鐘是保證電網(wǎng)系統(tǒng)運行的重要措施。

由于變電站內(nèi)的自動化設(shè)備來自不同的廠家，各廠家的接口種類繁多，各種設(shè)備的數(shù)量也不盡相同，所以我們在實際操作中經(jīng)常會遇到GPS對時接口和需要接受對時接口無法通信的問題。因此，在設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)考慮各種設(shè)備的接口問題。特別是保護(hù)測控裝置與其他智能設(shè)備與后臺監(jiān)控設(shè)備之間的接口問題。因為變電站綜合自動化改造后，網(wǎng)絡(luò)組裝方式往往以太網(wǎng)的形式出現(xiàn)，而大多數(shù)廠家的舊設(shè)備只有串行接口或PS485接口，或者當(dāng)需要與其他廠家的設(shè)備通信時，由于協(xié)議不兼容，通信失敗。因此，上述問題需要在設(shè)計之初對需要訂購的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)籌安排和合理設(shè)計，必要時增加協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，避免接口無法對接的情況。

3.3變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造的穩(wěn)定性問題

變電站綜合自動化改造完成后，無論變電站是否值班，操作人員是否在變電站或主控站調(diào)度室，也可以通過顯示器對所有變電站進(jìn)行監(jiān)控和操作。因此，變電站監(jiān)控系統(tǒng)是否能長期保持穩(wěn)定、無gu障運行已成為提高變電站運行管理水平的關(guān)鍵因素。

變電站自動化改造完成后，許多運行維護(hù)任務(wù)需要通過計算機(jī)完成。但由于綜合自動化裝置的硬件更新升級速度非常快，所選設(shè)備可能在短時間內(nèi)成為過時的產(chǎn)品。由于監(jiān)控軟件的局限性，只有在運行中才能發(fā)現(xiàn)錯誤，錯誤也很容易導(dǎo)致監(jiān)控工作無法正常運行。這影響了變電站系統(tǒng)的運行。隨著各種綜合自動化技術(shù)的不斷改進(jìn)，上述問題將逐步得到解決。同時，設(shè)計人員還需要及時學(xué)習(xí)和了解各種硬件設(shè)備。在選擇綜合自動化產(chǎn)品和所需的后臺監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備時，可以綜合考慮。協(xié)調(diào)各種因素，選擇程序運行穩(wěn)定性高、功能齊全的綜合自動化產(chǎn)品。

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變電站綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層二層設(shè)備組成，通過分層和開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)，提供站內(nèi)運行的人機(jī)接觸界面，實現(xiàn)管理和控制間隔層設(shè)備，形成全站監(jiān)控，與遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度通信；間隔層由多個二次子系統(tǒng)組成，在站控層和站控層網(wǎng)絡(luò)故障時仍能獨立完成間隔層設(shè)備的現(xiàn)場監(jiān)控功能。

根據(jù)工程具體情況，設(shè)計方案可靠性高，人機(jī)界面易于擴(kuò)展和友好，性價比*。監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層組成，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)議以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機(jī)熱備配置。

4.2應(yīng)用場所：

適用于公共建筑、工業(yè)建筑、住宅建筑等行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶端配電、用電系統(tǒng)運行監(jiān)控管理。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)