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淺析35kV變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的改造方案

文章更新時(shí)間：2023-07-24　點(diǎn)擊量：579

摘要：現(xiàn)代變電站主要采用計(jì)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(dòng)化技術(shù)。在過去10年的經(jīng)濟(jì)改革中，商業(yè)活動(dòng)和國民經(jīng)濟(jì)迅速增長。因此，變電站的改造也應(yīng)同時(shí)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(dòng)化；自動(dòng)化。

1變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備改造原則

變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備改造分為兩次:一是建立自動(dòng)化設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)集成。在線監(jiān)控系統(tǒng)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的集成改造，可以提高高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性，實(shí)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(jì)算機(jī)智能化水平，引入PLC技術(shù)，實(shí)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(jì)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(yùn)行管理人員通過Internet/lntranet實(shí)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(dòng)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(dòng)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(jì)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?jiǎng)澐郑b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(dú)立又獨(dú)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(shí)現(xiàn)信息共享，為變電站的綜合自動(dòng)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(dòng)、本地監(jiān)控和“五防御"主站組成。遠(yuǎn)程移動(dòng)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?shí)時(shí)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(shí)網(wǎng)絡(luò)。

3變電站自動(dòng)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(shí)，變電站運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生事故報(bào)警聲，并通過遠(yuǎn)程設(shè)備向調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)出事故信號。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采用事故信號啟動(dòng)事故相應(yīng)的處理軟件(引入事故圖片、啟動(dòng)報(bào)警音響等。).由此可見，事故信號是變電站自動(dòng)化運(yùn)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(yùn)行調(diào)度人員需要同時(shí)監(jiān)控多個(gè)變電站的工作狀態(tài)，變電站的事故信號成為監(jiān)控運(yùn)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(jì)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(gè)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(diǎn)與斷路器位置信號點(diǎn)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(gè)變電站的事故信號。

3.2變電站電力系統(tǒng)一時(shí)鐘改變

隨著變電站自動(dòng)化程度的提高，整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中的時(shí)鐘同步問題開始引起關(guān)注。只有統(tǒng)一時(shí)間，才能在gps時(shí)鐘同步下形成全站系統(tǒng)，開始運(yùn)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(shí)，可以查看各節(jié)點(diǎn)開關(guān)的動(dòng)作順序作為依據(jù)。因此，同步時(shí)鐘是保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的重要措施。

由于變電站內(nèi)的自動(dòng)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(shí)際操作中經(jīng)常會遇到GPS對時(shí)接口和需要接受對時(shí)接口無法通信的問題。因此，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)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?yàn)樽冸娬揪C合自動(dòng)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(shí)，由于協(xié)議不兼容，通信失敗。因此，上述問題需要在設(shè)計(jì)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(jì)，必要時(shí)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(dòng)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(yùn)行已成為提高變電站運(yùn)行管理水平的關(guān)鍵因素。

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

4安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)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(yùn)行的人機(jī)接觸界面，實(shí)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(gè)二次子系統(tǒng)組成，在站控層和站控層網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)仍能獨(dú)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(jì)方案可靠性高，人機(jī)界面易于擴(kuò)展和友好，性價(jià)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(yùn)行監(jiān)控管理。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)