1智能變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

智能變電站綜合自動化系統(tǒng)采用集成化的智能設(shè)備，此類智能設(shè)備具有較強的**性和可靠性，且具有低碳環(huán)保的優(yōu)勢。智能變電站綜合自動化系統(tǒng)要求全站信息實現(xiàn)數(shù)字化、通信平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，并要求實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的信息共享。通過對智能變電站綜合自動化系統(tǒng)進行科學(xué)集成和優(yōu)化，能實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)視，并強化對系統(tǒng)的操作控制和運行管理，且能對相關(guān)信息進行綜合分析，還具備智能告警等功能。

2案例概況

某110kV智能變電站具備兩臺主變，具有2×50 MVA的總?cè)萘浚O(shè)置的電壓等級分別110kV、35kV 以及10kV。其中，110kV接線采用單母分段方式，具有2回本期出線，并聯(lián)220kV某變電站；35kV接線采用單母分段方式，具有2回本期出線；10kV接線采用單母分段方式，具有4回本期出線，且對2組電容器進行設(shè)置，具有2×4008 kvar的補償容量。

3 智能變電站綜合自動化系統(tǒng)整體設(shè)計方案

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，將間隔作為單位，按照對象實施具體設(shè)計。系統(tǒng)選用網(wǎng)絡(luò)拓撲形式作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠穩(wěn)定。網(wǎng)絡(luò)終端為變電站系統(tǒng)，具有較強的獨立性，且能實現(xiàn)遠方控制。就功能邏輯而言，變電站相應(yīng)的自動化系統(tǒng)能實現(xiàn)對DL/T860相關(guān)規(guī)定的滿足。系統(tǒng)主要由以下各層構(gòu)成。

過程層。該層的主要構(gòu)件包括智能終端、互感器以及合并單元，能實現(xiàn)對控制命令的執(zhí)行，并實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測，且具備對運行電氣量進行采集的功能。

間隔層。該層主要包括如下子系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)記錄分析、計量以及測量保護等，即使站控層以及網(wǎng)絡(luò)處于失效狀態(tài)，仍能實現(xiàn)對監(jiān)控設(shè)備相關(guān)命令的執(zhí)行。

站控層。該層除主機外，還包括網(wǎng)絡(luò)打印機、操作員工作站等，能實現(xiàn)對人機聯(lián)系界面的清晰生成，并對過程層與間隔層各自的運行狀態(tài)進行掌控，同時，其內(nèi)部構(gòu)建有系統(tǒng)完善的管理以及監(jiān)控站，能時刻保持與遠方監(jiān)控站以及調(diào)度的良好通信。

基于設(shè)計具體需求，該系統(tǒng)主要具備如下功能：遙測量；遙信；遙控；遙調(diào)。

3.2硬件

3.2.1站控層設(shè)備

遠動通信裝置，主要對調(diào)度端相應(yīng)的接口以及規(guī)約轉(zhuǎn)換等問題進行解決，且通信接口數(shù)量充足，能與調(diào)度端實現(xiàn)良好通信；主機兼操作員工作站，能確保實現(xiàn)安全可靠的操作，并增強操作的便捷性和直觀性。站控層設(shè)備應(yīng)具備主通道通信以及備通道通信的相應(yīng)功能；配置相關(guān)裝置，實現(xiàn)故障錄波，并能實現(xiàn)通信記錄分析，對網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)進行監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)各類故障及隱患并發(fā)出警報，預(yù)先對故障處理策略進行科學(xué)擬定，實現(xiàn)對故障的快速排除；確保通信記錄具備良好的完整性；對保護裝置針對故障是否作出正確及時的應(yīng)對反應(yīng)進行了解，若未能作出應(yīng)對，應(yīng)及時查找并解決相關(guān)隱患；通信在線監(jiān)視終端應(yīng)具備相關(guān)功能，實現(xiàn)的遠程維護和實時監(jiān)視，實現(xiàn)對通信信息的完整記錄，且能對通信隱患及相關(guān)故障發(fā)生告警，并能對通信狀態(tài)實時的在線監(jiān)視。

3.2.2間隔層設(shè)備

間隔層主要包括以下設(shè)備：主變保護與測控裝置、智能終端、110kV線路以及相應(yīng)的分段保護測控裝置；35kV線路以及相應(yīng)的集分段保護、計量測控以及故錄等功能為一體的裝置；10kV線路以及相應(yīng)的集電容器保護、計量測控以及故錄等功能為一體的裝置。

3.2.3過程層設(shè)備

過程層主要包括以下設(shè)備：主變?nèi)齻?cè)合并單元、智能終端裝置；主變非電量保護以及本體智能終端裝置；主變中性點電流以及間隙電流并入主變110kV相應(yīng)側(cè)合并單元；110kV各間隔合并單元以及智能終端裝置；110kV母線電壓互感器合并單元以及智能終端裝置。

3.3軟件

對于各類異常狀況以及事故，監(jiān)控系統(tǒng)能對之進行自動分類，并發(fā)出警報，且能以事故呈現(xiàn)出的嚴(yán)重程度作為依據(jù)，對事故等級進行科學(xué)設(shè)定。當(dāng)發(fā)生事故時，監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)的標(biāo)志等會保持閃光狀態(tài)。當(dāng)相關(guān)操作人員對之實施復(fù)位操作后，指示燈才會熄滅。監(jiān)控系統(tǒng)還能對測點相應(yīng)的限值以及越限值進行設(shè)置。當(dāng)發(fā)生預(yù)先情況時，即將警報發(fā)出，并對控制傳達相應(yīng)的畫面。

3.3.1 系統(tǒng)模塊類型

監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下各層構(gòu)成：（1）應(yīng)用層，該層主要包括系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)、通信管理以及系統(tǒng)主控等模塊；（2）應(yīng)用服務(wù)層，該層主要構(gòu)件為應(yīng)用服務(wù)器；（3）底層，該層主要包括歷史以及參數(shù)數(shù)據(jù)庫。

系統(tǒng)組態(tài)模塊，主要包括以下模塊。

圖形監(jiān)控模塊。該模塊能實現(xiàn)對變電站實際運行狀態(tài)的實時監(jiān)視，且能對之實施的控制操作。

歷史報警模塊。該模塊可分為兩類，一類是歷史報警模塊，能實現(xiàn)對歷史報警相關(guān)信息的查詢，并能實現(xiàn)對變電站相應(yīng)的遙信變位以及各項事故的檢索查詢，并提供相關(guān)依據(jù)幫助事故排查分析 ；一類是實時報警模塊，能實現(xiàn)對實時報警信息的準(zhǔn)確描述。

曲線瀏覽模塊。該模塊可分為兩類，一類是歷史曲線模塊，能通過曲線形式對模擬量相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)進行瀏覽；一類是實時曲線模塊，將對象作為實時曲線的基準(zhǔn)，能實現(xiàn)對模擬量對象相應(yīng)的實際運行值趨勢的瀏覽。

報表瀏覽模塊。該模塊能實現(xiàn)對報表相關(guān)數(shù)據(jù)信息的瀏覽。

事故追憶模塊。該模塊將事故發(fā)生前后的相關(guān)模擬量相應(yīng)的數(shù)目及報警信息保存于歷史庫中，并能遵循設(shè)定時間相應(yīng)的間隔實現(xiàn)對模擬量數(shù)據(jù)的采樣。

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)實現(xiàn)連接。站控層設(shè)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(shè)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(luò)失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。

針對工程具體情況，設(shè)計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比優(yōu)*，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)雙機熱備配置。

4.2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以下電壓等級的用戶端配、用電系統(tǒng)運行監(jiān)視和控制管理。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1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。

4.4.2報警處理

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(yù)告報警包括一般設(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(shè)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(shè)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(yù)告報警和事故報警。

3）開關(guān)事故跳閘到次數(shù)或開關(guān)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。

4.4.3調(diào)節(jié)與控制

操作員對需要控制的電氣設(shè)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：

*控制，設(shè)備就地檢修控制。具有優(yōu)先的控制權(quán)。當(dāng)操作人員將就地設(shè)備的遠方/就地切換開關(guān)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*三級控制的切換在間隔層完成。

*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。

*四級控制，遠方控制，優(yōu)先。

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，并在站級層設(shè)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(shè)備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動機構(gòu)的接地開關(guān)；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復(fù)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(shè)備進行定時控制操作，設(shè)定啟動和關(guān)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。

4.4.4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

6結(jié)語

綜上所述，采用上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及硬件、軟件對智能變電站綜合自動化系統(tǒng)進行設(shè)計，能保障變電站內(nèi)各類一次設(shè)備和二次設(shè)備實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行。同時，對智能變電站綜合自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，能實現(xiàn)對人力、資金的節(jié)約，并有助于增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，實現(xiàn)安全可靠供電，且能強化對系統(tǒng)運行的監(jiān)控。

參考文獻

[1]鄭劍云.35kV智能變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].電工電氣，2014（7）：62-64.

[2]孟濤.智能變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版．