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淺析35kV變電站綜合自動化設備的改造方案

文章更新時間：2023-07-24　點擊量：902

摘要：現代變電站主要采用計算機技術、電子技術、無線通信、網絡通信、電子脈沖信號處理技術，配合電子閉路監控、控制、測量、保護、遠程通信調度等一系列綜合自動化技術。在過去10年的經濟改革中，商業活動和國民經濟迅速增長。因此，變電站的改造也應同時進行，以滿足當今社會快速發展的需要。

關鍵詞：綜合自動化；自動化。

1變電站綜合自動化設備改造原則

變電站綜合自動化設備改造分為兩次:一是建立自動化設備在線監控系統與變電站自動化系統集成。在線監控系統與變電站自動化系統的集成改造，可以提高高壓電氣設備的運行可靠性，實現變電站意義上的無人操作。其次，繼續提高變電站設備的計算機智能化水平，引入PLC技術，實現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:變電站計算機設備引入先進的WEBServer技術和防火墻技術，使變電站運行管理人員通過Internet/lntranet實現遠程訪問和維護；結合無線通信工程，綜合考慮變電站調度通道等一系列問題。

2變電站綜合自動化設備改造方案

（1）系統一般采用雙機冗余模式，分為站級層和間隔層兩層。RTU還做監控系統控制和測量模塊方案。該方案是在保留原有遠程移動裝置的基礎上進行的升級和擴展改造。該系統以計算機監控系統為核心，與站級層形成雙主機冗余備份系統。間隔層按功能單元劃分，集遙調、遙測、遙信、遙控、通信于一體。

（2）全監控方案采用分層布置，變電站的保護和測控既獨立又獨立。保護裝置不受測控和外部通信的影響，保證保護的性能和可靠性，實現信息共享，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結構，由遠程移動、本地監控和“五防御"主站組成。遠程移動和本地監控均采用雙機備用，以提高可靠性。該層為變電站值班人員和調度操作人員提供監控、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單元屏幕。測控單元采用WorldFlP高速現場總線組網，保護單元采用485口接入保護信息管理系統。

③通信層支持全以太網雙網結構。雙網采用均衡的流量管理，保證了網絡傳輸的實時性和可靠性。通信協議采用電力行業標準，可以方便不同廠家的設備互連。支持不同的規定向不同的調度站或集控站轉發不同的信息。支持GPS硬件對時網絡。

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一改造

當事故信號問題在常規控制變電站時，變電站運行時會產生事故報警聲，并通過遠程設備向調度自動化系統發出事故信號。調度自動化系統采用事故信號啟動事故相應的處理軟件(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。由于監控運行調度人員需要同時監控多個變電站的工作狀態，變電站的事故信號成為監控運行調度人員停止手頭工作進入故障處理的重要信號。

過去，在使用計算機遠程設備和保留控制屏幕的無人值守變電站中，通常產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常使用。事故信號的生成方式與控制屏操作KK開關的位置不對應。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繼電器的后結合點與斷路器位置信號點串聯，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變電站電力系統一時鐘改變

隨著變電站自動化程度的提高，整個運行系統中的時鐘同步問題開始引起關注。只有統一時間，才能在gps時鐘同步下形成全站系統，開始運行監控和事故后故障分析。當需要了解和分析事故原因和過程時，可以查看各節點開關的動作順序作為依據。因此，同步時鐘是保證電網系統運行的重要措施。

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

3.3變電站監控系統改造的穩定性問題

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度室，也可以通過顯示器對所有變電站進行監控和操作。因此，變電站監控系統是否能長期保持穩定、無gu障運行已成為提高變電站運行管理水平的關鍵因素。

變電站自動化改造完成后，許多運行維護任務需要通過計算機完成。但由于綜合自動化裝置的硬件更新升級速度非常快，所選設備可能在短時間內成為過時的產品。由于監控軟件的局限性，只有在運行中才能發現錯誤，錯誤也很容易導致監控工作無法正常運行。這影響了變電站系統的運行。隨著各種綜合自動化技術的不斷改進，上述問題將逐步得到解決。同時，設計人員還需要及時學習和了解各種硬件設備。在選擇綜合自動化產品和所需的后臺監控系統設備時，可以綜合考慮。協調各種因素，選擇程序運行穩定性高、功能齊全的綜合自動化產品。

4安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動監控系統由站控層和間隔層二層設備組成，通過分層和開放式網絡系統連接。站控層設備包括監控主機，提供站內運行的人機接觸界面，實現管理和控制間隔層設備，形成全站監控，與遠程監控、調度通信；間隔層由多個二次子系統組成，在站控層和站控層網絡故障時仍能獨立完成間隔層設備的現場監控功能。

根據工程具體情況，設計方案可靠性高，人機界面易于擴展和友好，性價比*。監控系統由站控層和間隔層組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協議以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

4.2應用場所：

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

4.3系統結構