35kV變電站綜合自動化系統的實現

肖本鋒

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

35kV變電站綜合自動化系統的實現

肖本鋒

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

本文簡要介紹了我廠35kV變電站的現狀，以及在變電站實現綜合自動化系統的可靠性與重要性;提出了在我廠35kV變電站如何實現綜合自動化及其發展前景;并淺析了在我廠35kV變電站綜合自動化實現后的效果;實現了變電站的四搖功能;確保了變電站的安全、可靠、穩定運行。

變電站綜合化;自動化系統;結構;四搖功能;效果;安全;可靠;穩定

1 引言

為了提高我廠35kV變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務。我廠決定在35kV變電站實現綜合自動化，應用自動控制技術、信息處理和傳輸技術、計算機軟硬件技術實現35kV變電站運行監測、協調、控制和管理任務，部分取代變電站常規二次系統，減少和代替運行值班人員對變電站運行進行監視、控制的操作，使變電站更加安全、穩定、可靠運行。同時進一步探索在我廠變電站綜合自動化系統實現后的效果，逐步發展和完善我廠35kV變電站綜合自動化系統［1］。

2 我廠35kV變電站目前狀況

我廠35kV變電站目前有六個。大部分35kV變電站地處偏遠地區，變電站繼電保護大部分采用傳統的繼電保護［5］，遠動與監控系統都沒有到位。隨著設備運行時間日久，給變電站的安全運行帶來了一定的隱患。而且用電負荷的增加且員工老齡化，我廠35kV變電站實現綜合自動化已成趨勢。我廠地處偏遠的變電站非常適合實現綜合自動化，充分利用計算機及網絡技術進行綜合并優化的自動化系統，能更好地實施無人值守或少人值守，達到廠調與上級調度對變電站實現遙測、遙信、遙控、遙調的功能［2］。最終達到變電站精簡高效的目的。

3 變電站綜合自動化系統在我站的實現

筆者先就我廠地處偏遠一個變電站實現綜合自動化為例，整個變電站綜合自動化系統改造分為兩個部分:站控層與現地層［3］。

站控層:由通信保護管理器、MODEM等構成，負責完成整個變電站的控制和監視以及遠程維護。所有模擬量、數據量、開關量、脈沖量的實時采集、處理，按照通信規約的要求，上傳給各個上級調度端，并對間隔層的設備進行管理和下發各種命令。

現地層:按站內一次設備(一臺主變、一條線路等)分布式配置。保護全部采用微機保護，保護測控裝置全部集中在主控制室內。各保護單元相對獨立，能獨立完成其保護功能，并通過通訊接口向監控系統傳送保護信息。

以下是變電站綜合自動化結構框圖:

圖1 變電站自動化結構框圖

我廠35kV變電站綜合自動化改造分如下步驟進行:

(1)根據變電站現場情況，繪制主變保護測控柜電氣設計圖;35kV線路保護測控柜電氣設計圖; 6kV線路電容器保護測控柜電氣設計圖;公用測控柜電氣設計圖。設計圖內容主要有:過電流保護，三相一次重合閘，低周減載，低壓減載。3路電壓、3路電流(測量CT)及P、Q、Cosф等電量測量，遙測測量誤差:0.5%，開關量輸入，脈沖量輸入，AC220V供電，本體重瓦斯跳閘，本體重/輕瓦斯信號、變壓器超溫信號等功能［4］。

(2)根據設計圖訂制保護柜，要求有:

①每個保護裝置都設有就地出口硬壓板和保護出口軟壓板;

②操作方式具備站內微機、調度中心遠方操作、站內設備的就地操作相互閉鎖功能;

③系統具有遠方維護功能。

(3)按35kV變電站一次設備分布式配置，保護全部采用微機保護，保護測控裝置集中在主控制室內。各保護單元相對獨立，能獨立完成其保護功能，并通過通訊接口向監控系統傳送保護信息。

(4)計量:保護采用不同的電流互感器，分別是測量CT和保護CT，保護的功能獨立于監控系統的功能;保護裝置全部具有多套定值。

(5)對開關的控制由保護完成。

傳統的系統對開關的手動控制是由控制屏完成的，這樣對開關的控制接線重復，增加了現場的電纜接線。在本系統中對開關的手動控制是由各開關所接的保護完成。控制命令直接從現場總線發送到保護，保護接到命令后，根據預先整定的程序，如檢無壓、檢同期等完成對開關的控制。系統中對沒有安裝保護的開關和刀閘，仍由控制模塊完成。

(6)整個35kV變電站綜合自動化實現時間需要1個月左右。完成后空負荷試驗，搖接地，測量，做各種電氣試驗合格后，送電。運行良好。

4 35kV變電站綜合自動化系統改造后的實現的主要功能

改造后的變電站綜合自動化系統主要功能有:

(1)保護功能;

(2)所接開關的跳、合及就地與遠方手動控制;

(3)交(直)流電量的采集、處理(測量CT);

(4)電度脈沖量的采集、處理;

(5)開關量的的采集、處理;

(6)開關、刀閘的控制;

(7)事故報警與事故記錄;

(8)數據采集;

(9)保護及變電站自動化信息的采集;

(10)數據預處理(包括數據統計、計算和采樣);

(11)控制和調節功能;

(12)事件順序記錄和事故追憶;

(13)運行報警;

(14)畫面顯示及人機交互操作;

(15)報表的制作、顯示和打印;

(16)時鐘校正;

(17)網頁瀏覽器。

5 對比35kV變電站綜合自動化系統實現前后效果

改造后的變電站與改造前的變電站對比:

(1)完全漢化接口:可以方便地進行保護定值整定、遙測量的觀察等。

(2)增設了微機保護:對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。對開關的控制由保護完成:傳統系統中對開關的手動控制是由控制屏完成的，這樣對開關的控制接線重復，增加了現場的電纜接線。

(3)數據采集及處理功能:包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據［6］。

狀態量采集:

狀態量包括:斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號我站大部分采用光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。

模擬量采集:

常規變電站采集的典型模擬量包括:各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。

(4)控制和操作功能。

操作人員通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。

并能與監控系統通信。

(5)與監控系統通信。集中式配置專用故障錄波器，根據監控系統命令發送故障信息，動作序列。接收監控系統選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應采用標準規約。

(6)數據處理和記錄。

歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有:

①斷路器動作次數;

②斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數;

③輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時;

④獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間;

⑤控制操作及修改整定值的記錄。

根據需要，以上功能可在我廠35kV變電站當地全部實現，也可在遠動操作中心或調度中心實現。

6 結語

通過以上分析與研究，可以看到我廠變電站綜合自動化實現完善的自診斷和在線自檢功能:實現了變電站四遙(遙控、遙信、遙測、遙調)功能。直至2008年年底，我廠已有3個35kV變電站實現了變電站綜合自動化系統，精簡了變電站值班人數，分流了變電站值班總人數的70%。減少了勞動強度，避免了誤操作，使人為事故大大減少，提高了變電站的運行安全可靠性。提高經濟效益。達到了精簡人員高效的目的。

對于實現電網調度自動化和現場運行管理現代化，提高電網的安全和經濟運行水平起到了很大的促進作用，它將能大大加強電網一次、二次系統的效能和可靠性，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。隨著技術的進步和硬件軟件環境的改善，它的優越性必將進一步體現出來。變電站綜合自動化值得在我廠其它35kV變電站推廣。

［1］楊奇遜.變電站綜合自動化技術發展趨勢.電力系統自動化，1995，19(10).

［2］龔強，王津.地區電網調度自動化技術與應用.北京:中國電力出版社，2005.

［3］劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動化系統.中國水利電力出版社，1999.

［4］電子產品設計規范國家標準匯編，中國標準出版社.

［5］許繼集團有限公司.WMH－800微機母線保護裝置，2001.

［6］國電南京自動化股份有限公司.WMZ－41微機母線保護裝置，2000.

Implementation of 35kVSubstation Comprehensive Automated System

XIAO Ben－feng

(JCC Dexing Copper Mine，Denxing，Jiangxi，China 334224)

In this article，the present station of 35kV substation and the reliability and importance of comprehensive automated system realized for substation are briefly introduced.How to achieve the comprehensive automation for 35kV substation and its developing prospects are also introduced.After implementing the comprehensive automation，35kv substation realized four functions to ensure the safety，reliable and steady running.

substation integration;automated system;structure;four－function;effect;safety;reliable;steady

TM63

B

1009－3842(2011)01－0078－03

2010－12－12

肖本鋒(1973－)男，江西萍鄉人，本科，電氣工程師，從事變電站電氣管理工作，E－mail:305655775@qq.com