35 kV變配電站自動化技術的應用

董建斌 李 強

（1.山鋼萊蕪分公司型鋼廠，山東萊蕪271104；2.山鋼萊蕪分公司生產管理部，山東萊蕪271104）

0 引言

據有關部門統計，我國工業部門的用電量占全國所產電能的70%以上，所以企業供配電系統是電力系統的重要組成部分。工廠供電的可靠性直接影響電力系統工作，因此，為保障電能順利輸送和使用，保證工廠供電系統安全與可靠運行至關重要。型鋼大型線設有一座35 kV變配電站，主要通過高壓配電線將電能經一次降壓后輸送到低壓用電設備。提高變配電設備乃至整條線的電壓質量，是提高電力系統電能質量的主要選擇。因此，變配電站根據自身實際需要，從技術與經濟方面著手，投入了清華紫光綜合自動化系統DCAP-3000系列。

1 變配電站綜合自動化系統概述

清華紫光DCAP-3000系列完全可在密封情況下正常運行，其主要參數如下：

輸入電壓：DC 220 V±30%（110 V DC，110 V/220 V AC）；

輸出電壓：+5 V/5 A、±12 V/0.8 A、24 V/1 A（表1），提供CPU插件和I/O插件電源。

表1 輸出電壓

這種分散式監控保護裝置通過光纖將保護單元與主控室的后臺主機相連，構成綜合自動化系統。我廠生產線主要采用DCAP-3000系列，其中包括以下幾個型號：

（1）DCAP-3000：線路監控保護裝置，三段式兩相（三相）電流保護功能。

（2）DCAP-3011：高壓電動機監控保護裝置，適用于帶差動保護的電動機。

（3）DCAP-3020：補償電容器組監控保護裝置，適用于各種容量及接線的補償電容器。

（4）DCAP-3030：母聯分段監控保護及綜合備自投裝置，適用于高壓母聯開關，完成母聯開關的監控保護以及母聯的綜合備自投功能。

2 變配電站綜合自動化系統的主要功能

2.1 自動進行數據采集，數據記錄、處理和顯示

數據的自動采集是自動化系統的最基本功能之一。變配電站內各高壓斷路器和高壓隔離開關位置狀態、站內一次設備運行狀態及報警信號、變壓器分接頭位置信號、無功補償電容器的分投位置狀態、各設備的絕緣狀況等信息通過自動化系統都可自行完成采集，如圖1所示。

圖1 監控顯示畫面

在自動完成數據采集任務后，自動化系統對采集回的數據進行記錄、處理和顯示。

（1）變配電站運行參數的統計、分析與計算。包括變配電站進線及各饋線回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量的統計和計算；進線電壓各次諧波的分析；負荷最大值、最小值、平均值的統計和分析；各類報表的生成和曲線等。

（2）變配電站內事件信息順序記憶并存檔。比如站內設備操作次數及發生時間，斷路器切除故障時故障電流和跳閘次數，繼電保護裝置和各種自動裝置動作的類型、時間和內容等。

（3）變配電站內運行參數和設備的越限報警及記錄。站內各開關變位報警、設備及運行參數越限報警等，在給出聲光報警的同時，如越限值和起止時間等也被記錄。

（4）自動化系統的數據顯示以屏幕顯示為主。包括供配電的主接線、運行狀況；報警畫面與提示信息；控制系統的配置顯示，如退出的設備和裝置的顯示及值班記錄等。在系統發生故障時能顯示與故障有關的信息與故障處理的有關規程程序和操作指令等，來幫助值班人員準確快速地處理事故。

2.2 自動實現控制與操作閉鎖

變配電站內的各高壓斷路器、隔離開關可以通過變配電站綜合自動化系統直接在計算機上進行操作，用鼠標點設備分接頭進行控制和調節，可對濾波系統進行自動投切。為防止計算機故障無法操作變壓器設備，系統中還設置了操作人員直接跳合閘裝置，實現起來更安全。實現“五防”：防止帶負荷拉合隔離開關；防止誤入帶電間隔；防止誤分合斷路器；防止帶電掛接地線；防止帶接地線合隔離開關。并且計算機操作閉鎖功能只有輸入正確的操作口令和密碼才有權進行操作控制。

2.3 具有微機保護與自動裝置

我線自2005年投產以來，一直投入使用的是清華紫光的DCAP-3000系列，如圖2所示。

圖2 清華紫光DCAP-3000系列

DCAP-3000硬件結構如圖3所示。

圖3 DCAP-3000硬件結構圖

微機保護同樣可以實現線路保護、變壓器保護、母線保護、電容器保護，不僅如此還能實現：（1）故障記錄、斷電保護；（2）存儲多個整定值，并能顯示和就地修改；（3）實時顯示保護裝置主要工作狀態（投入情況及輸入量值等）；（4）與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息、保護裝置動作信息、保護動作值以及自診斷信息，接收監控系統選擇保護類型以及修改保護整定值的命令等。

3 結語

隨著工業自動化的日趨發展，變配電站綜合自動化系統也在工業中得到了廣泛應用，其既能將數據自動采集顯示于你我，也為生產系統的穩定運行提高了安全性和可靠性。

[1]王濤，林桂華.變壓器保護[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]李火元.電力系統繼電保護及自動裝置[M].北京：中國電力出版社，2006.