變電所后臺監控系統的升級改造

李慶振 吳敬建 王矛庵

1 變電所后臺監控系統概況

陽城煤礦110kV 變電所后臺監控系統采用分層分布式、模塊化、開放的網絡結構，滿足IEC 關于變電所自動化系統的技術規范。通訊管理層收集所有測控裝置、測控單元、保護設備及其他如直流屏、電度表等智能裝置，同時配備通訊管理功能，起到規約轉換作用，進行遠動通信。后臺監控層由后臺主機、人機接口設備等組成，負責完成整個變電所的控制、監視和遠程維護，完成對模擬量、數字量、開關量等參數的實時采集和處理，并對間隔層的設備進行管理和下發指令。

2 改造變電所后臺監控系統的功能要求

2.1 模擬量采集

采集的參數有：各段母線電壓、各進出線回路的電流、功率和頻率等電量參數以及變壓器的溫度等非電量參數。

2.2 數字量采集

采集的參數有：饋線斷路器位置信號、過負荷保護信號、故障信號、各保護動作信號、重合閘動作信號、遠動通道故障信號、系統接地信號。

2.3 配合控制

配合控制中心實現各種斷路器的遙控、遙信功能、變壓器的遙測、遙調功能。

2.4 監視功能

（1）控制回路斷線；（2）監視層內各個設備及后臺系統內各子系統的工作狀態；（3）各開關狀態變位及保護出口監視，并形成事件順序記錄；（4）遙信監視，變位后報警。

2.5 數據傳輸

（1）和上級調度監控系統通信或信息轉發；（2）通信規約轉換；（3）數據傳輸具備上下雙向傳輸通道；（4）具備將數據傳至礦調度室的功能。

2.6 操作控制

可對斷路器的分斷與閉合進行操作，對調壓變壓器分接頭進行調節控制。控制和操作可在變電所內裝置面板上進行操作，或者在監控系統的監控畫面以及鍵盤上發出命令完成，以此保證自動化系統的使用靈活性。

2.7 系統自診斷及自恢復功能

能在線診斷監控保護系統，當發生故障時能即時顯示并發出報警信息。

2.8 遠程維護功能

（1）數據庫維護；（2）圖表畫面維護；（3）監控系統診斷；（4）可查看遙測、遙信量，可查看保護動作事件，可查看保護定值并進行修改，可進行遠方信號復歸。

3 增設的子監控保護系統

3.1 小電流接地選線系統

PCS-9657D 接地選線裝置適用于電力系統中性點不接地或中性點經電阻、消弧線圈接地系統的單相接地選線，被廣泛用于變電所、發電廠及大型廠礦企業的供電系統作為線路和母線單相接地故障報警或用于線路接地保護跳閘。

該系統采用暫態法與穩態法相結合的選線方法，以暫態法為主、穩態法為輔。采用每臺裝置最大可接入4 段母線的4 路零序電壓4 路零序電流進行選線。各段母線出線數可自由配置。

PCS-9657D 接地選線裝置具有以下主要功能：

暫態法比相法選線、暫態功率方向法選線、暫態比幅法選線、零序過流方向法選線、輔助功能、自檢功能、直流掉電報警、硬件回路在線檢測。

3.2 SF6 氣體泄漏監控系統

SF6泄漏在線監測報警系統主要由主機、溫度傳感器、濕度傳感器和氣體傳感器組成。氣體傳感器安裝在SF6開關的下方，用以在線連續檢測SF6開關室的氧氣濃度和SF6氣體濃度。主機具有語音提示、語音報警和人體紅外探測等功能。主機通過RS-485 總線輪詢、實時顯示各氣體傳感器的氣體濃度數據并在危險時給出語音報警信息，控制風機工作。主機還可以通過RS-485 總線實現與上位計算機的數據傳輸和系統參數修改，組成計算機對SF6泄漏在線監測報警系統。

該系統目前應用于該礦110kV 變電所的SF6開關室、 組合電器室（GIS 室）、SF6主變室。系統結構如圖1 所示。

圖1 SF6 氣體泄漏監控系統結構圖

4 變電所后臺監控系統升級改造應用效果

110kV 變電所后臺監控系統通過模塊化升級改造實現對井下-312 變電所、-650 變電所、地面1#堆煤變、地面2#堆煤變的繼電保護設備及其他直流屏、無功補償、小電流接地選線、SF6 氣體泄漏監控等監控保護裝置的多數據采集，分類匯總到后臺系統中，實現對多數據的采集融合、數據處理和故障預警，達到了提效減員的目的。

（1）110kV 變電所值班員巡視GIS 開關室時，保證了巡視人員人身安全。

（2）10kV 供電系統出現單相接地故障時，不再需要人工判斷，小電流接地選線裝置采用多種原理自動進行選線，能夠快速地判斷出接地故障，大大減少電網故障運行時間。

（3）110kV 變電所后臺監控系統運行更加穩定，對各類故障都能實現實時報警或自動跳閘，方便變電所值班人員正確判斷出現的故障并采取相關措施，從而為該礦供電系統的安全運行提供了有力保障。

（4）通過升級改造，提高了該礦變電所自動化程度，實現減員4 人，節約40 余萬元。