110KV變電站綜合自動化系統設計和功能

盧建兵

蘭州資源環境職業技術學院 730021

110KV變電站綜合自動化系統設計和功能

盧建兵

蘭州資源環境職業技術學院 730021

計算機和網絡通信技術的發展使變電站綜合自動化系統得以實現，變電站綜合自動化實現了變電站設計安裝、調試和運行、維護、管理等各個方面巨大變革，本文結合某110KV變電站的綜合自動化系統設計，對于變電站綜合自動化的系統的功能和發展進行了分析。

110kV變電站；變電站綜合自動化；電磁干擾；通信

變電站綜合自動化是將變電站的二次設備經過功能的組合和優化設計來實現變電站的設備和線路自動控制和微機保護以及綜合自動化功能。變電站自動化系統在本質上是一個分層分布式控制系統，包含多個子系統，各個子系統中還包含多個智能模塊。變電站綜合自動化系統有著獨特的優越性，主要表現為，在線運行的可靠性高；供電質量高；專業綜合，易于發現隱患，處理事故恢復供電快；減少控制電纜，縮小占地面積；維護調試方便；實現了無人值班看守，保證了變電站的安全穩定運行。變電站綜合自動化系統全面代替了常規二次設備，以計算機為核心樞紐，結合現場總線技術，利用先進的通信和網絡協議，系統不但有著良好的抗干擾能力，還有著良好的擴展性，實現了數據共享，統一操作和統一管理。并且有著功能綜合化，分層分布式、微機化的系統結構，測量顯示數字化，操作監視屏幕化，運行智能管理化，通信手段多元化的特點。自從上個世紀70年代日本研制出第一個綜合自動化控制系統以后，已經得到了非常普遍的應用。

1 變電站綜合自動化系統設計方案

1.1 變電站概況

設有110KV總降變一座，建有63MVA三相雙卷自冷有載調壓變壓器3臺，電壓變比為115/10.5 kV。110kV線路進線共有3回，10kV為單母線四分段接線形式，出線共42回。并且設有無功補償裝置。

1.2 設計目標

依照無人值守綜合自動化變電站設計，完成遠動與計算機監控系統整體化設計，信息傳輸和通道設計，建成后擬實現監控；電壓、無功綜合控制；低頻減負荷控制等功能。

1.3 設計原則

變電站綜合自動化系統要全面代替常規的二次設備；

要保持設備接口的兼容性設計，遵循先進、合理的通信標準和協議；

系統的功能和胚子一定要滿足無人值守的要求；

作為電網調度自動化的子系統，一定要服從電網調度自動化的總體設計；

要具備高可靠性和抗干擾能力；

系統應有良好的擴展性和適應性；

系統應有良好的標準化程度和開放性能；

系統應該實現數據共享。

1.4 設計方案

要根據《地區電網調度自動化設計技術規程》的要求擬定遠動信息內容，信息傳輸方式以電力調度數據網通道方式為主，點對點模擬通道為備用。本變電站電力調度數據網采用路由器組網，就近接入地區電力調度數據網節點。要根據相關規定建立二次系統安全防護體系，重點保護實時控制等關鍵業務，采用安全隔離設備有效保護各安全區的業務系統。擬考慮使用貿易結算電量計量裝置，同時，用戶另配置1臺電能量信息采集與監控終端。

（1）遠動與計算機監控系統

采用開放式分層分布結構，包括站控層、間隔層以及網絡設備三個部分，采用以太單網連接結構，合用I/O測控單元。擬采用Windos XP操作系統，IEC60870－5－104運動系統協議和TCP／IP網絡協議。站控層設備按變電站遠景規模配置，間隔層設備按工程實際建設規模配置。

（2）電源

配置1臺逆變電源裝置以保證系統穩定供電，采用站內220V直流系統，采用110V直流電源經兩套互為備用的DC/DC電源變換裝置為通信電源。

（3）GPS對時系統

配置獨立的GPS對時系統，實現站內系統和設備的時間同步，采用雙時鐘冗余配置，并且增加擴展配置保證軟硬件對時。

（4）調度數據網接入設備

電力調度數據網采用路由器組網，就近接入地區電力調度數據網節點。

（5）二次系統安全防護裝置

配置有二次系統安全防護裝置一套，配置相應IP認證加密裝置，用以保證信息調度的實時性、安全性、可靠性。

（6）電能計量裝置的配置

采用用電壓互感器和電流互感進行計量，電能表采用一表一盒的接線方式，并且在總降變安裝一套電能信息采集與監控終端，還要符合電網負荷管理系統的相關要求。通信和傳輸方式以電力調度數據網為主，點對點直接傳送作為備用。

（7）計算機五防閉鎖功能

不獨立設置五防操作系統，由計算機遠程操控來實現該功能。

2 設備選型和功能實現

2.1 設備選型

設備選型一定要選擇性能優良、可靠性高的定型產品。

間隔層配置基本上為110kV線路進線3回，配置三臺測控裝置，3臺主變配置3套主變測控裝置，配置2套公用信號測控裝置，10kV負荷出線共有42回，配置42臺10kV線路保護測控一體化裝置，配置4組電容器，配置2臺站用變兼接地，配置6塊電能表就地分散布置在各開關柜上。

站控層遠動終端配置1面遠動屏柜，包括2臺通信服務器，1臺規約轉換器。監控系統為Windows XP，一定配置高性能主機，系統共配置3臺主機，均為當前I7主流配置。

網絡配置有48口一個和24口交換機3個，選用的也都是高性能的交換機。

此外還配有電能量信息采集與監控終端，GPS-01A同步衛星系，1套調度數據網設備和1套二次系統安全防護裝置。

2.2 功能實現

該系統設計實現了包括通信功能和系統功能在內的自動化控制和管理功能，實現了變電站設計安裝、調試和運行、維護、管理等全面的自動化功能，基本上達到了變電站設計的要求。

3 關于防電磁干擾

變電站自動化系統都是弱電系統，在強大電磁干擾下產生的電磁信號會通過電磁耦合進入系統內部，造成很嚴重的后果，影響到系統的可靠性。

對于電磁干擾所帶來的問題，本變電站采用電磁兼容技術，整體上提高系統的抗干擾水平，在裝置中選用高性能的元件，采用先進的制造工藝、屏蔽以及隔離技術，從而減少出現故障和錯誤的概率，并且利用微機的自動檢測技術來實時監測系統的運行狀況，在出現錯誤時自動閉鎖裝置并及時報警，防止裝置誤動。一般來說具體上采用屏蔽、接地、隔離措施來處置。

4 結論

隨著計算機技術、現場總技術、集成電路技術和通信技術的發展和變電站綜合自動化系統的不斷升級，變電站綜合自動化系統正在向著智能化、二次設備的標準化和網絡化的方向發展，未來數字化變電站將會成為現實。

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盧建兵，男，漢族，1968年出生，甘肅白銀人，西北師范大學教育碩士畢業，副教授，研究方向：電工技術、電子技術。）