摘要：Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)是我公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化和無人值守的要求，總結(jié)guonei外先進的研究和生產(chǎn)經(jīng)驗，專門開發(fā)的新一代電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有保護、遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程信任、遠(yuǎn)程脈搏、遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制功能，可實現(xiàn)無人值守或少人值守功能，為監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)濟可靠運行提供了全新的解決方案。該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個監(jiān)控系統(tǒng)在物理上分為兩層:站控層和間隔層。站級通信網(wǎng)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和TCP/IP通信協(xié)議，物理網(wǎng)可以屏幕。、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、等待通信規(guī)定。

關(guān)鍵字：變電站綜合自動化系統(tǒng)；無人值守。

1概述

  物流園變電站布置在整個室內(nèi)兩層。一樓西側(cè)為主變室。東側(cè)為10kV配電室，東北側(cè)為二次設(shè)備室。二樓東側(cè)為35kV配電室，西北側(cè)為10kV電容室。35kV配電裝置采用金屬鎧裝拆卸開關(guān)柜，室內(nèi)單列布置；10kV配電裝置采用金屬鎧裝拆卸開關(guān)柜，室內(nèi)雙列布置。35kV供電系統(tǒng)采用雙母線分段系統(tǒng)，共13面高壓開關(guān)柜；10kV供電系統(tǒng)采用雙母線分段系統(tǒng)，共21面高壓開關(guān)柜；綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)

  根據(jù)用戶配電系統(tǒng)的管理要求，需要對35kV開關(guān)柜、10kV開關(guān)柜、35kV/10kV主變、交流DC系統(tǒng)等進行全面的監(jiān)控和保護，及時發(fā)現(xiàn)故障，確保配電系統(tǒng)可靠運行。

  AM5SE系列進線保護、主變保護和各種出線保護裝置，結(jié)合用戶實際生產(chǎn)工藝要求，在35kV和10kV配電電路中配置AM5SE系列進線保護、主變保護和各種出線保護裝置，在總進線處配置APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置。

  在電氣監(jiān)控室配備Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)整個物流園區(qū)供配電系統(tǒng)的電力監(jiān)控和自動化管理，通過通信管理機和網(wǎng)絡(luò)交換機實時采集微機保護裝置、電能質(zhì)量等二次設(shè)備數(shù)據(jù)。在電氣監(jiān)控室配備一套電源系統(tǒng)，為整個變電站的斷路器、二次設(shè)備、監(jiān)控主機等重要設(shè)備運行提供穩(wěn)定可靠的電源。

圖1  物流園區(qū)電氣監(jiān)控圖

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  通過智能電力監(jiān)控裝置、通信網(wǎng)絡(luò)和計算機軟件，變電站綜合自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)控、事故記錄和分析、繼電保護等。供配電系統(tǒng)在運行過程中，完成園區(qū)的供電、用電管理和運行管理。該系統(tǒng)可以分為三個結(jié)構(gòu):現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和平臺管理層。

  現(xiàn)場設(shè)備層:包括微機保護、智能控制、多功能儀表、計量表等設(shè)備。，用于收集電氣運行參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、電氣接觸溫度等數(shù)據(jù)。在站內(nèi)配電柜中。同時，在35kV變電站和10kV變電站配備多套DC電源，確保現(xiàn)場設(shè)備良好的運行環(huán)境。

  網(wǎng)絡(luò)通信層:包括ANet-2E8S智能網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)通過數(shù)據(jù)采集箱(內(nèi)置智能網(wǎng)關(guān))采集數(shù)據(jù)，通過光纖上傳到通信室變電站綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)平臺，主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲。同時，網(wǎng)關(guān)充當(dāng)遠(yuǎn)程通信裝置，現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集后，通過交換機縱向加密數(shù)據(jù)上傳調(diào)度網(wǎng)。

  平臺管理層：?國家電網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)電力調(diào)度控制平臺，變電站綜合自動監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

圖2  監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3解決方案

  本項目35kV配電裝置采用金屬鎧裝拆卸開關(guān)柜，本期和遠(yuǎn)景進線2次，采用單母線分段。本期新柜中，有2臺進線隔離柜、2臺計量柜、2臺進線開關(guān)柜、2臺壓變柜、2臺主變進線開關(guān)柜、1臺母線分段開關(guān)柜、1臺母線分段隔離柜。為了預(yù)留遠(yuǎn)景可能的3#主變，在35kV中Ⅱ段母線PT柜和2#主變柜之間有一個柜位，以后可以插入新柜。開關(guān)柜具有可靠的“機械五防"功能，電氣連鎖設(shè)置在進線開關(guān)和進線隔離手車間。

圖3 35kV開關(guān)室一次系統(tǒng)圖

  10kV配電裝置采用金屬鎧裝中置開關(guān)柜，本期出線2次，采用單母線分段。本期新增9個開關(guān)柜，包括1個主變進線開關(guān)柜、1個電容器柜、2個站變柜、1個分段開關(guān)柜、1個分段隔離柜、2個饋線柜、1個母線PT柜。柜間有一座母線橋，1座主變母線橋。其中10kVⅡ段待二期建設(shè)。

圖4 10kV開關(guān)室一次系統(tǒng)圖

3.1方案綜述

  本項目采用分層分布式綜合自動化系統(tǒng)。計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用安科瑞電氣有限公司生產(chǎn)的微機監(jiān)控系統(tǒng)。本期配置:遠(yuǎn)動主機屏幕1側(cè)、公共測控屏幕1側(cè)、電力調(diào)度數(shù)據(jù)屏幕1側(cè)、#1主變保護測控屏幕1側(cè)、電能測量屏幕1側(cè)、電源系統(tǒng)屏幕7側(cè)。上述綜合自動化屏幕集中布置在二次設(shè)備室內(nèi)。

  35kV進線、母分、10kV饋線、電容器、母分按間隔配置測量裝置，35kV和10kV母分按間隔配置測量控制裝置，上述設(shè)備按間隔配置在相應(yīng)的間隔開關(guān)柜內(nèi)。安裝在每個柜子里的保護和測量控制裝置的所有信息都通過103協(xié)議通過以太網(wǎng)通道發(fā)送到站臺控制層。二次設(shè)備室內(nèi)設(shè)備GPS時鐘對時采用電B碼，35kV、采用網(wǎng)絡(luò)對時的10kV開關(guān)室內(nèi)保護測控裝置。

  本工程配置站采用2臺變壓器(容量為50kVA)，其中1臺為遠(yuǎn)景備用；DC系統(tǒng)電壓為110V，電池(容量為200Ah，54/2V)組屏2面。電源系統(tǒng)共組屏7面布置在二次設(shè)備室，到監(jiān)控后臺的報紙采用通訊軟報紙加硬接觸的方式。

  全站N600有且只有一點接地，該接地位于#1主變保護測控屏上。

  本工程設(shè)置電能計量屏(主變35kV、主變10kV側(cè)各一個電能表)1面，35kV進線，10kV饋線，電容器間隔電能表均布置在每個間隔開關(guān)柜內(nèi)。其中，計量關(guān)口設(shè)置在35kV進線側(cè)。電能采集裝置ERTU通過電能采集裝置上傳調(diào)度站內(nèi)電能表數(shù)據(jù)。

3.2功能需求

3.2.1本地數(shù)據(jù)采集

  變電站綜合自動化系統(tǒng)需要采集34臺設(shè)備，根據(jù)數(shù)據(jù)類型，本地設(shè)備主要分為三類數(shù)據(jù):遙測、遙信和電能。整個系統(tǒng)的功能要求:

1)數(shù)據(jù)采集與處理：各種電參數(shù)、開關(guān)量、溫度量、電能抄表值等。通過間隔層設(shè)備實時采集；

2)圖片顯示:每個電路的組合、狀態(tài)、位置信息、保護設(shè)備的動作和返回信息、DC系統(tǒng)和所用變化系統(tǒng)的信息、每個測量值的實時數(shù)據(jù)、各種報警等信息。

3)記錄功能:具有各種歷史數(shù)據(jù)的存儲功能，如電壓、電流、功率、電能、事故、報警等。，用于查詢、分析和打印。

4)報警處理：用戶可根據(jù)自己的需要對報警進行分類篩選，并將報警歸納到不同的報警窗口。

5)應(yīng)具備完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；

6)曲線分析功能:實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的模擬量和電量數(shù)據(jù)可以以曲線的形式顯示，從而分析其當(dāng)前的運行狀態(tài)和相關(guān)的歷史趨勢；

7)報告統(tǒng)計功能:通過報告，可以方便地分析供電系統(tǒng)和各回路的運行參數(shù)，形成運行日報、月報、電能統(tǒng)計日報、月報、年報。

3.2.2主機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加固

  Acrel-1000(狗用戶鎖)、網(wǎng)絡(luò)邊界處通信網(wǎng)關(guān)機ANet-2E4SM等監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)組態(tài)軟件在物流園配電工程現(xiàn)場應(yīng)用，采用Windows加固操作系統(tǒng)，已關(guān)閉不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，具體內(nèi)容如下：

1)確定生產(chǎn)控制區(qū)域計算機設(shè)備各網(wǎng)卡IP地址的正確配置

2)關(guān)閉不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

3)禁止網(wǎng)絡(luò)非法外聯(lián)

4)USB口、禁止USBB用光驅(qū)封條粘貼。、接入光驅(qū)移動介質(zhì)

5)加強密碼密碼，刪除默認(rèn)多余的帳戶，不同的帳戶對應(yīng)不同的權(quán)限設(shè)置

6)禁止在計算機上安裝與運行監(jiān)控系統(tǒng)無關(guān)的軟件。

現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如交換機、工業(yè)控制機、通信管理裝置，綁定網(wǎng)口的MAC地址，實現(xiàn)特殊用途，關(guān)閉多余的網(wǎng)口，用防塵塞堵塞端口，貼上“端口禁用標(biāo)志"。

如下圖所示，物流園配電工程監(jiān)控系統(tǒng)的分區(qū)及邊界保護：

圖5  監(jiān)控系統(tǒng)分區(qū)及邊界保護圖

配置設(shè)備清單3.3

現(xiàn)場應(yīng)用圖3.4

圖6  35kV開關(guān)柜圖圖635kV

圖7  10kV開關(guān)柜圖710kV

圖8  35kV變壓器圖835kV

圖片9  通訊室現(xiàn)場圖片

4系統(tǒng)功能

4.1實時監(jiān)測

  Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)人機界面友好，配電線路的運行狀態(tài)可以以配電一次圖的形式直觀顯示，電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息可以實時監(jiān)控，各配電電路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等的合閘狀態(tài)以及相關(guān)故障、報警等信號可以動態(tài)監(jiān)控。其中，10kV配電系統(tǒng)中監(jiān)測的開關(guān)量主要包括:斷路器分、合閘信號、手車工作、試驗位置信號、遠(yuǎn)程/現(xiàn)場切換位置信號、彈簧儲能狀態(tài)信號、接地刀合分信號、變壓器超溫跳閘預(yù)警信號、高溫報警信號。

電能質(zhì)量分析4.2

  為電壓值、偏差率、諧波畸變率、電流值、分相功率、總功率等信息提供電能質(zhì)量檢測儀采集的數(shù)據(jù)。

4.3運行報表

  可以查詢每個電路或設(shè)備規(guī)定時間的運行參數(shù)。報表中顯示的參數(shù)信息應(yīng)包括:各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總功率、總無功功率、正功率電能等。

4.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

  系統(tǒng)支持對接入系統(tǒng)各設(shè)備的通信狀態(tài)進行實時監(jiān)控，可以顯示整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；設(shè)備的通信狀態(tài)可以在線診斷，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)異常發(fā)生時，故障設(shè)備或部件及其故障部件可以在界面上自動顯示。

4.5曲線查詢

  各電參量曲線可直接在曲線查詢界面查看，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等曲線。

5結(jié)語

變電站綜合自動化系統(tǒng)在變電站中發(fā)揮著越來越重要的作用，在實現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)度自動化、運行管理現(xiàn)代化、提高電網(wǎng)的可靠運行水平方面發(fā)揮著重要作用。因此，各地區(qū)電網(wǎng)中的變電站應(yīng)進一步加強綜合自動化系統(tǒng)水平，提高運行維護人員的技能，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]安科瑞企業(yè)微網(wǎng)的設(shè)計與應(yīng)用