簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

   針對110kV及以下用戶變電站，通過微機保護裝置、弧光保護裝置、智能操控裝置、接點測溫產品、局放監(jiān)測裝置、電能質量監(jiān)測/多功能儀表、環(huán)境傳感器等二次設備采集變電站內各類信息到監(jiān)控系統(tǒng)/EMS能效管理平臺進行分析、預警及控制，保障用戶變、配、用電全過程的可靠、安全、有序運行。系統(tǒng)監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所、低壓配電室、直流系統(tǒng)以及變配電環(huán)境和視頻監(jiān)控等。

1. 微機保護裝置及綜自系統(tǒng)

AM6系列保護裝置

光纖差動保護 • 線路保護 • 主變差動保護 • 主變后備保護 • 主變測控 • 主變非電量 • 操作箱 • 公共測控 • 母差保護 • 故障解列 • 電動機綜合保護 • 電容器保護 • 備自投保護 • PT監(jiān)測并列消諧

AM5SE系列保護裝置

線路保護 • 主變差動保護 • 主變后備保護 • 主變測控 • 主變非電量 • 電動機綜合保護 • 電容器保護 • 備自投保護 • PT監(jiān)測并列消諧

2. 110kv及以下變電站綜自系統(tǒng)

變電站綜合自動化系統(tǒng)：

監(jiān)控子系統(tǒng)：包括模擬量、開關量和電能量數據等遙測、遙信；事件記錄SOE、故障錄波記錄；遙控功能；• 微機保護子系統(tǒng)：包括進線公用測控屏；主變保護測控屏；母聯(lián)、PT、電容器等其他回路保護功能；

微機五防系統(tǒng)：綜自系統(tǒng)和微機五防系統(tǒng)聯(lián)動， 實現站內的五防防誤操作功能； 

電壓無功綜合控制子系統(tǒng)：補償電容器、電抗和有載調壓等功能；

系統(tǒng)的低頻減載負荷控制; 低壓減載、低頻減載裝置等；

備用電源自投控制；備自投裝置、快切等；

站內控制電源系統(tǒng)：包括直流屏、交流屏等；

變電站遠動調度：包括站內I區(qū)遠動上傳調度和關口表數據上傳功能。

3. Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)解決方案

   Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)采用一臺或兩臺監(jiān)控主機實現變電站的所有繼電保護、測量監(jiān)視、操作控制、信號數據通信和事件記錄打印等功能，采用模塊化軟件連接來實現集中信息采集、集中處理運算、集中展示交互。具有工作可靠、結構簡單、性價比高等優(yōu)點。

圖2 Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)拓撲圖

方案綜述

   Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用集中式監(jiān)控方案，其中主變部分由AM5SE系列微機保護裝置配置整套主變保護屏，實現主變的差動保護、后備保護、非電量保護及主變溫度監(jiān)測與檔位控制；其他回路及回路就地配置AM5SE系列微機保護裝置。實現對電氣量采集和對電氣設備（如斷路器）的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調節(jié)，發(fā)生故障時，由微機保護裝置完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，迅速切除故障設備和完成事故后的恢復操作。

   為總變配置1套DC220V/100AH柜式交直流電源，各區(qū)域變電所在高壓柜配置DC220V/20AH分布式直流電源，為整個變電站的斷路器、二次設備及監(jiān)控主機等重要設備運行提供穩(wěn)定可靠的電源。

   在通信室配置一臺時鐘同步裝置，實現變電站內所有微機保護裝置、監(jiān)控主機、規(guī)約轉換裝置、遠動裝置、廠站采集終端的時鐘同步。

   在通信室配置一套變電站綜自自動化系統(tǒng)，通過規(guī)約轉換裝置采集站內UPS、直流屏數據，通過光纖組網與分散的各區(qū)域變電所通信實現變電站綜合自動化監(jiān)控與管理。

   在通信室配置一面通訊屏、一面調度數據網屏，通過通道點對點方式實現變電站與調度端通訊。調度數據網屏配置數據路由器、交換機、縱向加密裝置、網絡安全監(jiān)測裝置等設備，提供變電站內數據調度上傳通道，并對該電力調度數據網進行網絡安全監(jiān)測，廠站采集終端實現站內的總電能計量與所用變計量。

功能需求

（1）電氣設備安全防護

   在35kV、10kV配電系統(tǒng)中配置AM5SE系列微機保護裝置，其中35kV主變配置整套主變保護屏，實現主變的差動保護、后備保護、非電量保護及主變溫度監(jiān)測與檔位控制；35kV其他回路及10kV各回路就地配置AM5SE系列微機保護裝置。

● 進線保護：

   35kV進線柜各配置一臺線路保護AM5SE-F（如需光纖差動保護，則配置AM6-LD，與對側保持一致），當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。35kV進線柜各配置一臺電能質量監(jiān)測裝置APView500，監(jiān)測電能質量如電壓諧波與不平衡/電壓偏差/頻率偏差/電壓波動與閃變等穩(wěn)態(tài)數據、電壓暫升/暫降/短時中斷暫態(tài)數據，當檢測到電能質量異常時，觸發(fā)故障錄波與數據記錄，為后續(xù)的電能質量分析提供數據支撐。

● 主變壓器保護：

   為了實時觀察和集中管理降壓變壓器運行狀態(tài)，方便降壓變壓器二次監(jiān)控設備的安裝和檢修，提高保護可靠性和靈敏性，35kV/10kV 主變壓器回路采用整套主變保護裝置集中組屏方式，配置一臺主變保護屏。屏柜設立在電氣監(jiān)控室，屏柜上裝設1臺差動保護裝置AM5SE-D2、1臺高后備保護裝置AM5SE-TB、1臺低后備保護裝置AM5SE-TB、1臺高側測控裝置AM5SE-K、1臺低側測控裝置AM5SE-K、1只變壓器溫控儀ARTM-8、1臺檔位變送器UP858-19AN及轉換開關、壓板、空氣開關等其他控制設備。差動保護裝置：作為降壓變壓器內部及引出線短路故障的主保護，動作后跳降壓變壓器高低兩側斷路器；高后備保護裝置：作為35kV側的后備保護以及變壓器的非電量保護，動作后跳降壓變壓器高低兩側斷路器；低后備保護裝置：作為10kV側的后備保護，動作后跳降壓變壓器高低兩側斷路器；高側測控裝置：用于監(jiān)測35kV側測量電流、測量電壓；低側測控裝置：用于監(jiān)測10kV側測量電流、測量電壓；變壓器溫控器：監(jiān)測降壓變壓器內部繞組溫度；檔位變送器：用于降壓變壓器檔位測量及有載調壓。

● 母聯(lián)保護：

   母聯(lián)柜配置一臺備自投保護裝置AM5SE-B，用于實現兩進線和母聯(lián)之間的自動投切（進線備自投/母聯(lián)備自投/聯(lián)切備自投/自適應備自投），同時實現母聯(lián)保護功能。

● PT保護：

   PT柜配置一臺PT并列及監(jiān)測裝置AM5SE-UB，實現兩臺PT柜間的切換以及監(jiān)測，當回路電壓出現異常時，及時發(fā)出告警信號。

● 開關柜綜合測控及電氣節(jié)點測溫：

   35kV各開關柜配置一臺智能操控無線測溫裝置ASD320，其中PT柜采用3點電池型測溫傳感器ATE400，用于監(jiān)測母排溫度；其他柜子均采用12點測溫傳感器ATE400，用于監(jiān)測母排、斷路器上觸頭斷路器下出頭、電纜出線處的溫度。

● 弧光保護：

   進線柜配置一臺弧光保護主控單元ARB5-M，母聯(lián)柜配置一臺弧光保護擴展單元ARB5-E，各開關柜母線室配置一只弧光傳感器ARB5-S，當母線室發(fā)生弧光故障時，弧光保護主控單元及時跳開被保護母線的進線、母聯(lián)和其他電源支路斷路器。

（2）本地數據采集

   變電站綜合自動化系統(tǒng)需采集站內設備信息集中分析管理，根據數據類型主要分為遙測、遙信、電能三類數據，網關將規(guī)約雙向轉換（即規(guī)約轉換器），在變電站自動化分布式智能電子設備中存儲的信息通過網關傳送給SCADA主站。

（3）電力系統(tǒng)安全防護

   為了加強變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)安全防護，抵御及惡意代碼等對監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)起的惡意破壞和攻擊，以及其它非法操作，防止電力監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓和失控，和由此導致的變電站一次系統(tǒng)事故和其他事故，需制定電力安全防護方案。

   項目實施需配置變電站綜合自動化系統(tǒng)、電能量采集裝置、調度數據網系統(tǒng)。

● 變電站綜合自動化系統(tǒng)

   變電站綜合自動化系統(tǒng)采用系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，配置一臺監(jiān)控后臺主機兼操作員站。主要實現變電站的數據采集、監(jiān)視和控制功能，以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構與被監(jiān)測控制的對象（生產過程）共同構成的整體。在這個系統(tǒng)中，計算機直接參與被監(jiān)控對象的檢測、監(jiān)督和控制，采用IEC104規(guī)約、端口號2404，并實時與地調自動化主站系統(tǒng)進行數據傳輸。

● 電能量采集裝置

   配備一套廠站采集終端電能量采集裝置。電能量采集器是一種用于采集、存儲和轉送電站關口表采集和生成的計量計費信息的裝置。裝置通過與電度表通信，收集電度表采集和生成的計量計費信息。采集器通過調度數據網非實時業(yè)務與計量計費主系統(tǒng)通信，地調接入網上傳通信端口為1020，上報所采集和生成的的計量計費信息。

● 調度數據網系統(tǒng)

   調度數據網系統(tǒng)是一種為電力調度生產服務的廣域數據網絡，是電力調度生產部門之間及電力調度生產部門與發(fā)電廠、變電站之間計算機監(jiān)控系統(tǒng)等實時和準實時數據通信的基礎設施，是確保電網安全、穩(wěn)定、經濟運行的重要手段。一般由路由器、交換機、縱向加密裝置、網絡安全監(jiān)測裝置、橫向隔離裝置、防火墻裝置組成。

04 系統(tǒng)功能

實時監(jiān)測

   Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中，配電系統(tǒng)中監(jiān)測的開關量主要有：斷路器分、合閘信號，手車工作、試驗位置信號，遠方/就地切換位置信號、彈簧儲能狀態(tài)信號、接地刀合分信號、變壓器超溫跳閘信號、高溫報警信號，保護跳閘信號和事故預告信。

圖3 實時監(jiān)測主界面圖

電參量查詢

   在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能等，并可以查看24小時相電流趨勢曲線。

圖4 電參量查詢界面圖

運行報表

   能查詢各回路或設備時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

圖5 電參量運行統(tǒng)計報表界面圖

歷史事件查詢

   能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

電能數據展示

   具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表，也可通過棒狀圖形式展示分時電度信息。

圖7 分時電度界面圖

網絡拓撲圖

   系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構；可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖8 站內設備系統(tǒng)網絡拓撲圖

遙控功能

   可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。

   變電站綜自系統(tǒng)提升變電站運行效率、增強變電站安全性和穩(wěn)定性、實現數據共享和資源共享、支持遠程控制和智能化管理、適應多種電壓等級和變電站類型。變電站綜合自動化系統(tǒng)通過其先進的技術和全面的功能，為變電站的安全、高效運行提供了有力保障。