張新林

(江西省計(jì)量測試研究院，江西 南昌 330002)

某小區(qū)10 kV變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張新林

(江西省計(jì)量測試研究院，江西 南昌 330002)

對變電站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)闡述了變電站自動化系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)和SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)際，以某小區(qū)的變電自動化系統(tǒng)為實(shí)例，對其具體情況作了介紹，并且設(shè)計(jì)了該大廈10 kV變電站的自動化系統(tǒng)。

變電站；綜合自動化系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

0 引言

變電站自動化系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)變電站的安全、可靠運(yùn)行，提高變電站的經(jīng)濟(jì)效益，降低運(yùn)行維護(hù)成本。進(jìn)一步完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是今后電力系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢[1]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

某小區(qū)大廈變電站綜合自動化系統(tǒng)是基于DVPS-600P進(jìn)行設(shè)計(jì)的。DVPS-600P自動化系統(tǒng)由中心主計(jì)算機(jī)、DVP系列微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置及通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)控制器等設(shè)備構(gòu)成。該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括站控層、通信層和間隔層。該小區(qū)遙視系統(tǒng)主站和監(jiān)控系統(tǒng)主站調(diào)度端均位于開閉所內(nèi)，微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置不集中安裝于主控制室，而是安裝在配電間，且所有微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置全部安裝在開關(guān)柜上，直流屏同開關(guān)柜并行安裝；配電間是消耗電能的部分，與間隔層和開閉所的距離比較遠(yuǎn)。間隔層由DVP-600系列監(jiān)控模塊、自動控制模塊、微機(jī)保護(hù)模塊和其他的IDE(Integrated Drive Electronics)設(shè)備組成。站控層內(nèi)部通過以太網(wǎng)通信，采用TCP/IP協(xié)議；間隔層設(shè)備之間采用CAN-BUS現(xiàn)場總線通信。在整個系統(tǒng)中，DVP-602/602Z(微機(jī)數(shù)據(jù)通信管理裝置)是連接間隔層和站控層的關(guān)鍵裝置，通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換接口單元可以實(shí)現(xiàn)其他廠家設(shè)備到CAN總線之間的轉(zhuǎn)換，利用CAN總線網(wǎng)絡(luò)適配器來實(shí)現(xiàn)所有DVP-600系列設(shè)備以及其他轉(zhuǎn)換單元間的通信，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時的數(shù)據(jù)交換[2]。

2 系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)方案

(1) 采用多串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器使串口設(shè)備上網(wǎng)，在串口和以太網(wǎng)之間搭建透明傳輸通道。

(2) 采用DVP-602/602Z，可支持間隔層多種通信方式。

(3) 調(diào)度端采用逆變電源而不是UPS電源，交直流兩用，可提高系統(tǒng)的可靠性。該小區(qū)10 kV變電站自動化通信結(jié)構(gòu)框圖見圖1。

圖1 該小區(qū)10 kV變電站自動化通信結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 10 kV線路保護(hù)監(jiān)控

在該方案中采用DVP-631微機(jī)線路保護(hù)監(jiān)控裝置，該裝置適用于6 kV～66 kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，作為6 kV～66 kV饋線保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視報警裝置。保護(hù)部分由三相三段式電流保護(hù)組成，可構(gòu)成無方向無延時速斷、延時速斷和定時限過流保護(hù)；保護(hù)裝置配有低電壓元件，可構(gòu)成帶電壓閉鎖的電流保護(hù)；DVP-631通過開關(guān)輔助接點(diǎn)可啟動三相一次重合閘，并具有后加速跳閘功能；可單獨(dú)投切延時速斷和過流的后加速功能；裝置設(shè)有低周自動減負(fù)荷元件、低周可選擇低壓閉鎖和滑差閉鎖，當(dāng)多個裝置通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起時具有小電流接地自動選線功能?？刂撇糠钟杀O(jiān)控跳合閘、手動跳合閘組成，可以分別進(jìn)行電流和電壓的測量，從而計(jì)算功率；通過頻率的測量和功率因數(shù)的測量，達(dá)到計(jì)算其他電參數(shù)的目的。同時還配有預(yù)告報警系統(tǒng)、控制回路故障報警系統(tǒng)以及接地?cái)嗑€報警系統(tǒng)。

3.2 變壓器保護(hù)監(jiān)控

該系統(tǒng)中具有DVP-606微機(jī)變壓器非電量保護(hù)裝置、DVP-625差動保護(hù)裝置和DVP-626后備保護(hù)裝置。

DVP-606微機(jī)變壓器非電量保護(hù)裝置面板配有重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放保護(hù)報警燈、預(yù)告報警燈及保護(hù)動作的獨(dú)立空接點(diǎn)輸出。裝置運(yùn)行過程中，循環(huán)顯示各回路主變溫度和分接頭位置。CAN總線控制器在網(wǎng)絡(luò)中可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時的數(shù)據(jù)交換，并能夠完成相應(yīng)的控制功能如四遙功能以及遠(yuǎn)程修改相應(yīng)的定值、遠(yuǎn)程信號恢復(fù)等功能，從而達(dá)到變電站監(jiān)控自動化的目的[3-4]。

DVP-625微機(jī)變壓器差動保護(hù)監(jiān)控裝置專用于35 kV及以下電壓等級的雙圈變壓器，由監(jiān)控和保護(hù)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)共同構(gòu)成變壓器差動保護(hù)，它采集高、低兩側(cè)共9個電流量(3個采集測量電流，6個采集保護(hù)電流)和變壓器一側(cè)母線3個電壓量,可完成變壓器一側(cè)跳合閘控制及能量監(jiān)測。該裝置的控制部分由監(jiān)控跳合閘、手動跳合閘組成，能夠進(jìn)行電流和電壓的測量，從而計(jì)算功率，通過頻率的測量和功率因數(shù)的測量，可以達(dá)到計(jì)算其他電參數(shù)的目的。同時還配有預(yù)告報警系統(tǒng)、控制回路故障報警系統(tǒng)以及接地?cái)嗑€報警系統(tǒng)等。

DVP-626微機(jī)變壓器后備保護(hù)監(jiān)控裝置專用于各種容量的變壓器，它由監(jiān)視和保護(hù)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)共同構(gòu)成，保護(hù)電流取變壓器電源側(cè)電流。DVP-626可以接入一組母線電壓和一組測量電流，可完成變壓器一側(cè)跳合閘監(jiān)控，因而可以作為變壓器一側(cè)的監(jiān)控。該裝置控制部分由監(jiān)控跳合閘、手動跳合閘組成，可進(jìn)行電流和電壓的測量，從而計(jì)算功率，通過頻

率的測量和功率因數(shù)的測量，可以達(dá)到計(jì)算其他電參數(shù)的目的。同時還配有預(yù)告報警系統(tǒng)、控制回路故障報警系統(tǒng)以及接地?cái)嗑€報警系統(tǒng)。監(jiān)視功能配有預(yù)告報警、控制回路斷線報警、PT和CT斷線報警等。

3.3 電容保護(hù)監(jiān)控

該保護(hù)監(jiān)控由DVP-641微機(jī)電容保護(hù)監(jiān)控裝置完成。該裝置適用于6 kV～66 kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，由監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)兩套系統(tǒng)組成，電容保護(hù)監(jiān)控由電容器成套保護(hù)裝置、控制部分、測量計(jì)算裝置和監(jiān)視報警裝置構(gòu)成。在電流保護(hù)部分通常由延時速斷保護(hù)、中性點(diǎn)電流不平衡保護(hù)和其他電壓保護(hù)組成?？刂撇糠钟蛇b控跳合閘、手動跳合閘回路組成，可接收主機(jī)命令對電容器組進(jìn)行自動投切以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無功及綜合調(diào)壓功能。可以進(jìn)行電流和電壓的測量，從而計(jì)算功率，通過頻率的測量和功率因數(shù)的測量，可以達(dá)到計(jì)算其他電參數(shù)的目的。同時還配有預(yù)告報警系統(tǒng)、控制回路故障報警系統(tǒng)以及接地?cái)嗑€報警系統(tǒng)等。

3.4 中央信號監(jiān)控

采用DVP-601微機(jī)中央信號監(jiān)控裝置。該裝置主要用于以DVP-600系列微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置為基礎(chǔ)構(gòu)成的變電站綜合自動化系統(tǒng)，完成全站事故信號及預(yù)告信號報警輸出。該裝置既可以構(gòu)成中央信號系統(tǒng)，又可將全站各種信息送向監(jiān)控主機(jī)。監(jiān)視部分配有預(yù)告報警、直流系統(tǒng)接地報警、直流電壓過高報警、直流電壓過低報警、預(yù)告音響報警和事故音響報警。

4 小結(jié)

本文主要介紹了某小區(qū)大廈10 kV變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用變電站綜合自動化技術(shù)，不僅可以提高供電質(zhì)量，而且還可以使電壓合格率更高，從而保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。同時，該系統(tǒng)還降低了整個變電站的造價，大大降低了值班人員的勞動強(qiáng)度。

[1] 張惠剛.變電站綜合自動化原理與系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2] 黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3] 陳堂，趙祖康，陳星鶯，等.配電系統(tǒng)及其自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2003.

[4] 王錫凡.電力工程基礎(chǔ)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1997.

Design of Some Subdistrict 10 kV Substation System

ZHANG Xin-lin

(Measurement and Testing Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330002, China)

The paper was on a substation automation system. It focused on the communication systems and SCADA system of the substation automation system. Taking the actual substation automation system of some subdistrict as an example, it introduced the design of a 10 kV substation automation system.

substation; automation system; design

1672- 6413(2015)06- 0203- 02

2015- 10- 08；

2015- 10- 12

張新林(1979-)，男，江西鄱陽人，工程師，碩士，研究方向?yàn)殡姍C(jī)電器。

TP273

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