白振華

摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)110 kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和分析，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬軟件、模塊等方面入手，詳細(xì)闡述了自動(dòng)化系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。由調(diào)試結(jié)果可得，該設(shè)計(jì)的運(yùn)行效果良好，滿足了自動(dòng)化系統(tǒng)要求，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電站；自動(dòng)化設(shè)計(jì)；電容器；拓?fù)湫问?/p>

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.094

實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化對(duì)于建設(shè)智能電網(wǎng)的意義重大。通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行測(cè)量、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，從而提高變電站的運(yùn)行效率和管理水平，有效提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作，最大程度提高變電站的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。以下對(duì)110 kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)闡述。

1 整體設(shè)計(jì)方案

某110 kV變電站是一座智能化變電站，現(xiàn)有主變2臺(tái)，總?cè)萘繛?×50 MVA，設(shè)置為110 kV、35 kV、10 kV電壓等級(jí)。110 kV采用單母分段接線方式，本期出線2回，與220 kV靜樂變電站聯(lián)結(jié)；35 kV采用單母分段接線方式，本期出線2回；10 kV采用單母分段接線方式，本期出線4回，設(shè)有2組電容器，補(bǔ)償容量為2×4 008 kVar。

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，以間隔為單位，按對(duì)象設(shè)計(jì)。如圖1所示，為了保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性與穩(wěn)定性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?。變電站作為網(wǎng)絡(luò)終端，是一個(gè)獨(dú)立的、具有遠(yuǎn)方控制功能的系統(tǒng)。在功能邏輯上，變電站應(yīng)由過程層、間隔層及站控層構(gòu)成，其自動(dòng)化系統(tǒng)需符合國(guó)際基本要求及DL/T 860規(guī)定。

1.2 系統(tǒng)功能

根據(jù)設(shè)計(jì)需求，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需具有以下功能。

1.2.1 遙測(cè)量

站用電流、電壓；通信電源DC/DC輸出電壓、蓄電池輸出電流與浮充電流、直流正/副母線對(duì)地電壓；主變繞組與油溫度；10 kV分段三相電流；35 kV、110 kV無功功率，有功功率、三相電壓、分段三相電流；10 kV電容器三相電流、三相電壓、無功功率；110 kV、35 kV、10 kV各段母線三相線電壓，三相相電壓，開口三角電壓；110 kV母線頻率；10 kV無功功率、有功功率、線路三相電流；35 kV、110 kV功率因數(shù)，無功功率，有功功率，線路三相電流；主變?nèi)齻?cè)功率因數(shù)、無功功率、有功功率、三相電壓與電流。

1.2.2 遙信量

35 kV、10 kV開關(guān)柜手車工作及檢修位置，站內(nèi)所有通信在線終端、集成智能組件及合并單元裝置共同發(fā)出報(bào)警信號(hào)；站用電故障信號(hào)或失電現(xiàn)象；通信電源DC/DC裝置異常信號(hào)；站用母線分段斷路器雙位置信號(hào)、不間斷電源裝置異常信號(hào)；直流系統(tǒng)異常信號(hào)、接地電流；變壓器內(nèi)部故障總信號(hào)；接地刀閘位置信號(hào)及全站隔離開關(guān)信號(hào)；站內(nèi)全部斷路器雙位置故障信號(hào)。

1.2.3 遙控量

全站所有斷路器的分合，主變中性點(diǎn)電動(dòng)隔離開關(guān)的分合，110 kV、35 kV、10kV電壓并列的投退，主變有載開關(guān)檔位等。

1.2.4 遙調(diào)量

主變分接頭位置。

2 硬件

2.1 站控層設(shè)備

遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置負(fù)責(zé)解決與調(diào)度端的接口和規(guī)約轉(zhuǎn)換，并具備足夠的通信接口，實(shí)現(xiàn)與調(diào)度端的通信；主機(jī)兼操作員工作站應(yīng)能滿足操作時(shí)的可靠、安全、便捷及直觀等要求。

站控層設(shè)備應(yīng)具有主、備通道通信功能，配置一套集故障錄波與通信記錄分析功能為一體的裝置，加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)的監(jiān)視力度。如果發(fā)現(xiàn)隱患或故障，則應(yīng)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并預(yù)先擬定處理策略，以便盡快排除故障。應(yīng)能保障通信記錄的完整性，以便重現(xiàn)故障與通信過程，了解到保護(hù)裝置與電力系統(tǒng)是否作出了故障應(yīng)對(duì)反應(yīng)。

2.2 間隔層設(shè)備

間隔層設(shè)備主要包括主變保護(hù)與測(cè)控一體化裝置，主變本體智能終端，110 kV線路及分段保護(hù)測(cè)控一體化裝置，35 kV線路、分段保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、故錄四合一裝置，10 kV線路、分段、電容器保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、故錄四合一裝置等。

3 軟件

監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)事故、異常狀況進(jìn)行分類，對(duì)隱患或事故自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并依據(jù)事故嚴(yán)重程度設(shè)定事故等級(jí)。事故發(fā)生時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)志燈會(huì)一直閃光，直到操作人員復(fù)位。監(jiān)控系統(tǒng)還能設(shè)置測(cè)點(diǎn)的極限值和越限值，一旦越限，便會(huì)發(fā)出警報(bào)，將畫面?zhèn)鬟_(dá)給控制中心。

3.1 系統(tǒng)模塊類型

監(jiān)控系統(tǒng)包括應(yīng)用層、應(yīng)用服務(wù)層、底層。應(yīng)用層主要由系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)模塊、通信管理模塊、系統(tǒng)主控模塊等構(gòu)成，應(yīng)用服務(wù)層由應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成，底層由歷史數(shù)據(jù)庫和參數(shù)數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)總體框架如圖2所示。

系統(tǒng)組態(tài)模塊包括圖形監(jiān)控模塊、歷史報(bào)警模塊、曲線瀏覽模塊、報(bào)表瀏覽模塊、事故追憶模塊。圖形監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)監(jiān)視變電站的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行控制操作；歷史報(bào)警模塊又分為歷史報(bào)警模塊和實(shí)時(shí)報(bào)警模塊，其中，歷史報(bào)警模塊主要用于查詢歷史報(bào)警信息，可檢索查詢變電站發(fā)生過的事件、事故或遙信變位，為站內(nèi)事件事故排查分析提供可靠依據(jù)；實(shí)時(shí)報(bào)警模塊用于描述實(shí)時(shí)報(bào)警信息，在結(jié)構(gòu)上分為報(bào)警通知器、實(shí)時(shí)報(bào)警信息過濾瀏覽。

3.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 生成實(shí)時(shí)庫

實(shí)時(shí)庫是系統(tǒng)運(yùn)行的前提，所以，必須先配置數(shù)據(jù)庫，將SCD文件及其他61850文件放到ics8000/cbin/xcomm/ini目錄下；由SCD文件生成配置庫，在配置工具中點(diǎn)擊“導(dǎo)入/導(dǎo)出”菜單中的“導(dǎo)入61850信息”選項(xiàng)，如果未顯示待選裝置，則依次點(diǎn)擊“刷新”“全選”“導(dǎo)入”，等待導(dǎo)入成功；由配置庫生成csfnode庫，啟動(dòng)“csfboot.exe”，在配置工具中點(diǎn)擊“導(dǎo)入/導(dǎo)出”菜單中的“導(dǎo)入csfnode”選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中選擇要導(dǎo)入的機(jī)器（可同時(shí)選擇多臺(tái)）并點(diǎn)擊“執(zhí)行”，等待導(dǎo)入成功；制作完畢后，用導(dǎo)入/導(dǎo)出功能導(dǎo)出數(shù)據(jù)到/ics8000/xml/XMLDoc目錄下，運(yùn)行/ics8000/cbin目錄下的rtdbmanager.exe程序便可進(jìn)行實(shí)時(shí)庫數(shù)據(jù)庫建模，加載數(shù)據(jù)便可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入實(shí)時(shí)庫。

3.2.2 圖形編輯模塊

系統(tǒng)軟件自帶圖形編輯工具，對(duì)應(yīng)圖形編輯模塊為visioneditor.exe。運(yùn)行應(yīng)用程序進(jìn)行圖形編輯，可根據(jù)需求對(duì)站內(nèi)情況繪制潮流圖、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖、電氣主接線圖及各保護(hù)測(cè)控裝置圖等。通過在線監(jiān)視模塊，可將上述圖形顯示到人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視，以及時(shí)對(duì)發(fā)生的異常狀況進(jìn)行控制、操作。

4 調(diào)試運(yùn)行

在完成智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能模塊的整定及系統(tǒng)設(shè)備的選型、安裝后，便可對(duì)其進(jìn)行專業(yè)性調(diào)試。調(diào)試運(yùn)行結(jié)果顯示，通過該系統(tǒng)顯示器能監(jiān)視主要的電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。畫面支持雙屏顯示、無級(jí)縮放、平滑漫游，兼具網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠c導(dǎo)游圖功能；支持模擬儀表與動(dòng)態(tài)潮流顯示，可利用客戶端制作動(dòng)畫回傳給主機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，使各運(yùn)行值保持在允許范圍內(nèi)，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

5 結(jié)束語

總而言之，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理及調(diào)度的自動(dòng)化，對(duì)提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平效果明顯，大大加強(qiáng)了電網(wǎng)一次、二次設(shè)備的效能和可靠性。隨著高科技的發(fā)展和硬軟件環(huán)境的改善，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)越性必將進(jìn)一步體現(xiàn)出來，為電網(wǎng)的發(fā)展提供應(yīng)用支持。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕