10kv―35kv变电站综合自动化系统设计研究

【摘 要】变电站综合自动化系统综合利用了通信技术、计算机技术、自动化技术等高科技。采集信息与数据，并通过计算机逻辑判断和计算能力对变电站设备的操作和运行进行实时控制与监测。本文主要说明通过通信技术和计算机技术，进行优化设计与组合变电站二次设备，用中央信号系统、运动屏和控制屏代替监测与测量仪，继电保护装置和外界通信弊端，从而集成自动化系统等。

【关键词】变电站；综合自动化；系统设计

国家对变电站经济运行质量和安全性标准逐渐提高，而变电站的综合自动化，是确保电网高效率运行的重要基础，实时机械化操作，为无人值班提供了途径。电网越来越复杂，各级调度中心需要许多信息和数据，便于实时掌握变电站运行情况和电网。因此，为了提高变电站可控性，需要及时处理集中操作、反事故操作和远距离集中控制，并进行变电站综合自动化系统的设计。

1 我国变电站综合自动化系统基本功能

1.1 人机联系和操作控制功能

技术操作人员借助于CRT屏幕切、投控制断路器与系统的隔离开关，并可以继续拧远方命令操作；计算机出现故障，导致整个系统瘫痪或者是无法操作时，需要保留合闸和直接人工跳闸方式。在监控系统运行中，需要实时监视采集电压、电流、频率、变压器运行温度等数值，一旦超出限定值，需要及时发出警♒戒信号，并对此进行记录。除此之外，需要监视系统中的保护装置失电情况，自动控制装置是否处于正常状态。变电站操作室中，技术操作人员通过键盘或鼠标对CRT显示器进行全站情况控制，并进行隔离开关和断路器等合分操作，摆脱了传统单一操作模式。例如：采集和计算的实时运行参数；完成主✞接线图；事件顺序记录；上班记录显示；设定自动控制装置的显示；越限报警的显示；保护定值；历史趋势显示等。变电站从正常运行后，送电量变化，越限值和保护定制就需要进行相应的修改，负荷如果增长，则需要重新更换原有设备。不但如此，监控系统可以定时完成日志、报表、事件顺序记录和开关操作记录等。

无论是传统变电站，♡还是应用新技术改革的新型变电站，都需要全面提高自动化水平，实现自动调度和无人值班。根据我国目前变电站运行情况，变电站综合自动化系统主要变化体现在以下五点：第一点，用监控系统替代常规性测量系统；第二点，用指针式仪表替代；第三点，突破常规性报警、光字牌、中央信号。告警等；第五点，取代常规的远动装置。

1.3 微机保护系统功能

变电站综合自动化系统需要确保电能质量、供电稳定、安全控制功能，由于频率和电压是暴增供电质量重要指标，所以制定的无功控制和电压控制调控目标是：保持供电系统的无功平衡和稳定性；保证变电站供电电压在标准范围内；电压合格，保证其点E耗损最小。变电站运行中，无功控制和电压自动化控制，其主要调节对象是有载变压器分接头位置、自动控制无功本场设备切、投或者是运行情况。由于电力系统频率是评价电能质量的重要指标之一，所以，电力系统频率偏移过大时， 发电设备和用电设备都会受到不良的影响。因而当系统发生有功功率缺额的事故时，必须迅速地切断部分负荷，减♀小系统的有功缺额，使系统频率维持在正常水平或允许的范围内。最重要的一点是两条电源线路供电，电源的进线部分主要有备用电源进线和工作电源进线，如果工作电源装置因故障发生断电时，备用电源自动进入工作状态。

2 变电站综合自动化系统的实现

变电站综合自动化系统的改造主要分为现地层和站控层两种。现地层是指变电站一台主变、一次设备和一条线路等进行配置。继电保护采用的是微机保护，测控装置则集中于主控制室内，各个单元相对独立的完成自身的保护，实现通讯接口及时的接收与发送被保护信息。而站控层是指由MODEM和通信保护管理器组成的，担负着变电站整个监视、远程维护和控制的配置。所有模拟量、开关量、数据量、脉冲量的实时采集、处理，按照通信规定，上传给各个上级调度端，对间隔层的设备进行管理和下发各种命令。

3 10kv-35kv变电站综合自动化系统硬件结构设计特点

变电站综合自动化系统结构设计的表现形式蛀牙分为三种类型：分散与集中、分层与分布，以及集中式，本文主要针对分散与集中相结合的结构进行设计分析。以10kv-35kv配电线路为例，可以借助于一体化的保护、测量、控制单元分散安装在各个开关柜中，然后由监控主机通过光纤或电缆网络，对它们进行管理和交换信息。至于高压线路保护装置和变压器保护装置，仍可采用集中组屏安装在控制室内。所以，根据系统设计要求，采用的主要硬件结构有：第一，10kv-35kv馈线保护采用分散式结构，就地安装，能够保证电缆用量的有效利用；第二，备用电源自投控制装置和电压、无功控制装置采用集中组屏结构，安装于控制室或保护室内；第三，高压线路保护和变压器保护采用集中组屏，保护屏安装在控制室内，通过现场总线于保护管理机通信。

按照上述的设计特点进行保护柜图纸定制，其具体要求有：

第一，每个环节的保护功能都应该设计保护出口软压板和出口硬压板；

第二，系统应该具备远距离维护功能；

第三，技术操作应该具备调度中心的远距离操作、站内微机、就地操作设备等相互闭锁的功能；

第四，根据10kv-35kv变电站进行一次性设备配置分布，保护系统全部采用微机，装置则集中在变电站的主控制室内。并且，各个保护单元属于独立工作，各单元能够独立完成其自身保护功能，借助于通讯接口实现系统信息的传送和监控；

第五，对开关的控制是通过保护完成的。传统系统属于手动控制开关，开关的接线重复 Ü率比较大，现场电缆接线也比较多。但是综合自动化系统的开关虽然也是手动开关，但是由各保护接线完成。一旦执行控制命令，现场的总线就会发送保护信号，此时保护收到命令，按照规定程序，例如：检无压、检同期等完成对开关的控制。系统中对没有安装保护的开关和刀闸，仍由控制模块完成。

第六，保护装置采用不同电流互感器，其分别对保护CT和测量CT，并且其保护功能独立于监控系统之外，采用多套定制方式进行系统计量。

第七.10kv-35kv变电站综合自动化系统运行实现需要一个月左右时间。完成后，进行空负荷的试验，摇接地，测量，做各种电气试验合格后，正式运行送电。

4 结束语

无论是10kv-35kv，还是35kv（或者是110KV）综合自动化系统都能够全面代替常规性二次设备，并且要求变电站微机保护硬件设置和软件设置，需要独立于监控系统，又能够互相协调的基础上，实现微机保护的串行接口或者是现场总线接口，定时向总计算机系统及监控计算机系统提供相应的保护定值信息和动作信息。要保证自动化系统扩展性和适应性，是实现现代化数字通信和共享的重要方式。

参考文献：

[2]肖本锋.35kV变电站综合自动化系统的实现[J].铜业工程，2011.