摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)的業(yè)務(wù)擴(kuò)大，用電負(fù)載需求也不斷提供，使我國電站綜合自動化系統(tǒng)不斷在應(yīng)用中獲得改善，讓電站綜合自動化改造技術(shù)持續(xù)提高。目前大部分先進(jìn)設(shè)備以及技術(shù)逐漸應(yīng)用到變電站改造過程中，并應(yīng)用與系統(tǒng)改造研究，實(shí)現(xiàn)其自動化控制的特點(diǎn)，在目前變電站中獲得廣泛使用。本文就Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)在某機(jī)械制造公司35kV變電站改造進(jìn)行研究與分析。
關(guān)鍵詞：變電站改造；Acrel-1000；綜合自動化系統(tǒng)
1.Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)解決方案
1.1.方案綜述
??Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設(shè)備組成，并用分層、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能，形成全站監(jiān)控；間隔層由若干個微機(jī)保護(hù)組成，在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。
??針對工程具體情況，設(shè)計(jì)方案具有高可靠性，易于擴(kuò)充和友好的人機(jī)界面，性能價格比*，監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)單機(jī)配置。
2.變電站綜合自動化系統(tǒng)改造內(nèi)容
2.1.系統(tǒng)內(nèi)部改造
??站控層采用Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的監(jiān)控和管理。并融入當(dāng)前國內(nèi)外新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、變配電自動化技術(shù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能。滿足用戶對電力系統(tǒng)的保護(hù)、監(jiān)控及電能質(zhì)量的全部要求。實(shí)施自動化系統(tǒng)控制主要通過計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行監(jiān)控，通過連接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享的特性，并利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)施分布處理。這一改造措施主要是把變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效控制，利用串口與各個裝置的實(shí)施連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與變制中心、計(jì)算機(jī)的連接。在某個區(qū)域來講，被連接的計(jì)算機(jī)設(shè)備和控制的裝置相近，會收取到相近的信息，如：輔助連接點(diǎn)、線圈、斷路設(shè)備等，所以，要調(diào)節(jié)好上位設(shè)備中的有效信息，并將其與人相結(jié)合，有助于提高信息的正確性，確保信息的準(zhǔn)確性，并將其送至信息管理中心中。
2.2.微機(jī)保護(hù)改造
??間隔層在35kV、10kV變電站變配電系統(tǒng)中配置AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置，由于35kV部分和10kVⅠ段、Ⅱ段的開關(guān)柜整體利舊，因此在35kV改造部分和10kV Ⅰ段、Ⅱ段部分需對保護(hù)裝置進(jìn)行組屏改造，同時新增的3#、4#主變配置整體的主變保護(hù)屏，新增的10kV Ⅲ段、Ⅳ段部分微機(jī)保護(hù)就地配置。
1)35kV進(jìn)線及公用測控屏：
??35kV進(jìn)線柜配置一臺線路保護(hù)AM5SE-F當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。同時還配置一臺電能質(zhì)量監(jiān)測裝置APView500，監(jiān)測35kV進(jìn)線電能質(zhì)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(shù)據(jù)、電壓暫升/暫降/短時中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測到電能質(zhì)量異常時，觸發(fā)故障錄波與數(shù)據(jù)記錄，為后續(xù)的電能質(zhì)量分析提供數(shù)據(jù)支撐。屏上放置AM5SE-K公共測控裝置2臺。其中一臺AM5SE-K采集35kV 所用變電壓、35kV I段母線開口三角電壓和35kV 1#總進(jìn)線電流；另一臺AM5SE-K采集35kV II段母線側(cè)站用變電壓、35kVII段母線開口三角電壓和35kV 2#總進(jìn)線電流；2臺AM5SE-K分別采集站內(nèi)各微機(jī)保護(hù)裝置異常信號和通信設(shè)備異常信號；并預(yù)留斷路器手車遙控出口各6路。
2)35kV/10kV 3#、4#主變壓器保護(hù)：
??為了實(shí)時觀察和集中管理降壓變壓器運(yùn)行狀態(tài)，方便降壓變壓器二次監(jiān)控設(shè)備的安裝和檢修，提高保護(hù)可靠性和靈敏性，35kV/10kV 主變壓器回路采用整套主變保護(hù)裝置集中組屏方式，配置一臺主變保護(hù)屏。屏柜設(shè)立在電氣監(jiān)控室，屏柜上裝設(shè)1臺差動保護(hù)裝置AM5SE-D2、1臺高后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、1臺低后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、1臺高側(cè)測控裝置AM5SE-K、1臺低側(cè)測控裝置AM5SE-K、及轉(zhuǎn)換開關(guān)、壓板、空氣開關(guān)等其他控制設(shè)備。
3)35kV/10kV 1#、2#主變保護(hù)及10kV Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)線保護(hù)：
??35kV/10kV 1#、2#主變保護(hù)可配置變壓器保護(hù)裝置AM5SE-T，配電變保護(hù)測控裝置主要保護(hù)功能有三段式過電流保護(hù)（經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖） 、反時限過流保護(hù)（經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）、兩段式零序I01過流保護(hù)、兩段式零序I02過流保護(hù)、零序反時限過流保護(hù)、過負(fù)荷告警、過負(fù)荷跳閘、PT斷線告警、控制回路斷線告警、非電量保護(hù)、FC回路配合的過流閉鎖功能。10kV Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)線保護(hù)可配置線路保護(hù)AM5SE-F當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。
4)10kV Ⅲ段、Ⅳ段進(jìn)線保護(hù)：
10kV Ⅲ段、Ⅳ段進(jìn)線柜各配置一臺線路保護(hù)AM5SE-F，當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。
5)10kV饋線柜保護(hù)：
10kV饋線柜可配置變壓器保護(hù)裝置AM5SE-F，當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。
6)10kV電容器保護(hù)：
??10kV電容器柜可配置電容器保護(hù)裝置AM5SE-C，當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。同時還具有兩段式定時限過流保護(hù)、反時限過流保護(hù)、兩段式零序過流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、自產(chǎn)零序過電壓保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、非電量保護(hù)、PT斷線告警、控制回路斷線告警。
7)10kV母聯(lián)保護(hù)
??母聯(lián)柜可配置備自投保護(hù)裝置AM5SE-B，用于實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)線和母聯(lián)之間的自動投切（進(jìn)線備自投/母聯(lián)備自投/聯(lián)切備自投/自適應(yīng)備自投），同時實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)功能。主要保護(hù)功能還有三段式過流保護(hù)（經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、且?guī)Х较蜷]鎖）、反時限過流保護(hù)（經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）、后加速過流保護(hù)（經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）、備自投功能（支持11種供電系統(tǒng)的備自投要求）、PT斷線告警、控制回路斷線告警、母線充電保護(hù)、重合閘、過負(fù)荷聯(lián)切/告警、兩段式零序過流保護(hù)、零序后加速過流保護(hù)、檢同期。
8)10kV PT監(jiān)測
??PT柜可配置PT并列及監(jiān)測裝置AM5SE-UB，實(shí)現(xiàn)兩臺PT柜間的切換以及監(jiān)測，當(dāng)回路電壓出現(xiàn)異常時，及時發(fā)出告警信號。主要保護(hù)功能有I母PT投入、II母PT投入、PT自動并列解列、PT遙控并列解列、I母PT低電壓告警、I母PT過電壓告警、I母PT零序過壓告警、I母PT斷線告警、II母PT低電壓告警、II母PT過電壓告警、II母PT零序過壓告警、II母PT斷線告警。
3.系統(tǒng)功能
3.1.實(shí)時監(jiān)測
??Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。
3.2.報(bào)警處理
??監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動作信號；預(yù)告報(bào)警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。
??1） 事故報(bào)警。事故狀態(tài)方式時，事故報(bào)警立即發(fā)出音響報(bào)警（報(bào)警音量任意調(diào)節(jié)），操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設(shè)備變位，同時彈窗顯示紅色報(bào)警條文，報(bào)警分為實(shí)時報(bào)警和歷史報(bào)警，歷史報(bào)警條文具備選擇查詢并打印的功能。
事故報(bào)警通過手動，每次確認(rèn)一次報(bào)警。報(bào)警一旦確認(rèn)，聲音、閃光即停止。
第一次事故報(bào)警發(fā)生階段，允許下一個報(bào)警信號進(jìn)入，即第二次報(bào)警不覆蓋上一次的報(bào)警內(nèi)容。報(bào)警處理具備在主計(jì)算機(jī)上予以定義或退出的功能。
??2） 對每一測量值（包括計(jì)算量值），由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運(yùn)行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預(yù)告報(bào)警和事故報(bào)警。
??3） 報(bào)警方式。
報(bào)警方式具有多種表現(xiàn)形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報(bào)警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報(bào)警信息。
3.3.調(diào)節(jié)與控制
??操作員對需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行控制操作。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護(hù)功能，允許監(jiān)護(hù)人員在操作員工作站上實(shí)施監(jiān)護(hù)，避免誤操作。
操作控制分為四級：
第一級控制，設(shè)備就地檢修控制。具有較高優(yōu)先級的控制權(quán)。當(dāng)操作人員將就地設(shè)備的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)放在就地位置時，將閉鎖所有其他控制功能，只進(jìn)行現(xiàn)場操作。
第二級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。
第三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠(yuǎn)方/站控層的切換。
第四級控制，遠(yuǎn)方控制，優(yōu)先級較低。
原則上間隔層控制和設(shè)備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執(zhí)行，并在站級層設(shè)置操作員、監(jiān)護(hù)員口令及線路代碼，以確保操作的安全性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進(jìn)行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式有效。
??納入控制的設(shè)備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方復(fù)歸及遠(yuǎn)方投退連接片。
4.結(jié)語
??35kV變電站綜合自動化改造工程是老舊變電站改造工程，利用先進(jìn)軟件技術(shù)以及先進(jìn)設(shè)備對變電站自動化系統(tǒng)進(jìn)行改在，逐漸提高變電站管理控制性能，在利用先進(jìn)技術(shù)的同時，為改造自動化系統(tǒng)，提高該管理性能以及操作性能，應(yīng)從創(chuàng)新路徑以及先進(jìn)技術(shù)再結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行改造。本項(xiàng)目希望利用Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)解決方案對其進(jìn)行改造，提高自動化系統(tǒng)性能，確保變電站安全運(yùn)行，提高整體安全性。
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