Acrel-1000变电站综合自动化监控系统35kV应用

摘要：Acrel-1000变电站综合自动化系统是我公司根据电力系统自动化和无人值守的要求，总结guonei外先进的研究和生产经验，专门开发的新一代电力监控系统。该系统具有保护、远程测量、远程信任、远程脉搏、远程调节和远程控制功能，可实现无人值守或少人值守功能，为监控系统的经济可靠运行提供了全新的解决方案。该系统采用分层分布式结构，整个监控系统在物理上分为两层:站控层和间隔层。站级通信网采用标准以太网和TCP/IP通信协议，物理网可以屏幕。、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、等待通信规定。

关键字：变电站综合自动化系统；无人值守。

1概述

  物流园变电站布置在整个室内两层。一楼西侧为主变室。东侧为10kV配电室，东北侧为二次设备室。二楼东侧为35kV配电室，西北侧为10kV电容室。35kV配电装置采用金属铠装拆卸开关柜，室内单列布置；10kV配电装置采用金属铠装拆卸开关柜，室内双列布置。35kV供电系统采用双母线分段系统，共13面高压开关柜；10kV供电系统采用双母线分段系统，共21面高压开关柜；综合自动监控系统

  根据用户配电系统的管理要求，需要对35kV开关柜、10kV开关柜、35kV/10kV主变、交流DC系统等进行全面的监控和保护，及时发现故障，确保配电系统可靠运行。

  AM5SE系列进线保护、主变保护和各种出线保护装置，结合用户实际生产工艺要求，在35kV和10kV配电电路中配置AM5SE系列进线保护、主变保护和各种出线保护装置，在总进线处配置APView500电能质量在线监测装置。

  在电气监控室配备Acrel-1000变电站综合自动化系统，实现整个物流园区供配电系统的电力监控和自动化管理，通过通信管理机和网络交换机实时采集微机保护装置、电能质量等二次设备数据。在电气监控室配备一套电源系统，为整个变电站的断路器、二次设备、监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源。

图1  物流园区电气监控图

2系统结构

  通过智能电力监控装置、通信网络和计算机软件，变电站综合自动化系统可以实现数据采集、运行监控、事故记录和分析、继电保护等。供配电系统在运行过程中，完成园区的供电、用电管理和运行管理。该系统可以分为三个结构:现场设备层、网络通信层和平台管理层。

  现场设备层:包括微机保护、智能控制、多功能仪表、计量表等设备。，用于收集电气运行参数、开关状态、电气接触温度等数据。在站内配电柜中。同时，在35kV变电站和10kV变电站配备多套DC电源，确保现场设备良好的运行环境。

  网络通信层:包括ANet-2E8S智能网关。网关通过数据采集箱(内置智能网关)采集数据，通过光纤上传到通信室变电站综合自动监控系统平台，主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换和数据存储。同时，网关充当远程通信装置，现场设备数据采集后，通过交换机纵向加密数据上传调度网。

  平台管理层：国家电网浙江杭州市萧山区电力调度控制平台，变电站综合自动监控系统平台。

图2  监控系统网络结构图

3解决方案

  本项目35kV配电装置采用金属铠装拆卸开关柜，本期和远景进线2次，采用单母线分段。本期新柜中，有2台进线隔离柜、2台计量柜、2台进线开关柜、2台压变柜、2台主变进线开关柜、1台母线分段开关柜、1台母线分段隔离柜。为了预留远景可能的3#主变，在35kV中Ⅱ段母线PT柜和2#主变柜之间有一个柜位，以后可以插入新柜。开关柜具有可靠的“机械五防"功能，电气连锁设置在进线开关和进线隔离手车间。

图3 35kV开关室一次系统图

  10kV配电装置采用金属铠装中置开关柜，本期出线2次，采用单母线分段。本期新增9个开关柜，包括1个主变进线开关柜、1个电容器柜、2个站变柜、1个分段开关柜、1个分段隔离柜、2个馈线柜、1个母线PT柜。柜间有一座母线桥，1座主变母线桥。其中10kVⅡ段待二期建设。

图4 10kV开关室一次系统图

3.1方案综述

  本项目采用分层分布式综合自动化系统。计算机监控系统采用安科瑞电气有限公司生产的微机监控系统。本期配置:远动主机屏幕1侧、公共测控屏幕1侧、电力调度数据屏幕1侧、#1主变保护测控屏幕1侧、电能测量屏幕1侧、电源系统屏幕7侧。上述综合自动化屏幕集中布置在二次设备室内。

  35kV进线、母分、10kV馈线、电容器、母分按间隔配置测量装置，35kV和10kV母分按间隔配置测量控制装置，上述设备按间隔配置在相应的间隔开关柜内。安装在每个柜子里的保护和测量控制装置的所有信息都通过103协议通过以太网通道发送到站台控制层。二次设备室内设备GPS时钟对时采用电B码，35kV、采用网络对时的10kV开关室内保护测控装置。

  本工程配置站采用2台变压器(容量为50kVA)，其中1台为远景备用；DC系统电压为110V，电池(容量为200Ah，54/2V)组屏2面。电源系统共组屏7面布置在二次设备室，到监控后台的报纸采用通讯软报纸加硬接触的方式。

  全站N600有且只有一点接地，该接地位于#1主变保护测控屏上。

  本工程设置电能计量屏(主变35kV、主变10kV侧各一个电能表)1面，35kV进线，10kV馈线，电容器间隔电能表均布置在每个间隔开关柜内。其中，计量关口设置在35kV进线侧。电能采集装置ERTU通过电能采集装置上传调度站内电能表数据。

3.2功能需求

3.2.1本地数据采集

  变电站综合自动化系统需要采集34台设备，根据数据类型，本地设备主要分为三类数据:遥测、遥信和电能。整个系统的功能要求:

1)数据采集与处理：各种电参数、开关量、温度量、电能抄表值等。通过间隔层设备实时采集；

2)图片显示:每个电路的组合、状态、位置信息、保护设备的动作和返回信息、DC系统和所用变化系统的信息、每个测量值的实时数据、各种报警等信息。

3)记录功能:具有各种历史数据的存储功能，如电压、电流、功率、电能、事故、报警等。，用于查询、分析和打印。

4)报警处理：用户可根据自己的需要对报警进行分类筛选，并将报警归纳到不同的报警窗口。

5)应具备完善的用户权限管理功能，避免越权操作；

6)曲线分析功能:实时数据库和历史数据库中的模拟量和电量数据可以以曲线的形式显示，从而分析其当前的运行状态和相关的历史趋势；

7)报告统计功能:通过报告，可以方便地分析供电系统和各回路的运行参数，形成运行日报、月报、电能统计日报、月报、年报。

3.2.2主机和网络设备加固

  Acrel-1000(狗用户锁)、网络边界处通信网关机ANet-2E4SM等监控服务器系统组态软件在物流园配电工程现场应用，采用Windows加固操作系统，已关闭不必要的网络服务，具体内容如下：

1)确定生产控制区域计算机设备各网卡IP地址的正确配置

2)关闭不必要的网络服务

3)禁止网络非法外联

4)USB口、禁止USBB用光驱封条粘贴。、接入光驱移动介质

5)加强密码密码，删除默认多余的帐户，不同的帐户对应不同的权限设置

6)禁止在计算机上安装与运行监控系统无关的软件。

现场网络设备，如交换机、工业控制机、通信管理装置，绑定网口的MAC地址，实现特殊用途，关闭多余的网口，用防尘塞堵塞端口，贴上“端口禁用标志"。

如下图所示，物流园配电工程监控系统的分区及边界保护：

图5  监控系统分区及边界保护图

配置设备清单3.3

现场应用图3.4

图6  35kV开关柜图图635kV

图7  10kV开关柜图710kV

图8  35kV变压器图835kV

图片9  通讯室现场图片

4系统功能

4.1实时监测

  Acrel-1000变电站综合自动化系统人机界面友好，配电线路的运行状态可以以配电一次图的形式直观显示，电压、电流、功率、功率因数等电参数信息可以实时监控，各配电电路断路器、隔离开关、地刀等的合闸状态以及相关故障、报警等信号可以动态监控。其中，10kV配电系统中监测的开关量主要包括:断路器分、合闸信号、手车工作、试验位置信号、远程/现场切换位置信号、弹簧储能状态信号、接地刀合分信号、变压器超温跳闸预警信号、高温报警信号。

电能质量分析4.2

  为电压值、偏差率、谐波畸变率、电流值、分相功率、总功率等信息提供电能质量检测仪采集的数据。

4.3运行报表

  可以查询每个电路或设备规定时间的运行参数。报表中显示的参数信息应包括:各相电流、三相电压、总功率因数、总功率、总无功功率、正功率电能等。

4.4网络拓扑图

  系统支持对接入系统各设备的通信状态进行实时监控，可以显示整个系统的网络结构；设备的通信状态可以在线诊断，当网络异常发生时，故障设备或部件及其故障部件可以在界面上自动显示。

4.5曲线查询

  各电参量曲线可直接在曲线查询界面查看，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等曲线。

5结语

变电站综合自动化系统在变电站中发挥着越来越重要的作用，在实现电网的调度自动化、运行管理现代化、提高电网的可靠运行水平方面发挥着重要作用。因此，各地区电网中的变电站应进一步加强综合自动化系统水平，提高运行维护人员的技能，确保电网的稳定运行。

参考文献

[1]安科瑞企业微网的设计与应用