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浅析35kV变电站综合自动化设备的改造方案

文章更新时间：2023-07-24　点击量：314

摘要：现代变电站主要采用计算机技术、电子技术、无线通信、网络通信、电子脉冲信号处理技术，配合电子闭路监控、控制、测量、保护、远程通信调度等一系列综合自动化技术。在过去10年的经济改革中，商业活动和国民经济迅速增长。因此，变电站的改造也应同时进行，以满足当今社会快速发展的需要。

关键词：综合自动化；自动化。

1变电站综合自动化设备改造原则

变电站综合自动化设备改造分为两次:一是建立自动化设备在线监控系统与变电站自动化系统集成。在线监控系统与变电站自动化系统的集成改造，可以提高高压电气设备的运行可靠性，实现变电站意义上的无人操作。其次，继续提高变电站设备的计算机智能化水平，引入PLC技术，实现变电站从多人操作到少人操作、从少人操作到无人电子操作的顺利过渡:变电站计算机设备引入先进的WEBServer技术和防火墙技术，使变电站运行管理人员通过Internet/lntranet实现远程访问和维护；结合无线通信工程，综合考虑变电站调度通道等一系列问题。

2变电站综合自动化设备改造方案

（1）系统一般采用双机冗余模式，分为站级层和间隔层两层。RTU还做监控系统控制和测量模块方案。该方案是在保留原有远程移动装置的基础上进行的升级和扩展改造。该系统以计算机监控系统为核心，与站级层形成双主机冗余备份系统。间隔层按功能单元划分，集遥调、遥测、遥信、遥控、通信于一体。

（2）全监控方案采用分层布置，变电站的保护和测控既独立又独立。保护装置不受测控和外部通信的影响，保证保护的性能和可靠性，实现信息共享，为变电站的综合自动化提供完整的解决方案。该系统可分为以下三层。

①变电站层采用间隔层和通信层分布式系统结构，由远程移动、本地监控和“五防御"主站组成。远程移动和本地监控均采用双机备用，以提高可靠性。该层为变电站值班人员和调度操作人员提供监控、控制和管理功能。

②主控室布置了间隔层测控单元组和保护单元屏幕。测控单元采用WorldFlP高速现场总线组网，保护单元采用485口接入保护信息管理系统。

③通信层支持全以太网双网结构。双网采用均衡的流量管理，保证了网络传输的实时性和可靠性。通信协议采用电力行业标准，可以方便不同厂家的设备互连。支持不同的规定向不同的调度站或集控站转发不同的信息。支持GPS硬件对时网络。

3变电站自动化改造中需要注意的一些问题

3.1变电站事故信号的统一改造

当事故信号问题在常规控制变电站时，变电站运行时会产生事故报警声，并通过远程设备向调度自动化系统发出事故信号。调度自动化系统采用事故信号启动事故相应的处理软件(引入事故图片、启动报警音响等。).由此可见，事故信号是变电站自动化运行中非常重要的信号，尤其是无人值守变电站。由于监控运行调度人员需要同时监控多个变电站的工作状态，变电站的事故信号成为监控运行调度人员停止手头工作进入故障处理的重要信号。

过去，在使用计算机远程设备和保留控制屏幕的无人值守变电站中，通常产生事故信号的方法是在控制电路中增加一个双位记忆继电器。这种产生事故信号的方法多年前在使用RTU的无人值守改造工程中经常使用。事故信号的生成方式与控制屏操作KK开关的位置不对应。110kv变电站事故信号的生成原理与RTU无人值守变电站的生成方法相似。操作电路中KKJ继电器的后结合点与断路器位置信号点串联，形成电气单元的事故信号，只需将各电气单元的事故信号输入软件或有序操作即可成为整个变电站的事故信号。

3.2变电站电力系统一时钟改变

随着变电站自动化程度的提高，整个运行系统中的时钟同步问题开始引起关注。只有统一时间，才能在gps时钟同步下形成全站系统，开始运行监控和事故后故障分析。当需要了解和分析事故原因和过程时，可以查看各节点开关的动作顺序作为依据。因此，同步时钟是保证电网系统运行的重要措施。

由于变电站内的自动化设备来自不同的厂家，各厂家的接口种类繁多，各种设备的数量也不尽相同，所以我们在实际操作中经常会遇到GPS对时接口和需要接受对时接口无法通信的问题。因此，在设计中，设计人员应考虑各种设备的接口问题。特别是保护测控装置与其他智能设备与后台监控设备之间的接口问题。因为变电站综合自动化改造后，网络组装方式往往以太网的形式出现，而大多数厂家的旧设备只有串行接口或PS485接口，或者当需要与其他厂家的设备通信时，由于协议不兼容，通信失败。因此，上述问题需要在设计之初对需要订购的设备进行统筹安排和合理设计，必要时增加协议转换设备，避免接口无法对接的情况。

3.3变电站监控系统改造的稳定性问题

变电站综合自动化改造完成后，无论变电站是否值班，操作人员是否在变电站或主控站调度室，也可以通过显示器对所有变电站进行监控和操作。因此，变电站监控系统是否能长期保持稳定、无gu障运行已成为提高变电站运行管理水平的关键因素。

变电站自动化改造完成后，许多运行维护任务需要通过计算机完成。但由于综合自动化装置的硬件更新升级速度非常快，所选设备可能在短时间内成为过时的产品。由于监控软件的局限性，只有在运行中才能发现错误，错误也很容易导致监控工作无法正常运行。这影响了变电站系统的运行。随着各种综合自动化技术的不断改进，上述问题将逐步得到解决。同时，设计人员还需要及时学习和了解各种硬件设备。在选择综合自动化产品和所需的后台监控系统设备时，可以综合考虑。协调各种因素，选择程序运行稳定性高、功能齐全的综合自动化产品。

4安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统

4.1方案综述

Acrel-1000变电站综合自动监控系统由站控层和间隔层二层设备组成，通过分层和开放式网络系统连接。站控层设备包括监控主机，提供站内运行的人机接触界面，实现管理和控制间隔层设备，形成全站监控，与远程监控、调度通信；间隔层由多个二次子系统组成，在站控层和站控层网络故障时仍能独立完成间隔层设备的现场监控功能。

根据工程具体情况，设计方案可靠性高，人机界面易于扩展和友好，性价比*。监控系统由站控层和间隔层组成，采用分层分布式网络结构，站控层网络采用TCP/IP协议以太网。站控层网络采用单网双机热备配置。

4.2应用场所：

适用于公共建筑、工业建筑、住宅建筑等行业35kV以下电压等级的用户端配电、用电系统运行监控管理。

4.3系统结构