35KV開關站微機綜合保護系統的運用

摘要：敘述了20萬噸聚氯乙烯項目的35KV開關站微機綜合自動化保護的設計，介紹了綜保設備的選擇，介紹了此系統組成、功能。

關鍵詞：開關站綜合自動化保護系統組成功能

1 概述

新疆天業20萬噸PVC項目35KV開關站為上下兩層，一層設35KV配電室一個，10KV配電室一個，二層為微機綜合自動化保護系統主控室。35KV包括：35KV進線八回，母聯一回，35KV/10KV主變二臺，四臺整流變壓器，35KV電容器二回，配變16回，PT二回，所用變二回。10KV包括：10KV出線電動機25回，10KV進出線12回，母聯1回，PT2回。為了使系統平穩安全的運行要求保護系統具有:

1.1 高可靠性

要求多功能裝置全部采用分層分布原則設計，分布配置、自我完備。即使分裂成多個部分，運行時仍能保證各主要功能的正確性。各保護測控單元完全獨立，可不依賴于監控系統而單獨運行。各系統之間的聯接全部采用完全獨立的總線(電源相互隔離)，提高抗干擾性。

1.2 可擴充性

保護測控裝置應按對象單元配置，要求體積小，結構緊湊，模塊化設計，方便擴充，便于替換和升級。

1.3 易操作性和可維護性

友善的人機接口，菜單式提示操作。可選的專用測試系統。故障診斷、定位和修復。

2 設備的選擇

經過多方比較和論證，選擇杭州華立集團開發的PowerSys6000操作系統和美國SEL系列微機保護裝置。

3 系統結構

微機監控系統包括三部分：站控層、通訊層和間隔層，網絡結構為開放式分層、分布式結構。

站控層為全所設備監視、測量、控制、管理的中心。主機系統采用雙機熱備用系統模式方案，通過雙機熱備用系統模式以實現站內監控、遠動、當地打印、當地顯示等全部雙重功能，以實現本變電所整套雙重化。

通訊層與間隔控制層采用點對點連接方式。間隔層按照不同的電壓等級和電氣間隔單元劃分，35kV、主變、公用部分測控設備，10kV線路、電容器、電動機、進線、分段保護測控單元等安裝在開關柜上，通訊管理機也安裝在開關柜上，通訊管理機與各間隔的保護測控單元通過屏蔽雙絞線點對點連接。在站控層及網絡失效的情況下，間隔層仍能獨立完成間隔層的監測和斷路器控制功能。

站控層設在35kV開關站控制室，綜合自動化系統按無人值班設計。35kV開關站控制室設通訊管理屏，分散到各車間的10KV配電室不設站控層，不建當地后臺，所有數據通過光纖傳到站控層主機系統，站控層主機系統完成各10KV配電室的所有遙測、遙控、遙信等所有遠動功能。

所有控制、保護、測量、告警等信號均在各單元內處理成數據信號經總線傳輸至主控室的計算機內，各單元相互獨立，互不影響，功能上不依賴于監控系統。

4 微機監控系統功能

微機監控系統具有性能安全可靠、運行穩定、功能完善、組態靈活、便于擴建、界面友限、使用與維護方便的特點。

監控系統應具有以下主要功能：雙網系統，主備切換；

4.1 數據采集與處理

采集的模擬數據：包括電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能量、無功電能量、有無功最大需量、功率因數、頻率、溫度等。

采集的狀態數據：包括開關和刀閘位置、事故動作信號、保護動作信號、設備投/切信號等。

模擬數據的處理包括：工程量轉換、數據濾波平滑處理、數據合理性檢查、零值死區檢查、多組越限限值檢查、越限延時報警判斷、旁路開關數據替代處理等。

狀態數據的處理包括：狀態數據置反處理、狀態合理性檢查、計劃與事故跳閘的識別、事故報警處理、組合信號邏輯計算處理等等。

電能數據的處理包括：工程量轉換、合理性檢查、置電度底數、分時電能計量。

4.2 實時數據處理與保存

實時數據的處理包括平均值、最大/最小值及出現時間、負荷率、電壓合格率、開關動作次數、自定義計算等實時計算和小時、日、月、年、典型日等統計計算。

實時數據可按定義的時間間隔自動保存在歷史數據庫中。

歷史數據的檢索：可按事件分類或時間選擇，以表格、曲線和報表的方式檢索和顯示。

4.3 事件處理與告警

對每類事件或報警，按下列選項可選擇組合為不同的處理模式：

顯示報警窗；

報警元件在顯示畫面上閃爍；

顯示畫面上元件變色；

自動彈出事故廠站和事故系統畫面；

啟動事故追憶或事件觸發轉儲；

自動登錄及打印；

語音報警。

單個事件發生時，系統按接收事件的先后順序處理；多個事件同時發生時，則按優先級處理。

圖形工作站提供可選擇的報警確認方式。即：逐條確認、分組確認，單獨關閉音響和確認完報警自動關閉音響。

4.4 功能描述

系統參數設置、實時打印和召喚打印、負荷計劃設置、用戶權限管、保護軟壓板投退、電能計量與統計、電壓合格率計算、定時和召喚報表、遙測實時數據、遙信實時數據、電能實時數據、計算實時數據、電壓棒圖、歷史數據查詢、歷史記錄曲線、事件記錄查詢、追憶數據和曲線、實時數據趨勢圖、通訊監視及設備工況、開關動作次數統計、遙測在線編輯、遙信在線編輯、遙控遙調操作、監控畫面管理、遠程維護。

可調用各類監控畫面，如變電站主接線，變電站布置圖，二次接線各系統圖，繼電保護定值表、線路變壓器以及全站公用設備的操作圖等。監控畫面由靜態背景信息及與數據庫相連的動態前景信息組成。

監控畫面支持圖形的顯示分層、覆蓋、放縮、平移、漫游、導航圖和自動數據顯示去繁；支持多窗口顯示功能和直接鼠標操作。

4.5 編輯工具 包括報表編輯工具、數據庫維護工具、監控畫面制作工具。

系統的圖形工具采用圖模一體化技術，在圖形繪制的過程中自動生成系統的拓撲機構，并且可以在全網實現拓撲結構的統一，達到信息一經輸入在全網共享的效果。

4.6 顯示及打印

4.6.1 顯示功能包括

①實時顯示全站電氣主結線、按電壓等級劃分的分接線圖、按單元劃分的單元接線圖等。在圖中實時顯示主要設備的運行工況、潮流方向及各種實時參數值，如各斷路器狀態、刀閘位置、電壓、電流、有功、無功、主變溫度、系統頻率等；

②實時顯示各單元電流、有功功率、無功功率（須表示潮流方向）；

③能調出顯示各種圖表及曲線，如電壓棒圖、負荷曲線等；

④顯示各種參數，包括：開關量狀態表、模擬量參數值表、主要設備運行參數表、繼電保護整定值表等；

⑤顯示當前告警及歷史告警；

⑥能按時序查詢顯示事件順序記錄；

⑦能在站端調出保護整定值并可通過口令管理遠方修改整定值；

⑧顯示時間和安全運行天數；

⑨顯示微機系統運行工況。

4.6.2 制表打印功能包括

①操作員能在工作站上以交互方式定義報表格式、報表數據等，表格內數據具有計算功能，表格可顯示歷史數據內容，制表操作可在線進行，不應影響系統運行；

②形成各計量單元用電量統計報表；

③形成全日全月負荷率、平均負荷、最大負荷、最小負荷統計報表；

④形成各斷路器操作次數、自動跳閘次數的統計月報表；

⑤形成各保護動作次數統計月報表；

⑥召喚打印一月內的日報表和一年內的月報表；

5 結束語

開關站微機綜合自動化保護系統，解決了變電站的監視、測量、控制和協調問題，提高了電壓的合格率，保證了供電質量，提高了變電站的安全運行和管理水平，減少了維護工作量，減少了值班員的勞動強度。新疆天業20萬噸PVC項目的35KV開關站自2004年開始運行至今已有7年除了外網故障外，本站未出一起安全事故安全運行已達6萬多小時，極大地保證全廠的安全平穩地運行，達到了設計目的。