變電站綜合自動化培訓平臺的開發

龍 徐

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東 陽江529500）

0 前言

隨著電網技術的迅速發展，變電站通過利用綜合自動化系統實現了無人值班，綜合自動化成為保護以及自動化技術的發展趨勢[1-2]。綜合自動化功能強大，其復雜性對維護人員的技術水平提出了更高的要求，相應培訓對保障電力系統安全運行有著重要意義。

對于純軟件的綜合自動化仿真培訓系統，其缺少真實性，不能滿足對運行和維護人員的培訓要求。本文開發了一套含模擬一次設備的變電站綜合自動化培訓平臺，能模擬現場的實際工況，可以對繼保工作人員展開技能培訓。

1 綜合自動化系統的作用

由于微機保護裝置擁有完善的保護功能，并且具備強大的數據采集能力以及通訊功能，因此其在變電站獲得廣泛使用。綜合自動化系統RCS9700利用以太網構架構成總線結構，將智能設備，特別是保護裝置提供的數據信息綜合起來，集成了保護、控制、測量、通訊等功能[3]。其簡化了現場的二次接線，降低了變電站運行和維護的工作量，大大提高了變電站運行的自動化水平。相比于傳統變電站，綜合自動化站將保護和監控融合在一起。其將變電站的運行實時信息反映給運行人員，同時將變電站的遠動信息提供給調度人員。當事故發生后，其能為事故查找提供事故過程的歷史信息。

2 綜合自動化培訓平臺的構成

2.1 綜合自動化系統的結構

綜合自動化系統RCS9700采用分層分布式結構，總體上可以分為間隔層、通信層以及站控層。其中間隔層一般由保護裝置、測控裝置、消弧選線裝置、故障錄波器等智能裝置構成。從培訓目的出發，本平臺選用保護裝置RCS-943、保護裝置PSL621C和測控裝置RCS-9705C作為間隔層。對于通信層，主要包括以太網交換機、規約轉換器、通信電纜以及光纖等。本平臺選用 工業級直流交換機BX5024F以及通信裝置RCS-9794A。站控層主要包括后臺監控機、遠動裝置以及對時裝置等。本平臺后臺監控機選用惠普工作站，遠動通訊裝置選用RCS9698H。RCS9698H既能與站內相關設備通訊搜集實時信息，也能按一定的通訊規約與調度通訊。如有需要，其也能將一些虛信號合成處理后上傳給調度。綜合自動化培訓平臺系統結構圖如圖1所示。

圖1 培訓平臺系統結構圖

2.2 數據通訊

隨著綜合自動化系統監控設備的數量越來越多，其需要通過通訊網絡傳輸的信息量越來越大。以太網以其傳輸數據快、帶寬較寬以及與監控電腦接口方便的優點，滿足了變電站對通訊網絡高數據流量的要求，已經成為比較成熟的通訊技術。從陽江地區變電站應用情況來看，以太網通訊成為主流，因此本平臺采用以太網通訊技術。培訓平臺與變電站實際情況一樣配置A、B網兩路通道，互為熱備用。

通訊中數據是按照一定的格式進行傳送，傳輸速率、數據結構以及同步方式應當約定好，這叫做通訊規約。通訊規約相同的設備能進行數據交換，通訊規約不同的設備則需要通過規約轉換器的轉換后進行通訊。本平臺以保護裝置PSL621C為例，其經過通訊裝置RCS9794A規約轉換后與監控系統通訊。RCS9794A通過GPS實現自動對時與統一系統時間。

2．3 四遙的實現

對于綜合自動化系統，后臺監控系統應該能夠顯示測量值、負荷曲線、異常告警信號，并能夠查詢歷史記錄，下發遙控、遙調命令等。比如，后臺監視系統應該能夠顯示有功功率P、無功功率Q、電流I、電壓U、頻率f、開關狀態、刀閘狀態、動作信息、事故總信號、告警信息以及復歸信號等，并能夠對開關遙分遙合、調節變壓器分接頭、投退電容器等。

2.4 模擬一次設備

為了使培訓平臺更接近于現場實際，能夠對維護人員起到良好的培訓效果，本平臺實際了一套模擬一次設備。模擬一次設備包括模擬斷路器、模擬刀閘以及遙信量發生器。模擬斷路器和模擬刀閘采用磁保持繼電器、信號繼電器以及其他元器件實現，能夠通過手控或遙控來控制模擬斷路器或模擬刀閘的分合狀態。遙信量發生器利用有兩付節點的按鈕實現，用來模擬現場的遙信事件。模擬一次設備與保護和測控裝置相連，其可以測試操作回路以及遙信接口，體現現場的實際情況。

3 培訓平臺的功能

本綜合自動化培訓平臺為運行和維護人員的自動化培訓提供了條件，對運行設備沒有影響。平臺與現場非常接近，學員可以利用平臺熟悉二次回路接線，初學者可以放心在培訓平臺上對保護裝置進行調試訓練。后臺監控電腦內安裝了RCS9700監控系統以及數據庫，學員可以模擬操作，并通過模擬一次設備觀察相關信號以及設備狀態。在培訓平臺上，學員還可以學習安裝后臺系統、繪制接線圖、配置數據庫、修改監控畫面、備份或恢復數據，觀察、分析保護動作的報文等在現場很少遇到的操作。

4 總結

通過將實際智能設備與模擬一次設備結合起來搭建成一套變電站綜合自動化培訓平臺，建立了良好的自動化培訓環境。該平臺建造成本低，易于維護，使繼保工作人員接受綜合自動化系統培訓時不需到現場操作，降低了作業風險。

［1］朱賢文.腈綸110 kV變電站擴容及綜合自動化改造[J].安慶師范學院學報，2009，15（2）．

［2］邵長晶.RCS-9700 綜合監控系統在變電站的應用[J].中氮肥，2011（2）．

［3］司春旺，楊文英，姜峰.長治電網變電站應急監控系統的應用[J].內蒙古電力技術，2012，30（1）．