關于110kV變電站綜合自動化系統設計的思考

白振華

摘 要：結合工程實例，針對110 kV變電站綜合自動化系統設計進行了研究和分析，從系統結構、硬軟件、模塊等方面入手，詳細闡述了自動化系統的整體設計方案。由調試結果可得，該設計的運行效果良好，滿足了自動化系統要求，值得推廣應用。

關鍵詞：變電站；自動化設計；電容器；拓撲形式

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.094

實現變電站自動化對于建設智能電網的意義重大。通過變電站綜合自動化系統的優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行測量、監視、控制和協調，從而提高變電站的運行效率和管理水平，有效提升勞動生產率，減少人為誤操作，最大程度提高變電站的可靠性和經濟性。以下對110 kV變電站綜合自動化系統設計進行相關闡述。

1 整體設計方案

某110 kV變電站是一座智能化變電站，現有主變2臺，總容量為2×50 MVA，設置為110 kV、35 kV、10 kV電壓等級。110 kV采用單母分段接線方式，本期出線2回，與220 kV靜樂變電站聯結；35 kV采用單母分段接線方式，本期出線2回；10 kV采用單母分段接線方式，本期出線4回，設有2組電容器，補償容量為2×4 008 kVar。

1.1 系統結構

變電站綜合自動化系統采用分層分布式結構，以間隔為單位，按對象設計。如圖1所示，為了保證系統結構的可靠性與穩定性，系統結構通常選擇網絡拓撲形式。變電站作為網絡終端，是一個獨立的、具有遠方控制功能的系統。在功能邏輯上，變電站應由過程層、間隔層及站控層構成，其自動化系統需符合國際基本要求及DL/T 860規定。

1.2 系統功能

根據設計需求，變電站綜合自動化系統需具有以下功能。

1.2.1 遙測量

站用電流、電壓；通信電源DC/DC輸出電壓、蓄電池輸出電流與浮充電流、直流正/副母線對地電壓；主變繞組與油溫度；10 kV分段三相電流；35 kV、110 kV無功功率，有功功率、三相電壓、分段三相電流；10 kV電容器三相電流、三相電壓、無功功率；110 kV、35 kV、10 kV各段母線三相線電壓，三相相電壓，開口三角電壓；110 kV母線頻率；10 kV無功功率、有功功率、線路三相電流；35 kV、110 kV功率因數，無功功率，有功功率，線路三相電流；主變三側功率因數、無功功率、有功功率、三相電壓與電流。

1.2.2 遙信量

35 kV、10 kV開關柜手車工作及檢修位置，站內所有通信在線終端、集成智能組件及合并單元裝置共同發出報警信號；站用電故障信號或失電現象；通信電源DC/DC裝置異常信號；站用母線分段斷路器雙位置信號、不間斷電源裝置異常信號；直流系統異常信號、接地電流；變壓器內部故障總信號；接地刀閘位置信號及全站隔離開關信號；站內全部斷路器雙位置故障信號。

1.2.3 遙控量

全站所有斷路器的分合，主變中性點電動隔離開關的分合，110 kV、35 kV、10kV電壓并列的投退，主變有載開關檔位等。

1.2.4 遙調量

主變分接頭位置。

2 硬件

2.1 站控層設備

遠動通信裝置負責解決與調度端的接口和規約轉換，并具備足夠的通信接口，實現與調度端的通信；主機兼操作員工作站應能滿足操作時的可靠、安全、便捷及直觀等要求。

站控層設備應具有主、備通道通信功能，配置一套集故障錄波與通信記錄分析功能為一體的裝置，加大對網絡通信狀態的監視力度。如果發現隱患或故障，則應能及時發出警報，并預先擬定處理策略，以便盡快排除故障。應能保障通信記錄的完整性，以便重現故障與通信過程，了解到保護裝置與電力系統是否作出了故障應對反應。

2.2 間隔層設備

間隔層設備主要包括主變保護與測控一體化裝置，主變本體智能終端，110 kV線路及分段保護測控一體化裝置，35 kV線路、分段保護、測控、計量、故錄四合一裝置，10 kV線路、分段、電容器保護、測控、計量、故錄四合一裝置等。

3 軟件

監控系統自動對事故、異常狀況進行分類，對隱患或事故自動發出警報，并依據事故嚴重程度設定事故等級。事故發生時，監控系統標志燈會一直閃光，直到操作人員復位。監控系統還能設置測點的極限值和越限值，一旦越限，便會發出警報，將畫面傳達給控制中心。

3.1 系統模塊類型

監控系統包括應用層、應用服務層、底層。應用層主要由系統監控服務模塊、通信管理模塊、系統主控模塊等構成，應用服務層由應用服務器構成，底層由歷史數據庫和參數數據庫構成。監控系統總體框架如圖2所示。

系統組態模塊包括圖形監控模塊、歷史報警模塊、曲線瀏覽模塊、報表瀏覽模塊、事故追憶模塊。圖形監控模塊實時監視變電站的運行狀態，并進行控制操作；歷史報警模塊又分為歷史報警模塊和實時報警模塊，其中，歷史報警模塊主要用于查詢歷史報警信息，可檢索查詢變電站發生過的事件、事故或遙信變位，為站內事件事故排查分析提供可靠依據；實時報警模塊用于描述實時報警信息，在結構上分為報警通知器、實時報警信息過濾瀏覽。

3.2 系統模塊設計

3.2.1 生成實時庫

實時庫是系統運行的前提，所以，必須先配置數據庫，將SCD文件及其他61850文件放到ics8000/cbin/xcomm/ini目錄下；由SCD文件生成配置庫，在配置工具中點擊“導入/導出”菜單中的“導入61850信息”選項，如果未顯示待選裝置，則依次點擊“刷新”“全選”“導入”，等待導入成功；由配置庫生成csfnode庫，啟動“csfboot.exe”，在配置工具中點擊“導入/導出”菜單中的“導入csfnode”選項，在彈出的對話框中選擇要導入的機器（可同時選擇多臺）并點擊“執行”，等待導入成功；制作完畢后，用導入/導出功能導出數據到/ics8000/xml/XMLDoc目錄下，運行/ics8000/cbin目錄下的rtdbmanager.exe程序便可進行實時庫數據庫建模，加載數據便可將數據導入實時庫。

3.2.2 圖形編輯模塊

系統軟件自帶圖形編輯工具，對應圖形編輯模塊為visioneditor.exe。運行應用程序進行圖形編輯，可根據需求對站內情況繪制潮流圖、網絡結構圖、電氣主接線圖及各保護測控裝置圖等。通過在線監視模塊，可將上述圖形顯示到人機交互界面，實現對主要電氣設備運行參數和設備狀態的監視，以及時對發生的異常狀況進行控制、操作。

4 調試運行

在完成智能變電站綜合自動化系統功能模塊的整定及系統設備的選型、安裝后，便可對其進行專業性調試。調試運行結果顯示，通過該系統顯示器能監視主要的電氣設備運行參數和狀態。畫面支持雙屏顯示、無級縮放、平滑漫游，兼具網絡拓撲分析與導游圖功能；支持模擬儀表與動態潮流顯示，可利用客戶端制作動畫回傳給主機系統。根據相關數據可控制系統內部數據，使各運行值保持在允許范圍內，從而提高系統運行的穩定性與可靠性。

5 結束語

總而言之，變電站綜合自動化系統將實現電網管理及調度的自動化，對提高電網的安全運行水平效果明顯，大大加強了電網一次、二次設備的效能和可靠性。隨著高科技的發展和硬軟件環境的改善，綜合自動化系統的優越性必將進一步體現出來，為電網的發展提供應用支持。

參考文獻

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[2]王濤，王愛國，鄺燦桐.智能變電站建設中的技術分析與探討[J].廣東石油化工學院學報，2013（04）.

〔編輯：張思楠〕