35 kV變配電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

董建斌 李 強

（1.山鋼萊蕪分公司型鋼廠，山東萊蕪271104；2.山鋼萊蕪分公司生產(chǎn)管理部，山東萊蕪271104）

0 引言

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國工業(yè)部門的用電量占全國所產(chǎn)電能的70%以上，所以企業(yè)供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分。工廠供電的可靠性直接影響電力系統(tǒng)工作，因此，為保障電能順利輸送和使用，保證工廠供電系統(tǒng)安全與可靠運行至關(guān)重要。型鋼大型線設(shè)有一座35 kV變配電站，主要通過高壓配電線將電能經(jīng)一次降壓后輸送到低壓用電設(shè)備。提高變配電設(shè)備乃至整條線的電壓質(zhì)量，是提高電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的主要選擇。因此，變配電站根據(jù)自身實際需要，從技術(shù)與經(jīng)濟方面著手，投入了清華紫光綜合自動化系統(tǒng)DCAP-3000系列。

1 變配電站綜合自動化系統(tǒng)概述

清華紫光DCAP-3000系列完全可在密封情況下正常運行，其主要參數(shù)如下：

輸入電壓：DC 220 V±30%（110 V DC，110 V/220 V AC）；

輸出電壓：+5 V/5 A、±12 V/0.8 A、24 V/1 A（表1），提供CPU插件和I/O插件電源。

表1 輸出電壓

這種分散式監(jiān)控保護裝置通過光纖將保護單元與主控室的后臺主機相連，構(gòu)成綜合自動化系統(tǒng)。我廠生產(chǎn)線主要采用DCAP-3000系列，其中包括以下幾個型號：

（1）DCAP-3000：線路監(jiān)控保護裝置，三段式兩相（三相）電流保護功能。

（2）DCAP-3011：高壓電動機監(jiān)控保護裝置，適用于帶差動保護的電動機。

（3）DCAP-3020：補償電容器組監(jiān)控保護裝置，適用于各種容量及接線的補償電容器。

（4）DCAP-3030：母聯(lián)分段監(jiān)控保護及綜合備自投裝置，適用于高壓母聯(lián)開關(guān)，完成母聯(lián)開關(guān)的監(jiān)控保護以及母聯(lián)的綜合備自投功能。

2 變配電站綜合自動化系統(tǒng)的主要功能

2.1 自動進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)記錄、處理和顯示

數(shù)據(jù)的自動采集是自動化系統(tǒng)的最基本功能之一。變配電站內(nèi)各高壓斷路器和高壓隔離開關(guān)位置狀態(tài)、站內(nèi)一次設(shè)備運行狀態(tài)及報警信號、變壓器分接頭位置信號、無功補償電容器的分投位置狀態(tài)、各設(shè)備的絕緣狀況等信息通過自動化系統(tǒng)都可自行完成采集，如圖1所示。

圖1 監(jiān)控顯示畫面

在自動完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)后，自動化系統(tǒng)對采集回的數(shù)據(jù)進行記錄、處理和顯示。

（1）變配電站運行參數(shù)的統(tǒng)計、分析與計算。包括變配電站進線及各饋線回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電量、無功電量的統(tǒng)計和計算；進線電壓各次諧波的分析；負荷最大值、最小值、平均值的統(tǒng)計和分析；各類報表的生成和曲線等。

（2）變配電站內(nèi)事件信息順序記憶并存檔。比如站內(nèi)設(shè)備操作次數(shù)及發(fā)生時間，斷路器切除故障時故障電流和跳閘次數(shù)，繼電保護裝置和各種自動裝置動作的類型、時間和內(nèi)容等。

（3）變配電站內(nèi)運行參數(shù)和設(shè)備的越限報警及記錄。站內(nèi)各開關(guān)變位報警、設(shè)備及運行參數(shù)越限報警等，在給出聲光報警的同時，如越限值和起止時間等也被記錄。

（4）自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示以屏幕顯示為主。包括供配電的主接線、運行狀況；報警畫面與提示信息；控制系統(tǒng)的配置顯示，如退出的設(shè)備和裝置的顯示及值班記錄等。在系統(tǒng)發(fā)生故障時能顯示與故障有關(guān)的信息與故障處理的有關(guān)規(guī)程程序和操作指令等，來幫助值班人員準確快速地處理事故。

2.2 自動實現(xiàn)控制與操作閉鎖

變配電站內(nèi)的各高壓斷路器、隔離開關(guān)可以通過變配電站綜合自動化系統(tǒng)直接在計算機上進行操作，用鼠標點設(shè)備分接頭進行控制和調(diào)節(jié)，可對濾波系統(tǒng)進行自動投切。為防止計算機故障無法操作變壓器設(shè)備，系統(tǒng)中還設(shè)置了操作人員直接跳合閘裝置，實現(xiàn)起來更安全。實現(xiàn)“五防”：防止帶負荷拉合隔離開關(guān)；防止誤入帶電間隔；防止誤分合斷路器；防止帶電掛接地線；防止帶接地線合隔離開關(guān)。并且計算機操作閉鎖功能只有輸入正確的操作口令和密碼才有權(quán)進行操作控制。

2.3 具有微機保護與自動裝置

我線自2005年投產(chǎn)以來，一直投入使用的是清華紫光的DCAP-3000系列，如圖2所示。

圖2 清華紫光DCAP-3000系列

DCAP-3000硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 DCAP-3000硬件結(jié)構(gòu)圖

微機保護同樣可以實現(xiàn)線路保護、變壓器保護、母線保護、電容器保護，不僅如此還能實現(xiàn)：（1）故障記錄、斷電保護；（2）存儲多個整定值，并能顯示和就地修改；（3）實時顯示保護裝置主要工作狀態(tài)（投入情況及輸入量值等）；（4）與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息、保護裝置動作信息、保護動作值以及自診斷信息，接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇保護類型以及修改保護整定值的命令等。

3 結(jié)語

隨著工業(yè)自動化的日趨發(fā)展，變配電站綜合自動化系統(tǒng)也在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，其既能將數(shù)據(jù)自動采集顯示于你我，也為生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提高了安全性和可靠性。

[1]王濤，林桂華.變壓器保護[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]李火元.電力系統(tǒng)繼電保護及自動裝置[M].北京：中國電力出版社，2006.