10kV配電所自動化系統(tǒng)的應用

龔銀銀

（馬鋼股份公司煉焦總廠，安徽馬鞍山 243000）

1 概述

10 kV 供配電系統(tǒng)作為鋼鐵企業(yè)重要組成部分，具有深入現(xiàn)場、區(qū)域集中、總體分散的特點。由于本身高電壓帶來的危險性，對操作人員的數(shù)量、質量具有嚴格要求。積極推進智能化改造，在保證10 kV 供電系統(tǒng)安全性、可靠性、穩(wěn)定性的基礎上，達到減員降本、綠色、高效的目的。

馬鋼股份煉焦總廠在南區(qū)筒倉項目10 kV 配電房所設計之初，以智能化為目標，選用KYN28A-12型鎧裝中置高壓開關柜，采用帶電動底盤車真空斷路器，及帶電動分合閘功能的接地刀，通過數(shù)字式保護測控裝置，實現(xiàn)高壓系統(tǒng)停送電遠程操作。

2 自動化系統(tǒng)結構

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)

軟件監(jiān)控系統(tǒng)基于CSC-2000 變電站自動化系統(tǒng)（V2），共有2 臺遠程站，設有工程師、操作員兩種權限，分別用于軟件編輯優(yōu)化及日常遠程監(jiān)控操作。同時2 臺遠程站采用PostgreSQL 關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對測控裝置采集的遙測、遙信，及操作進行實時記錄保存，便于日常監(jiān)控以及事故情況下調取原始數(shù)據(jù)進行對比分析，且2 臺遠程站數(shù)據(jù)庫互為備用，即使一臺故障，也不會影響系統(tǒng)使用。

2.2 通信系統(tǒng)

基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線，連接工程師站、操作員站、數(shù)字式保護測控裝置，實現(xiàn)監(jiān)控過程數(shù)據(jù)監(jiān)測和指令發(fā)布的穩(wěn)定性、實時性、高效性。同時，為保證網(wǎng)絡通信設施運行的安全性，高壓配電房所采用雙以太網(wǎng)實時通信，當裝置某一路網(wǎng)線與總線連接有故障時，不影響設備正常使用，并及時反饋通信故障信息，便于現(xiàn)場及時發(fā)現(xiàn)問題并檢修。

2.3 控制單元

自動化系統(tǒng)控制單元結構見圖1。以高壓開關柜為單元，每臺高壓開關柜配置1臺CSC200系列數(shù)字式保護測控裝置，在發(fā)揮其測量、保護、檢測、通信、錄波、事件記錄的基本功能的同時，通過邏輯控制模塊實現(xiàn)對真空斷路器的遙控分合閘及保護跳閘，通過開出DIO 模塊連接電動手車控制模塊和電動接地刀控制模塊，由監(jiān)控后臺下達指令，通過DIO模塊發(fā)送信號到電動手車控制模塊及電動接地刀控制模塊，在聯(lián)鎖條件滿足的情況下，實現(xiàn)手車在試驗位與工作位之間的轉換，接地刀在合閘與分閘狀態(tài)直接轉換，實現(xiàn)遠程自動控制功能。

圖1 自動化系統(tǒng)控制結構圖

3 主要設備及功能

3.1 數(shù)字式保護測控裝置

以數(shù)字式保護測控裝置為中心，通過其交流插件實現(xiàn)對電流互感器、電壓互感器二次側電流電壓信號采集并起到裝置與回路電氣隔離；CPU 插件實現(xiàn)對模擬量、開關量進行邏輯運算并發(fā)出保護指令；邏輯插件作為保護跳閘控制信號、遙控跳合閘控制信號及動作、告警信號直接輸出端；開關量輸出插件向電動底盤車控制模塊、電動接地刀控制模塊下達控制信號及防跳等功能；開關量輸入模塊采集外部開關量信號，對手車位置、接地刀狀態(tài)、真空斷路器狀態(tài)及其它具有保護價值的開關量信號；通信插件主要用于光纖通信，實現(xiàn)保護測控裝置與上位機CSC-2000 變電站自動化系統(tǒng)（V2）進行人機交互。

3.2 電動手車控制模塊

電動手車控制模塊（見圖2）通過對手車的位置狀態(tài)信號、接地刀狀態(tài)信號、斷路器狀態(tài)信號、遠方就地信號、運行過程中機構卡死或設備不到位自我判別及數(shù)字式保護測控裝置指令進行條件判斷，條件滿足控制電動手車的驅動電機運轉，實現(xiàn)對電動手車位置狀態(tài)的調整，保證電動手車運行過程的安全性。

圖2 電動手車控制模塊

當電動手車控制模塊使能，遠方就地處于遙控狀態(tài)，接地刀處于分閘狀態(tài)，真空斷路器分閘狀態(tài)，手車處于試驗位置，這些條件同時具備時，電動手車控制模塊收到保護測控裝置遙入命令，驅動電機使能執(zhí)行手車遙入命令，若中途出現(xiàn)手車卡死時，控制模塊停止執(zhí)行遙入命令或發(fā)出遙出指令。

當電動手車控制模塊上電，遠方就地處于遙控狀態(tài)，接地刀處于分閘狀態(tài)，真空斷路器分閘狀態(tài)，手車處于工作位置，這些條件同時具備時，電動手車控制模塊收到保護測控裝置遙出命令時，驅動電機使能執(zhí)行手車遙出命令，若中途出現(xiàn)手車卡死時，控制模塊停止執(zhí)行遙出命令。

4 結束語

在10 kV 配電房所自動化系統(tǒng)中，通過電動手車、電動接地刀的加入，使得10 kV 配電房所日常停送電遠程操作成為現(xiàn)實，實現(xiàn)了人機分離，在提高了操作過程中人的安全性的同時工作效率明顯提高，達到了高壓配電房所遠程操作與無人值守的目標。