0 引言
結(jié)合目前來說,隨著技術(shù)的不斷升級和發(fā)展,數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)成為我國在變電站設(shè)計上的主流趨勢。相較于傳統(tǒng)的變電站來說,數(shù)字化變電站能夠有技術(shù)優(yōu)勢,是我國變電站設(shè) 計未來的主要發(fā)展趨勢和方向。對于數(shù)字化以及自動化的研究來說,基于高新技術(shù)的引入,合理實現(xiàn)技術(shù)問題的解決,能夠基于本質(zhì)角度出發(fā),促使我國數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)有較為出色的應(yīng)用效果,推動我國數(shù)字化變電站自動化綜合系統(tǒng)研發(fā)水平的不斷升級。
1 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢
數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)在應(yīng)用上,其不僅有較為出色的可擴展性,而且整個系統(tǒng)應(yīng)用相對簡單,有較為出色的兼容性,所以在當前國內(nèi)很多變電站中,其都有較為出色的應(yīng)用價值。而且從目前的 應(yīng)用現(xiàn)狀來說,數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)不僅有較為穩(wěn)定的運行表現(xiàn),且有較為出色的運行效率,而且可以降低人工資源的耗費,確保實現(xiàn)無人值守??梢哉f,數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的出現(xiàn),能 夠促使我國在電網(wǎng)運行和管理上取得更為出色的運行效益,同時也可以更好的滿足當前我國在變電站系統(tǒng)設(shè)計方面的需求。同時企業(yè)是我國未來實現(xiàn)變電站建設(shè)的核心方向和趨勢。
2 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點解讀
圖1展示的是當前數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的布局結(jié)構(gòu)。
圖1數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)架構(gòu)
通過引入數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng),促使在變電站的管理上,有更為出色的管理效益,充分實現(xiàn)自動化管理目標。數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的突出特點是:
2.1數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集
對于數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)而言,其在工作開展上,采取的是全自動數(shù)據(jù)采集方式,為此也致使其在進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)獲取上,有較為出色的自動化表現(xiàn),可以基本滿足自動化系統(tǒng)管理需求。結(jié)合 圖2展示內(nèi)容,通過測控裝置的搭載,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動測控,并借助通信處理完成數(shù)據(jù)信號傳輸。
圖2 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集
2.2 系統(tǒng)分層分布化
對于數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)而言,其從初誕生,采取的是集中式管理模式,而今開始采取分布式系統(tǒng)?;诜植际较到y(tǒng)的引入,促使在進行數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計上,其可以充分契 合當前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展需求,同時實現(xiàn)開放式的管理,針對系統(tǒng)在運行過程中的設(shè)備運行情況做出精準的記錄,同時也可以確保系統(tǒng)在運行過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)速度的進一步提升。
2.3 信息交互網(wǎng)絡(luò)化依舊信息應(yīng)用集成化
在當前的數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計上,其引入了更多先進的技術(shù)以及設(shè)備,促使在進行系統(tǒng)研發(fā)上,有更為出色的運作效率。比如當前在進行數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計上,其在互感器的使用上,選擇的是新型互感器,這些互感器在工作過程中不僅有較低的工作效率,同時也有較為出色的數(shù)字化應(yīng)用表現(xiàn),能夠更好的了滿足系統(tǒng)工作需求,可以實現(xiàn)一些大電流以及高電壓到相應(yīng)數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換需求。
3 數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展
隨著時代的進步和發(fā)展,越來越多新技術(shù)引入也促使數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)成為未來發(fā)展的必然趨勢。在當前時代背景下,隨著更多優(yōu)勢技術(shù)的引入,也必然會促使數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng) 在應(yīng)用上,實現(xiàn)更多優(yōu)勢技術(shù)的引入,提升數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的運作效果,促使其能夠為更好提升我國變電站系統(tǒng)的運作提供切實的技術(shù)支撐和保障。
3.1新型高壓斷路器二次系統(tǒng)的引入
在實現(xiàn)數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計上,新型高壓斷路器二次系統(tǒng)是采用微機、電力電子技術(shù)和新型傳感器建立起來的,斷路器系統(tǒng)的智能性由微機控制的二次系統(tǒng)、IED和相應(yīng)的智能軟件來實現(xiàn), 保護和控制命令可以通過光纖網(wǎng)絡(luò)到達非常規(guī)變電站的二次回路系統(tǒng),從而實現(xiàn)與斷路器操作機構(gòu)的數(shù)字化接口。通過該系統(tǒng)的引入,實際上為達成數(shù)字化控制提供了必要的基礎(chǔ)支撐和保障。該系統(tǒng)在使用上,有較為出色的線性度,在實現(xiàn)上,也可以實現(xiàn)輸出信號和IEC的直接接口。該系統(tǒng)的引入,簡化了系統(tǒng)的設(shè)計,卻使系統(tǒng)的應(yīng)用價值得以提升。未來,隨著越來越多新技術(shù)的引入,也必然促使我國在數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的研發(fā)上,取得更為出色的成績,促使其能為改善我國變電站的日常運營和管理,提供更為出色的管理效益支撐。
3.2 綜合自動化軟件系統(tǒng)的搭載
在數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)的過程中,其中綜合自動化軟件系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。通過該技術(shù)的引入,確保在自動化系統(tǒng)的構(gòu)建上,能夠借助自動化軟件系統(tǒng)的應(yīng)用,更好的達成自動化系統(tǒng) 控制目的。目前我國在綜合自動化軟件系統(tǒng)的應(yīng)用上,相應(yīng)的技術(shù)不斷發(fā)展,技術(shù)水平也得到了不斷的提升。在這種背景下,也為更好推動數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)建提供了切實的軟件系統(tǒng)和智能化技術(shù)支持。通過這種方式,對于改善系統(tǒng)應(yīng)用效益,出色提升系統(tǒng)的智能化管理效果起到了幫助和支撐。在綜合自動化軟件系統(tǒng)的建設(shè)上,其過程中的技術(shù)主要是智能化技術(shù),諸如遙控閉鎖裝置、自動事件以及數(shù)據(jù)記錄、相應(yīng)數(shù)據(jù)自動分析、智能報、智能開關(guān)等。通過這些自動化技術(shù)的引入,確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更為出色的自動化操作,更好改善系統(tǒng)性能,確保系統(tǒng)的應(yīng)用能夠出色達成智能管理目的。
4 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)
4.1方案綜述
Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設(shè)備組成,并用分層、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機,提供站內(nèi)運行的人機聯(lián)系界面,實現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能,形成全站監(jiān)控,并與遠方監(jiān)控、調(diào)度通信;間隔層由若干個二次子系統(tǒng)組成,在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,仍能獨立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。
針對工程具體情況,設(shè)計方案具有高可靠性,易于擴充和友好的人機界面,性能價格比*,監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成,采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機熱備配置。
4.2應(yīng)用場所:
適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統(tǒng)運行監(jiān)視和控制管理。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4系統(tǒng)功能
4.4.1 實時監(jiān)測
Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng),以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。
4.4.2 報警處理
監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號;預(yù)告報警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。
1)事故報警。事故狀態(tài)方式時,事故報警立即發(fā)出音響報警(報警音量任意調(diào)節(jié)),操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設(shè)備變位,同時彈窗顯示紅色報警條文,報警分為實時報警和歷史報警,歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。
事故報警通過手動,每次確認一次報警。報警一旦確認,聲音、閃光即停止。
次事故報警發(fā)生階段,允許下一個報警信號進入,即次報警不覆蓋上一次的報警內(nèi)容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。
2)對每一測量值(包括計算量值),由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運行限值(物理下限、告警下限、告警上限、物理上限),分別定義作為預(yù)告報警和事故報警。
3)開關(guān)事故跳閘到次數(shù)或開關(guān)拉閘到次數(shù),推出報警信息,提示用戶檢修。
4)報警方式。
報警方式具有多種表現(xiàn)形式,包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式,用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報警信息。
4.4.3 調(diào)節(jié)與控制
操作員對需要控制的電氣設(shè)備進行控制操作。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護功能,允許監(jiān)護人員在操作員工作站上實施監(jiān)護,避免誤操作。
操作控制分為四級:
第控制,設(shè)備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權(quán)。當操作人員將就地設(shè)備的遠方/就地切換開關(guān)放在就地位置時,將閉鎖所有其他控制功能,只進行現(xiàn)場操作。
級控制,間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。
第三級控制,站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成,具有遠方/站控層的切換。
第四級控制,遠方控制,優(yōu)先級。
原則上間隔層控制和設(shè)備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作,在任何控制方式下都需采用分步操作,即選擇、返校、執(zhí)行,并在站級層設(shè)置操作員、監(jiān)護員口令及線路代碼,以確保操作的性和正確性。對任何操作方式,保證只有在上一次操作步驟完成后,才進行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。
納入控制的設(shè)備有:35kV及以下斷路器;35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動機構(gòu)的接地開關(guān);站用電380V斷路器;主變壓器分接頭;繼電保護裝置的遠方復(fù)歸及遠方投退連接片。
3)定時控制。操作員對需要控制的電氣設(shè)備進行定時控制操作,設(shè)定啟動和關(guān)閉時間,完成定時控制。
4)監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出??刂戚敵龅慕狱c為無源接點,接點的容量對直流為110V(220V)、5A,對交流為220V、5A。
4.4.4 用戶權(quán)限管理
系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組(如管理員、維護員、值班員組等),在每個權(quán)限組里添加用戶名和密碼,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的保障。
5 系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
35kV變電站綜合自動化系統(tǒng) | Acrel- 1000 |
| 可顯示變電站主接線圖,模擬配電網(wǎng)絡(luò)運行,實現(xiàn)無人值班模式;根據(jù)順序事件記錄、歷史曲線、故障錄波,協(xié)助運維人員實現(xiàn)快速故障分析、定位和排除問題,盡量縮短停電時間;實時采集各回路、設(shè)備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數(shù),對配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進行用能分析和能效管理 |
網(wǎng)關(guān) | ANet- 2E8S1 |
| 8路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入,ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳,支持斷點續(xù)傳、XML、JSON進行數(shù)據(jù)傳輸、支持標準8GB SD卡(32GB)、支持不同協(xié)議向多平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù);每個設(shè)備的多個報警設(shè)置。輸入電源:AC/DC 220V,導(dǎo)軌式安裝。 |
35kV/10kV/6kV 弧光保護 | ARB5-M |
| 主控單元,可接20路弧光信號或4個擴展單元,配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個跳閘出口; |
ARB5-E | 擴展單元,多可以插接6塊擴展插件,每個擴展插件可以采集5路弧光信號: | ||
ARB5-S |
| 弧光探頭,可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室,也可于低壓柜?;」馓筋^的檢測范圍為180°,半徑0.5m的扇形區(qū)域; | |
35kV/10kV/6kV 進線柜電能質(zhì)量 在線監(jiān)測 | APView500 |
| 相電壓電流+零序電壓零序電流,電壓電流不平衡度,有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波,諧波(電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子)、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波,波形實時顯示及故障波形查看,PQDIF格式文件存儲,內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口(+1維護網(wǎng)口)+1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù),支持61850協(xié)議。 |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 節(jié)點測溫 | ASD500 |
| 5寸大液晶彩屏動態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕預(yù)分預(yù)合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出; |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動電流大于5A,測溫范圍-50-125℃,測量精度±1℃;無線傳輸距離空曠150米; |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 | APM830 |
| 三相(1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實時及需量,本月和上月值,電流、電壓不平衡度,66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄,2-63次諧波,2D1+2D0,RS485/Modbus,LCD顯示; |
變壓器繞組 溫度檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡檢,預(yù)埋PT100,RS485接口,2路繼電器輸出; |
變壓器接頭測溫低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊; |
ATE400 |
| 合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動電流大于5A,測溫范圍-50-125C,測量精度±1℃;無線傳輸距離空曠150米; | |
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 |
| 無線溫濕度傳感器,溫度精度:±1℃,濕度精度:±3%RH,發(fā)射頻率:5min,傳輸距離:200m,電池壽命:≥3年(可更換) |
ATC600 |
| 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳,ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù),1路485,2路報警出口。 |
應(yīng)用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 | 其他功能 |
35kV/10kV/ 6kV進線 | AM6-L |
| 三段式過流保護(帶方向、低壓閉鎖)、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護; | 操作回路、 雙以太網(wǎng)口、 雙485口、 2路4-20mA變 送輸出、 故障錄波、 GPS對時、 全電量測量 直流量測量
|
35kV/10kV/ 6kV饋線 | AM6-L | 三段式過流保護(帶方向、低壓閉鎖)、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護; | ||
35kV主變 (2000kVA以上) | AM6-D2/ AM-3 | 兩圈變/三圈變差動速斷保護、比例制動差動保護; | ||
AM6-TB | 變壓器后備保護測控、三段式過流保護(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)、非電量保護、啟動通風(fēng)保護、PT斷線告警、遙調(diào)升檔、遙調(diào)降檔、遙調(diào)急停; | |||
35kV/10kV/ 6kV廠用變 | AM6-S | 三段式過流保護(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)、零序過流、過負荷保護(告警/跳閘)、控故障告警、PT斷線告警、非電量保護; | ||
35kV電機 (2000kW以上) | AM6-MD | 差動速斷保護、比例差動保護、過流、過負荷、堵轉(zhuǎn)等電機綜合保護; | ||
10kV/6kV 異步電機 | AM6-M | 兩段式過流/零序過流/負序過流保護、過負荷保護(告警/跳閘)、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)保護、啟動超時、熱過載保護、電壓不平衡; | ||
35kV/10kV/6kV PT監(jiān)測 | AM6-UB | PT并列/解列、PT監(jiān)測; | ||
10kV/6kV 電容器 | AM6-C | 兩段式過流/零序過流保護、過負荷保護(告警/跳閘)、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護; | ||
35kV/10kV/ 6kV母聯(lián) | AM6-B | 兩進線備投/母聯(lián)備投/自適應(yīng)備投、聯(lián)切備投、三段式過流保護(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)、PT斷線告警、過負荷聯(lián)切/告警、檢同期、合環(huán)保護; |
6 結(jié)論
隨著時代的進步和發(fā)展,在變電站系統(tǒng)開發(fā)上,數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)成為一種全新的系統(tǒng)設(shè)計方案。通過數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的引入,可以減少變電站工作人員的管理壓力,釋放人工, 在實現(xiàn)管理效率改善的同時,也提升了管理的精準性。為此,數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)必然是我國未來變電站設(shè)計的核心主流趨勢。我國在該領(lǐng)域要充分重視相應(yīng)自動化以及智能技術(shù)的深入研發(fā),促使我國在數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計上,取得研發(fā)效果。
參考文獻
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