對110kV變電站綜合自動化系統的應用探討論文

摘要：本文主要介紹了llOkV變電站綜合自動化系統的應用，對提高變電站安全、穩定、可靠和管理的運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益等都具有十分重要的意義。

　關鍵詞：110kV變電站;自動化系統;系統結構;配置方案

　　一、110kV變電站的基本情況

根據變電站所處的環境，爲深入負荷中心，採用了室內佈置。設有2臺容量爲12500kVA的雙繞組有載調壓變壓器，型號爲S29 - 12500/110，電壓變比爲llOkV/6kV; llOkV配電裝置採用了體積小、佔地面積少的SF6氣體絕緣全封閉組合開關(GIS)，橋式接線，llOkV電源進線2回，6kV進出櫃14面、分斷櫃l面、TV櫃2面、電容補償櫃4面、所用變櫃2面，6kV開關櫃採用中置式高壓開關櫃，配用真空開關，主接線爲單母線分段形式;控制及保護等二次設備採用綜合自動化系統;遠動和通信部分設有該變電所與電調中心的遠動主通道，並採用一點多址微波，備用通道採用市政電話。

　　二、110kV變電站綜合自動化系統設計原則

(一)本站按無人值班有人職守、四遙站設計，採用綜合自動化實現控制、保護、測量和遠動等功能。

(二)採用微機控制，並通過”遠方””、就地”選擇開關實現就地(就地單元控制)、遠方(站內控制室微機及調度中心)兩種控制方式，用微機實現模擬操作，待確認後再執行控制命令。

(三)保護全部採用微機綜合自動化系統，主變及llOkV部分集中組屏後置於主控室內，6kV部分分散安裝於各對應的開關櫃上。各保護單元均相對獨立，能獨立完成其保護功能，並通過通信接口向監控系統傳送保護信息。

(四)全部四遙量送至調度中心，站內通信採用大容量通信網，通信規約採用部頒Polling規約。

　　三、系統構成與功能

本站綜合自動化系統設計爲分層分佈式，底層是分佈式單元機箱，包括單元保護與監控模擬量、單元開關量採集、操作迴路、就地漢字顯示以及通信等功能。各單元保護箱均相對獨立，僅通過站內通信網互聯，並同上層當地監控通信。

在功能分配上，採用能下放的`儘量下放的原則，凡本單元保護箱能完成的功能絕不依賴通信網，各單元箱上均配有操作面板和必要的手動操作開關及信號燈，運行人員通過就地單元箱上的操作面板或人機接口，就可對相應電氣設備進行操作，當某一保護單元故障或退出運行時，不影響其他單元及上層監控。

上層爲當地後臺監控系統，採用高檔586工控微機，以中文Win-dows98爲軟件平臺，開發工具採用VisualC++6.0。所完成的功能爲：對各單元裝囂實時數據的採集，實時數據的加工和管理，實現系統管理站功能。

(一)系統構成

l、保護測控單元硬件結構每個單元由主控板、繼電器板、電源模塊、薄膜按鍵、液晶顯示器、分合閘按鈕和機殼等組成。箱體爲全金屬封閉結構，通過屏蔽隔離板，將微機部分與出口繼電器執行部門完全屏蔽隔離，提高微機系統抗干擾能力。

(1)主機板由單片機(80196KC)、程序存儲器、光電隔離輸入/輸出電路、數據存儲器、定值存儲器、跳合閘邏輯電路、光電隔離通信接口、顯示器鍵盤接口、多路開關、低通濾波器、高精度運算放大器、精密電位器、限幅保護電路、模塊通道接口、精密電流電壓互感器、看門狗電路等組成。

(2)信號燈採用固體發光器件，壽命長。保護TA、測量TA及TV等電量均經過彼此獨立的小TA和小TV模塊進入微處理器系統。經過濾波後，將所有交流電氣信號轉換成O～5V的微機標準接收信號，通過多路轉換開關，由微機進行交流採樣，每個週期採樣12點，經過傅立葉算法之後，可得到所需的基波及其他諧波值的分量，因而可以方便地計算出每條線路的U、I、P、O、cos‘P等值。

通過將正弦處理成方波，利用高速輸入通道HSI，可以方便地計算出線路的頻率f’各類電量值精度不低於0.5級。有功電能和無功電能數既可採集脈衝電能表脈衝數，也可以通過本身PQ值累積得到。

其保護功能，通過保護級TA及TV將信號採集之後可得到相關實際值，並利用這些實際值進行不同的組合運算，將結果與給定值比較，判斷是否應該報警或保護動作，完成報警保護功能。

鍵盤液晶顯示面板供保護動作定值修改和電量參數就地顯示功能用，鍵盤板上共配置9個按鍵，3個指示燈，可以指示本條線路斷路器的位置狀態和單元箱工作狀態。鍵盤液顯示共有兩種工作狀態：一般工作狀態和編程工作狀態。一般工作狀態下可查看各類電量參數。編程工作狀態可以方便地修改各類保護定值。

保護測控單元箱可通過配置不同的軟件功能模塊實現多種不同保護功能。它可以自動記錄8條事故的類型、時間及動作值，供上級微機系統調用。通過後臺管理機，輸入操作密碼，經通信口可將斷路器分合命令傳送至某一測控保護單元，執行對應斷路器分合操作功能。

(二)系統基本功能

一般的來說，變電站綜合自動化主要包括數據採集及通訊、數據處理、安全監視、微機保護、開關操作、電壓無功控制、遠動及自診斷等功能。

1、數據採集與通訊功能

數據採集和處理實時地採集全站運行過程中的輸入信號(包括模擬量、開關量、脈衝量)，經濾波，檢出事故，狀態變位信號和模擬量參數變化，實時地更新數據庫，爲微機保護和監控系統提供運行狀態的數據。

2、數據處理

主變及各條線路的功率及功率因數計算、電能計算及統計、事件順序記錄及事故追憶等。

3、安全監控

系統運行工況監視，變電站一次系統運行狀態監視，遙測量的越限監視，遙信變位的聲光報警，事故信號及預告信號的告警顯示，變壓器分接頭與電容器組人工、自動調節與投切，保護測定值的顯示與修改，在線自診斷等。

4、運行記錄

電力系統事故記錄及運行記錄，系統歷史數據記錄，設備運行記錄，以及各種記錄的統計，報表人工、自動打印，屏幕拷貝等。

5、微機保護功能

包括變壓器保護、線路保護、母線保護、電容器保護及其他設備的保護配置。

6、電壓和無功控制功能

對有載調壓變壓器分接頭和並聯補償電容器組進行綜合調節控制，從而控制電壓和功率因數等指標，保證電壓質量和優化無功補償。

7、遠動功能

包括常規的遙測、遙信、遙控、遙調，保護定值的遠方監視與修改，故障錄波及測距的遠方傳輸等功能。

8、人機聯繫功能

在線生成、修改各種報表及畫面，在線修改數據庫參數，控制閉鎖與解除;多窗口顯示，畫面可放大、縮小、漫遊以及方便的畫面調用，遠方和當地操作以及當地操作的防誤操作等功能。

　　四、保護配置方案

主變壓器保護(每臺主變配置雙套微機保護，熱備用)。

(一)主保護採用DMP - 320B保護單元

l、縱差保護，跳主變兩側斷路器。

2、比率差動保護，跳主變兩側斷路器。

(二)後備保護採用DMP - 321B保護單元

1、複合電壓過電流保護，設兩段時限，保護動作第一時限跳llOkV母聯斷路器，第二段時限跳主變各側斷路器。

2、過負荷告警。

(三)採用DMP - 325B測控單元完成主變斷路器的遙控、遙測、遙調

1、測量：Ia、Ib、Ic、U、P、Q、cosv、Wh、Varh.

2、瓦斯保護：重瓦斯時直接跳主變高壓側斷路器;輕瓦斯、壓力釋放信號告警。

3、遙控：主變兩側斷路器的跳、合閘。

　　五、系統運行特點

該變電站自投運半年多以來，綜合自動化系統能夠保證繼電保護的可靠性和安全性，並具有如下特點：

(一)能夠大屏幕漢字實時顯示電流、電壓和功率、電能、相位及其他所需的電氣量。

(二)直接使用漢字顯示保護動作信息：保護定值可通過薄膜按鍵就地整定，也可通過後臺計算機遠方整定。

(三)密閉抗干擾式保護與監控一體化單元機箱，設計靈活。