摘要：Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是我公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和無(wú)人值守的要求，總結(jié)guonei外先進(jìn)的研究和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，專門開(kāi)發(fā)的新一代電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有保護(hù)、遠(yuǎn)程測(cè)量、遠(yuǎn)程信任、遠(yuǎn)程脈搏、遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守或少人值守功能，為監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行提供了全新的解決方案。該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)在物理上分為兩層:站控層和間隔層。站級(jí)通信網(wǎng)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和TCP/IP通信協(xié)議，物理網(wǎng)可以屏幕。、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、等待通信規(guī)定。
關(guān)鍵字：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；無(wú)人值守。
1概述
物流園變電站布置在整個(gè)室內(nèi)兩層。一樓西側(cè)為主變室。東側(cè)為10kV配電室，東北側(cè)為二次設(shè)備室。二樓東側(cè)為35kV配電室，西北側(cè)為10kV電容室。35kV配電裝置采用金屬鎧裝拆卸開(kāi)關(guān)柜，室內(nèi)單列布置；10kV配電裝置采用金屬鎧裝拆卸開(kāi)關(guān)柜，室內(nèi)雙列布置。35kV供電系統(tǒng)采用雙母線分段系統(tǒng)，共13面高壓開(kāi)關(guān)柜；10kV供電系統(tǒng)采用雙母線分段系統(tǒng)，共21面高壓開(kāi)關(guān)柜；綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)
根據(jù)用戶配電系統(tǒng)的管理要求，需要對(duì)35kV開(kāi)關(guān)柜、10kV開(kāi)關(guān)柜、35kV/10kV主變、交流DC系統(tǒng)等進(jìn)行全面的監(jiān)控和保護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，確保配電系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
AM5SE系列進(jìn)線保護(hù)、主變保護(hù)和各種出線保護(hù)裝置，結(jié)合用戶實(shí)際生產(chǎn)工藝要求，在35kV和10kV配電電路中配置AM5SE系列進(jìn)線保護(hù)、主變保護(hù)和各種出線保護(hù)裝置，在總進(jìn)線處配置APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置。
在電氣監(jiān)控室配備Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)物流園區(qū)供配電系統(tǒng)的電力監(jiān)控和自動(dòng)化管理，通過(guò)通信管理機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)時(shí)采集微機(jī)保護(hù)裝置、電能質(zhì)量等二次設(shè)備數(shù)據(jù)。在電氣監(jiān)控室配備一套電源系統(tǒng)，為整個(gè)變電站的斷路器、二次設(shè)備、監(jiān)控主機(jī)等重要設(shè)備運(yùn)行提供穩(wěn)定可靠的電源。
圖1 物流園區(qū)電氣監(jiān)控圖
2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
通過(guò)智能電力監(jiān)控裝置、通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)軟件，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)控、事故記錄和分析、繼電保護(hù)等。供配電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，完成園區(qū)的供電、用電管理和運(yùn)行管理。該系統(tǒng)可以分為三個(gè)結(jié)構(gòu):現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和平臺(tái)管理層。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層:包括微機(jī)保護(hù)、智能控制、多功能儀表、計(jì)量表等設(shè)備。，用于收集電氣運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電氣接觸溫度等數(shù)據(jù)。在站內(nèi)配電柜中。同時(shí)，在35kV變電站和10kV變電站配備多套DC電源，確保現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備良好的運(yùn)行環(huán)境。
網(wǎng)絡(luò)通信層:包括ANet-2E8S智能網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱(內(nèi)置智能網(wǎng)關(guān))采集數(shù)據(jù)，通過(guò)光纖上傳到通信室變電站綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)充當(dāng)遠(yuǎn)程通信裝置，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集后，通過(guò)交換機(jī)縱向加密數(shù)據(jù)上傳調(diào)度網(wǎng)。
平臺(tái)管理層：?國(guó)家電網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)電力調(diào)度控制平臺(tái)，變電站綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。
圖2 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
3解決方案
本項(xiàng)目35kV配電裝置采用金屬鎧裝拆卸開(kāi)關(guān)柜，本期和遠(yuǎn)景進(jìn)線2次，采用單母線分段。本期新柜中，有2臺(tái)進(jìn)線隔離柜、2臺(tái)計(jì)量柜、2臺(tái)進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜、2臺(tái)壓變柜、2臺(tái)主變進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜、1臺(tái)母線分段開(kāi)關(guān)柜、1臺(tái)母線分段隔離柜。為了預(yù)留遠(yuǎn)景可能的3#主變，在35kV中Ⅱ段母線PT柜和2#主變柜之間有一個(gè)柜位，以后可以插入新柜。開(kāi)關(guān)柜具有可靠的“機(jī)械五防"功能，電氣連鎖設(shè)置在進(jìn)線開(kāi)關(guān)和進(jìn)線隔離手車間。
圖3 35kV開(kāi)關(guān)室一次系統(tǒng)圖
10kV配電裝置采用金屬鎧裝中置開(kāi)關(guān)柜，本期出線2次，采用單母線分段。本期新增9個(gè)開(kāi)關(guān)柜，包括1個(gè)主變進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜、1個(gè)電容器柜、2個(gè)站變柜、1個(gè)分段開(kāi)關(guān)柜、1個(gè)分段隔離柜、2個(gè)饋線柜、1個(gè)母線PT柜。柜間有一座母線橋，1座主變母線橋。其中10kVⅡ段待二期建設(shè)。
圖4 10kV開(kāi)關(guān)室一次系統(tǒng)圖
3.1方案綜述
本項(xiàng)目采用分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用安科瑞電氣有限公司生產(chǎn)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。本期配置:遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)屏幕1側(cè)、公共測(cè)控屏幕1側(cè)、電力調(diào)度數(shù)據(jù)屏幕1側(cè)、#1主變保護(hù)測(cè)控屏幕1側(cè)、電能測(cè)量屏幕1側(cè)、電源系統(tǒng)屏幕7側(cè)。上述綜合自動(dòng)化屏幕集中布置在二次設(shè)備室內(nèi)。
35kV進(jìn)線、母分、10kV饋線、電容器、母分按間隔配置測(cè)量裝置，35kV和10kV母分按間隔配置測(cè)量控制裝置，上述設(shè)備按間隔配置在相應(yīng)的間隔開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。安裝在每個(gè)柜子里的保護(hù)和測(cè)量控制裝置的所有信息都通過(guò)103協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)通道發(fā)送到站臺(tái)控制層。二次設(shè)備室內(nèi)設(shè)備GPS時(shí)鐘對(duì)時(shí)采用電B碼，35kV、采用網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)的10kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)保護(hù)測(cè)控裝置。
本工程配置站采用2臺(tái)變壓器(容量為50kVA)，其中1臺(tái)為遠(yuǎn)景備用；DC系統(tǒng)電壓為110V，電池(容量為200Ah，54/2V)組屏2面。電源系統(tǒng)共組屏7面布置在二次設(shè)備室，到監(jiān)控后臺(tái)的報(bào)紙采用通訊軟報(bào)紙加硬接觸的方式。
全站N600有且只有一點(diǎn)接地，該接地位于#1主變保護(hù)測(cè)控屏上。
本工程設(shè)置電能計(jì)量屏(主變35kV、主變10kV側(cè)各一個(gè)電能表)1面，35kV進(jìn)線，10kV饋線，電容器間隔電能表均布置在每個(gè)間隔開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。其中，計(jì)量關(guān)口設(shè)置在35kV進(jìn)線側(cè)。電能采集裝置ERTU通過(guò)電能采集裝置上傳調(diào)度站內(nèi)電能表數(shù)據(jù)。
3.2功能需求
3.2.1本地?cái)?shù)據(jù)采集
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需要采集34臺(tái)設(shè)備，根據(jù)數(shù)據(jù)類型，本地設(shè)備主要分為三類數(shù)據(jù):遙測(cè)、遙信和電能。整個(gè)系統(tǒng)的功能要求:
1)數(shù)據(jù)采集與處理：各種電參數(shù)、開(kāi)關(guān)量、溫度量、電能抄表值等。通過(guò)間隔層設(shè)備實(shí)時(shí)采集；
2)圖片顯示:每個(gè)電路的組合、狀態(tài)、位置信息、保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作和返回信息、DC系統(tǒng)和所用變化系統(tǒng)的信息、每個(gè)測(cè)量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種報(bào)警等信息。
3)記錄功能:具有各種歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，如電壓、電流、功率、電能、事故、報(bào)警等。，用于查詢、分析和打印。
4)報(bào)警處理：用戶可根據(jù)自己的需要對(duì)報(bào)警進(jìn)行分類篩選，并將報(bào)警歸納到不同的報(bào)警窗口。
5)應(yīng)具備完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；
6)曲線分析功能:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的模擬量和電量數(shù)據(jù)可以以曲線的形式顯示，從而分析其當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)的歷史趨勢(shì)；
7)報(bào)告統(tǒng)計(jì)功能:通過(guò)報(bào)告，可以方便地分析供電系統(tǒng)和各回路的運(yùn)行參數(shù)，形成運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、電能統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)。
3.2.2主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加固
Acrel-1000(狗用戶鎖)、網(wǎng)絡(luò)邊界處通信網(wǎng)關(guān)機(jī)ANet-2E4SM等監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)組態(tài)軟件在物流園配電工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，采用Windows加固操作系統(tǒng)，已關(guān)閉不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，具體內(nèi)容如下：
1)確定生產(chǎn)控制區(qū)域計(jì)算機(jī)設(shè)備各網(wǎng)卡IP地址的正確配置
2)關(guān)閉不必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
3)禁止網(wǎng)絡(luò)非法外聯(lián)
4)USB口、禁止USBB用光驅(qū)封條粘貼。、接入光驅(qū)移動(dòng)介質(zhì)
5)加強(qiáng)密碼密碼，刪除默認(rèn)多余的帳戶，不同的帳戶對(duì)應(yīng)不同的權(quán)限設(shè)置
6)禁止在計(jì)算機(jī)上安裝與運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)關(guān)的軟件。
現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如交換機(jī)、工業(yè)控制機(jī)、通信管理裝置，綁定網(wǎng)口的MAC地址，實(shí)現(xiàn)特殊用途，關(guān)閉多余的網(wǎng)口，用防塵塞堵塞端口，貼上“端口禁用標(biāo)志"。
如下圖所示，物流園配電工程監(jiān)控系統(tǒng)的分區(qū)及邊界保護(hù)：
圖5 監(jiān)控系統(tǒng)分區(qū)及邊界保護(hù)圖
配置設(shè)備清單3.3
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖3.4
圖6 35kV開(kāi)關(guān)柜圖圖635kV
圖7 10kV開(kāi)關(guān)柜圖710kV
圖8 35kV變壓器圖835kV
圖片9 通訊室現(xiàn)場(chǎng)圖片
4系統(tǒng)功能
4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)人機(jī)界面友好，配電線路的運(yùn)行狀態(tài)可以以配電一次圖的形式直觀顯示，電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，各配電電路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等的合閘狀態(tài)以及相關(guān)故障、報(bào)警等信號(hào)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控。其中，10kV配電系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)量主要包括:斷路器分、合閘信號(hào)、手車工作、試驗(yàn)位置信號(hào)、遠(yuǎn)程/現(xiàn)場(chǎng)切換位置信號(hào)、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)信號(hào)、接地刀合分信號(hào)、變壓器超溫跳閘預(yù)警信號(hào)、高溫報(bào)警信號(hào)。
電能質(zhì)量分析4.2
為電壓值、偏差率、諧波畸變率、電流值、分相功率、總功率等信息提供電能質(zhì)量檢測(cè)儀采集的數(shù)據(jù)。
4.3運(yùn)行報(bào)表
可以查詢每個(gè)電路或設(shè)備規(guī)定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)。報(bào)表中顯示的參數(shù)信息應(yīng)包括:各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總功率、總無(wú)功功率、正功率電能等。
4.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
系統(tǒng)支持對(duì)接入系統(tǒng)各設(shè)備的通信狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以顯示整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；設(shè)備的通信狀態(tài)可以在線診斷，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)異常發(fā)生時(shí)，故障設(shè)備或部件及其故障部件可以在界面上自動(dòng)顯示。
4.5曲線查詢
各電參量曲線可直接在曲線查詢界面查看，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等曲線。
5結(jié)語(yǔ)
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化、運(yùn)行管理現(xiàn)代化、提高電網(wǎng)的可靠運(yùn)行水平方面發(fā)揮著重要作用。因此，各地區(qū)電網(wǎng)中的變電站應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)水平，提高運(yùn)行維護(hù)人員的技能，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]安科瑞企業(yè)微網(wǎng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
