110KV变电站综合自动化系统设计和功能

卢建兵

兰州资源环境职业技术学院 730021

110KV变电站综合自动化系统设计和功能

卢建兵

兰州资源环境职业技术学院 730021

计算机和网络通信技术的发展使变电站综合自动化系统得以实现，变电站综合自动化实现了变电站设计安装、调试和运行、维护、管理等各个方面巨大变革，本文结合某110KV变电站的综合自动化系统设计，对于变电站综合自动化的系统的功能和发展进行了分析。

110kV变电站；变电站综合自动化；电磁干扰；通信

变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计来实现变电站的设备和线路自动控制和微机保护以及综合自动化功能。变电站自动化系统在本质上是一个分层分布式控制系统，包含多个子系统，各个子系统中还包含多个智能模块。变电站综合自动化系统有着独特的优越性，主要表现为，在线运行的可靠性高；供电质量高；专业综合，易于发现隐患，处理事故恢复供电快；减少控制电缆，缩小占地面积；维护调试方便；实现了无人值班看守，保证了变电站的安全稳定运行。变电站综合自动化系统全面代替了常规二次设备，以计算机为核心枢纽，结合现场总线技术，利用先进的通信和网络协议，系统不但有着良好的抗干扰能力，还有着良好的扩展性，实现了数据共享，统一操作和统一管理。并且有着功能综合化，分层分布式、微机化的系统结构，测量显示数字化，操作监视屏幕化，运行智能管理化，通信手段多元化的特点。自从上个世纪70年代日本研制出第一个综合自动化控制系统以后，已经得到了非常普遍的应用。

1 变电站综合自动化系统设计方案

1.1 变电站概况

设有110KV总降变一座，建有63MVA三相双卷自冷有载调压变压器3台，电压变比为115/10.5 kV。110kV线路进线共有3回，10kV为单母线四分段接线形式，出线共42回。并且设有无功补偿装置。

1.2 设计目标

依照无人值守综合自动化变电站设计，完成远动与计算机监控系统整体化设计，信息传输和通道设计，建成后拟实现监控；电压、无功综合控制；低频减负荷控制等功能。

1.3 设计原则

变电站综合自动化系统要全面代替常规的二次设备；

要保持设备接口的兼容性设计，遵循先进、合理的通信标准和协议；

系统的功能和胚子一定要满足无人值守的要求；

作为电网调度自动化的子系统，一定要服从电网调度自动化的总体设计；

要具备高可靠性和抗干扰能力；

系统应有良好的扩展性和适应性；

系统应有良好的标准化程度和开放性能；

系统应该实现数据共享。

1.4 设计方案

要根据《地区电网调度自动化设计技术规程》的要求拟定远动信息内容，信息传输方式以电力调度数据网通道方式为主，点对点模拟通道为备用。本变电站电力调度数据网采用路由器组网，就近接入地区电力调度数据网节点。要根据相关规定建立二次系统安全防护体系，重点保护实时控制等关键业务，采用安全隔离设备有效保护各安全区的业务系统。拟考虑使用贸易结算电量计量装置，同时，用户另配置1台电能量信息采集与监控终端。

（1）远动与计算机监控系统

采用开放式分层分布结构，包括站控层、间隔层以及网络设备三个部分，采用以太单网连接结构，合用I/O测控单元。拟采用Windos XP操作系统，IEC60870－5－104运动系统协议和TCP／IP网络协议。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。

（2）电源

配置1台逆变电源装置以保证系统稳定供电，采用站内220V直流系统，采用110V直流电源经两套互为备用的DC/DC电源变换装置为通信电源。

（3）GPS对时系统

配置独立的GPS对时系统，实现站内系统和设备的时间同步，采用双时钟冗余配置，并且增加扩展配置保证软硬件对时。

（4）调度数据网接入设备

电力调度数据网采用路由器组网，就近接入地区电力调度数据网节点。

（5）二次系统安全防护装置

配置有二次系统安全防护装置一套，配置相应IP认证加密装置，用以保证信息调度的实时性、安全性、可靠性。

（6）电能计量装置的配置

采用用电压互感器和电流互感进行计量，电能表采用一表一盒的接线方式，并且在总降变安装一套电能信息采集与监控终端，还要符合电网负荷管理系统的相关要求。通信和传输方式以电力调度数据网为主，点对点直接传送作为备用。

（7）计算机五防闭锁功能

不独立设置五防操作系统，由计算机远程操控来实现该功能。

2 设备选型和功能实现

2.1 设备选型

设备选型一定要选择性能优良、可靠性高的定型产品。

间隔层配置基本上为110kV线路进线3回，配置三台测控装置，3台主变配置3套主变测控装置，配置2套公用信号测控装置，10kV负荷出线共有42回，配置42台10kV线路保护测控一体化装置，配置4组电容器，配置2台站用变兼接地，配置6块电能表就地分散布置在各开关柜上。

站控层远动终端配置1面远动屏柜，包括2台通信服务器，1台规约转换器。监控系统为Windows XP，一定配置高性能主机，系统共配置3台主机，均为当前I7主流配置。

网络配置有48口一个和24口交换机3个，选用的也都是高性能的交换机。

此外还配有电能量信息采集与监控终端，GPS-01A同步卫星系，1套调度数据网设备和1套二次系统安全防护装置。

2.2 功能实现

该系统设计实现了包括通信功能和系统功能在内的自动化控制和管理功能，实现了变电站设计安装、调试和运行、维护、管理等全面的自动化功能，基本上达到了变电站设计的要求。

3 关于防电磁干扰

变电站自动化系统都是弱电系统，在强大电磁干扰下产生的电磁信号会通过电磁耦合进入系统内部，造成很严重的后果，影响到系统的可靠性。

对于电磁干扰所带来的问题，本变电站采用电磁兼容技术，整体上提高系统的抗干扰水平，在装置中选用高性能的元件，采用先进的制造工艺、屏蔽以及隔离技术，从而减少出现故障和错误的概率，并且利用微机的自动检测技术来实时监测系统的运行状况，在出现错误时自动闭锁装置并及时报警，防止装置误动。一般来说具体上采用屏蔽、接地、隔离措施来处置。

4 结论

随着计算机技术、现场总技术、集成电路技术和通信技术的发展和变电站综合自动化系统的不断升级，变电站综合自动化系统正在向着智能化、二次设备的标准化和网络化的方向发展，未来数字化变电站将会成为现实。

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卢建兵，男，汉族，1968年出生，甘肃白银人，西北师范大学教育硕士毕业，副教授，研究方向：电工技术、电子技术。）