变电站综合自动化系统在大型化工厂中的应用

张有祥(中国石油抚顺石化公司热电厂， 辽宁 抚顺 113001)

变电站综合自动化系统在大型化工厂中的应用

张有祥(中国石油抚顺石化公司热电厂， 辽宁 抚顺 113001)

结合某乙烯工程项目中电气系统的概况及变电站综合自动化在此项目中的应用，介绍变电站综合自动化在大型化工厂中多变电所实现集中监控的系统结构，实现了无人值守和少人值守的变电站，提高电气系统的自动化水平，降低了运行成本，确保了供电系统的安全稳定运行。

变电站综合自动化系统;大型化工厂;无人值守变电所;自愈双环网

0 引言

在大型化工厂中为提高供电质量和降低建设成本，会设置多个变电所，传统运行模式为多人值守、人工监盘、人工操作、人工抄表等方式，变电站综合自动化系统可以实现无人或少人值守、集中控制、自动记录报警信息及自动抄表等功能。变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、电子技术、通信技术等将电气系统运行所需要全部数据和信息，集中监视和控制。变电站综合自动化系统是基于微电子技术的智能电子装置IED(Intelligent Electronic Device)和后台控制系统所组成的变电站运行控制系统。在整个综合自动化系统中会由多个IED组成，IED可以描述为在特定的通信接口下，由一个或多个处理器组成，能够从外部源接收和传输数据或控制外部源的任何设备。变电站综合自动化系统可以采集到齐全的数据和信息，利用计算机的计算能力和预先设计好的逻辑判断功能，方便地监视和控制全厂所有的电气设备。

本文结合某乙烯工程项目中全厂电气综合自动化的设计，提出了在大型化工厂中变电站综合自动化系统解决方案。

1 项目概况

该项目的供电系统是以66kV总变电所为中心，其66kV系统配电装置采用GIS六氟化硫(SF6)组合电器，两条母线为单母线分段运行方式，总变GIS组合电器设置18个开关间隔，设置八台66/6.3kV、31.5MVA双绕组有载调压电力变压器，八台主变压器分列运行，每台主变各带该组母线全部负荷的50%； 6kV系统采用单母线分段接线型式，以双回路放射方式向14个生产装置供电，每一回路均可承担该装置100%的负荷。

2 系统结构

全厂只有总变电站设置为有人值守，其余变电所均无人值守。在总变设置一套监控总站作为全厂电气系统调度及监控平台，即变电站综合自动化系统总站。其余的变配电所(包括总变电所)分别设置独立的电气自动化系统，作为变电站综合自动化系统的子站。每个子站都有完善的监控系统，能够独立运行并满足监控要求。该系统结构采用分布分层式，整个系统分为设备层、间隔层、子站站控层、通讯管理层、总站站控层组成。在子站站控层、通讯管理层、总站站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成监测和断路器控制功能。

(1)设备层包括一次高压设备的TV、TA、断路器、隔离手车等一次设备。

(2)间隔层包括综合保护装置、测控装置、自动装置、不间断电源(UPS)设备、EPS设备等一切带有通讯接口的智能电子设备。间隔层装置直接采集并处理现场的原始数据。

(3)子站站控层包括智能通讯管理机、远动通讯管理机、子站站内交换机等。负责间隔层数据采集后规约转换、处理和转发至总站站控层。同时下发总站站控层的下行控制命令。

(4)通讯层包括环网交换机、光纤网络等，负责组成系统光纤自愈双环网。

(5)总站站控层包括系统(数据库)服务器、fe服务器、历史服务器、网络服务器、高级应用服务器、操作员工作站、五防工作站(含操作票专家系统)、维护工程师站、报表工作站、综合操作屏、远动通信设备、视频工作站及其配套设备等。总站站控层是各子站站控层功能合并后的集控中心，通过各子站站控层上传的数据，完成分析、处理、显示、报警、记录、控制等功能，完成远方数据通信以及下发控制命令等。

3 网络结构

(1)间隔层网络采用RS-485串行现场总线网络通信方式，在同一变配电室内采用屏蔽双绞线连接至子站站控层的通讯管理机。各子站变电所的6KV综合保护装置直接安装在开关柜内，每条总线上连接5-7台设备以保证通讯速度。各子站的综合自动化系统可分别于对应的DCS控制系统进行通信，可以把与工艺相关的参数如电流、报警信息传输给DCS系统，完善DCS系统的各项参数。

(2)各子站之间采用光纤和光纤以太网环网交换机组成光纤自愈双环网，通过子站站控层的远动通讯管理上传至总站。选择光纤传输具有距离远、通讯率高、抗干扰强的优点。采用自愈双环网将各个子站通过两根光缆贯穿连接，各子站接受上一子站的信息并携同本站的信息转发至下一子站，直至到总站后不在转发，两条光路从不同的方向开始发送，若某一段光路或者光端机出现故障，剩下的子站依然能够和总站正常通讯，待故障消除后又继续接受上一子站信息并发送，在这样的结构下整个网络实现环路的自诊自愈。

(3)总变的66KV系统保护、测量、计量等设备集中组屏并配置双以太网网络接口，采用IEC870-5-104/103/TCP/IP的通讯规约进行网络通讯。南总变总站站控层各服务器工作站之间采用以太网通讯，并采用A、B网双网，保证通讯的可靠。

4 结语

化工厂内对供电系统的安全性、可靠性都要求的极高，对于厂区面积大、多变电所的项目变电站综合自动化系统是电气监控的首选，在项目内设置功能完善、结构简单、操作方便的自动化系统，保证的电气系统的安全、可靠、经济的运行，多变电所的项目减少了值守人员的数量，降低了供配电系统的运行成本，扩大了监控范围，提供了供电质量。