35 kV变配电站自动化技术的应用

董建斌 李 强

（1.山钢莱芜分公司型钢厂，山东莱芜271104；2.山钢莱芜分公司生产管理部，山东莱芜271104）

0 引言

据有关部门统计，我国工业部门的用电量占全国所产电能的70%以上，所以企业供配电系统是电力系统的重要组成部分。工厂供电的可靠性直接影响电力系统工作，因此，为保障电能顺利输送和使用，保证工厂供电系统安全与可靠运行至关重要。型钢大型线设有一座35 kV变配电站，主要通过高压配电线将电能经一次降压后输送到低压用电设备。提高变配电设备乃至整条线的电压质量，是提高电力系统电能质量的主要选择。因此，变配电站根据自身实际需要，从技术与经济方面着手，投入了清华紫光综合自动化系统DCAP-3000系列。

1 变配电站综合自动化系统概述

清华紫光DCAP-3000系列完全可在密封情况下正常运行，其主要参数如下：

输入电压：DC 220 V±30%（110 V DC，110 V/220 V AC）；

输出电压：+5 V/5 A、±12 V/0.8 A、24 V/1 A（表1），提供CPU插件和I/O插件电源。

表1 输出电压

这种分散式监控保护装置通过光纤将保护单元与主控室的后台主机相连，构成综合自动化系统。我厂生产线主要采用DCAP-3000系列，其中包括以下几个型号：

（1）DCAP-3000：线路监控保护装置，三段式两相（三相）电流保护功能。

（2）DCAP-3011：高压电动机监控保护装置，适用于带差动保护的电动机。

（3）DCAP-3020：补偿电容器组监控保护装置，适用于各种容量及接线的补偿电容器。

（4）DCAP-3030：母联分段监控保护及综合备自投装置，适用于高压母联开关，完成母联开关的监控保护以及母联的综合备自投功能。

2 变配电站综合自动化系统的主要功能

2.1 自动进行数据采集，数据记录、处理和显示

数据的自动采集是自动化系统的最基本功能之一。变配电站内各高压断路器和高压隔离开关位置状态、站内一次设备运行状态及报警信号、变压器分接头位置信号、无功补偿电容器的分投位置状态、各设备的绝缘状况等信息通过自动化系统都可自行完成采集，如图1所示。

图1 监控显示画面

在自动完成数据采集任务后，自动化系统对采集回的数据进行记录、处理和显示。

（1）变配电站运行参数的统计、分析与计算。包括变配电站进线及各馈线回路的电压、电流、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量的统计和计算；进线电压各次谐波的分析；负荷最大值、最小值、平均值的统计和分析；各类报表的生成和曲线等。

（2）变配电站内事件信息顺序记忆并存档。比如站内设备操作次数及发生时间，断路器切除故障时故障电流和跳闸次数，继电保护装置和各种自动装置动作的类型、时间和内容等。

（3）变配电站内运行参数和设备的越限报警及记录。站内各开关变位报警、设备及运行参数越限报警等，在给出声光报警的同时，如越限值和起止时间等也被记录。

（4）自动化系统的数据显示以屏幕显示为主。包括供配电的主接线、运行状况；报警画面与提示信息；控制系统的配置显示，如退出的设备和装置的显示及值班记录等。在系统发生故障时能显示与故障有关的信息与故障处理的有关规程程序和操作指令等，来帮助值班人员准确快速地处理事故。

2.2 自动实现控制与操作闭锁

变配电站内的各高压断路器、隔离开关可以通过变配电站综合自动化系统直接在计算机上进行操作，用鼠标点设备分接头进行控制和调节，可对滤波系统进行自动投切。为防止计算机故障无法操作变压器设备，系统中还设置了操作人员直接跳合闸装置，实现起来更安全。实现“五防”：防止带负荷拉合隔离开关；防止误入带电间隔；防止误分合断路器；防止带电挂接地线；防止带接地线合隔离开关。并且计算机操作闭锁功能只有输入正确的操作口令和密码才有权进行操作控制。

2.3 具有微机保护与自动装置

我线自2005年投产以来，一直投入使用的是清华紫光的DCAP-3000系列，如图2所示。

图2 清华紫光DCAP-3000系列

DCAP-3000硬件结构如图3所示。

图3 DCAP-3000硬件结构图

微机保护同样可以实现线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护，不仅如此还能实现：（1）故障记录、断电保护；（2）存储多个整定值，并能显示和就地修改；（3）实时显示保护装置主要工作状态（投入情况及输入量值等）；（4）与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息、保护装置动作信息、保护动作值以及自诊断信息，接收监控系统选择保护类型以及修改保护整定值的命令等。

3 结语

随着工业自动化的日趋发展，变配电站综合自动化系统也在工业中得到了广泛应用，其既能将数据自动采集显示于你我，也为生产系统的稳定运行提高了安全性和可靠性。

[1]王涛，林桂华.变压器保护[M].北京：中国电力出版社，2013.

[2]李火元.电力系统继电保护及自动装置[M].北京：中国电力出版社，2006.