10kV配电所自动化系统的应用

龚银银

（马钢股份公司炼焦总厂，安徽马鞍山 243000）

1 概述

10 kV 供配电系统作为钢铁企业重要组成部分，具有深入现场、区域集中、总体分散的特点。由于本身高电压带来的危险性，对操作人员的数量、质量具有严格要求。积极推进智能化改造，在保证10 kV 供电系统安全性、可靠性、稳定性的基础上，达到减员降本、绿色、高效的目的。

马钢股份炼焦总厂在南区筒仓项目10 kV 配电房所设计之初，以智能化为目标，选用KYN28A-12型铠装中置高压开关柜，采用带电动底盘车真空断路器，及带电动分合闸功能的接地刀，通过数字式保护测控装置，实现高压系统停送电远程操作。

2 自动化系统结构

2.1 监控系统

软件监控系统基于CSC-2000 变电站自动化系统（V2），共有2 台远程站，设有工程师、操作员两种权限，分别用于软件编辑优化及日常远程监控操作。同时2 台远程站采用PostgreSQL 关系型数据库管理系统，对测控装置采集的遥测、遥信，及操作进行实时记录保存，便于日常监控以及事故情况下调取原始数据进行对比分析，且2 台远程站数据库互为备用，即使一台故障，也不会影响系统使用。

2.2 通信系统

基于工业以太网的现场总线，连接工程师站、操作员站、数字式保护测控装置，实现监控过程数据监测和指令发布的稳定性、实时性、高效性。同时，为保证网络通信设施运行的安全性，高压配电房所采用双以太网实时通信，当装置某一路网线与总线连接有故障时，不影响设备正常使用，并及时反馈通信故障信息，便于现场及时发现问题并检修。

2.3 控制单元

自动化系统控制单元结构见图1。以高压开关柜为单元，每台高压开关柜配置1台CSC200系列数字式保护测控装置，在发挥其测量、保护、检测、通信、录波、事件记录的基本功能的同时，通过逻辑控制模块实现对真空断路器的遥控分合闸及保护跳闸，通过开出DIO 模块连接电动手车控制模块和电动接地刀控制模块，由监控后台下达指令，通过DIO模块发送信号到电动手车控制模块及电动接地刀控制模块，在联锁条件满足的情况下，实现手车在试验位与工作位之间的转换，接地刀在合闸与分闸状态直接转换，实现远程自动控制功能。

图1 自动化系统控制结构图

3 主要设备及功能

3.1 数字式保护测控装置

以数字式保护测控装置为中心，通过其交流插件实现对电流互感器、电压互感器二次侧电流电压信号采集并起到装置与回路电气隔离；CPU 插件实现对模拟量、开关量进行逻辑运算并发出保护指令；逻辑插件作为保护跳闸控制信号、遥控跳合闸控制信号及动作、告警信号直接输出端；开关量输出插件向电动底盘车控制模块、电动接地刀控制模块下达控制信号及防跳等功能；开关量输入模块采集外部开关量信号，对手车位置、接地刀状态、真空断路器状态及其它具有保护价值的开关量信号；通信插件主要用于光纤通信，实现保护测控装置与上位机CSC-2000 变电站自动化系统（V2）进行人机交互。

3.2 电动手车控制模块

电动手车控制模块（见图2）通过对手车的位置状态信号、接地刀状态信号、断路器状态信号、远方就地信号、运行过程中机构卡死或设备不到位自我判别及数字式保护测控装置指令进行条件判断，条件满足控制电动手车的驱动电机运转，实现对电动手车位置状态的调整，保证电动手车运行过程的安全性。

图2 电动手车控制模块

当电动手车控制模块使能，远方就地处于遥控状态，接地刀处于分闸状态，真空断路器分闸状态，手车处于试验位置，这些条件同时具备时，电动手车控制模块收到保护测控装置遥入命令，驱动电机使能执行手车遥入命令，若中途出现手车卡死时，控制模块停止执行遥入命令或发出遥出指令。

当电动手车控制模块上电，远方就地处于遥控状态，接地刀处于分闸状态，真空断路器分闸状态，手车处于工作位置，这些条件同时具备时，电动手车控制模块收到保护测控装置遥出命令时，驱动电机使能执行手车遥出命令，若中途出现手车卡死时，控制模块停止执行遥出命令。

4 结束语

在10 kV 配电房所自动化系统中，通过电动手车、电动接地刀的加入，使得10 kV 配电房所日常停送电远程操作成为现实，实现了人机分离，在提高了操作过程中人的安全性的同时工作效率明显提高，达到了高压配电房所远程操作与无人值守的目标。