淺析35kV變電站綜合自動化設計

王雪冰

引言：變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，它的運行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經濟運行。而一個變電站運行情況的優(yōu)劣，在很大程度上取決于其二次設備的工作性能。變電站綜合自動化是指變電站二次系統(tǒng)通過利用計算機技術、現(xiàn)代控制技術、網絡通信技術和圖形顯示技術，實現(xiàn)將常規(guī)變電站的控制、測量、信號、保護、計量、安全自動裝置、遠動等功能整合于一體的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這項技術涉及多個技術領域，是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用?；诖?，本文探討了關于35kV變電站綜合自動化設計。

前言：隨著國民經濟的持續(xù)發(fā)展，電力用戶對供電質量的要求愈來愈高，加強電網建設和改造成為電力系統(tǒng)新的工作重點，而依靠科技的進步，采用先進的技術和現(xiàn)代化的管理手段是電網建設和改造的出發(fā)點，實現(xiàn)電網自動化則是重要手段。變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，它的運行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經濟運行。要提高變電站運行的可靠性及經濟性，一個最基本的方法就是要提高變電站運行管理的自動化水平，實現(xiàn)變電站綜合自動化。

一、35kV變電站綜合自動化的設計原則

設計人員在對35kV變電站進行綜合自動化設計時，首先要注意到35kV變電站供電的可靠性不高、用地方面需要節(jié)約以及用電符合比較分散等特點，以變電站的規(guī)?？刂谱鳛樵O計基點，選用現(xiàn)階段比較先進的自動化設備，使改善后的設備可以長期運行。另外，在對35kV變電站進行綜合自動化設計時，還要通過組屏式、分散式等方式，使改善后的變電站實現(xiàn)保護、控制、測量的一體化。同時，設計人員要充分考慮到未來變電站的負荷變化，裝置合理的變壓器，還要力爭使變電站實現(xiàn)無人值班，真正實現(xiàn)變電站的自動化。

二、變電站綜合自動化體系結構分析

變電站綜合自動化的一般定義是將微機監(jiān)控、微機保護和微機遠動技術等技術融合在一起，充分發(fā)揮微機作用，提高變電站運行和管理等方面的技術水平以及自動裝置的可靠性，簡化變電站二次部分（設備）的硬件配置和連接線的綜合自動化系統(tǒng)。變電站綜合自動化的實現(xiàn)不僅可以提高變電站的全面技術水平和管理水平，提高安全、可靠、穩(wěn)定的運行水平，降低運行維護成本，增加經濟社會效益，提高供電質量，而且可以促進配電網系統(tǒng)的自動化。變電站作為整個電網的一個非常重要節(jié)點，是聯(lián)接發(fā)電廠（發(fā)電站）和電力用戶的中心紐帶，擔負著電壓等級的變換、電能的匯集、傳輸和分配等任務，它的運行狀況對于全網電力系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定、經濟運行有著重大的影響。

三、35kV變電站綜合自動化的設計方案

（一）35kV變電站綜合自動化的結構

35kV變電站的綜合自動化主要由兩部分組成，分別是當?shù)乇O(jiān)控與測控保護。其中，當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)主要負責變電站所在地信號的接入與傳輸，以實現(xiàn)對當?shù)刈冸娬揪C合自動化全方位系統(tǒng)化的監(jiān)測與控制；而測控保護系統(tǒng)則是對系統(tǒng)各方面功能進行維護的保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以與融入通信系統(tǒng)中，完成遠程調度等工作的信號傳輸。對35kV變電站綜合自動化來說，兩者缺一不可。

（二）35kV變電站綜合自動化的設施

屏式是35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)中最主要的結構，而通信系統(tǒng)，則是35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)可以正常運轉的關鍵，該系統(tǒng)以220v交流電為優(yōu)先電源，以同電壓的直流電為系統(tǒng)的備用電源，每個獨立的功能工作單元都是通過總線來完成相互連接的，這樣可以最大限度的實現(xiàn)整個系統(tǒng)的完整化。與此同時，35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)中還配備有GPS時鐘、防誤閉鎖等相關設備。

（三）35kV變電站綜合自動化布置設計的方案

該系統(tǒng)為分層分布的設計模式，每個獨立的單元都有兩個CPU對其進行管理，防止單元之間相互影響；系統(tǒng)在保護功能和測控功能方面，運用技術手段使兩者回路分開，避免了兩者之間的相互干擾，同時減少二次接線，在一定程度上減輕了CT與RT的負擔；裝置全漢化屏幕和交流采樣等先進技術，更方便人機對話；采用最科學全面的系統(tǒng)設定，進一步推進力35kV變電站的綜合自動化。

四、35kV變電站綜合自動化的系統(tǒng)設計

（一）與主站的連接方面

35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)是通過一點多址的方式，運用最先進的通信材料，雙通道的接入模式來完成與主站連接的。主備兩條傳輸通道可以在同一時間大量輸出應用數(shù)據(jù)，主站可以對龐大的數(shù)據(jù)進行篩選，選擇有效的數(shù)據(jù)進行接受，依據(jù)具體數(shù)據(jù)顯示的狀態(tài)，判定系統(tǒng)運行是否良好，并根據(jù)具體情況判定是否對通道進行切換，完成系統(tǒng)與主站之間的完美連接。

（二）系統(tǒng)監(jiān)控與保護方面

從該系統(tǒng)的監(jiān)控方面看，主要以光電隔離板之類的子系統(tǒng)為中心，并為每個獨立單元單獨設計了適合的接口，以實現(xiàn)具體的專業(yè)相關功能，最終完成對系統(tǒng)的監(jiān)控和檢測；從該系統(tǒng)的保護方面看，與監(jiān)控系統(tǒng)的設計如出一轍，但是通過對電壓電流速斷方面的設計，使系統(tǒng)安全大幅度提升。

（三）相關信息采集與中央單元箱方面

35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的電量采集運用的是交流采樣的方式，使用相對精密的傳感器為采樣基本裝置，能夠完成對變電站相關數(shù)據(jù)的準確、全面、綜合的監(jiān)測。另外，在該系統(tǒng)的中央單元箱方面，采用每個獨立單元都設有一個單獨單元箱的方式，其具備的遙信與模擬量都是固定的八個，可以及時并準確的對事故發(fā)生的各項參數(shù)做出有效記錄，從而使監(jiān)測者可以對變電站中所有的數(shù)據(jù)信息全面瀏覽。

（四）站控層設備

站控層為全站設備的監(jiān)視、測量、控制、管理的中心，收集由各間隔層設備采集的數(shù)字量、模擬量與電度量信息，以及向現(xiàn)場發(fā)布控制命令，通過遠動工作站經專用遠動通道與調度端進行遠方數(shù)數(shù)據(jù)通信。主要包括SCADA服務器、操作員工作站、繼電保護及系統(tǒng)維護工程師工作站、防誤系統(tǒng)、通訊管理機、GPS對時設備、打印機及網絡設備。

（五）間隔層設備

間隔層采集各種實時信息，監(jiān)測和控制間隔內的一次設備的運行，自動協(xié)調就地操作與站控層的操作要求，保證設備安全運行。具有就地/遠方切換開關，在站控層及網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層的監(jiān)控和保護功能。間隔層設備按站內一次設備間隔配置，各間隔設備相對獨立，僅通過站內通訊網互相通訊。間隔層設備由線路保護測控單元、電容保護測控單元、主變保護測控單元、母線分段保護測控單元、35KVPT電壓并列裝置、10KVPT電壓并列裝置、綜合測控裝置及現(xiàn)場網絡組成。

站內建立站控層、間隔層兩級網絡。站控層監(jiān)控機及各工作站通過以太網互聯(lián)，形成以太局域網結構，通訊介質采用光纜。間隔層裝置通過CANBUS現(xiàn)場總線方式直接接入遠動工作站，通訊介質采用屏蔽雙絞線，遠動工作站通過遠動專線ADSL連接遠方調度。

結論

35kV變電站是目前我國電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分，隨著生產力的發(fā)展和科學技術的進步，35kV變電站也應朝著綜合自動化方向發(fā)展，以滿足越來越高的生產力需要，工作人員應結合當?shù)氐膶嶋H需求設計變電站的綜合自動化，以實現(xiàn)其良好的工作目標。

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（作者單位：國網呂梁嵐縣供電公司）