10kV配電所自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

龔銀銀

（馬鋼股份公司煉焦總廠，安徽馬鞍山 243000）

1 概述

10 kV 供配電系統(tǒng)作為鋼鐵企業(yè)重要組成部分，具有深入現(xiàn)場(chǎng)、區(qū)域集中、總體分散的特點(diǎn)。由于本身高電壓帶來的危險(xiǎn)性，對(duì)操作人員的數(shù)量、質(zhì)量具有嚴(yán)格要求。積極推進(jìn)智能化改造，在保證10 kV 供電系統(tǒng)安全性、可靠性、穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，達(dá)到減員降本、綠色、高效的目的。

馬鋼股份煉焦總廠在南區(qū)筒倉(cāng)項(xiàng)目10 kV 配電房所設(shè)計(jì)之初，以智能化為目標(biāo)，選用KYN28A-12型鎧裝中置高壓開關(guān)柜，采用帶電動(dòng)底盤車真空斷路器，及帶電動(dòng)分合閘功能的接地刀，通過數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)停送電遠(yuǎn)程操作。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)

軟件監(jiān)控系統(tǒng)基于CSC-2000 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（V2），共有2 臺(tái)遠(yuǎn)程站，設(shè)有工程師、操作員兩種權(quán)限，分別用于軟件編輯優(yōu)化及日常遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。同時(shí)2 臺(tái)遠(yuǎn)程站采用PostgreSQL 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，對(duì)測(cè)控裝置采集的遙測(cè)、遙信，及操作進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄保存，便于日常監(jiān)控以及事故情況下調(diào)取原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，且2 臺(tái)遠(yuǎn)程站數(shù)據(jù)庫(kù)互為備用，即使一臺(tái)故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)使用。

2.2 通信系統(tǒng)

基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線，連接工程師站、操作員站、數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控過程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和指令發(fā)布的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、高效性。同時(shí)，為保證網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施運(yùn)行的安全性，高壓配電房所采用雙以太網(wǎng)實(shí)時(shí)通信，當(dāng)裝置某一路網(wǎng)線與總線連接有故障時(shí)，不影響設(shè)備正常使用，并及時(shí)反饋通信故障信息，便于現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并檢修。

2.3 控制單元

自動(dòng)化系統(tǒng)控制單元結(jié)構(gòu)見圖1。以高壓開關(guān)柜為單元，每臺(tái)高壓開關(guān)柜配置1臺(tái)CSC200系列數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置，在發(fā)揮其測(cè)量、保護(hù)、檢測(cè)、通信、錄波、事件記錄的基本功能的同時(shí)，通過邏輯控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)真空斷路器的遙控分合閘及保護(hù)跳閘，通過開出DIO 模塊連接電動(dòng)手車控制模塊和電動(dòng)接地刀控制模塊，由監(jiān)控后臺(tái)下達(dá)指令，通過DIO模塊發(fā)送信號(hào)到電動(dòng)手車控制模塊及電動(dòng)接地刀控制模塊，在聯(lián)鎖條件滿足的情況下，實(shí)現(xiàn)手車在試驗(yàn)位與工作位之間的轉(zhuǎn)換，接地刀在合閘與分閘狀態(tài)直接轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制功能。

圖1 自動(dòng)化系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖

3 主要設(shè)備及功能

3.1 數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置

以數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置為中心，通過其交流插件實(shí)現(xiàn)對(duì)電流互感器、電壓互感器二次側(cè)電流電壓信號(hào)采集并起到裝置與回路電氣隔離；CPU 插件實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量、開關(guān)量進(jìn)行邏輯運(yùn)算并發(fā)出保護(hù)指令；邏輯插件作為保護(hù)跳閘控制信號(hào)、遙控跳合閘控制信號(hào)及動(dòng)作、告警信號(hào)直接輸出端；開關(guān)量輸出插件向電動(dòng)底盤車控制模塊、電動(dòng)接地刀控制模塊下達(dá)控制信號(hào)及防跳等功能；開關(guān)量輸入模塊采集外部開關(guān)量信號(hào)，對(duì)手車位置、接地刀狀態(tài)、真空斷路器狀態(tài)及其它具有保護(hù)價(jià)值的開關(guān)量信號(hào)；通信插件主要用于光纖通信，實(shí)現(xiàn)保護(hù)測(cè)控裝置與上位機(jī)CSC-2000 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（V2）進(jìn)行人機(jī)交互。

3.2 電動(dòng)手車控制模塊

電動(dòng)手車控制模塊（見圖2）通過對(duì)手車的位置狀態(tài)信號(hào)、接地刀狀態(tài)信號(hào)、斷路器狀態(tài)信號(hào)、遠(yuǎn)方就地信號(hào)、運(yùn)行過程中機(jī)構(gòu)卡死或設(shè)備不到位自我判別及數(shù)字式保護(hù)測(cè)控裝置指令進(jìn)行條件判斷，條件滿足控制電動(dòng)手車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)手車位置狀態(tài)的調(diào)整，保證電動(dòng)手車運(yùn)行過程的安全性。

圖2 電動(dòng)手車控制模塊

當(dāng)電動(dòng)手車控制模塊使能，遠(yuǎn)方就地處于遙控狀態(tài)，接地刀處于分閘狀態(tài)，真空斷路器分閘狀態(tài)，手車處于試驗(yàn)位置，這些條件同時(shí)具備時(shí)，電動(dòng)手車控制模塊收到保護(hù)測(cè)控裝置遙入命令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使能執(zhí)行手車遙入命令，若中途出現(xiàn)手車卡死時(shí)，控制模塊停止執(zhí)行遙入命令或發(fā)出遙出指令。

當(dāng)電動(dòng)手車控制模塊上電，遠(yuǎn)方就地處于遙控狀態(tài)，接地刀處于分閘狀態(tài)，真空斷路器分閘狀態(tài)，手車處于工作位置，這些條件同時(shí)具備時(shí)，電動(dòng)手車控制模塊收到保護(hù)測(cè)控裝置遙出命令時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使能執(zhí)行手車遙出命令，若中途出現(xiàn)手車卡死時(shí)，控制模塊停止執(zhí)行遙出命令。

4 結(jié)束語

在10 kV 配電房所自動(dòng)化系統(tǒng)中，通過電動(dòng)手車、電動(dòng)接地刀的加入，使得10 kV 配電房所日常停送電遠(yuǎn)程操作成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)分離，在提高了操作過程中人的安全性的同時(shí)工作效率明顯提高，達(dá)到了高壓配電房所遠(yuǎn)程操作與無人值守的目標(biāo)。