變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是指完成以下基本功能： l 從當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方獲取電力系統(tǒng)信息； l 支持當(dāng)?shù)厥謩?dòng)和自動(dòng)功能； l 在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)管理系統(tǒng)之間，提供與開關(guān)設(shè)備的通信連接和接口。 這些功能可以由大量裝用的智能電子設(shè)備（IED）不同程度的組合來實(shí)現(xiàn)。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段； 1）歷史上，開關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的接口是在各變電站的遠(yuǎn)方終端單元（RTU）。RTU是一個(gè)集中單元，含有大量的輸入與輸出，基本沒有當(dāng)?shù)毓δ?，但是具有與遠(yuǎn)方網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的通信功能。結(jié)構(gòu)上僅是站級(jí)概念，現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)重要信息（如保護(hù)動(dòng)作信息等）通過硬接點(diǎn)送給RTU裝置，變電站的監(jiān)測(cè)量一般經(jīng)變送器變換后送給RTU，開關(guān)量監(jiān)測(cè)是直接引至RTU，RTU的控制輸出一般經(jīng)遙控執(zhí)行柜發(fā)出控制命令。整體系統(tǒng)功能不強(qiáng)、硬件設(shè)備重復(fù)、整體性能指標(biāo)低、適合于老系統(tǒng)改造。 2）相比與RTU，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以不同程度的分散結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述基本功能，通過這些功能可對(duì)變電站進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)從線路隔離與接地到收集狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等所有自動(dòng)化功能。RTU的通信功能在變電站自動(dòng)化發(fā)展中變?yōu)橥ㄐ沤涌冢赏ㄐ啪W(wǎng)關(guān)執(zhí)行，根據(jù)所用的通信協(xié)議，網(wǎng)關(guān)將規(guī)約雙向轉(zhuǎn)換（即規(guī)約轉(zhuǎn)換器），在變電站自動(dòng)化分布式智能電子設(shè)備中存儲(chǔ)的信息通過網(wǎng)關(guān)傳送給SCADA主站與遠(yuǎn)方調(diào)度電網(wǎng)管理系統(tǒng)。 3）隨著信息技術(shù)已經(jīng)進(jìn)步到可以實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)，依靠協(xié)調(diào)防御計(jì)劃來保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)，以及IEC61850作為《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》的新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字化變電站將以三層兩網(wǎng)式部署，三層分別是指站控層設(shè)備、間隔層設(shè)備和過程層設(shè)備，兩網(wǎng)分別是指站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)。間隔層包括數(shù)字式保護(hù)、計(jì)量、監(jiān)控等二次設(shè)備，負(fù)責(zé)間隔內(nèi)信息的運(yùn)算處理與控制，以及與過程層和站控層之間的網(wǎng)絡(luò)通信工作；過程層主要包括電子式互感器、合并單元、智能斷路器、智能開關(guān)、智能終端，該層主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和對(duì)系統(tǒng)的操作控制。三層設(shè)備之間通過分層、分布、開放式的兩層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，兩層網(wǎng)絡(luò)物理上相互獨(dú)立，站控層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建為全站統(tǒng)一的MMS網(wǎng)，過程層網(wǎng)絡(luò)則包括GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)。但數(shù)字化變電站設(shè)置了大量的智能終端、交換機(jī)等過程層設(shè)備，使得整體動(dòng)作延時(shí)增加、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。 圖1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展歷程圖
電氣設(shè)備安全防護(hù) 在35kV、10kV配電系統(tǒng)中配置AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置，其中35kV主變配置整套主變保護(hù)屏，實(shí)現(xiàn)主變的差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)、非電量保護(hù)及主變溫度監(jiān)測(cè)與檔位控制；35kV其他回路及10kV各回路就地配置AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置。 l 進(jìn)線保護(hù)： 35kV進(jìn)線柜各配置一臺(tái)線路保護(hù)AM5SE-F（如需光纖差動(dòng)保護(hù)，則配置AM6-LD，與對(duì)側(cè)保持一致），當(dāng)回路故障時(shí)，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。35kV進(jìn)線柜各配置一臺(tái)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置APView500，監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量如電壓諧波與不平衡/電壓偏差/頻率偏差/電壓波動(dòng)與閃變等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、電壓暫升/暫降/短時(shí)中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到電能質(zhì)量異常時(shí)，觸發(fā)故障錄波與數(shù)據(jù)記錄，為后續(xù)的電能質(zhì)量分析提供數(shù)據(jù)支撐。 l 主變壓器保護(hù)： 為了實(shí)時(shí)觀察和集中管理降壓變壓器運(yùn)行狀態(tài)，方便降壓變壓器二次監(jiān)控設(shè)備的安裝和檢修，提高保護(hù)可靠性和靈敏性，35kV/10kV 主變壓器回路采用整套主變保護(hù)裝置集中組屏方式，配置一臺(tái)主變保護(hù)屏。屏柜設(shè)立在電氣監(jiān)控室，屏柜上裝設(shè)1臺(tái)差動(dòng)保護(hù)裝置AM5SE-D2、1臺(tái)高后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、1臺(tái)低后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、1臺(tái)高側(cè)測(cè)控裝置AM5SE-K、1臺(tái)低側(cè)測(cè)控裝置AM5SE-K、1只變壓器溫控儀ARTM-8、1臺(tái)檔位變送器UP858-19AN及轉(zhuǎn)換開關(guān)、壓板、空氣開關(guān)等其他控制設(shè)備。差動(dòng)保護(hù)裝置：作為降壓變壓器內(nèi)部及引出線短路故障的主保護(hù)，動(dòng)作后跳降壓變壓器高低兩側(cè)斷路器；高后備保護(hù)裝置：作為35kV側(cè)的后備保護(hù)以及變壓器的非電量保護(hù)，動(dòng)作后跳降壓變壓器高低兩側(cè)斷路器；低后備保護(hù)裝置：作為10kV側(cè)的后備保護(hù)，動(dòng)作后跳降壓變壓器高低兩側(cè)斷路器；高側(cè)測(cè)控裝置：用于監(jiān)測(cè)35kV側(cè)測(cè)量電流、測(cè)量電壓；低側(cè)測(cè)控裝置：用于監(jiān)測(cè)10kV側(cè)測(cè)量電流、測(cè)量電壓；變壓器溫控器：監(jiān)測(cè)降壓變壓器內(nèi)部繞組溫度；檔位變送器：用于降壓變壓器檔位測(cè)量及有載調(diào)壓。 l 母聯(lián)保護(hù)： 母聯(lián)柜配置一臺(tái)備自投保護(hù)裝置AM5SE-B，用于實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)線和母聯(lián)之間的自動(dòng)投切（進(jìn)線備自投/母聯(lián)備自投/聯(lián)切備自投/自適應(yīng)備自投），同時(shí)實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)功能。 l PT保護(hù)： PT柜配置一臺(tái)PT并列及監(jiān)測(cè)裝置AM5SE-UB，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)PT柜間的切換以及監(jiān)測(cè)，當(dāng)回路電壓出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。 l 開關(guān)柜綜合測(cè)控及電氣節(jié)點(diǎn)測(cè)溫： 35kV各開關(guān)柜配置一臺(tái)智能操控?zé)o線測(cè)溫裝置ASD320，其中PT柜采用3點(diǎn)電池型測(cè)溫傳感器ATE400，用于監(jiān)測(cè)母排溫度；其他柜子均采用12點(diǎn)測(cè)溫傳感器ATE400，用于監(jiān)測(cè)母排、斷路器上觸頭斷路器下出頭、電纜出線處的溫度。 l 弧光保護(hù)： 進(jìn)線柜配置一臺(tái)弧光保護(hù)主控單元ARB5-M，母聯(lián)柜配置一臺(tái)弧光保護(hù)擴(kuò)展單元ARB5-E，各開關(guān)柜母線室配置一只弧光傳感器ARB5-S，當(dāng)母線室發(fā)生弧光故障時(shí)，弧光保護(hù)主控單元及時(shí)跳開被保護(hù)母線的進(jìn)線、母聯(lián)和其他電源支路斷路器。
為了加強(qiáng)變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)，抵御黑客及惡意代碼等對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)起的惡意破壞和攻擊，以及其它非法操作，防止電力監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓和失控，和由此導(dǎo)致的變電站一次系統(tǒng)事故和其他事故，需制定電力安全防護(hù)方案。 項(xiàng)目實(shí)施需配置變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電能量采集裝置、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)。 l 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，配置一臺(tái)監(jiān)控后臺(tái)主機(jī)兼操作員站。主要實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制功能，以監(jiān)測(cè)控制計(jì)算機(jī)為主體，加上檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與被監(jiān)測(cè)控制的對(duì)象（生產(chǎn)過程）共同構(gòu)成的整體。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)直接參與被監(jiān)控對(duì)象的檢測(cè)、監(jiān)督和控制，采用IEC104規(guī)約、端口號(hào)2404，并實(shí)時(shí)與地調(diào)自動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 l 電能量采集裝置 配備一套廠站采集終端電能量采集裝置。電能量采集器是一種用于采集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)送電站關(guān)口表采集和生成的計(jì)量計(jì)費(fèi)信息的裝置。裝置通過與電度表通信，收集電度表采集和生成的計(jì)量計(jì)費(fèi)信息。采集器通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與計(jì)量計(jì)費(fèi)主系統(tǒng)通信，地調(diào)接入網(wǎng)上傳通信端口為1020，上報(bào)所采集和生成的的計(jì)量計(jì)費(fèi)信息。 l 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng) 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)是一種為電力調(diào)度生產(chǎn)服務(wù)的專用廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，是電力調(diào)度生產(chǎn)部門之間及電力調(diào)度生產(chǎn)部門與發(fā)電廠、變電站之間計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)設(shè)施，是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段。一般由路由器、交換機(jī)、縱向加密裝置、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置、橫向隔離裝置、防火墻裝置組成。
滬公網(wǎng)安備 31011402009042號(hào)
