胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，在當前的變電站設計上，數字化變電站設計成為一種趨勢。其也成為未來(lái)我國變電站設計的核心研究方向和趨勢。當前來(lái)說(shuō)，我國在數字化變電站的設計上，綜合自動(dòng)化系統的應用，在整個(gè)變電站設計上也有作用發(fā)揮。為此在進(jìn)行觀(guān)點(diǎn)分析上，本文圍繞當前我國數字化變電站綜合自動(dòng)化系統發(fā)展問(wèn)題進(jìn)行了觀(guān)點(diǎn)的闡釋和分析，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望和分析。

關(guān)鍵詞：數字化變電站；綜合自動(dòng)化系統；發(fā)展

0 引言

結合目前來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)技術(shù)的不斷升級和發(fā)展，數字化變電站綜合自動(dòng)化系統成為我國在變電站設計上的主流趨勢。相較于傳統的變電站來(lái)說(shuō)，數字化變電站能夠有技術(shù)優(yōu)勢，是我國變電站設 計未來(lái)的主要發(fā)展趨勢和方向。對于數字化以及自動(dòng)化的研究來(lái)說(shuō)，基于高新技術(shù)的引入，合理實(shí)現技術(shù)問(wèn)題的解決，能夠基于本質(zhì)角度出發(fā)，促使我國數字化變電站自動(dòng)化系統有較為出色的應用效果，推動(dòng)我國數字化變電站自動(dòng)化綜合系統研發(fā)水平的不斷升級。

1 數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的優(yōu)勢

數字化變電站綜合自動(dòng)化系統在應用上，其不僅有較為出色的可擴展性，而且整個(gè)系統應用相對簡(jiǎn)單，有較為出色的兼容性，所以在當前國內很多變電站中，其都有較為出色的應用價(jià)值。而且從目前的 應用現狀來(lái)說(shuō)，數字化變電站綜合自動(dòng)化系統不僅有較為穩定的運行表現，且有較為出色的運行效率，而且可以降低人工資源的耗費，確保實(shí)現無(wú)人值守?？梢哉f(shuō)，數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的出現，能 夠促使我國在電網(wǎng)運行和管理上取得更為出色的運行效益，同時(shí)也可以更好的滿(mǎn)足當前我國在變電站系統設計方面的需求。同時(shí)企業(yè)是我國未來(lái)實(shí)現變電站建設的核心方向和趨勢。

2 數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的特點(diǎn)解讀

圖1展示的是當前數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的布局結構。

圖1數字化變電站綜合自動(dòng)化系統架構

通過(guò)引入數字化變電站綜合自動(dòng)化系統，促使在變電站的管理上，有更為出色的管理效益，充分實(shí)現自動(dòng)化管理目標。數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的突出特點(diǎn)是：

2.1數字化的數據采集

對于數字化變電站綜合自動(dòng)化系統而言，其在工作開(kāi)展上，采取的是全自動(dòng)數據采集方式，為此也致使其在進(jìn)行相應的數據獲取上，有較為出色的自動(dòng)化表現，可以基本滿(mǎn)足自動(dòng)化系統管理需求。結合 圖2展示內容，通過(guò)測控裝置的搭載，可以實(shí)現數據的自動(dòng)測控，并借助通信處理完成數據信號傳輸。

圖2 數字化變電站綜合自動(dòng)化系統數據采集

2.2 系統分層分布化

對于數字化變電站綜合自動(dòng)化系統而言，其從初誕生，采取的是集中式管理模式，而今開(kāi)始采取分布式系統?；诜植际较到y的引入，促使在進(jìn)行數字化變電站綜合自動(dòng)化系統設計上，其可以充分契 合當前網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)發(fā)展需求，同時(shí)實(shí)現開(kāi)放式的管理，針對系統在運行過(guò)程中的設備運行情況做出精準的記錄，同時(shí)也可以確保系統在運行過(guò)程中，能夠實(shí)現響應速度的進(jìn)一步提升。

2.3 信息交互網(wǎng)絡(luò )化依舊信息應用集成化

在當前的數字化變電站綜合自動(dòng)化系統設計上，其引入了更多先進(jìn)的技術(shù)以及設備，促使在進(jìn)行系統研發(fā)上，有更為出色的運作效率。比如當前在進(jìn)行數字化變電站綜合自動(dòng)化系統設計上，其在互感器的使用上，選擇的是新型互感器，這些互感器在工作過(guò)程中不僅有較低的工作效率，同時(shí)也有較為出色的數字化應用表現，能夠更好的了滿(mǎn)足系統工作需求，可以實(shí)現一些大電流以及高電壓到相應數字信號的轉換需求。

3 數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的發(fā)展

隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，越來(lái)越多新技術(shù)引入也促使數字化變電站綜合自動(dòng)化系統成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。在當前時(shí)代背景下，隨著(zhù)更多優(yōu)勢技術(shù)的引入，也必然會(huì )促使數字化變電站綜合自動(dòng)化系統 在應用上，實(shí)現更多優(yōu)勢技術(shù)的引入，提升數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的運作效果，促使其能夠為更好提升我國變電站系統的運作提供切實(shí)的技術(shù)支撐和保障。

3.1新型高壓斷路器二次系統的引入

在實(shí)現數字化變電站綜合自動(dòng)化系統設計上，新型高壓斷路器二次系統是采用微機、電力電子技術(shù)和新型傳感器建立起來(lái)的，斷路器系統的智能性由微機控制的二次系統、IED和相應的智能軟件來(lái)實(shí)現， 保護和控制命令可以通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )到達非常規變電站的二次回路系統，從而實(shí)現與斷路器操作機構的數字化接口。通過(guò)該系統的引入，實(shí)際上為達成數字化控制提供了必要的基礎支撐和保障。該系統在使用上，有較為出色的線(xiàn)性度，在實(shí)現上，也可以實(shí)現輸出信號和IEC的直接接口。該系統的引入，簡(jiǎn)化了系統的設計，卻使系統的應用價(jià)值得以提升。未來(lái)，隨著(zhù)越來(lái)越多新技術(shù)的引入，也必然促使我國在數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的研發(fā)上，取得更為出色的成績(jì)，促使其能為改善我國變電站的日常運營(yíng)和管理，提供更為出色的管理效益支撐。

3.2 綜合自動(dòng)化軟件系統的搭載

在數字化變電站綜合自動(dòng)化系統建設的過(guò)程中，其中綜合自動(dòng)化軟件系統是其中的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)的引入，確保在自動(dòng)化系統的構建上，能夠借助自動(dòng)化軟件系統的應用，更好的達成自動(dòng)化系統 控制目的。目前我國在綜合自動(dòng)化軟件系統的應用上，相應的技術(shù)不斷發(fā)展，技術(shù)水平也得到了不斷的提升。在這種背景下，也為更好推動(dòng)數字化變電站綜合自動(dòng)化系統構建提供了切實(shí)的軟件系統和智能化技術(shù)支持。通過(guò)這種方式，對于改善系統應用效益，出色提升系統的智能化管理效果起到了幫助和支撐。在綜合自動(dòng)化軟件系統的建設上，其過(guò)程中的技術(shù)主要是智能化技術(shù)，諸如遙控閉鎖裝置、自動(dòng)事件以及數據記錄、相應數據自動(dòng)分析、智能報、智能開(kāi)關(guān)等。通過(guò)這些自動(dòng)化技術(shù)的引入，確保系統能夠實(shí)現更為出色的自動(dòng)化操作，更好改善系統性能，確保系統的應用能夠出色達成智能管理目的。

4 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監控系統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內運行的人機聯(lián)系界面，實(shí)現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監控，并與遠方監控、調度通信；間隔層由若干個(gè)二次子系統組成，在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò )失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價(jià)格比*，監控系統由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò )結構，站控層網(wǎng)絡(luò )采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò )采用單網(wǎng)雙機熱備配置。

4.2應用場(chǎng)所：

適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶(hù)端配、用電系統運行監視和控制管理。

4.3系統結構

4.4系統功能

4.4.1 實(shí)時(shí)監測

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統，以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動(dòng)態(tài)監視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。

4.4.2 報警處理

監控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動(dòng)作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報警。事故狀態(tài)方式時(shí)，事故報警立即發(fā)出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫(huà)面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位，同時(shí)彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實(shí)時(shí)報警和歷史報警，歷史報警條文具備選擇查詢(xún)并打印的功能。

事故報警通過(guò)手動(dòng)，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。

次事故報警發(fā)生階段，允許下一個(gè)報警信號進(jìn)入，即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶(hù)序列設置四種規定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預告報警和事故報警。

3）開(kāi)關(guān)事故跳閘到次數或開(kāi)關(guān)拉閘到次數，推出報警信息，提示用戶(hù)檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫(huà)面閃爍、聲光報警器、語(yǔ)音、短信、電話(huà)等但不限于以上幾種方式，用戶(hù)根據自己的需要添加或修改報警信息。

4.4.3 調節與控制

操作員對需要控制的電氣設備進(jìn)行控制操作。監控系統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實(shí)施監護，避免誤操作。

操作控制分為四級：

第控制，設備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開(kāi)關(guān)放在就地位置時(shí)，將閉鎖所有其他控制功能，只進(jìn)行現場(chǎng)操作。

級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

第三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。

第四級控制，遠方控制，優(yōu)先級。

原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，并在站級層設置操作員、監護員口令及線(xiàn)路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進(jìn)行下一步操作。同一時(shí)間只允許一種控制方式。

納入控制的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開(kāi)關(guān)及帶電動(dòng)機構的接地開(kāi)關(guān)；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片。

3）定時(shí)控制。操作員對需要控制的電氣設備進(jìn)行定時(shí)控制操作，設定啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間，完成定時(shí)控制。

4）監控系統的控制輸出?？刂戚敵龅慕狱c(diǎn)為無(wú)源接點(diǎn)，接點(diǎn)的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。

4.4.4 用戶(hù)權限管理

系統設置了用戶(hù)權限管理功能，通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作系統可以定義不同操作權限的權限組（如管理員、維護員、值班員組等），在每個(gè)權限組里添加用戶(hù)名和密碼，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

5 系統硬件配置

6 結論

隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，在變電站系統開(kāi)發(fā)上，數字化變電站綜合自動(dòng)化系統成為一種全新的系統設計方案。通過(guò)數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的引入，可以減少變電站工作人員的管理壓力，釋放人工， 在實(shí)現管理效率改善的同時(shí)，也提升了管理的精準性。為此，數字化變電站綜合自動(dòng)化系統必然是我國未來(lái)變電站設計的核心主流趨勢。我國在該領(lǐng)域要充分重視相應自動(dòng)化以及智能技術(shù)的深入研發(fā)，促使我國在數字化變電站自動(dòng)化系統設計上，取得研發(fā)效果。

參考文獻

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版