浅析变电站综自系统的应用

​

摘要：阐述变电站综合自动化系统的特点，对变电运行人员的要求及变电站综合自动化系统故障处理办法，并探讨变电站综合自动化系的改进。

关键词：变电站综合自动化 计算机监控 故障 处理

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（销售专员）联系方式：18702106706

0引言

目前，变电站综合自动化系统已广泛应用于各级变电站，充分发挥其技术**、运行可靠的优点。综合自动化变电站与常规变电站相比，引入了许多领域的新技术，对变电运行人员提出了新的要求。

1变电站综合自动化系统特点

变电站综合自动化系统具有如下特点：

(1)功能综合化。按变电站自动化系统的运行要求，综合考虑二次系统的功能，进行优化组合设计，

以简化变电站二次设备的硬件配置，避免重复设计(如计量、远动和当地监测系统功能的重复设计)，以达到信息共享。

(2)系统数字化及模块化。保护、控制、测量装置的数字化，有利于通过通信网络将各功能模块连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息共享。

(3)操作监视屏幕化。当变电站有人值班时，人机联系在当地监控系统的后台机(或主机)上进行；当变电站无人值班时，人机联系在远方的调度*心或操作控制*心的主机(工作站)上进行。但不管哪种方式，操作维护人员面对的都是电脑屏幕。

(4)运行管理智能化。它主要体现在无人值班、人机对话、操作屏幕化以及实时数据库和历史数据库的建立等。

2运行人员要求

运行人员应积极适应和学习综合自动化新技术并在日常运行和故障处理中熟练运用。

2.1技能要求

目前，综合自动化变电站通常包含计算机监控、保护和故障录波信息管理、微机“五防”和图像监控等子系统，所以运行人员*须具备足够的计算机、网络知识，能够熟练应用操作系统和相应软件，并能进行简单的配置。特别是对监控系统，运行人员应充分了解监控装置的原理，能正确监视运行状况；熟练掌握监屏技巧、操作方法和各种查询功能；能熟练调看保护定值、曲线、报表、棒图等；熟悉监控系统的常用术语、信号分类、遥控／遥调过程和信息处理流程。

2.2设备巡视要求

综合自动化变电站的设备巡视应包含“实设备”和“虚设备”的巡视，即巡视中不仅要巡视查看每个具体的装置，还要对监控后台系统中的全部信号(光字牌或遥信表)、遥测量、通信工况、历史报警信息、画面刷新等进行定期巡视检查。综合自动化变电站监视信号多，一旦漏掉某一个报警信号，该报警很可能长期存在，直至酿成事故，因此应定期进行*面报警信号巡视检查。另外，如果短时间段内操作过多或发生事故，信息就会增多，而实时报警窗储存的报警信息量有限，超过储存容量后，系统会自动将先发生的信号自动转存到历史报警库中，因此*须每天按时检查历史报警库中的报警信息。

3简单故障判断

监控系统通信中断：由于通信链路等多方面的原因，往往会导致在连续询问某装置后仍没有应答报文，监控系统会认为该装置通信中断，从而产生报警信息，但再次询问该装置时又有应答。这种通信不畅一般不影响运行，信号也不会丢失，但若较长时间不能恢复，则应及时通知维护人员处理。

遥控不成功常有的情况：(1)不让选位，是由于用户未登录或未授权、系统组态错误、“五防”系统出错等导致；(2)返校正确但不执行，可能是由遥控压板未投入、遥控回路电源和遥控出口继电器不正常引起；(3)无返校，可能是因监控系统出错、通信异常等引起；(4)返校正确但执行后报开关拒动，但过一会儿开关位置信号又传过来，出现这种情况的原因是遥控命令下去后，遥信上传比较慢(超过遥控执行时限)，系统会判拒动。

4常见问题及系统设计改进

4.1告警信息不直观

系统运行人员不能直观地从告警信息中看出动作原因，往往需要从一连串信息中查找，而告警信息窗口不断滚动，运行人员不能迅速判断，延误了事故原因查找和处理时间。对此，解决措施是将所有模拟量和状态量变位进行分类，并用颜色加以区分，当变电站运行出现异常时，监控系统将各量分类提供给运行人员，便于其直观地查看各类告警信息。

4.2抗干扰能力差

变电站电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电磁波辐射以及输电线路故障所产生的瞬间过程等会对变电站综合自动化系统或其它电子设备产生电磁干扰，从而引起自动化系统工作异常。因此应合理设计线路布局和制造工艺，隔离模拟量和开关量的输入、输出；二次布线时，采用隔离减少互感耦合，避免由互感耦合侵入的干扰造成误发信号或微机工作出错。

4.3信息传递不畅通

后台监控及界面接线图设备状态与现场实际不符，不能及时随一次设备作状态变化，从而阻碍运行人员正常操作。对此应完善系统定时自检、自诊断、自恢复处理功能，保持通信畅通，必要时设置并启动备用通道，刷新遥信变位。

5安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统

5.1方案综述

Acrel-1000变电站综合自动化监控系统在逻辑功能上由站控层、间隔层二层设备组成，并用分层、开放式网络系统实现连接。站控层设备包括监控主机，提供站内运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层设备等功能，形成全站监控，并与远方监控、调度通信；间隔层由若干个二次子系统组成，在站控层及站控层网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

针对工程具体情况，设计方案具有高可靠性，易于扩充和友好的人机界面，性能价格比优越，监控系统由站控层和间隔层两部分组成，采用分层分布式网络结构，站控层网络采用TCP/IP协议的以太网。站控层网络采用单网双机热备配置。

5.2应用场所

适用于公共建筑、工业建筑、居住建筑等各行业35kV以下电压等级的用户端配、用电系统运行监视和控制管理。

5.3系统结构

5.4系统功能

5.4.1实时监测

Acrel-1000变电站综合自动化系统，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。

5.4.2报警处理

监控系统具有事故报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限等。

1）事故报警。事故状态方式时，事故报警立即发出音响报警（报警音量任意调节），操作员工作站的显示画面上用颜色改变并闪烁表示该设备变位，同时弹窗显示红色报警条文，报警分为实时报警和历史报警，历史报警条文具备选择查询并打印的功能。

事故报警通过手动，每次确认一次报警。报警一旦确认，声音、闪光即停止。

次事故报警发生阶段，允许下一个报警信号进入，即次报警不覆盖上一次的报警内容。报警处理具备在主计算机上予以定义或退出的功能。

2）对每一测量值（包括计算量值），由用户序列设置四种规定的运行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分别定义作为预告报警和事故报警。

3）开关事故跳闸到*定次数或开关拉闸到*定次数，推出报警信息，提示用户检修。

4）报警方式。

报警方式具有多种表现形式，包括弹窗、画面闪烁、声光报警器、语音、短信、电话等但不限于以上几种方式，用户根据自己的需要添加或修改报警信息。

5.4.3调节与控制

操作员对需要控制的电气设备进行控制操作。监控系统具有操作监护功能，允许监护人员在操作员工作站上实施监护，避免误操作。

操作控制分为四级：

*控制，设备就地检修控制。具有优先的控制权。当操作人员将就地设备的远方/就地切换开关放在就地位置时，将闭锁所有其他控制功能，只进行现场操作。

级控制，间隔层后备控制。其与*三级控制的切换在间隔层完成。

*三级控制，站控层控制。该级控制在操作员工作站上完成，具有远方/站控层的切换。

*四级控制，远方控制，优先。

原则上间隔层控制和设备就地控制作为后备操作或检修操作手段。为防止误操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即选择、返校、执行，并在站级层设置操作员、监护员口令及线路代码，以确保操作的性和正确性。对任何操作方式，保证只有在上一次操作步骤完成后，才进行下一步操作。同一时间只允许一种控制方式。

纳入控制的设备有：35kV及以下断路器；35kV及以下隔离开关及带电动机构的接地开关；站用电380V断路器；主变压器分接头；继电保护装置的远方复归及远方投退连接片。

3）定时控制。操作员对需要控制的电气设备进行定时控制操作，设定启动和关闭时间，完成定时控制。

4）监控系统的控制输出。控制输出的接点为无源接点，接点的容量对直流为110V（220V）、5A，对交流为220V、5A。

5.4.4用户权限管理

系统设置了用户权限管理功能，通过用户权限管理能够防止未经授权的操作系统可以定义不同操作权限的权限组（如管理员、维护员、值班员组等），在每个权限组里添加用户名和密码，为系统运行、维护、管理提供可靠的保障。

6系统硬件配置

应用场合	型号	图 片	保护功能
35kV变电站综合自动化系统	Acrel- 1000		可显示变电站主接线图，模拟配电网络运行，实现无人值班模式；根据顺序事件记录、历史曲线、故障录波，协助运维人员实现快速故障分析、定位和排除问题，尽量缩短停电时间；实时采集各回路、设备的电流、电压、功率、电能以及谐波、电压波动等参数，对配电系统和用电设备进行用能分析和能效管理
网关	ANet- 2E8S1		8路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA等协议的数据接入，ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT等协议上传，支持断点续传、XML、JSON进行数据传输、支持标准8GBSD卡（32GB）、支持不同协议向多平台转发数据；每个设备的多个报警设置。输入电源：AC/DC220V，导轨式安装。
35kV/10kV/6kV 弧光保护	ARB5-M		主控单元，可接20路弧光信号或4个扩展单元，配置弧光保护（8组）、失灵保护（4组）、TA断线监测（4组）、11个跳闸出口；
	ARB5-E		扩展单元，多可以插接6块扩展插件，每个扩展插件可以采集5路弧光信号：
	ARB5-S		弧光探头，可安装于中压开关柜的母线室、断路器室或电缆室，也可于低压柜。弧光探头的检测范围为180°，半径0.5m的扇形区域；
35kV/10kV/6kV 进线柜电能质量 在线监测	APView500		相电压电流＋零序电压零序电流，电压电流不平衡度，有功无功功率及电能、事件告警及故障录波，谐波（电压/电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动/闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波，波形实时显示及故障波形查看，PQDIF格式文件存储，内存32G，16D0＋22D1，通讯2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口支持U盘读取数据，支持61850协议。
35kV/100kV/6kV 间隔智能操控、 节点测温	ASD500		5寸大液晶彩屏动态显示一次模拟图及弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、3路温温度控制及显示、远方/就地、分合闸、储能旋钮预分预合闪光指示、分合闸完好指示、分合闸回路电压测量、人体感应、柜内照明控制、1路以太网、2路RS485、1路USB接口、GPS对时、高压柜内电气接点无线测温、全电参量测温、脉冲输出、4～20mA输出；
35kV/10kV/ 6kV传感器	ATE400		合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，测温范围-50-125℃，测量精度±1℃；无线传输距离空旷150米；
35kV/10kV/6kV 间隔电参量测量	APM830		三相（1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月值，电流、电压不平衡度，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2D1＋2D0，RS485/Modbus，LCD显示；
变压器绕组 温度检测	ARTM-8		8路温度巡检，预埋PT100，RS485接口，2路继电器输出；
变压器接头测温低压进出线柜接头测温	ARTM-Pn-E		无线测温采集可接入60个无线测温传感器；U、I、P、Q等全电参量测量；2路告警输出；1路RS485通讯；
	ATE400		合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，测温范围-50-125C，测量精度±1℃；无线传输距离空旷150米；
柜内环境温湿度	AHE100		无线温湿度传感器，温度精度：±1℃，湿度精度：±3％RH，发射频率：5min，传输距离：200m，电池寿命：≥3年（可更换）
	ATC600		两种工作模式：终端、中继。ATC600-Z做中继透传，ATC600-Z到ATC600-C的传输距离空旷1000m，ATC600-C可接收AHE传输的数据，1路485,2路报警出口。

应用场合	型号	图 片	保护功能	其他功能
35kV/10kV/ 6kV进线	AM6-L		三段式过流保护（带方向、低压闭锁）、过负荷保护、PT断线告警、逆功率保护、三相一次重合闸、低频减载、检同期、合环保护、断路器失灵保护；	操作回路、 双以太网口、 双485口、 2路4-20mA变 送输出、 故障录波、 GPS对时、 全电量测量 直流量测量
35kV/10kV/ 6kV馈线	AM6-L		三段式过流保护（带方向、低压闭锁）、过负荷保护、PT断线告警、逆功率保护、三相一次重合闸、低频减载、检同期、合环保护、断路器失灵保护；
35kV主变 （2000kVA以上）	AM6-D2/ AM-3		两圈变/三圈变差动速断保护、比例制动差动保护；
	AM6-TB		变压器后备保护测控、三段式过流保护（带方向、复合电压闭锁）、非电量保护、启动通风保护、PT断线告警、遥调升档、遥调降档、遥调急停；
35kV/10kV/ 6kV厂用变	AM6-S		三段式过流保护（带方向、复合电压闭锁）、零序过流、过负荷保护（告警/跳闸）、控故障告警、PT断线告警、非电量保护；
35kV电机 （2000kW以上）	AM6-MD		差动速断保护、比例差动保护、过流、过负荷、堵转等电机综合保护；
10kV/6kV 异步电机	AM6-M		两段式过流/零序过流/负序过流保护、过负荷保护（告警/跳闸）、低电压保护、PT断线告警、堵转保护、启动超时、热过载保护、电压不平衡；
35kV/10kV/6kV PT监测	AM6-UB		PT并列/解列、PT监测；
10kV/6kV 电容器	AM6-C		两段式过流/零序过流保护、过负荷保护（告警/跳闸）、PT断线告警、过电压/欠电压跳闸、不平衡电压/电流保护；
35kV/10kV/ 6kV母联	AM6-B		两进线备投/母联备投/自适应备投、联切备投、三段式过流保护（带方向、复合电压闭锁）、PT断线告警、过负荷联切/告警、检同期、合环保护；

审核编辑 黄宇