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淺析變電站綜自係統的應用

更新時間：2025-03-04      瀏覽次數：111

hth下载地址 陳聰

摘要：闡述變電站綜合自動化係統的特點，對變電運行人員的要求及變電站綜合自動化係統故障處理辦法，並探討變電站綜合自動化係的改進。

關(guan) 鍵詞：變電站綜合自動化 計算機監控 故障 處理

0引言

目前，變電站綜合自動化係統已廣泛應用於(yu) 各級變電站，充分發揮其技術先進、運行可靠的優(you) 點。綜合自動化變電站與(yu) 常規變電站相比，引入了許多領域的新技術，對變電運行人員提出了新的要求。

1變電站綜合自動化係統特點

變電站綜合自動化係統具有如下特點：

(1)功能綜合化。按變電站自動化係統的運行要求，綜合考慮二次係統的功能，進行優(you) 化組合設計，

以簡化變電站二次設備的硬件配置，避免重複設計(如計量、遠動和當地監測係統功能的重複設計)，以達到信息共享。

(2)係統數字化及模塊化。保護、控製、測量裝置的數字化，有利於(yu) 通過通信網絡將各功能模塊連接起來，便於(yu) 接口功能模塊的擴充及信息共享。

(3)操作監視屏幕化。當變電站有人值班時，人機聯係在當地監控係統的後台機(或主機)上進行；當變電站無人值班時，人機聯係在遠方的調度*心或操作控製*心的主機(工作站)上進行。但不管哪種方式，操作維護人員麵對的都是電腦屏幕。

(4)運行管理智能化。它主要體(ti) 現在無人值班、人機對話、操作屏幕化以及實時數據庫和曆史數據庫的建立等。

2運行人員要求

運行人員應積極適應和學習(xi) 綜合自動化新技術並在日常運行和故障處理中熟練運用。

2.1技能要求

目前，綜合自動化變電站通常包含計算機監控、保護和故障錄波信息管理、微機“五防”和圖像監控等子係統，所以運行人員*須具備足夠的計算機、網絡知識，能夠熟練應用操作係統和相應軟件，並能進行簡單的配置。特別是對監控係統，運行人員應充分了解監控裝置的原理，能正確監視運行狀況；熟練掌握監屏技巧、操作方法和各種查詢功能；能熟練調看保護定值、曲線、報表、棒圖等；熟悉監控係統的常用術語、信號分類、遙控／遙調過程和信息處理流程。

2.2設備巡視要求

綜合自動化變電站的設備巡視應包含“實設備”和“虛設備”的巡視，即巡視中不僅(jin) 要巡視查看每個(ge) 具體(ti) 的裝置，還要對監控後台係統中的全部信號(光字牌或遙信表)、遙測量、通信工況、曆史報警信息、畫麵刷新等進行定期巡視檢查。綜合自動化變電站監視信號多，一旦漏掉某一個(ge) 報警信號，該報警很可能長期存在，直至釀成事故，因此應定期進行*麵報警信號巡視檢查。另外，如果短時間段內(nei) 操作過多或發生事故，信息就會(hui) 增多，而實時報警窗儲(chu) 存的報警信息量有限，超過儲(chu) 存容量後，係統會(hui) 自動將先發生的信號自動轉存到曆史報警庫中，因此*須每天按時檢查曆史報警庫中的報警信息。

3簡單故障判斷

監控係統通信中斷：由於(yu) 通信鏈路等多方麵的原因，往往會(hui) 導致在連續詢問某裝置後仍沒有應答報文，監控係統會(hui) 認為(wei) 該裝置通信中斷，從(cong) 而產(chan) 生報警信息，但再次詢問該裝置時又有應答。這種通信不暢一般不影響運行，信號也不會(hui) 丟(diu) 失，但若較長時間不能恢複，則應及時通知維護人員處理。

遙控不成功常有的情況：(1)不讓選位，是由於(yu) 用戶未登錄或未授權、係統組態錯誤、“五防”係統出錯等導致；(2)返校正確但不執行，可能是由遙控壓板未投入、遙控回路電源和遙控出口繼電器不正常引起；(3)無返校，可能是因監控係統出錯、通信異常等引起；(4)返校正確但執行後報開關(guan) 拒動，但過一會(hui) 兒(er) 開關(guan) 位置信號又傳(chuan) 過來，出現這種情況的原因是遙控命令下去後，遙信上傳(chuan) 比較慢(超過遙控執行時限)，係統會(hui) 判拒動。

4常見問題及係統設計改進

4.1告警信息不直觀

係統運行人員不能直觀地從(cong) 告警信息中看出動作原因，往往需要從(cong) 一連串信息中查找，而告警信息窗口不斷滾動，運行人員不能迅速判斷，延誤了事故原因查找和處理時間。對此，解決(jue) 措施是將所有模擬量和狀態量變位進行分類，並用顏色加以區分，當變電站運行出現異常時，監控係統將各量分類提供給運行人員，便於(yu) 其直觀地查看各類告警信息。

4.2抗幹擾能力差

變電站電氣設備的操作、雷電引起的浪湧電壓、電磁波輻射以及輸電線路故障所產(chan) 生的瞬間過程等會(hui) 對變電站綜合自動化係統或其它電子設備產(chan) 生電磁幹擾，從(cong) 而引起自動化係統工作異常。因此應合理設計線路布局和製造工藝，隔離模擬量和開關(guan) 量的輸入、輸出；二次布線時，采用隔離減少互感耦合，避免由互感耦合侵入的幹擾造成誤發信號或微機工作出錯。

4.3信息傳(chuan) 遞不暢通

後台監控及界麵接線圖設備狀態與(yu) 現場實際不符，不能及時隨一次設備作狀態變化，從(cong) 而阻礙運行人員正常操作。對此應完善係統定時自檢、自診斷、自恢複處理功能，保持通信暢通，必要時設置並啟動備用通道，刷新遙信變位。

5hth下载地址Acrel-1000變電站綜合自動化係統

5.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動化監控係統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，並用分層、開放式網絡係統實現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內(nei) 運行的人機聯係界麵，實現管理控製間隔層設備等功能，形成全站監控，並與(yu) 遠方監控、調度通信；間隔層由若幹個(ge) 二次子係統組成，在站控層及站控層網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

針對工程具體(ti) 情況，設計方案具有高可靠性，易於(yu) 擴充和友好的人機界麵，性能價(jia) 格比優(you) *，監控係統由站控層和間隔層兩(liang) 部分組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

5.2應用場所

適用於(yu) 公共建築、工業(ye) 建築、居住建築等各行業(ye) 35kV以下電壓等級的用戶端配、用電係統運行監視和控製管理。

5.3係統結構

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5.4係統功能

5.4.1實時監測

Acrel-1000變電站綜合自動化係統，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關(guan) 、地刀等合、分閘狀態及有關(guan) 故障、告警等信號。

5.4.2報警處理

監控係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作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報警。事故狀態方式時，事故報警立即發出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫麵上用顏色改變並閃爍表示該設備變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為(wei) 實時報警和曆史報警，曆史報警條文具備選擇查詢並打印的功能。

事故報警通過手動，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。

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

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶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(yi) 作為(wei) 預告報警和事故報警。

3）開關(guan) 事故跳閘到*定次數或開關(guan) 拉閘到*定次數，推出報警信息，提示用戶檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫麵閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限於(yu) 以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。

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5.4.3調節與控製

操作員對需要控製的電氣設備進行控製操作。監控係統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實施監護，避免誤操作。

操作控製分為(wei) 四級：

第控製，設備就地檢修控製。具有優(you) 先的控製權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關(guan) 放在就地位置時，將閉鎖所有其他控製功能，隻進行現場操作。

級控製，間隔層後備控製。其與(yu) 第三級控製的切換在間隔層完成。

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

第四級控製，遠方控製，優(you) 先。

原則上間隔層控製和設備就地控製作為(wei) 後備操作或檢修操作手段。為(wei) 防止誤操作，在任何控製方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，並在站級層設置操作員、監護員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證隻有在上一次操作步驟完成後，才進行下一步操作。同一時間隻允許一種控製方式。

納入控製的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關(guan) 及帶電動機構的接地開關(guan) ；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方複歸及遠方投退連接片。

3）定時控製。操作員對需要控製的電氣設備進行定時控製操作，設定啟動和關(guan) 閉時間，完成定時控製。

4）監控係統的控製輸出。控製輸出的接點為(wei) 無源接點，接點的容量對直流為(wei) 110V（220V）、5A，對交流為(wei) 220V、5A。

5.4.4用戶權限管理

係統設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作係統可以定義(yi) 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(ge) 權限組裏添加用戶名和密碼，為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的保障。

6係統硬件配置

應用場合

型號

圖 片

保護功能

  

35kV變電站綜合自動化係統

Acrel-

1000

33

可顯示變電站主接線圖，模擬配電網絡運行，實現無人值班模式；根據順序事件記錄、曆史曲線、故障錄波，協助運維人員實現快速故障分析、定位和排除問題，盡量縮短停電時間；實時采集各回路、設備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數，對配電係統和用電設備進行用能分析和能效管理

  

網關(guan)

ANet-

2E8S1

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8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA等協議的數據接入，ModbusTCP（主、從(cong) ）、104（主、從(cong) ）、建築能耗、SNMP、MQTT等協議上傳(chuan) ，支持斷點續傳(chuan) 、XML、JSON進行數據傳(chuan) 輸、支持標準8GBSD卡（32GB）、支持不同協議向多平台轉發數據；每個(ge) 設備的多個(ge) 報警設置。輸入電源：AC/DC220V，導軌式安裝。

  

35kV/10kV/6kV

弧光保護

ARB5-M

主控單元，可接20路弧光信號或4個(ge) 擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監測（4組）、11個(ge) 跳閘出口；

ARB5-E

擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個(ge) 擴展插件可以采集5路弧光信號：

ARB5-S

弧光探頭，可安裝於(yu) 中壓開關(guan) 櫃的母線室、斷路器室或電纜室，也可於(yu) 低壓櫃。弧光探頭的檢測範圍為(wei) 180°，半徑0.5m的扇形區域；

35kV/10kV/6kV

進線櫃電能質量

在線監測

APView500

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相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chu) ，內(nei) 存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協議。

35kV/100kV/6kV

間隔智能操控、

節點測溫

ASD500

D:\薑建妹工作\03-部門產(chan) 品資料\2020年資料\智能配電產(chan) 品圖品2019.12.13\ASD\新版\ASD300(III)\HG9A5396.JPG

5寸大液晶彩屏動態顯示一次模擬圖及彈簧儲(chu) 能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控製及顯示、遠方/就地、分合閘、儲(chu) 能旋鈕預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體(ti) 感應、櫃內(nei) 照明控製、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓櫃內(nei) 電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈衝(chong) 輸出、4～20mA輸出；

35kV/10kV/

6kV傳(chuan) 感器

ATE400

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合金片固定，CT感應取電，啟動電流大於(yu) 5A，測溫範圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳(chuan) 輸距離空曠150米；

35kV/10kV/6kV

間隔電參量測量

APM830

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三相（1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2D1＋2D0，RS485/Modbus，LCD顯示；

變壓器繞組

溫度檢測

ARTM-8

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8路溫度巡檢，預埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出；

  

變壓器接頭測溫低壓進出線櫃接頭測溫

ARTM-Pn-E

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無線測溫采集可接入60個(ge) 無線測溫傳(chuan) 感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；

  

ATE400

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合金片固定，CT感應取電，啟動電流大於(yu) 5A，測溫範圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳(chuan) 輸距離空曠150米；

  

櫃內(nei) 環境溫濕度

AHE100

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無線溫濕度傳(chuan) 感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±3％RH，發射頻率：5min，傳(chuan) 輸距離：200m，電池壽命：≥3年（可更換）

  

ATC600

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兩(liang) 種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳(chuan) ，ATC600-Z到ATC600-C的傳(chuan) 輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳(chuan) 輸的數據，1路485,2路報警出口。

  

應用場合

型號

圖 片

保護功能

其他功能

35kV/10kV/

6kV進線

AM6-L

綜保(1)

綜保(1)

三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護；

操作回路、

雙以太網口、

雙485口、

2路4-20mA變

送輸出、

故障錄波、

GPS對時、

全電量測量

直流量測量

35kV/10kV/

6kV饋線

AM6-L

三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護；

35kV主變

（2000kVA以上）

AM6-D2/

AM-3

兩(liang) 圈變/三圈變差動速斷保護、比例製動差動保護；

AM6-TB

變壓器後備保護測控、三段式過流保護（帶方向、複合電壓閉鎖）、非電量保護、啟動通風保護、PT斷線告警、遙調升檔、遙調降檔、遙調急停；

35kV/10kV/

6kV廠用變

AM6-S

三段式過流保護（帶方向、複合電壓閉鎖）、零序過流、過負荷保護（告警/跳閘）、控故障告警、PT斷線告警、非電量保護；

35kV電機

（2000kW以上）

AM6-MD

差動速斷保護、比例差動保護、過流、過負荷、堵轉等電機綜合保護；

10kV/6kV

異步電機

AM6-M

兩(liang) 段式過流/零序過流/負序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉保護、啟動超時、熱過載保護、電壓不平衡；

35kV/10kV/6kV

PT監測

AM6-UB

PT並列/解列、PT監測；

10kV/6kV

電容器

AM6-C

兩(liang) 段式過流/零序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護；

35kV/10kV/

6kV母聯

AM6-B

兩(liang) 進線備投/母聯備投/自適應備投、聯切備投、三段式過流保護（帶方向、複合電壓閉鎖）、PT斷線告警、過負荷聯切/告警、檢同期、合環保護；

參考文獻

[1]唐詩，諸偉(wei) 楠，楊儀(yi) 鬆，等．發電廠與(yu) 變電站自動化技術及其應用[M]．北京：中國電力出版社，2005.

[2]謝斌.變電站綜合自動化係統的應用.

[3]hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) 2022.05版．