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淺談發電在變電站綜合數字化控製係統

更新時間：2025-04-03      瀏覽次數：29

hth下载地址 陳聰

摘要：隨著電力係統的快速發展，發電廠和變電站的自動化水平已成為(wei) 衡量電力係統現代化程度的重要指標。本文以發電廠變電站綜合自動化係統為(wei) 研究對象，探討了其係統架構、功能設計、關(guan) 鍵技術以及實際應用。通過對某發電廠變電站的綜合自動化係統進行案例分析，驗證了該係統在提高運行效率、保障供電可靠性和降低運維成本方麵的顯著效果。*後，本文展望了綜合自動化係統在智能化、網絡化和綠色化方麵的未來發展趨勢。

關(guan) 鍵詞：發電廠；變電站；綜合自動化係統；SCADA；繼電保護；通信網絡

1 引言

電力係統是現代社會(hui) 的重要基礎設施，發電廠和變電站作為(wei) 電力係統的核*組成部分，其運行效率、可靠性和安全性直接影響整個(ge) 電力係統的穩定性。傳(chuan) 統的人工操作和分散控製係統已無法滿足現代電力係統的運行需求，綜合自動化係統應運而生。綜合自動化係統通過集成計算機技術、通信技術和自動控製技術，實現了發電廠和變電站的智能化管理，顯著提高了電力係統的運行水平。

2發電廠變電站綜合自動化係統概述

發電廠變電站綜合自動化係統是一種集數據采集、監控、保護、控製和管理於(yu) 一體(ti) 的智能化係統。它通過實時監測電力設備的運行狀態，自動完成故障診斷、保護動作和運行優(you) 化，從(cong) 而實現對電力係統的管理。

2.1. 監控係統（SCADA）

2.1.1數據采集：實時采集變電所內(nei) 各種設備的運行數據。

2.1.2監控：通過人機界麵（HMI）實時監控設備狀態和運行參數。

2.1.3報警：在設備異常或故障時發出報警。

2.2保護係統

2.2.1繼電保護：通過繼電器和微機保護裝置，快速檢測並隔離故障。

2.2.2故障錄波：記錄故障發生前後的電氣量，便於(yu) 分析。

2.3控製係統

2.3.1自動控製：實現設備的自動操作，如斷路器分合閘、變壓器調壓等。

2.3.2遠程控製：支持遠程操作設備。

2.4 通信係統

2.4.1內(nei) 部通信：連接變電所內(nei) 各設備，實現數據交換。

2.4.2外部通信：與(yu) 上級調度中*和其他變電所進行數據交互。

2.5 輔助係統

2.5.1電能質量監測：監測電能質量參數，如電壓、頻率和諧波。

2.5.2 環境監控：監測變電所環境參數，如溫度、濕度和煙霧

3 hth下载地址Acrel-1000變電站綜合自動化係統

3.1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*越，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。

3.2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。

3.3係統應用場景：

3.3.1火力發電廠

監控和控製發電機、變壓器和開關(guan) 設備。

3.3.2水力發電廠

監控水輪機、發電機和變壓器等設備。

3.3.3 核電站

監控核反應堆、發電機和變壓器等關(guan) 鍵設備。

3.3.4風力發電場

監控風力發電機、變壓器和開關(guan) 設備。

3.3.5 太陽能發電站

監控光伏組件、逆變器和變壓器等設備。

3.4係統結構

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3.5係統優(you) 勢

3.5.1提高可靠性

通過實時監控和自動控製，減少故障和停機時間。

3.5.2提升效率

自動化操作減少人工幹預，提高運行效率。

3.5.3增強安全性

快速故障檢測和隔離，防止事故擴大。

3.5.4降低成本

減少人工和維護成本，優化資源利用。

4 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、OPC UA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8GB SD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/DC 220V，導軌式安裝。

  

35kV/10kV/6kV

弧光保護

ARB6-A6

動作時間：

弧光單判據≤3.8ms

弧光電流雙判據≤7.8ms

0.4kV~35kV：每段母線配置1台主機。

ARB6-A12

ARB6-A18

ARB6-A24

ARB6-A30

選配

2、3路以太網接口

    

ARB-S0

7E7A9908

無源型廣角寬光譜探頭

（不含電池、免維護）

自帶濾光功能

全絕緣、不含金屬成分

（沒有電氣安全隱患）

配套雙股阻燃光纖（20米）

高壓櫃：母線室配置1個(ge) 弧光探頭，手車室和電纜室可按需各配置1個(ge) 弧光探頭。

低壓櫃：正對主母排處配置1個(ge) 弧光探頭。

ARB-S1

IMG20210601172602 - 副本

無源型廣角紫外光探頭

（不含電池、免維護）

自帶濾光功能

ST標準接口

（國網應用）

配套雙股阻燃光纖（20米）

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；

5 結語

發電廠變電站綜合自動化係統的應用，不僅(jin) 提高了電力係統的運行效率和可靠性，還降低了運行成本和維護工作量。隨著技術的不斷進步，自動化係統將在電力係統中發揮越來越重要的作用。

參考文獻

[1]安可企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) 2022.05版