35kV变电站综合自动化改造方案分析

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摘要：35kv变电站在电网中具有重要作用，对35kV变电站实施综合自动化改造应遵循国家有关标准、行业标准规定，结合变电站的具体情况进行设计，设备配置也应满足无人值班和运行可靠性的要求。

关键字：变电站自动化改造

中图分类号：TU271.1 文献标识码：A文章编号：

一、35kV变电站目前状况

我国35kV变电站大部分地处偏远地区，用人相对较多。发生误操作的几率较大，变电站继电保护采用传统的保护装置。远动与监控系统都没有到位。随着设备运行时间增长，给变电站的安全运行带来了一定的隐患。在电力系统中，有一大批服役多年35kV变电站，其一次设备老化、损坏及腐蚀严重，维护及更新的工作量和费用逐年上升。这些老化的设备对变电站的安全运行构成很大威胁，每年都需要投入大量资金、人力和物力进行维护和整治，但效果很不理想。

二、变电站综合自动化系统的实现

1．改造的主要目的

（1）实现对变电站所有电器的实时监控，提高变电站安全运行的可靠性。

（2）达到无人值班或少人值守的要求。改善工作条件，实现CRT实时监控及运行记录自动化。提高变电站的自动化水平和运行效率。

（3）满足电网调度自动化的功能要求和对远动数据实时性、可靠性、正确性和准确性的要求。更加及时全面的掌握电网以及变电站的运行情况。实现“四遥”和电压无功调整自动控制（VQC)功能，增强调度中心监视和控制的能力。

（4）减少改造投资，降低工程造价，提高经济效益。

2．改造的原则

变电站自动化技术是实现变电站少人或无人值班的关键，变电站少人(无人)值班自动化系统大致有2种配置模式。

(1)由于微机技术的发展，变电站继电保护及自动装置、远动终端、故障录波等装置相继更新换代，实现了微机化。对于这类实现微机化的变电站，仅需对RTU等远动装置进行完善，就能基本上具备“四遥”功能，不涉及继电保护装置，传统的控制屏仍予以保留。通过改造RTU方式实现老站改造，具有投资少、见效快等优点，此方式在实践中广泛应用。

(2)随着计算机技术、网络技术及通信技术的飞速发展，各类变电站综合自动化系统纷纷投入运行。这种以计算机为核心而形成的具备控制、信号、测量、保护、自动装置、远动装置的功能组合和优化设计的变电站综合自动化系统，具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。它将遥测遥信功能采集及处理，以及遥控命令执行和继电保护这些工作信息通过网络送至总控单元或后台主机，而变电站自动化的综合功能均由总控单元或后台主机承担，每个现场单元可以是监控保护一体化装置，也可以保持相对独立。

变电站少人(无人)值班改造应遵循以下原则：在少人(无人)值班变电站改造过程中，应根据设备状况和资金承受能力来确定改造的模式和原则，应在围绕电设备实现“四遥”功能的前提下，按照安全、可靠、节约和回收利用的原则进行，充分利用现有设备，切忌大拆大建。

3.综合自动化功能要求

分布式变电站综合自动化系统从整体上可以分为3层：变电站层、通信层、间隔层。

间隔层：10~35kV线路及电容器的测控保护一体化装置组柜安装，主变系统测控装置集中组柜。

通信层：采用网络通信方式，实现变电站层与间隔层数据通信。

变电站层：提供远动通信功能，同时向当地监控(后能机)和远方监控终端(调度端)转发信息报文。

4.系统功能要求

系统通过测控装置实现数据的采集和处理，直流测量、所用电测量、10~35kV母线电压测量采用综合测控单元。监控系统通过以上数据采集，产生各种实时数据，供数据库更新。系统应同时具备以下功能：事故报警和预告报警功能，事件顺序记录和事故追忆功能，断路器、有载调压开关、主变中性点刀闸的控制功能，管理功能，画面显示和打印功能，系统自诊断和自恢复功能等。

对于变电站而言，其综合自动化系统的结构一般主要有以下三种形式。

(1)集中式结构

集中式系统一般采用功能较强的计算机并扩展其输入／输出，集中采集变电站的模拟信号和数字信号等信息，集中进行处理和计算，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。集中式结构的系统并不是只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的监控、保护和与调度通信等功能也。

(2)分布式结构

分布式系统结构的最大特点是将变电站综合自动化系统的功能分散给多台计算机来实现。分布式结构一般按功能设计，为了解决了CPU运算处理的瓶颈问题，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力。各功能模块(通常是多个CPU)之间均采用网络传输或串行通信方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统，这样能够较好的解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。

(3)分布分散层式结构

分布分散式结构系统按照逻辑可将变电站自动化系统分为两层：变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层，即间隔层、通信层、变电站层。分布分散式结构系统的主要特点是根据变电站的断路器间隔进行设计。一个断路器配置一个或几个智能化隔测控单元，测控单元负责所需要的全部数据采集、保护和控制等功能。测控单元可以安装在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，测控单元通过光缆或特殊通信电缆与通信管理机连接。

5．自动化系统配置设计

全站配置2台，采用高性能工控PC机，互为备用，运行Windows NT操作系统，秉承win NT占先式、实时多任务和多线程的优点，实现操作员工作站、工程师工作站和继电保护工作站的作用。在变电站调试和试运行、巡回检视以及就地维护和检修期间，以该工作站为中心，通过测控装置采集现场的模拟量、数字量和电能量等信号，对实时数据进行统计、分析、计算，为操作人员提供各类画面显示、报表打印以及事件报警，实现对全部电气设备的监视、测量、控制、管理、记录和报警功能，实现自动电压和无功控制功能，通过预设的控制策略或无功-电压曲线，对相关测控装置下达主变有载调压开关位置的调整和低压无功补偿设备的投切命令。在正常运行时，可通过一口或多口调制解调器实时响应系统调度端和中心控制站的召唤，实现继电保护信息和故录信息的上送。同时可方便系统工程师完成数74 科技创新导报Science and Technology Innovation Herald据库的定义、修改，系统参数的定义、修改，报表的制作、修改，网络的维护和系统诊断以及远程维护等功能。

6．综合自动化改造方法

针对35kV原有保护装置的性能难以满足目前综合自动化的要求，因此需要更换35kV间隔保护测控单元和电压切换装置。35kV保护装置为测控一体化设备，将其通过规约转换器接入监控网，实现35kV所有出线P、Q、I遥测；断路器及保护信号的遥信；断路器的遥控操作；保护信号的遥控复归。对于保护装置一些重要信号(保护动作、装置闭锁告警)同时接入公用测控系统，35kV间隔需要加装隔离刀闸辅助接点。具体内容包括以下几个方面：

严格执行35kV母线二次电压负荷转移二次措施票；将原35kV母线二次电压回路接入220kV电压并列切换装置l进行35kV的I、II段PT二次电压核相。设备选型采用南京南瑞继保电气有限公司研制的保护测控一体的RCS-9612B装置。RCS-9612系列线路保护测控装置适用于110kV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的方向线路保护及测控装置，可在开关柜就地安装。

三、结束语

变电站综合自动化系统的设计是一个较综合的问题，其涉及的专业知识面较宽。变电站的成功改造，对提高变电站安全、稳定、可靠运行以及降低运行维护成本等都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]冯昕．浅议农网电压无功管理[J]．农村电工，2008(3)

[2]张健．无功电压管理与实践[J]．中国电力企业管理，2007(2)