论工厂变配电所综合自动化保护系统的应用

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摘要：针对目前我国电力系统运行现状，阐述了变配电综合自动化保护系统的构成及优点，并从系统选型、电气设计原则等方面对设计过程作了相应的说明。

关键词：电力系统；自动化；系统设计

中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1671-1297（2008）08-142-01

一、电力装置的保护和发展可以概括地分为三个阶段

第一阶段，采用常规的继电保护，这一保护方式延续的时间最长，技术较成熟，而且运行人员习惯于此类保护。目前企业中采用最多的仍是这一技术，但此种方式不便于进行智能化管理。

第二阶段，继电保护加计算机保护，这一阶段其实只是一个过渡阶段，计算机仍利用常规的继电保护元器件，仅仅是将继电保护的相关参数采集到计算机，实现了在计算机上的远程集中操作，电力装置的保护仍依赖于常规的继电保护。这一技术目前有一部分应用的例子，但成功的案例并不多。

第三阶段，这一阶段的计算机保护才是真正意义上的计算机保护，亦即综合自动化保护系统，保护单元即智能仪表安装在开关柜上，用于监视、测量、保护、传输高、低压开关柜的状态和参数，这些智能仪表具有遥控、遥测、遥信（三遥）功能，甚至具有遥控、遥测、遥信、遥调（四遥）功能。它彻底摒弃了常规的继电保护，采用了当今先进、可靠的计算机技术，使之达到了实用化的阶段。

二、综合自动化保护系统的构成及优点

综合自动化保护系统（IMPACC），即监测（Monitoring）+ 保护（Protection）及控制（Controlled） + 通讯（Communication）的集成（Integration）。

综合保护系统的配置按每个功能单元（间隔）对应于一个小机箱设计，装置可下放到开关附近安装，同主机之间有总线通讯电缆联络。避免了大量复杂的二次连接电缆因接触不良发生恶性事故，把监控保护分散到就地完成，仅由普通的屏蔽双绞线和主机联络，主机制作日常管理工作，节省了投资，提高了系统可靠性及可维护性，减少了事故隐患。

三、工程设计中综合自动化保护系统选择的着重点

综合自动化保护系统作为一个较完善的保护系统，在当今企业大力建立计算机集成制造系统（CIMS）的情况下，设计中应结合实际情况对以下几个方面加以考虑。

1、开放性

能否满足以下通讯及接口的要求：上层，综合自动化保护系统便于同全厂的信息管理网络（MIS）接口，传递文件和画面；中层，综合自动化保护系统中计算机，安装与下位仪表通讯接口软件和工程师、操作员使用的图形动态监控软件，即可对变电所的输配电状况进行动态监控；下层，综合自动化保护系统便于同各种智能仪表、PC 机、PLC 以及其它输配电系统接口。

2、 扩展性

系统的可扩展性，能否满足用户不断发展的需求。如工程分期建设，不断扩容的要求；不同工艺过程的控制，逐步扩展纳入同一系统的要求；覆盖分散的生产区的输配电设备的需求。

3、 可靠性

综合保护系统中的综合保护单元是否具有完善的自诊断、报警功能，诊断功能是否涵盖系统中从计算机到智能仪表的全体范围。

4、 便捷性

是否具有友好的人机界面，丰富的信息，使操作人员能够方便灵活地组态，使用中便于检查修改。

5、 兼容性

随着技术的不断发展，系统的软硬件能否得到不断的升级，系统的软硬件升级后应能向下兼容。

四、实际工程设计中综合自动化保护系统规模的确定

1、 实际需要

从理论上讲，综合保护系统中可以连接的设备有一个极限数量（当然可以通过其它方法扩展，这另当别论），这只是一个理论数量，倘若考虑到极端情况下系统的可靠性，取其50%的利用率，应该说，一般情况下，我们建立的综合保护系统不会超过这个数值。

2、 扩充的需要

对于将来有可能进行系统扩充的综合保护系统，考虑到现阶段的应用和将来扩充后系统的协调平衡，需要充分考虑扩充的可行性和经济性。

3、 资金的制约

实际工程设计中，系统规模的确定常受到建设单位资金的宽裕度影响。以下综合保护系统部分的两种处理方式可以根据资金的宽裕度加以选择。

五、实际工程设计中应注意的问题

1、 通讯协议的抗干扰性能对于整个系统能否正常工作非常重要，也是我们容易忽视的问题，因为高压部分属于强电磁干扰环境，常规的通讯协议在此环境下，并不能稳定地工作。因此，选择综合保护系统时须加以考虑。

2、 综合保护系统中，通讯协议的一致性。具体地讲，就是综合保护系统与各层之间应能直接通讯，或经转换后可以通讯。设计中有时因疏忽或对产品性能了解不清，而导致错误发生。例如，目前有很多型号低压短路器均有微处理器选件可供选择，但这些微处理器选件的通讯协议并不都是对外开放的，有的只有在与同一公司的产品配套时，微处理器才能将采集到的参数传输到上一级系统中，盲目选择带有微处理器的短路器，与综合保护系统不能有效配合。

参考文献

[1] 陈堂等.配电系统及其自动化技术[M].北京：中国电力出版社.2003.

[2] 褚振勇，翁木云编著．PLC 设计及应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2002.