安科瑞 陳聰

摘要：當前，智能電網得到了良好發展，且應用覆蓋范圍日益擴大，電網建設的智能化水平得到了顯著提高。在智能電網相應體系中，智能變電站占據著關鍵性地位，對于智能電網的正常運行和良好發展具有至關重要的影響。文中簡述了智能變電站綜合自動化系統的概念，并結合相關案例，探究了智能變電站綜合自動化系統的設計與應用，以期為智能變電站綜合自動化系統的相關研究提供借鑒。

關鍵詞：智能變電站；綜合自動化系統；設計；應用

1智能變電站綜合自動化系統概述

智能變電站綜合自動化系統采用集成化的智能設備，此類智能設備具有較強的先進性和可靠性，且具有低碳環保的優勢。智能變電站綜合自動化系統要求全站信息實現數字化、通信平臺實現網絡化，并要求實現標準化的信息共享。通過對智能變電站綜合自動化系統進行科學集成和優化，能實現對系統運行狀態的實時監視，并強化對系統的操作控制和運行管理，且能對相關信息進行綜合分析，還具備智能告警等功能。

2案例概況

某110kV智能變電站具備兩臺主變，具有2×50 MVA的總容量，所設置的電壓等級分別110kV、35kV 以及10kV。其中，110kV接線采用單母分段方式，具有2回本期出線，并聯220kV某變電站；35kV接線采用單母分段方式，具有2回本期出線；10kV接線采用單母分段方式，具有4回本期出線，且對2組電容器進行設置，具有2×4008 kvar的補償容量。

3 智能變電站綜合自動化系統整體設計方案

3.1系統結構及功能

該系統采用分層分布式結構，將間隔作為單位，按照對象實施具體設計。系統選用網絡拓撲形式作為系統結構，以確保系統結構的可靠穩定。網絡終端為變電站系統，具有較強的獨立性，且能實現遠方控制。就功能邏輯而言，變電站相應的自動化系統能實現對DL/T860相關規定的滿足。系統主要由以下各層構成。

1. 過程層。該層的主要構件包括智能終端、互感器以及合并單元，能實現對控制命令的執行，并實現對設備運行狀態的監測，且具備對運行電氣量進行采集的功能。

2. 間隔層。該層主要包括如下子系統：網絡記錄分析、計量以及測量保護等，即使站控層以及網絡處于失效狀態，仍能實現對監控設備相關命令的執行。

3. 站控層。該層除主機外，還包括網絡打印機、操作員工作站等，能實現對人機聯系界面的清晰生成，并對過程層與間隔層各自的運行狀態進行掌控，同時，其內部構建有系統完善的管理以及監控站，能時刻保持與遠方監控站以及調度的良好通信。

4. 基于設計具體需求，該系統主要具備如下功能：遙測量；遙信；遙控；遙調。

3.2硬件

3.2.1站控層設備

遠動通信裝置，主要對調度端相應的接口以及規約轉換等問題進行解決，且通信接口數量充足，能與調度端實現良好通信；主機兼操作員工作站，能確保實現安全可靠的操作，并增強操作的便捷性和直觀性。站控層設備應具備主通道通信以及備通道通信的相應功能；配置相關裝置，實現故障錄波，并能實現通信記錄分析，對網絡通信狀態進行監視，及時發現各類故障及隱患并發出警報，預先對故障處理策略進行科學擬定，實現對故障的快速排除；確保通信記錄具備良好的完整性；對保護裝置針對故障是否作出正確及時的應對反應進行了解，若未能作出應對，應及時查找并解決相關隱患；通信在線監視終端應具備相關功能，實現的遠程維護和實時監視，實現對通信信息的完整記錄，且能對通信隱患及相關故障發生告警，并能對通信狀態實時的在線監視。

3.2.2間隔層設備

間隔層主要包括以下設備：主變保護與測控裝置、智能終端、110kV線路以及相應的分段保護測控裝置；35kV線路以及相應的集分段保護、計量測控以及故錄等功能為一體的裝置；10kV線路以及相應的集電容器保護、計量測控以及故錄等功能為一體的裝置。

3.2.3過程層設備

過程層主要包括以下設備：主變三側合并單元、智能終端裝置；主變非電量保護以及本體智能終端裝置；主變中性點電流以及間隙電流并入主變110kV相應側合并單元；110kV各間隔合并單元以及智能終端裝置；110kV母線電壓互感器合并單元以及智能終端裝置。

3.3軟件

對于各類異常狀況以及事故，監控系統能對之進行自動分類，并發出警報，且能以事故呈現出的嚴重程度作為依據，對事故等級進行科學設定。當發生事故時，監控系統相應的標志等會保持閃光狀態。當相關操作人員對之實施復位操作后，指示燈才會熄滅。監控系統還能對測點相應的限值以及越限值進行設置。當發生預先情況時，即將警報發出，并對控制傳達相應的畫面。

3.3.1 系統模塊類型

監控系統主要有以下各層構成：（1）應用層，該層主要包括系統監控服務、通信管理以及系統主控等模塊；（2）應用服務層，該層主要構件為應用服務器；（3）底層，該層主要包括歷史以及參數數據庫。

系統組態模塊，主要包括以下模塊。

1. 圖形監控模塊。該模塊能實現對變電站實際運行狀態的實時監視，且能對之實施的控制操作。

2. 歷史報警模塊。該模塊可分為兩類，一類是歷史報警模塊，能實現對歷史報警相關信息的查詢，并能實現對變電站相應的遙信變位以及各項事故的檢索查詢，并提供相關依據幫助事故排查分析 ；一類是實時報警模塊，能實現對實時報警信息的準確描述。

3. 曲線瀏覽模塊。該模塊可分為兩類，一類是歷史曲線模塊，能通過曲線形式對模擬量相應的歷史數據進行瀏覽；一類是實時曲線模塊，將對象作為實時曲線的基準，能實現對模擬量對象相應的實際運行值趨勢的瀏覽。

4. 報表瀏覽模塊。該模塊能實現對報表相關數據信息的瀏覽。

5. 事故追憶模塊。該模塊將事故發生前后的相關模擬量相應的數目及報警信息保存于歷史庫中，并能遵循設定時間相應的間隔實現對模擬量數據的采樣。

4安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動化監控系統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開放式網絡系統實現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監控，并與遠方監控、調度通信；間隔層由若干個二次子系統組成，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。

針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比優*，監控系統由站控層和間隔層兩部分組成，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。

4.2應用場所

適用于公共建筑、工業建筑、居住建筑等各行業35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統運行監視和控制管理。

4.3系統結構

4.4系統功能

4.4.1實時監測

Acrel-1000變電站綜合自動化系統，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、地刀等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。

4.4.2報警處理

監控系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面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實時報警和歷史報警，歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。

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，允許下一個報警信號進入，即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

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），分別定義作為預告報警和事故報警。

3）開關事故跳閘到次數或開關拉閘到次數，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、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。

4.4.3調節與控制

操作員對需要控制的電氣設備進行控制操作。監控系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。

操作控制分為四級：

第控制，設備就地檢修控制。具有優先的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關放在就地位置時，將閉鎖所有其他控制功能，只進行現場操作。

級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

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

第四級控制，遠方控制，優先。

原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，并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，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。

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

3）定時控制。操作員對需要控制的電氣設備進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間，完成定時控制。

4）監控系統的控制輸出。控制輸出的接點為無源接點，接點的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。

4.4.4用戶權限管理

系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系統可以定義不同操作權限的權限組（如管理員、維護員、值班員組等），在每個權限組里添加用戶名和密碼，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

5系統硬件配置

6結語

綜上所述，采用上述系統結構以及硬件、軟件對智能變電站綜合自動化系統進行設計，能保障變電站內各類一次設備和二次設備實現安全穩定運行。同時，對智能變電站綜合自動化系統采用模塊化設計，能實現對人力、資金的節約，并有助于增強系統運行的穩定性，實現安全可靠供電，且能強化對系統運行的監控。

參考文獻

[1]鄭劍云.35kV智能變電站綜合自動化系統的設計與應用[J].電工電氣，2014（7）：62-64.

[2]孟濤.智能變電站綜合自動化系統的設計與應用.

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版．