胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:本文主要介紹的是農網(wǎng)35kV變電站的自動(dòng)化設計問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:農網(wǎng)35kV變電站設計
0引言
隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的發(fā)展,農村電網(wǎng)建設也得到了快速的發(fā)展對于農網(wǎng)35ky變電站實(shí)行綜合自動(dòng)化及無(wú)人值班已成為縣級電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的方向。
國家電網(wǎng)公司《農村電網(wǎng)建設與改造技術(shù)原則》第4章“35kV輸變電工程"和“35~110kV變電所設計規范"中規定的35kV變電站設計原則如下:
(1)針對農村用電負荷分散、供電可靠性相對較低的特點(diǎn)以及節約用地的原則,從控制規模入手,采用先進(jìn)設備,以減少一次性投入和長(cháng)期運行費用考慮,應推廣使用保護、測量和控制設計,采用分層分布式結構,組屏式或就地分散安裝式變電站綜合自動(dòng)化設計方案;
(2)考慮到供電質(zhì)量與供電可靠性、設計成無(wú)人值班變電站;
(3)預測10年負荷發(fā)展需求,主變至少按兩臺考慮,選用低損耗、節能型調壓變壓器;
(4)考慮到變電站設備滲油問(wèn)題,在設備選型方面,優(yōu)先選用先進(jìn)國產(chǎn)和進(jìn)口設備,以提高供電可靠性降低運行費用。
1 35KV變電站設備的一般選擇
(1)電氣主接線(xiàn)35kV母線(xiàn)采用單母線(xiàn)運行方式,一進(jìn)一出兩條35kV線(xiàn)路組成,進(jìn)線(xiàn)側不加保護,出線(xiàn)側設線(xiàn)路保護,10kV母線(xiàn)采用單母分段等形式,6回10kV出線(xiàn)。
電氣設備主變壓器設主變1#、主變2#,先將1#變選低耗、節能有載調壓變壓器;35kV進(jìn)出線(xiàn)均配置獨立式CT;35kV開(kāi)關(guān)和10kV開(kāi)關(guān)均采用SF6開(kāi)關(guān),全站電容補償按主變容量的10%考慮,分兩組裝設,由10kV開(kāi)關(guān)控制。
(2)直流系統采用和集控屏配套的整流設備,輸出電壓為220V、24V分別作為35kV及10kV控制保護電源,屏內設儲能電容作為35kV及10kV開(kāi)關(guān)備用分合閘電源、同時(shí)配置UPS不間斷電源作為備用電源。
2綜合自動(dòng)化系統總體設計
35kV變電站綜合自動(dòng)化設計依據《縣級電網(wǎng)調度自動(dòng)化功能規范》,采用集繼電保護、遠程控制、小電流接地選線(xiàn),設備程序自檢測、診斷、事故及故障信號檢測等功能為一體的系統配置方式。
2.1自動(dòng)化系統結構與配置
變電站自動(dòng)化系統包括變電站測控保護系統和當地監控系統。測控保護系統完成綜合自動(dòng)化功能,同時(shí)還通過(guò)通信完成與當地監控系統、遠方調度主站、智能直流屏、智能電度表屏、微機“五防"系統及通信電源的信號傳送。變電站綜合自動(dòng)化系統采用屏式結構,以通信為核心,以總線(xiàn)形式把各功能單元聯(lián)成一個(gè)完整系統。設置調試窗口,可備有后臺機、GPS時(shí)鐘及與交直流屏、智能電度表的通信接口以及微機防誤閉鎖系統。自動(dòng)化系統裝置的電源由交流220V主供、直流220V備用,裝置本身具有交直流電源自動(dòng)切換功能。
2.2自動(dòng)化系統技術(shù)設計方案
2.2.1系統技術(shù)特點(diǎn):
(1)采用分層分布式結構,以電氣單元為配置對象,進(jìn)行分散、組合安裝。單元中采用雙CPU結構,保護與測控功能相對獨立,測控及通信網(wǎng)故障不影響保護功能運行;
(2)采用模塊化設計、使各裝置相對獨立,某一裝置故障不影響其他裝置運行:
(3)保護、測控,簡(jiǎn)化二次接線(xiàn),減少PT、CT負載,節省投資、方便維護;
(4)測量采用交流菜樣技術(shù);
(5)保護、測控交流電流回路分開(kāi)接入,各測控保護裝置可手動(dòng)控制并顯示斷路器位置;
(6)全漢化屏幕液晶顯示測控保護信息,具有良好的人機界面,可進(jìn)行參數設置、實(shí)時(shí)數據顯示、本地遙控操作及信道監視等;
(7)能進(jìn)行遠程維護,實(shí)現遠方故障診斷、參數整定等。
2.2.2系統技術(shù)功能:
具有繼電保護、控制、測量、數據遠傳、低周減載、同期操作、小電流接地選線(xiàn)、備用電源自投、電壓并列、計算分析及當地監控等功能,有較高的運行可靠性和較強的抗干擾能力,能進(jìn)行自診斷、自恢復、遠方診斷、故障錄波、防誤閉鎖、防火及防盜監控功能,可實(shí)現變電站無(wú)人值班。
2.2.3系統與主站聯(lián)系:
通過(guò)一點(diǎn)多址,光纖或音纜等通信方式組成主備兩道接入調度端,數據由兩條通道同時(shí)發(fā)送,主站選擇數據接收,拔通自動(dòng)切換和故障報警。系統與主站具有可靠完善的數據接口。
2.2.4系統監控設計:
采用光電隔離板及驅動(dòng)接口子系統,每個(gè)單元都有一個(gè)經(jīng)光電隔離的串行通信RS232口和422/485接口,通過(guò)后臺機的調制解調器、網(wǎng)卡與遠方調度進(jìn)行通信。整套系統具備“四遙"功能,能夠進(jìn)行電能脈沖采集、處理、遠傳,并能采集遠傳直流電源系統報警信號,具備完善的監控報警系統與事故及故障信號檢測系統。良好的人機界面,可使遠方調度直觀(guān)監視變電站運行情況,遙控、遙視操作方便。
2.2.5電量采集和設計:
全部電量的測量采用交流采樣獲得,采樣元件為電壓、電流傳感器,可測電壓、電流、無(wú)功功率、有功功率、功率因數及頻率等。
2.2.6信號單元箱的設計:
每個(gè)信號單元箱可輸入8個(gè)模擬量、8個(gè)遙信量、可自動(dòng)記錄事故的時(shí)間、性質(zhì)、動(dòng)作值以及站內喇叭、電警鈴的控制,可顯示變電站各種運行信息。
2.2.7微機保護的設計:
考慮到節省投資,采用系統保護與遠動(dòng)監控系統合為一屏,其中35kV、10kV線(xiàn)路采用帶時(shí)限過(guò)流和速斷保護,通過(guò)負荷定值,實(shí)現負荷監控;考慮到10kV母線(xiàn)電壓補償,10kV電容器采用過(guò)壓、欠壓、過(guò)流保護;主變采用速斷、重瓦斯為主保護,過(guò)負荷、輕瓦斯、過(guò)溫發(fā)信號為后備保護。遠方投停保護與遠方復歸保護動(dòng)作信號,可進(jìn)行故障記錄,實(shí)現遠方查詢(xún)、修改并下發(fā)保護定值。微機保護系統設有可靠的數據接口和通信規約,保證信息被主站接收。
2.2.8系統通信設計:
系統通信主要完成各相關(guān)裝置及主站間的數據采集的傳遞,是變電站綜合自動(dòng)化的,包括人機對話(huà)、通信管理、數據庫管理、規約處理和系統檢測等功能,可進(jìn)行現場(chǎng)控制和維護。
3變電站綜合自動(dòng)化的運行分析
(1)減輕值班人員的工作量,值班員定時(shí)抄表、計算電量、負荷率,點(diǎn)擊鼠標頃刻完成;
(2)與常規站相比,節省近一半投資,節約l/3占地面積,建設工期縮短,節省了資金;
(3)設備運行可靠檢修、維護方便,減輕了勞動(dòng)強度,提高了工作效率;
4安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統
4.1方案綜述
Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)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(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)現連接。站控層設備包括監控主機,提供站內運行的人機聯(lián)系界面,實(shí)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(gè)二次子系統組成,在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò )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(jià)格比*,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(wǎng)絡(luò )結構,站控層網(wǎng)絡(luò )采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò )采用單網(wǎng)雙機熱備配置。
4.2應用場(chǎng)所:
適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶(hù)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(shí)時(shí)監測
Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統,以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的運行狀態(tài),實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動(dòng)態(tài)監視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)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(dòng)作信號;預告報警包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。
1)事故報警。事故狀態(tài)方式時(shí),事故報警立即發(fā)出音響報警(報警音量任意調節),操作員工作站的顯示畫(huà)面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位,同時(shí)彈窗顯示紅色報警條文,報警分為實(shí)時(shí)報警和歷史報警,歷史報警條文具備選擇查詢(xún)并打印的功能。
事故報警通過(guò)手動(dòng),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(fā)生階段,允許下一個(gè)報警信號進(jìn)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(hù)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(kāi)關(guān)事故跳閘到一定次數或開(kāi)關(guān)拉閘到一定次數,推出報警信息,提示用戶(hù)檢修。
4)報警方式。
報警方式具有多種表現形式,包括彈窗、畫(huà)面閃爍、聲光報警器、語(yǔ)音、短信、電話(huà)等但不限于以上幾種方式,用戶(hù)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(jìn)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(shí)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(yōu)先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開(kāi)關(guān)放在就地位置時(shí),將閉鎖所有其他控制功能,只進(jìn)行現場(chǎng)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(yōu)先級。
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(xiàn)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(jìn)行下一步操作。同一時(shí)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(kāi)關(guān)及帶電動(dòng)機構的接地開(kāi)關(guān);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(shí)控制。操作員對需要控制的電氣設備進(jìn)行定時(shí)控制操作,設定啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間,完成定時(shí)控制。
4)監控系統的控制輸出??刂戚敵龅慕狱c(diǎn)為無(wú)源接點(diǎn),接點(diǎn)的容量對直流為110V(220V)、5A,對交流為220V、5A。
4.4.4 用戶(hù)權限管理
系統設置了用戶(hù)權限管理功能,通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)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(gè)權限組里添加用戶(hù)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(yǔ)
35kV變電站采用具有先進(jìn)技術(shù)和完備功能的綜合自動(dòng)化設計,不僅在技術(shù)上追求,在設備選型上還要注重產(chǎn)品質(zhì)量以及良好的售后服務(wù)。
參考文獻
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