变电站自动化系统配置

变电站自动化系统配置

１引言电网中的各级变电站自动化系统的具体功能和要求主要决定于变电站在电力系统中的地位、作用，变电站的电压等级和规模，一次设备的状况等。每个变电站自动化的功能随系统运行经验、成本和性能的要求不同而变化，有人值守的变电站和无人值守的变电站在实现当地功能和远方控制功能方面的要求是不一样的，超高电压等级变电站和高电压等级的变电站由于其控制措施和对象不同导致变电站自动化配置的复杂性也不一样，电网间枢纽变及联络变和终端变在采集的对象和数量上有较大的区别，改造变电站和新建变电站智能电子设备（IED）不同使得要处理信息量和方式不一样，此外，受调度中心或集控中心与其通信手段和通信规约的制约在变电站自动化配置方面也有不同。应用自动控制技术、计算机数据采集和处理技术、通信技术、网络技术对变电站保护、监视、控制、量测和通信以合适的形式集成、配置，进行优化组合，做到经济合理、寿命周期成本小、使用环境友好是变电站自动化技术和系统配置应追求的目标。２变电站自动化系统配置一般来说，变电站自动化技术是在三个层面上即设备级（过程层）、间隔级（单元层）、站级（站控层）的不断发展和变化，而变电站自动化系统的配置与三个层面上的设备选型配置是密切相关的，换句话说，是与一次设备、二次设备智能化程度有关，也与有人值守或无人值班的运行管理模式有关。省网内，有多种不同电压等级的变电站。如省际间330KV及以上超高电压等级的变电站，省网内220KV及以上变电站，地区间110KV变电站和地区网内35KV及以上变电站等。一个省网大致估算，省际间超高电压等级的变电站占省网内变电站总数的3%，省网内220KV及以上变电站占省网内变电站总数的11%，地区内和地区之间110KV变电站占省网内变电站总数的86%。目前无人值班站改造和建设主要在110KV等级的变电站进行，超高电压等级的变电站也经开展变电站自动化系统的改造和建设。因此，我们面对较多的是大量改造的变电站，也就是说，一次设备和微机保护均不同程度的进行了更换或新装，但总体上智能化程度并不很高，这种情况面对飞速发展的信息技术以及自动化技术就存在矛盾，我们应追求的目标是变电站自动化系统配置的经济性和可靠性，以及其与变电站一次设备和微机保护的协调性，如何优化组合和系统集成以及分布式配置，对于变电站自动化系统的监视、控制、保护等具有十分重要的作用和意义。无人值班运行管理、集控中心或调度中心实现远方操作和监控是今后发展趋势，高可靠性数据传输的通信系统以及通信规约的合理性都是必不可少的条件。针对我们进行的变电站自动化改造和建设的实际，提出变电站自动化系统的配置原则：１35KV及以下的变电站●间隔级（单元层）采用保护、监控和量测一体化装置；35KV设备集中组屏，10KV设备分散安装●间隔级配置主变主保护，后备保护，非电量保护，温度测量；35KV线路保护测控，分段备自投；10KV线路保护测控，分段备自投，电容器测控，站用变保护测控；母线PT测控；小电流接地选线；间隔级操作闭锁；综合监控等单元模块●EIARS485总线，传输线采用双绞线●站级配置主控单元和远方通信平台●站内系统通信协议采用IEC60870-5-103标准（严格按兼容范围和通用分类服务协议编制）（国标DL/T667-1999）●站间远传通信协议采用IEC60870-5-101标准（国标DL/T634-1997）２110KV变电站（终端变）●间隔级（单元层）采用保护、监控和量测一体化装置，集中组屏●间隔级配置主变主保护，后备保护，非电量保护，温度测量；110KV线路保护测控，备自投；35KV线路保护测控；10KV线路保护测控；电容器测控；站用变保护测控；母线PT测控；小电流接地选线；间隔级操作闭锁；综合监控等单元模块●EIARS485总线，传输线采用双绞线●站级配置主控单元和远方通信平台●站内系统通信协议采用IEC60870-5-103标准（严格按兼容范围和通用分类服务协议编制）（国标DL/T667-1999）●站间远传通信协议采用IEC60870-5-101标准（国标DL/T634-1997）３110KV变电站（枢纽变或联络变）●间隔级（单元层）采用采集、监控（RTU）与保护相对独立装置，分布分层，集中组屏●间隔级配置主变主保护，后备保护，非电量保护，温度测量；110KV线路保护测控，备自投；35KV线路保护测控；10KV线路保护测控；电容器测控；站用变保护测控；母线PT测控；小电流接地选线；间隔级操作闭锁；综合监控等单元模块●EIARS485总线，传输线采用双绞线●站级配置站级操作员站（后台机）、站级主控单元和远方通信平台●站内系统通信协议采用IEC60870-5-103标准（严格按兼容范围和通用分类服务协议编制）（国标DL/T667-1999）●站间远传通信协议采用IEC60870-5-101标准（国标DL/T634-1997）4

330KV变电站●间隔级（单元层）采用采集、监控与保护相对独立装置，分布分散式布局。

●间隔级配置主变主保护，后备保护，非电量保护，温度测量；330KV线路保护测控；220KV线路保护测控；110KV线路保护测控；线路故障测距；电抗器保护测控；站用变保护测控；母线PT测控；间隔级操作闭锁；综合监控等单元模块

●间隔级、站级采用光纤连接器，光纤可以是玻璃光纤，也可以是塑料光纤

●站级配置站级操作员站（后台机）、站级主控单元和远方通信平台，时钟同步GPS系统，文档报表处理机

●站内系统通信协议采用IEC60870-5-103标准（严格按兼容范围和通用分类服务协议编制）（国标DL/T667-1999）

●站间远传通信协议采用IEC60870-5-101标准（国标DL/T634-1997）；当调度主站与变电站连接到以太数据网时，通信协议采用IEC60870-5-104标准需要指出的是，无人值班变电站和有人值班变电站在变电站自动化系统配置中的最大区别在于站级后台机功能配置的不同，对于无人值班站的变电站自动化系统，可以不配置后台机，把统计、运行管理、报表、电压无功控制以及某些应用软件等功能放在上一级集控中心或调度中心完成，无人值班变电站自动化系统接受远方（集控或调度中心）控制和站级就地控制操作，远方操作首先发遥控命令给站级主控单元，再由站级主控单元发给间隔级（单元层）装置执行。由此可见，遥控命令的信息流向为集控或调度中心→站级主控单元→间隔级（单元层）。调试、检修时也可就地控制操作。３站级软硬件平台我们所要讨论平台是建立在保护、控制、测量等变电站设备仍然保留间隔内各自相互独立，各自采集数据并执行相应的输出功能，且通过统一的通信网络与站级相连，在站级建立一个统一的计算机系统，进行各个功能协调的变电站自动化系统支撑平台。目前的实际情况是这种变电站是我们面对的主要运行方式，由此需要我们重点注意和考虑。(1)站级硬件平台在站级硬件工作平台，按35KV、110KV、220KV及以上电压等级的三种变电站自动化系统配置，亦即按三种不同电压等级的变电站来配置。35KV变电站，属配电网范围，在间隔级是集测量、控制、保护于一体的综合自动化系统，要采集信息和关心的对象有计量、继电保护、小电流接地、有无功和电流测量等等，还有为配电自动化系统提供用电管理的地理信息GIS所需数据和营销管理的信息等。因此，站级配置较强的通信处理并上传的工作站就十分必要，如果是无人值班站，主控单元可冗余配置，后台机（操作员站）可以不配，一般以PC工作站为主，间隔级与站级以EIARS485总线方式连接，配前置装置，站级为以太网。110KV变电站，可以分为无人站、有人站，属高压输电网范围，间隔级是测量、监控与保护相对独立的配置，110KV终端站可以是一体化配置。站级对无人站不配后台机，对有人站或集控站配置后台机（操作员工作站），主控单元、通信处理工作站，集控站可加装GPS系统。根据变电站的重要性可单机或冗余配置，一般以PC机为主，间隔级与站级以EIARS485总线方式连接，配前置装置，站级以太网。220KV及以上变电站，属超高压输电网范围，间隔级是测量、监控与保护相对独立的分布分散式配置，站级配置后台机（操作员工作站），主控单元、通信处理工作站，GPS时钟系统，文档报表处理机。后台机（操作员工作站），主控单元、通信处理工作站冗余配置，一般采用工程工作站，间隔级与站级采用光纤以太网。(2)站级软件平台

站级软件有系统软件、支持软件和应用软件。对于系统软件主要是UNIX和WINDOWSNT两种，选用时，可根据运行经验、系统防病毒措施、监控软件的成熟程度等来确定。支持软件包括数据库、图形编辑、网络通信控制等，图库一体化的数据库管理和维护应该首选，网络通信方面站级与间隔级通信以及站级与远方外部通信应按国标或国际标准实现。应用软件的选用较为复杂，由于受变电站在电网中的地位；一次设备的智能化程度和操作的可靠性；无人值班或有人值班；集控或调度中心运行管理模式等等的限制，做出统一要求较为困难。但应用软件应是模块化的，初期选用应不影响后期的平滑连接，应用程序API接口应满足日后发展的需要，特别是应注重从调度端的角度来满足调度系统和集控对变电站运行监视和控制管理的需要。

配置要求

工作站类型

系统软件

支持软件

应用软件

PC系列工作站WINDOWSNT1.SQLSERVER7.02.图库一体化建模3.实时数据库C/S体系结构、支持SQL语言、支持ODBC连接标准4.具备应用软件API接口5.支持多种规约和网络通信1.继电保护功能2.量测功能3.站级设备控制及闭锁4.设备监视和报警5.数据处理6.操作票生成7.远方诊断

RISC工作站（ALPHA、HP、SUN）WINDOWSNT（或UINX）

1.ORACLE或SYBASE2.图库一体化建模3.实时数据库C/S体系结构4.具备应用软件API接口5.支持多种规约和网络通信1.继电保护功能2.量测功能