10kV变电所综自系统的应用与实践

陆彪 李边荣

【摘 要】为了提高变电站综合自动化程度，在10kV变电所综合自动化项目中找出答案。这个项目不仅实现了节能降耗功能，而且实现了信息化和网络化管理。在10kV中压和380V低压采用同一系统监控平台，在国内率先实现中低压设备的“五遥”功能，即遥测，遥信，遥控，遥调，遥视五大功能， 并实现数据和图像的同步联动。该变电所已实现无人值班的信息化变电所功能[1]。

【关键词】节能降耗 信息化 网络化

1前言

随着企业现代化科学管理和不断提高经济效益的需求，企业对电力综合变电站自动化系统的要求又迫切[2]。作为生产企业，在不断加强信息化和网络化管理，以提高电力供应的可靠性和经济性。为此以云锡研究设计院10kV变电所综合自动化为试验项目，探索和总结一条推动公司节能降耗，提供供电可靠性，信息化和网络化管理，以提高经济效益等方面做了非常好的尝试和试验，通过6个月的努力，该项目已经圆满结束，并已稳定运行多年，项目取得了成功和突破。

2 项目慨况

该项目为10kV/ 0.4kV配电站，有二台变压器，一台为630kVA/10kV/0.4kV，一台为800 kVA/10kV/0.4kV，备用一台柴油发电机组通过低压ADS自动投入。

2.1一次接线图

此项目10KV和0.4KV一次系统接线图分别如图1和图2。

图1 10KV变电站一次系统接线图

图2 0.4KV配电站一次系统接线图（D10柜为例）

2.2遥视系统

目前，国内电力系统在建设无人值守变电站时，基本以遥测、遥信、遥控、遥调，“四遥”技术为基础。但由于现场的环境情况无法及时直观反映，致使调度无法及时解决现场防火、防盗、防爆、防渍等问题，为此我们经过调研和研究决定在“四遥”的基础上增加第五遥——“遥视”，对于实现变电站“无人值守”具有十分重要的意义。遥视是对“四遥”的进一步补充和完善，进一步提高变电站的安全运行水平[2]。

2.3电力保护系统硬件

10kV变电站保护装置采用上海锐安自动化系统有限公司独创的、具有完全知识产权和专利的新型保护测控装置，根据本项目具体情况高压柜保护装置选择了RA-6L1，RA-6T1及RA-6S1三种型号；低压柜保护装置根据馈线回路数目选择了RA-PM1，RA-PM3和RA-PM6三种型号即可满足要求。

2.3.1RA-6系列保护装置

（1）RA-6系列保护装置，采用先进的32位DSP和ARM作为平台的核心。（2）4位SPI总线AD作为保护和测量采样芯片。（3）具备GPS对时功能，可以实现站内系统同步采样。（4）装置配备了两个独立的FRAM铁电存储空间，每个空间为256K，一个用于存储保护定值和各种历史事件，另一个单独作为故障录波数据的存储空间，所有数据掉电不丢失。

2.3.2 RA-PM系列保护装置：

（1）RS485通讯接口，通讯速率为4800～19200bps可设定，通讯协议为ModBusRTU。（2）装置内带有实时时钟，有记录并具有掉电保持功能。（3）99个事件顺序记录，记录分闸、合闸、开关变位等事件及运行信息。

2.4软件

本系统软件采用RAS-6000，具有以下功能。

（1）数据采集及处理功能：主要包括模拟量，数字量，状态量，遥控量及保护信息的采集，其中模拟量采集包括每条线路的功率因数、无功功率、有功功率等。数字量采集包括各馈线回路的开关位置信号和故障信息信号，变电站相关断路器的位置信号、远方/就地位置信号及分类保护动作信号等。（2）计算功能：本系统计算模块可根据用户需求对模拟量、开关量进行各种方式的统计计算，计算公式可由用户设定。（3）报警功能：系统运行过程中当开关变位、保护动作、发生事故时，自动产生报警信息。（4）事故追忆（PDR）：事故追忆功能是在开关变位时将变位前后若干时间段内系统中的主要参数记录下来，供事后分析使用。（5）事件顺序记录（SOE）：正常状态下，主站以较长的周期、较低的优先级采集SOE数据，当出现状态量变化时，即时提高其传送的优先级； SOE以SOE表的方式登录到系统数据库。用户可以方便地检索、打印历史库中SOE数据。（6）功能控制：系统能实现以下遥控功能：1）实现变配电站进出线断路器的遥控分合闸；2）储能电机控制；3）调整功能：能对变配电站的无功补偿用电容器、变压器分接头进行调节，提高电网运行质量。（7）历史数据储存：本系统采用了开放的数据库连接标准ODBC及成熟的商用关系数据库系统来管理历史数据，根据此项目系统规模最终选定SQL Server。（8）系统时钟：系统提供下列时钟功能：1）对于有GPS时钟的系统，可以实现GPS的对时。2）具有人工设置系统时间的功能。（9）人机界面：采用Microsoft Internet Explorer流行界面设计风格。窗口画面管理方面，提供Windows 应用程序通用界面风格和感观。界面主要有菜单驱动，支持图标，弹出和下拉菜单。（10）组态软件系统：采用面向对象技术，外加三维的图形系统OPENGL，可以绘制出各种电力系统所用图形图表。（11）数据库管理子系统：数据库系统由两部分组成，其中一是支持ANSI-SQL访问的关系数据库；另一部分是常驻内存数据库。

3项目实施效果

3.1节能降耗方面

（1）通过遥调功能并按企业的实际负载率调整变压器容量。单台运行变压器负载率保持在70%～80% 从而降低了变压器的损耗。（2）并通过加装电容补偿装置，提高终端能源利用效率，有效降低了企业用电成本。（3）远方遥视、遥测、遥控使供电可靠性得到提高，实现了无人值守变电所，降低运行费用。

3.2信息化方面

数字视频远程监控系统的数据通信有以下特点：（1）实时性。（2）分布性。（3）同步性。（4）在该10KV中压和380V低压采用同一系统监控平台，在云锡率先实现中低压设备的“五遥”功能，即遥测，遥信，遥控，遥调，遥视五大功能。该变电站已实现无人值守。

3.2.1遥测、遥信、遥控功能

低压微机保护底层采用RS485通讯，监控层采用以太网通讯方式，整个系统具有很高的技术含量，同时具有很好的经济性。在统一的后台监控系统下，可轻松实现遥测，遥信，遥控和遥视等各功能联动。遥测量可由附表报表查看实时测量值。

3.2.2实现数据和图像的同步联动

遥视系统由多个远程现场和一个监控中心组成，在远程现场和监控中心之间有通讯线路连接。在每个现场均有若干摄像机。系统可以随时方便、即时地检索、回收记录存贮的图像[3]。

3.3网络化方面

（1）数字化视频可以在计算机网络上传输图像。（2）数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性。（3）通过企业局域网和INTERNET可实现远程监控和视频监控[4]。（4）系统的可靠性主要表现在监控中心具有强大的数据处理能力，通过配置高性能服务器，实现数据的快速响应和备份。系统具有极低的故障率，所以相应的维护量非常小。（5）通过合理的系统方案设计，采用先进的现场总线技术和工业级元器件来实现，达到节约成本的目的。

4 结语

通过本项目的实施，此系统可实现变电站无人值守，另外实现对重要设备的实时视频监控，可减少事故发生率，提高经济效益[5]。同时通过企业局域网和INTERNET实现的远程监控和视频监控为变电站综自系统的安全稳定运行起到了重要的作用[6]。此项目的成功运行可为集团公司二级厂矿的改造提供技术支持和参考。

参考文献：

[1]朱松林主编.浙江省电力公司组编.变电站计算机监控系统及其应用[M].中国电力出版社，2012-08.

[2]刘鑫蕊，杨珺，梁雪.电力系统微机保护[M].人民邮电出版社，2013-10.

[3]孟祥忠等编. 变电站微机监控及保护技术[M].中国电力出版社，2004年1月.

[4]张永健.电网监控与调度自动化（第三版）[M].中国电力出版社，2009.

[5]国家电力调度通信中心.智能电网调度技术支持系统建设框架][R].2009.

[6]李雄伟，赵彦然编.无线局域网的安全性及其攻击方法研究[J].无线电通信技术：2005年01期.

作者简介：陆彪（1964—），男，壮族，云南个旧人，电气高级工程师，现从事电气技术及能源管理工作。