关于110kV变电站综合自动化系统设计的思考

白振华

摘 要：结合工程实例，针对110 kV变电站综合自动化系统设计进行了研究和分析，从系统结构、硬软件、模块等方面入手，详细阐述了自动化系统的整体设计方案。由调试结果可得，该设计的运行效果良好，满足了自动化系统要求，值得推广应用。

关键词：变电站；自动化设计；电容器；拓扑形式

中图分类号：TM76 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.094

实现变电站自动化对于建设智能电网的意义重大。通过变电站综合自动化系统的优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行测量、监视、控制和协调，从而提高变电站的运行效率和管理水平，有效提升劳动生产率，减少人为误操作，最大程度提高变电站的可靠性和经济性。以下对110 kV变电站综合自动化系统设计进行相关阐述。

1 整体设计方案

某110 kV变电站是一座智能化变电站，现有主变2台，总容量为2×50 MVA，设置为110 kV、35 kV、10 kV电压等级。110 kV采用单母分段接线方式，本期出线2回，与220 kV静乐变电站联结；35 kV采用单母分段接线方式，本期出线2回；10 kV采用单母分段接线方式，本期出线4回，设有2组电容器，补偿容量为2×4 008 kVar。

1.1 系统结构

变电站综合自动化系统采用分层分布式结构，以间隔为单位，按对象设计。如图1所示，为了保证系统结构的可靠性与稳定性，系统结构通常选择网络拓扑形式。变电站作为网络终端，是一个独立的、具有远方控制功能的系统。在功能逻辑上，变电站应由过程层、间隔层及站控层构成，其自动化系统需符合国际基本要求及DL/T 860规定。

1.2 系统功能

根据设计需求，变电站综合自动化系统需具有以下功能。

1.2.1 遥测量

站用电流、电压；通信电源DC/DC输出电压、蓄电池输出电流与浮充电流、直流正/副母线对地电压；主变绕组与油温度；10 kV分段三相电流；35 kV、110 kV无功功率，有功功率、三相电压、分段三相电流；10 kV电容器三相电流、三相电压、无功功率；110 kV、35 kV、10 kV各段母线三相线电压，三相相电压，开口三角电压；110 kV母线频率；10 kV无功功率、有功功率、线路三相电流；35 kV、110 kV功率因数，无功功率，有功功率，线路三相电流；主变三侧功率因数、无功功率、有功功率、三相电压与电流。

1.2.2 遥信量

35 kV、10 kV开关柜手车工作及检修位置，站内所有通信在线终端、集成智能组件及合并单元装置共同发出报警信号；站用电故障信号或失电现象；通信电源DC/DC装置异常信号；站用母线分段断路器双位置信号、不间断电源装置异常信号；直流系统异常信号、接地电流；变压器内部故障总信号；接地刀闸位置信号及全站隔离开关信号；站内全部断路器双位置故障信号。

1.2.3 遥控量

全站所有断路器的分合，主变中性点电动隔离开关的分合，110 kV、35 kV、10kV电压并列的投退，主变有载开关档位等。

1.2.4 遥调量

主变分接头位置。

2 硬件

2.1 站控层设备

远动通信装置负责解决与调度端的接口和规约转换，并具备足够的通信接口，实现与调度端的通信；主机兼操作员工作站应能满足操作时的可靠、安全、便捷及直观等要求。

站控层设备应具有主、备通道通信功能，配置一套集故障录波与通信记录分析功能为一体的装置，加大对网络通信状态的监视力度。如果发现隐患或故障，则应能及时发出警报，并预先拟定处理策略，以便尽快排除故障。应能保障通信记录的完整性，以便重现故障与通信过程，了解到保护装置与电力系统是否作出了故障应对反应。

2.2 间隔层设备

间隔层设备主要包括主变保护与测控一体化装置，主变本体智能终端，110 kV线路及分段保护测控一体化装置，35 kV线路、分段保护、测控、计量、故录四合一装置，10 kV线路、分段、电容器保护、测控、计量、故录四合一装置等。

3 软件

监控系统自动对事故、异常状况进行分类，对隐患或事故自动发出警报，并依据事故严重程度设定事故等级。事故发生时，监控系统标志灯会一直闪光，直到操作人员复位。监控系统还能设置测点的极限值和越限值，一旦越限，便会发出警报，将画面传达给控制中心。

3.1 系统模块类型

监控系统包括应用层、应用服务层、底层。应用层主要由系统监控服务模块、通信管理模块、系统主控模块等构成，应用服务层由应用服务器构成，底层由历史数据库和参数数据库构成。监控系统总体框架如图2所示。

系统组态模块包括图形监控模块、历史报警模块、曲线浏览模块、报表浏覽模块、事故追忆模块。图形监控模块实时监视变电站的运行状态，并进行控制操作；历史报警模块又分为历史报警模块和实时报警模块，其中，历史报警模块主要用于查询历史报警信息，可检索查询变电站发生过的事件、事故或遥信变位，为站内事件事故排查分析提供可靠依据；实时报警模块用于描述实时报警信息，在结构上分为报警通知器、实时报警信息过滤浏览。

3.2 系统模块设计

3.2.1 生成实时库

实时库是系统运行的前提，所以，必须先配置数据库，将SCD文件及其他61850文件放到ics8000/cbin/xcomm/ini目录下；由SCD文件生成配置库，在配置工具中点击“导入/导出”菜单中的“导入61850信息”选项，如果未显示待选装置，则依次点击“刷新”“全选”“导入”，等待导入成功；由配置库生成csfnode库，启动“csfboot.exe”，在配置工具中点击“导入/导出”菜单中的“导入csfnode”选项，在弹出的对话框中选择要导入的机器（可同时选择多台）并点击“执行”，等待导入成功；制作完毕后，用导入/导出功能导出数据到/ics8000/xml/XMLDoc目录下，运行/ics8000/cbin目录下的rtdbmanager.exe程序便可进行实时库数据库建模，加载数据便可将数据导入实时库。

3.2.2 图形编辑模块

系统软件自带图形编辑工具，对应图形编辑模块为visioneditor.exe。运行应用程序进行图形编辑，可根据需求对站内情况绘制潮流图、网络结构图、电气主接线图及各保护测控装置图等。通过在线监视模块，可将上述图形显示到人机交互界面，实现对主要电气设备运行参数和设备状态的监视，以及时对发生的异常状况进行控制、操作。

4 调试运行

在完成智能变电站综合自动化系统功能模块的整定及系统设备的选型、安装后，便可对其进行专业性调试。调试运行结果显示，通过该系统显示器能监视主要的电气设备运行参数和状态。画面支持双屏显示、无级缩放、平滑漫游，兼具网络拓扑分析与导游图功能；支持模拟仪表与动态潮流显示，可利用客户端制作动画回传给主机系统。根据相关数据可控制系统内部数据，使各运行值保持在允许范围内，从而提高系统运行的稳定性与可靠性。

5 结束语

总而言之，变电站综合自动化系统将实现电网管理及调度的自动化，对提高电网的安全运行水平效果明显，大大加强了电网一次、二次设备的效能和可靠性。随着高科技的发展和硬软件环境的改善，综合自动化系统的优越性必将进一步体现出来，为电网的发展提供应用支持。

参考文献

[1]高吉普，徐长宝，张道农.智能变电站通信网络时间性能的探讨[J].电力系统保护与控制，2014（16）.

[2]王涛，王爱国，邝灿桐.智能变电站建设中的技术分析与探讨[J].广东石油化工学院学报，2013（04）.

〔编辑：张思楠〕