摘 要：隨著國家經濟的發展，企業的業務擴大，用電負載需求也不斷提供，使我國電站綜合自動化系統不斷在應用中獲得改善，讓電站綜合自動化改造技術持續提高。目前大部分先進設備以及技術逐漸應用到變電站改造過程中，并應用與系統改造研究，實現其自動化控制的特點，在目前變電站中獲得廣泛使用。本文就Acrel-1000變電站綜合自動化系統在某機械制造公司35kV變電站改造進行研究與分析。
關鍵詞：變電站改造；Acrel-1000；綜合自動化系統
1.Acrel-1000變電站綜合自動化系統解決方案
1.1.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；間隔層由若干個微機保護組成，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*，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單機配置。
2.變電站綜合自動化系統改造內容
2.1.系統內部改造
??站控層采用Acrel-1000變電站綜合自動化系統實現電力設備的監控和管理。并融入當前國內外新的計算機技術、網絡技術、通信技術、信息處理技術、變配電自動化技術等技術，實現遙測、遙信、遙控、遙調等功能。滿足用戶對電力系統的保護、監控及電能質量的全部要求。實施自動化系統控制主要通過計算機裝置進行監控，通過連接實現系統資源共享的特性，并利用網絡實施分布處理。這一改造措施主要是把變電站系統數據進行有效控制，利用串口與各個裝置的實施連接，從而實現遠程控制與變制中心、計算機的連接。在某個區域來講，被連接的計算機設備和控制的裝置相近，會收取到相近的信息，如：輔助連接點、線圈、斷路設備等，所以，要調節好上位設備中的有效信息，并將其與人相結合，有助于提高信息的正確性，確保信息的準確性，并將其送至信息管理中心中。
2.2.微機保護改造
??間隔層在35kV、10kV變電站變配電系統中配置AM5SE系列微機保護裝置，由于35kV部分和10kVⅠ段、Ⅱ段的開關柜整體利舊，因此在35kV改造部分和10kV Ⅰ段、Ⅱ段部分需對保護裝置進行組屏改造，同時新增的3#、4#主變配置整體的主變保護屏，新增的10kV Ⅲ段、Ⅳ段部分微機保護就地配置。
1)35kV進線及公用測控屏：
??35kV進線柜配置一臺線路保護AM5SE-F當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。同時還配置一臺電能質量監測裝置APView500，監測35kV進線電能質量如電壓諧波與不平衡/電壓偏差/頻率偏差/電壓波動與閃變等穩態數據、電壓暫升/暫降/短時中斷暫態數據，當檢測到電能質量異常時，觸發故障錄波與數據記錄，為后續的電能質量分析提供數據支撐。屏上放置AM5SE-K公共測控裝置2臺。其中一臺AM5SE-K采集35kV 所用變電壓、35kV I段母線開口三角電壓和35kV 1#總進線電流；另一臺AM5SE-K采集35kV II段母線側站用變電壓、35kVII段母線開口三角電壓和35kV 2#總進線電流；2臺AM5SE-K分別采集站內各微機保護裝置異常信號和通信設備異常信號；并預留斷路器手車遙控出口各6路。
2)35kV/10kV 3#、4#主變壓器保護：
??為了實時觀察和集中管理降壓變壓器運行狀態，方便降壓變壓器二次監控設備的安裝和檢修，提高保護可靠性和靈敏性，35kV/10kV 主變壓器回路采用整套主變保護裝置集中組屏方式，配置一臺主變保護屏。屏柜設立在電氣監控室，屏柜上裝設1臺差動保護裝置AM5SE-D2、1臺高后備保護裝置AM5SE-TB、1臺低后備保護裝置AM5SE-TB、1臺高側測控裝置AM5SE-K、1臺低側測控裝置AM5SE-K、及轉換開關、壓板、空氣開關等其他控制設備。
3)35kV/10kV 1#、2#主變保護及10kV Ⅰ段、Ⅱ段進線保護：
??35kV/10kV 1#、2#主變保護可配置變壓器保護裝置AM5SE-T，配電變保護測控裝置主要保護功能有三段式過電流保護（經復合電壓閉鎖） 、反時限過流保護（經復合電壓閉鎖）、兩段式零序I01過流保護、兩段式零序I02過流保護、零序反時限過流保護、過負荷告警、過負荷跳閘、PT斷線告警、控制回路斷線告警、非電量保護、FC回路配合的過流閉鎖功能。10kV Ⅰ段、Ⅱ段進線保護可配置線路保護AM5SE-F當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。
4)10kV Ⅲ段、Ⅳ段進線保護：
10kV Ⅲ段、Ⅳ段進線柜各配置一臺線路保護AM5SE-F，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。
5)10kV饋線柜保護：
10kV饋線柜可配置變壓器保護裝置AM5SE-F，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。
6)10kV電容器保護：
??10kV電容器柜可配置電容器保護裝置AM5SE-C，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。同時還具有兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、自產零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路斷線告警。
7)10kV母聯保護
??母聯柜可配置備自投保護裝置AM5SE-B，用于實現兩進線和母聯之間的自動投切（進線備自投/母聯備自投/聯切備自投/自適應備自投），同時實現母聯保護功能。主要保護功能還有三段式過流保護（經復合電壓閉鎖、且帶方向閉鎖）、反時限過流保護（經復合電壓閉鎖）、后加速過流保護（經復合電壓閉鎖）、備自投功能（支持11種供電系統的備自投要求）、PT斷線告警、控制回路斷線告警、母線充電保護、重合閘、過負荷聯切/告警、兩段式零序過流保護、零序后加速過流保護、檢同期。
8)10kV PT監測
??PT柜可配置PT并列及監測裝置AM5SE-UB，實現兩臺PT柜間的切換以及監測，當回路電壓出現異常時，及時發出告警信號。主要保護功能有I母PT投入、II母PT投入、PT自動并列解列、PT遙控并列解列、I母PT低電壓告警、I母PT過電壓告警、I母PT零序過壓告警、I母PT斷線告警、II母PT低電壓告警、II母PT過電壓告警、II母PT零序過壓告警、II母PT斷線告警。
3.系統功能
3.1.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。
3.2.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。
第一次事故報警發生階段，允許下一個報警信號進入，即第二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） 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。
3.3.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：
第一級控制，設備就地檢修控制。具有較高優先級的控制權。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。
第二級控制，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，優先級較低。
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，以確保操作的安全性和正確性。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有效。
??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。
4.結語
??35kV變電站綜合自動化改造工程是老舊變電站改造工程，利用先進軟件技術以及先進設備對變電站自動化系統進行改在，逐漸提高變電站管理控制性能，在利用先進技術的同時，為改造自動化系統，提高該管理性能以及操作性能，應從創新路徑以及先進技術再結合現場實際情況進行改造。本項目希望利用Acrel-1000變電站綜合自動化監控系統解決方案對其進行改造，提高自動化系統性能，確保變電站安全運行，提高整體安全性。
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