电工电气 （２０１４ Ｎｏ．７） ３５ｋｖ智能变电站综合自动化系统的设计与应码 ３５ ｋＶ智能变电站综合自动化系统的设计与应用 郑剑云 （镇江市产品质量监督检验所，江苏镇江２１２００９） ０引言 智能变电站综合自动化指运用自动化控制技 术、信息处理与传输技术以及计算机的软硬件技术 来实现智能变电站的运行监控和管理任务，部分取 代变电站内常规的二次系统，替代值班人员进行监 控操作。国外在２０世纪８０年代就已有分散式智能变 电站自动化系统。而我国智能变电站自动化研制工 作起步较晚，大约从２０世纪９０年代才开始，初始阶 段主要研制和生产集中式智能变电站自动化系统，到 了２０世纪９０年代中期开始研制分散式智能变电站自 动化系统。 目前部分３５ ｋＶ智能变电站的控制保护及 信号系统依然为传统机械式及就地信号屏模式，其 系统技术比较陈旧，无法很好地与现代供电控制系 统相联结，并且可靠性差、故障率高，严重地影响 了供电安全。因此，本文对该类３５ ｋＶ智能变电站 综合自动化系统进行了重新设计与改造。 ｌ系统设计目标 对于３５ ｋＶ智能变电站综合自动化系统的改 造，最主要的设计目标是要完成６个方面。 １）模块化的设计 对于不同的一次设备，需要分别设置一个保护 测控一体化的机箱；另外，插件部分也需要进行模 块化，这样可实现灵活组态；并且对强弱电进行分 隔，使其抗干扰能力强；芯片全部表贴化，因为单 片机工作可靠性高。 ２）面向对象的设计 将一次设备的主变辅助机构、电容器、馈线、防 护设备分别设立了一个单独的保护测控单元，使其 结构清晰明了，易于安装和维护。 ３）配电网自动化的设计 增加配电网所需要的功能，如设备寿命管理、故 一６２一 障隔离信息收发、故障信息的多向转发等。还可增 加黑匣子功能，有利于对事故的分析。 ４）保护监控的设计 简化智能变电站二次设备及接线，特别是保 护、监控之间的接线；所有信息网络共享，去除原 有保护、监控的通信接口，减少信息转发的环节。 ５）保护原理的设计 差动单元可构成真正意义上的双重化设计，后 备保护复合电压信息多重化；母线保护一体化；利 用网络实现自动接地控制及跳闸功能。 ６）组态的设计 保护监控既可分开，也可以合并；既可集中安 装，也可分散安装。 ２系统构成方案 智能变电站综合自动化系统包含两个部分：站 控层和间隔层。站控层采用统一的以太网络，间 隔层设备采用统一的ＣＡＮ网络，支持各类ＴＣＰ、ＵＤＰ、 ＩＣＭＰ、ＳＮＭＰ、ＡＲＰ等标准ＩＰ协议。整个网络通信结 构灵活可靠，能有效保证网络可靠性和重要数据的 实时响应要求。其中站控层和间隔层设备通过以 太网进行通信，通信模型为Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ模式，采 用统一的ＴＣＰ／ＩＰ协议进行高速可靠通信。以太网在 测控数据通信过程中起到互为备份的作用，测控设 备和工作站自动检测当前的网络连通状态和网络 流量，并选择其中的一个通路进行通信。重要的 保护通信数据除在上述双网中进行传输以外，同 时在一个的保护信息网进行传输，以确保其数 据传输的可靠性和实时性。整个网络的拓扑结构可 以灵活组合，可根据现场需求采用星型、环型、总 线型或其他方式来结合，整个网络数据流可以按照 信息的实时性和信息量的大小灵活控制，从而提高 整个系统的信息交互和处理能力。采用的传输介质 是光缆或超５类非屏蔽双绞线，能在存在电磁干扰 电工电．＿【（２０１４ Ｎｏ．７） ３５ ｋｖ智能变电站综合自动化系统的／ｙ－计与应用 接口回路的构成包含两个方面，它们是控制回路和 信号回路。 保持信号指示，这类信号应该由运行人员到现场手 动复归，或可遥控复归。断路器、有载分接开关位 ５．１控制回路的构成 对于３５ ｋＶ智能变电站的自动化系统及保护装 置，控制回路以及操作机构均需要采取常规接线 置信号及这些设备的控制按钮，应该分散布置在相 应的保护屏上；事故跳闸除发出遥信外在就地有事 故应该有音频告警。 的方法和原有设备。当该系统发出“跳／合闸”指 令时要保证断路器能够可靠地执行“跳／合闸”指 令。完成“跳／合闸”指令后由断路器的辅助触点 自动切断其跳／合闸线圈回路。另外，操作电源的 该智能变电站自动化系统已在某些３５ ｋＶ智能 变电站改造中得到了实施与应用，它提高了电网安 全供电质量，提升了对用电客户的服务水平，该 系统利用了自动化系统，对３５ ｋＶ智能变电站的二 次设备进行了全面改造，取消了常规保护、测量 ６结语 熔断器安置在保护柜或辅助柜中，使其保证系统退 出运行时不会影响保护的正常工作。而控制回路在 操作机构箱需要装配“就地／远方”切换按钮和系 统停用投入的手动应急跳／合闸操作按钮；有重合 闸要求的断路器，遥控和就地手动跳闸时都需要闭 锁重合闸。 监视、控制屏等，全面实现了３５ ｋＶ智能变电站综 合自动化，提高了３５ ｋＶ智能变电站的监控技术水 ５．２信号回路的构成 在３５ ｋＶ智能变电站的自动化系统运行过程中 遥控跳闸与就地手动跳闸时不需要启动事故跳闸的 音频信号。除应发出遥信外还在各自的屏上装设自 平；并且该系统功能齐全、结构化强、安全性高、 程化好，值得大力推广应用。 收稿日期：２０１４—０４—０２ 广告目次 南京捷泰电力设备有限公司…………封面 杭申集团有限公司…………………前插１ ２ 乐星产电（无锡）有限公司……………………中插３ 上海诺雅克电气有限公司…………封面折一１ 安科瑞电气股份有限公司…………前插ｌ３ ＿尢锡韩光电器有限公司………………………中捕４ 苏州国环环境检测有限公司………封面折一２ 江苏新晨电气有限公司………………前插１４ 江苏兆盛电气有限公司………………………后插ｌ 苏州国环环境检测有限公司……………封二 苏州天业电器有限公司………………前插ｌ５ 上海捷升工贸有限公司………………………后插２ 苏州万龙电气集闭股份有限公司……前插１ 江苏辉能电气有限公司………………前插１６ 江苏默顿电气有限公司………………………后捅３ 易孚迪感应设备（上海）有限公司……前插２ 杭州继保南瑞电子科技有限公司……前插１７ 山东泰开高压开关有限公司…………………后插４ 国家电器产品质量监督检验中心……前插３ 上海金山电器厂有限公司……………前插ｌ８ 汀苏苏中开关厂………………………………后插５ 常熟开关制造有限公司………………前插４ 江苏梅兰日兰电气有限公司…………前插ｌ９ 江苏远泰电器有限公司………………………后插６ 环宇集团有限公司……………………前插５ 上海精益开关Ｊ 有限公司……………前插２Ｏ 第１３届中国苏州电子信息博览会……………后插７ 梅兰日兰电气集团（苏州）有限公司……前插６ 成都三方电气有限公司………………前插２１ 上海华通电气有限公司………………………后插８ 常熟市通用电器厂有限公司…………前插７ 苏州工业园区苏容电气有限公司……前插２２ 苏州电器科学研究院股份有限公司…………封三 （ＥＭＣ试验室） 欣灵电气股份有限公司………………前插８ 巨邦电气集团有限公司………………前插２３ 苏州电器科学研究院股份有限公司……封底折２ 苏州市南光电器有限公司……………前插９ 苏州爱知电机有限公司………………前插２４ （抗震试验室） 中泰机电有限公司……………………前插１Ｏ 邳州市国龙电器有限公司………………中插１ 江苏大全凯帆电器股份有限公词………封底折ｌ 上海三开电气有限公司………………前插１１ 维益宏基集团有限公司………………中插２ 江苏大全凯帆电器股份有限公司……………封底 ——６４——
