关于35kV变电站综合自动化设计的探析

关于35kV变电站综合自动化设计的探析

王梦玉

（青海科信电力设计院有限公司）

摘要：35kV变电站综合自动化设计可以实现监测功能的良好运行，保护动作的及时可靠，便于运行人员快速掌控，进而极大的提高了变电站的运行效率，降低了误操作情况的发生。为了保障其运行的有效性，本文阐述了变电站综合自动化体系结构以及35kV变电站综合自动化的设计原则及其设计要求，对35kV变电站综合自动化设计进行了探讨分析。

关键词：变电站综合自动化；35KV；设计原则；设计要求；设计要点；

变电站综合自动化是指应用通信技术、控制技术、处理技术、数据分析技术以及各类硬件设施与自动化装置，对变电站各项功能进行合理组合，从而提高变电站综合管理水平。

一、变电站综合自动化体系结构的分析

变电站综合自动化是将微机监控、微机保护和微机远动技术等技术融合在一起，充分发挥微机作用，提高变电站运行和管理等方面的技术水平以及自动装置的可靠性，简化变电站二次部分（设备）的硬件配置和连接线的综合自动化系统。变电站综合自动化的实现不仅可以提高变电站的全面技术水平和管理水平，提高安全、可靠、稳定的运行水平，降低运行维护成本，增加经济社会效益，提高供电质量，而且可以促进配电网系统的自动化。变电站是联接发电厂（发电站）和电力用户的中心纽带，担负着电压等级的变换、电能的汇集、传输和分配等任务，它的运行状况对于全网电力系统的安全、可靠、稳定、经济运行具有重大影响。

二、35kV变电站综合自动化的设计原则及其设计要求

1、35kV变电站综合自动化的设计原则。设计人员在对35kV变电站进行综合自动化设计时，首先要注意到35kV变电站供电的可靠性不高、用地方面需要节约以及用电符合比较分散等特点，以变电站的规模控制作为设计基点，选用现阶段比较先进的自动化设备，使改善后的设备可以长期运行。另外，在对35kV变电站进行综合自动化设计时，还要通过组屏式、分散式等方式，使改善后的变电站实现保护、控制、测量的一体化。同时，设计人员要充分考虑到未来变电站的负荷变化，装置合理的变压器，还要力争使变电站实现无人值班，真正实现变电站的自动化。

2、35kV变电站综合自动化的设计要求。第一，微机控制系统应设置为分层分布式（DCS）结构，并且微机控制系统能够使用遥控功能，不配置有专门的运行设施，从而可以有效简化微机控制系统的操作。第二，微机控制系统对模拟量地方采集应选择交流采样的方式。第三，微机控制系统应24小时监控变电站的所有设备，采取统一处理、统一收集、共享资源的方式，不需要另外增加控制与模拟用屏幕。第四，微机控制主站和远方数据传输设备的信息资源互传，不需要重复获取。第五，紧要数据采集可采用硬接点方法。第六，全站设一套单时钟源GPS对时系统，实现站控层、问隔层及保护装置的时钟同步。第七，计算机监控系统具备防误闭锁功能，能完成全站防误操作闭锁。

三、35kV变电站综合自动化设计要点的分析

1、35kV变电站综合自动化的设计方案。具体体现在：（1）35kV变电站综合自动化的设施。屏式是35kV变电站综合自动化系统中最主要的结构，而通信系统，则是35kV变电站综合自动化系统可以正常运转的关键，该系统以220v交流电为优先电源，以同电压的直流电为系统的备用电源，每个独立的功能工作单元都是通过总线来完成相互连接的，这样可以最大限度的实现整个系统的完整化。与此同时，35kV变电站综合自动化系统中还配备有GPS时钟、防误闭锁等相关设备。（2）35kV变电站综合自动化的结构。35kV变电站的综合自动化主要由两部分组成，分别是当地监控与测控保护。其中，当地监控系统主要负责变电站所在地信号的接入与传输，以实现对当地变电站综合自动化全方位系统化的监测与控制；而测控保护系统则是对系统各方面功能进行维护的保护系统，该系统可以与融入通信系统中，完成远程调度等工作的信号传输。对35kV变电站综合自动化来说，两者缺一不可。（3）35kV变电站综合自动化布置设计的方案。该系统为分层分布的设计模式，每个独立的单元都有两个CPU对其进行管理，防止单元之间相互影响；系统在保护功能和测控功能方面，运用技术手段使两者回路分开，避免了两者之间的相互干扰，同时减少二次接线，在一定程度上减轻了CT与RT的负担；装置全汉化屏幕和交流采样等先进技术，更方便人机对话；采用最科学全面的系统设定，进一步推进力35kV变电站的综合自动化。

2、35kV变电站综合自动化的系统设计。主要表现为：（1）与主站的连接。35kV变电站综合自动化系统是通过一点多址的方式，运用最先进的通信材料，双通道的接入模式来完成与主站连接的。主备两条传输通道可以在同一时间大量输出应用数据，主站可以对庞大的数据进行筛选，选择有效的数据进行接受，依据具体数据显示的状态，判定系统运行是否良好，并根据具体情况判定是否对通道进行切换，完成系统与主站之间的完美连接。（2）系统监控与保护。从该系统的监控方面看，主要以光电隔离板之类的子系统为中心，并为每个独立单元单独设计了适合的接口，以实现具体的专业相关功能，最终完成对系统的监控和检测；从该系统的保护方面看，与监控系统的设计如出一辙，但是通过对电压电流速断方面的设计，使系统安全大幅度提升。（3）相关信息采集与中央单元箱。5kV变电站综合自动化系统的电量采集运用的是交流采样的方式，使用相对精密的传感器为采样基本装置，能够完成对变电站相关数据的准确、全面、综合的监测。另外，在该系统的中央单元箱方面，采用每个独立单元都设有一个单独单元箱的方式，其具备的遥信与模拟量都是固定的八个，可以及时并准确的对事故发生的各项参数做出有效记录，从而使监测者可以对变电站中所有的数据信息全面浏览。（4）站控层设备。站控层为全站设备的监视、测量、控制、管理的中心，收集由各间隔层设备采集的数字量、模拟量与电度量信息，以及向现场发布控制命令，通过远动工作站经专用远动通道与调度端进行远方数数据通信。主要包括SCADA服务器、操作员工作站、继电保护及系统维护工程师工作站、防误系统、通讯管理机、GPS对时设备、打印机及网络设备。（5）间隔层设备。间隔层采集各种实时信息，监测和控制间隔内的一次设备的运行，自动协调就地操作与站控层的操作要求，保证设备安全运行。具有就地/远方切换开关，在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层的监控和保护功能。间隔层设备按站内一次设备间隔配置，各间隔设备相对独立，仅通过站内通讯网互相通讯。间隔层设备由线路保护测控单元、电容保护测控单元、主变保护测控单元、母线分段保护测控单元、35KVPT电压并列装置、10KVPT电压并列装置、综合测控装置及现场网络组成。站内建立站控层、间隔层两级网络。站控层监控机及各工作站通过以太网互联，形成以太局域网结构，通讯介质采用光缆。间隔层装置通过CANBUS现场总线方式直接接入远动工作站，通讯介质采用屏蔽双绞线，远动工作站通过远动专线ADSL连接远方调度。

结束语

综上所述，35kV变电站是我国电力系统中的重要组成部分，随着科学技术的进步发展，35kV变电站也应朝着综合自动化方向发展，以满足社会发展的用电需要。根据35kV变电站运行工作的实际状况，需要加强对35kV变电站综合自动化进行合理设计。

参考文献：

[1]王建勇.35KV变电站综合自动化系统的应用研究[D].西安建筑科技大学，2010

[2]张鑫.35kV方山变电站综合自动化系统应用设计[D].西安科技大学，2013