无人值班变电站的自动化系统改造设计.doc

1、1无人值班变电站的自动化系统改造设计摘要：本文对无人值班综合自动化系统的改造设计方案进行了分析，重点介绍了某变电站 110 kV 电压等级部分和变电站主控室综合自动化系统的改造设计，希望对类似工程具有借鉴作用。 关键词：无人值班；综合自动化；设计 Abstract: The design of unmanned integrated automation system is analyzed, emphatically introduces the rebuilding design of a 110 kV substation voltage and main control room of

2、 substation integrated automation system, hope to have reference for similar engineering. Key words: unattended; integrated automation; design; 中图分类号：TU2 0 前言 无人值班变电站是变电站一种先进的运行管理模式，借助微机远动等自动化技术，值班人员在远方获取相关信息，并对变电站的设备运行进行控制和管理。近年来越来越多的高、中压变电站采用计算机监控系统并已相继成功投运,充分显示了变电站自动化技术的日益成熟,从而进一步推进了无人值班变电站的实施应用,

3、以最大限度发挥计算机监控系统的功能,实现减人增效,降低工程造价,谋求最大经济效益。 变电站综合自动化与无人值班变电站 21.1 变电站综合自动化 变电站综合自动化是指变电站二次系统通过利用计算机技术、现代控制技术、网络通信技术和图形显示技术,实现集常规变电站控制、测量、信号、保护、计量、自动装置、远动等功能于一体的计算机监控系统,它是一种新型的自动装置和系统。根据变电站在系统中的地位和作用,其运行管理模式可以是有人值班, 也可以是无人值班。 1.2 无人值班变电站 无人值班变电站站内主要设备的操作和监控由中心控制站远方监控系统或上级调度中心调度自动化系统的四遥功能实现。变电站无人值班是一种运行

4、管理模式,无人值班变电站可采用综合自动化系统实现,也可采用常规二次设备和远动终端装置实现。采用综合自动化系统实现变电站的无人值班,不仅可合理配置变电站二次设备,防止功能重复设置,而且简化二次接线,缩短控制电缆用量,降低造价,并降低运行费用,有利于区域电网的安全稳定控制,提高系统运行的可靠性和经济性。 2、变电站综合自动化系统设计原则 变电站综合自动化应采用分层分布式计算机监控系统,按纵向分为间隔层设备和站控层设备,按横向分为不同电压等级的输电线路、母线设备以及主变压器等一次元件,根据面向对象的设计思想,将同一安装单位的二次功能如测控、同期合闸、防误操作闭锁集成在间隔层测控单元实现,从而间隔层设

5、备所需配置的功能只影响本单元,以取得较好的独立性和并发性能。系统方案配置以无人值班管理模式为原则,取消常规控制屏、模拟屏以及操作员工作站,以计算机远方遥控手段为主方式实现对整个变电3站的监视、测量、控制和运行管理。 3、某变电站综合自动化系统改造 某 110kV 降压站的原有规模为：2 台 40MVA 主变、2 条 110kV 进线、18 条 10kV 馈线、2 组站用变、2 组 110kV 断路器、2 组 110kV 隔离刀闸、2 组 110kV 电流互感器、2 组的 110kV 电容式电压互感器及 2 组 110kV 避雷器。 本次改造将老旧的断路器、隔离刀更换成新式的西门子生产的 SF6

6、开关和隔离刀闸，更换 10kV 馈线柜 24 面并增加了相应的馈线保护，更换了 380V 站用交流屏系统,更换了照明、消防和五防系统，更换了新的电能 EAC 系统；增加了 2 组 110kV 电容式电压互感器、4 组 10kV 电容器组及相应的电容器保护、直流系统、110kV 线路保护系统、变压器保护测量系统、光纤通讯系统、变压器 10kV 小电阻接地保护系统、电能 EAC 系统及变电站综合自动化系统。 2.1 110kV 电压等级部分 110kV 变电站高压部分：110kV 电容式电压互感器取 110kV 进线的一相电压从而得知进线的电压是否异常，110kV 电流互感器取 110 kV 三相

7、进线的电流，电流互感器把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表和继电保护用的电流，将二次系统与高电压隔离。 更换的 110kV 隔离刀闸部分具有远方控制功能：通过加装辅助开关使刀闸的闭合状态和分开状态，地刀的接地状态和不接地状态传送到通讯柜，通讯柜和变电站后台主机相连，产生的信号在微机上直观的反映出来。刀闸的接地刀具有电磁闭锁功能，防止带接地刀合刀闸误操作情4况发生。带接地刀的刀闸并装有连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。110 kV 断路器采用的是西门子生产的户外型敞开式 SF6 开关，在后台微机上可以直接看到开关的分开和闭合状态，开关具有电流过流、速断、重合闸功能，通过加二次电流可以在后

8、台微机上模拟出来。 110 kV 变压器加装测量、保护功能：变压器的主保护采用二次谐波制动的差动保护、重瓦斯保护、不带延时的差流速断作为差动保护；后备保护采用 10.5kV 相间电压闭锁的一次过电流保护，有选择跳分段或主变及电容器开关。另外负荷保护延时作用与报警信号，轻瓦斯保护作用与报警信号，低压断线作用信号。变压器备自投装置启动条件：在二台主变分裂运行状态下，运行主变差动、瓦斯保护动作跳变压器及电容器开关。主变二次无电压、一次无电流，自投备用主变两侧开关，并保证自投一次。测量回路在后台微机上可以反映出变压器两侧的电压、电流、变压器温度、变压器油温度、变压器电压档位、变压器负荷等情况，在后台微

9、机上通过控制电路可以调节变压器的电压，从而达到变压器的安全运行。 2.2 10kV 电压等级部分 10kV 母线采取单母线分段接线方式，10kV 高压开关柜采用手推小车型中制式开关柜，开关采用的是德国施奈德生产的 10kV 真空断路器。10kV 单母线分段接线方式可以给重要用户接 2 条出线以保证供电的可靠性，并且检修和维护的时候不用整个母线全停，从而增加了经济效益。10kV 部分的将控制、I/O、闭锁、保护等单元装在高压开关柜上，通过网络通讯线与主控室通讯柜相连，并与管理机和远方调度中心通信。10kV5出线柜具有两相式电流速断和反时限保护。 10kV 电容器保护：两相式电流速断和反时限保护，

10、10 kV 相间过电压保护，10kV 相间低电压保护，零序过电压保护。 10kV 母线具有分段备自投装置功能：在 2 台主变分裂运行状态下，一台主变差动、瓦斯保护动作，跳变压器及电容器开关，主变一次无电流，二次无电压。检测另一台主变二次有电压，自投分段开关，并保证自投一次。使供电可靠性大大提高。10 kV 的控制回路一般用交流和直流电源，本站采用是直流电源控制回路，控制回路的总开关控制整个回路，分开关控制每个高压柜，这样能减少对高压柜电子设备的干扰，同时提高了设备操作的安全性和灵活性。 2.3 站用电系统 变电站的站用电系统，是保障变电站安全、可靠运行的一个重要环节。一旦站用电系统出现问题，将

11、直接或间接地影响变电站安全、可靠运行，严重时会扩大事故范围，造成故障停电。老式变电站站内用电 10 kV 采用负荷开关熔断器组保护，对于无人值班变电站，站用电源的可靠转换非常重要。采用双投刀闸人为切换站用电以低压供电，根本不能对站用电实现远方操作；而采用单相熔断器保护，只是一种粗略概念，无法获得全部保护信息；如果采用一般的空气断路器，又不能实现机械闭锁而有效地防止站用变低压并列及反串电，在实现综合自动化的环节上，更不能实现信息共享。 3、总结 采用综合自动化控制方式,并实施无人值班管理模式是变电站自动化6技术的发展趋势,不仅技术上先进可行,功能完善,而且也极具经济效益。随着电网规模日新月异的发展,自动化设备性能的完善和提高,采用综合自动化的变电站无人值班管理模式将更具生命力,在电网中发挥更大的作用。 参考文献 1 DL/T5103-1999,35kV-110kV 无人值班变电所设计规程S.