变电站综自系统分析

变电站综自系统分析

摘要：电力系统的综合自动化控制系统应具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点，变电站采用综自系统是加强电网管理，提高电网安全运行和劳动生产率的重要措施，由单一功能向多功能、一体化发展。

关键词：变压器变电站综自系统功能

变电站采用综自系统所起的作用及产生的效益主要体现在：减少现场误操作事故，提高电网供电可靠性和供电质量，提高电网运行管理水平，提高供电企业的劳动生产率，降低变电站的建设运行成本，强化更新电力系统操作人员的知识技能，带动供电企业的技术进步。分层分布离散式控制方式的变电站综合自动化控制系统是一种集控制、保护、测量及远动等功能为一体的微机控制系统，将变电所的二次设备（包括测量、信号、控制、保护、自动装置和远动）经过功能组合而形成的标准化、模块化、网络化和功能化的现代化计算机综合控制系统，适应了现代化生产发展和能源管理的要求。

一、系统结构与控制方案

1、系统结构

系统能对变电站的控制、保护、测量、信号传递、远动等功能实现综合自动

控制和管理。由于站内强磁场干扰大，谐波干扰及无线电干扰严重等原因，造成系统控制、测量和保护的综合难度较大。基于上

述原因变电站因采用国际上最为流行的分层分布离散控制方式，控制和保护单元均由独立的处理器构成。采用一对一结构，每一个回路四独立的处理器来完成，相互之间又采用站内通讯网联接在一起，可构成现代变电站集成控制，保护，测量，信号传送和远动为一体的综合自动化系统。我们采用的是一个由多层网络组成的分层分布式综合自动化系统。整个系统从上到下依次可分为变电站管理站、计算机网络、间隔层管理站、工业级实时网络、现场监控、保护和远动控制单元。

在整个系统中最上层由 2 ～3台变电站管理站和2～4台间隔层管理站组

成，二者之间通过 novell 网络连接。第二层由2～4台单片机系统（或少量的 plc ）构成，它们之间通过串行通讯口网连接。最下层网络是由单片机，少量的 plc 和继电保护装置等组件构成。整个系统在硬件配置采用了分层分布式结构，在软件采用了面向对象的程序设计方法。因此整个系统组态灵活、人机界面友好、功能齐全、使用方便及维护容易，满足了工程运用的要求。

2、系统控制方案

对于 35 kv，10 kv 变电站综合自动化控制系统一般可采用两种不同的设计方案。方案一：采用微机远动、监控和微机保护分离式的结构型式。方案二：采用微机远动，监控和微机保护合一的结构型式，其特点是可以减少现场二次电缆并简化接线，同时，由于35 kv 或 10 kv 线路可靠性要求比 110 kv 线路要低，按方案二

把部分合并成一个微机单元，技术上是可行的，且节省了大量投资。

二、系统功能的实现

1、远动监控系统

该系统由现场远动监控系统和 novell 网上的后台机（间隔层管理机）构成。

现场远动监控系统由十个回路的微机远动监控单元组成，每一个单元就是一套 80 c196 单片机系统，它包含有处理器，开关量入，开关量出， a/d 转换，通讯及驱动输出等电路。它完成现场设备的监控远动功能。其控制方式采用一对一原则，每一个回路由一个或两个现场远动监控单元组成，每个单元都是独立的，任何一个单元出现故障或进行检修都不会影响其他单元的正常工作。其主要功能如下：全部电量的测量功能；负荷监控功能；通讯功能；定值参数的远方整定功能。而 novell 网中上的后台机完成数据，图表，电量参数的显示与记录；电量变化过程曲线，趋势分析，人工置数及事故，事件，顺序记录，报警等功能。

2、变电站微机保护单元

变电站保护配置如下：瞬时电流速断保护；限时电流速断保护；定时限过电流保护；反时限过电流保护；后加速/前加速保护；有/无滑差闭锁的二段低频减载；低压减载；三相一次自动重合闸（可检无压）；接地保护-有/无方向性零序过流告警；断路器拒动告警；控制回路断线告警；瓦斯保护（适应线路-变压器组的保护需要）。该系统中间隔层微机保护装置是由若干个微机保护单元构成，每一

个单元也是一套 80 c196 单片机系统，它包括处理器，开关量入，开关量出，a/d 转换，通讯及驱动输出电路，这些单元除与站内通讯网进行通讯以外，还实时监控电气设备的运行情况，一旦发生异常，保护电路立即动作，同时将保护动作情况送到站内通讯网，每台间隔管理可装十个微机保护单元。

中、低压变电所主变压器的保护配置。

（1）主保护配置：1）比率制动差动保护。由于中、低压变电所主变压器容量不大，通常采用二次谐波闭锁原理的比率制动差动保护。2）差动速断保护。3）本体重瓦斯，有载调压重瓦斯和压力释放。

（2）后备保护配置

a主变压器后备保护按侧配置，各侧后备之间、各侧后备保护与主保护之间软件、硬件均相互独立。1）中性点不接地系统变压器后备保护的配置。2）三段复合电压闭锁方向过电流保护。我段动作跳本侧分段断路器， 2 段动作跳本侧断路器， 3 段动作断开三侧断路器。3）三段过负荷保护。ⅰ段发信， 2 段起动风冷， 3 段闭锁有载调压。

b冷控失电，主变压器过温报警。1）中性点直接接地系统变压器后备保护的配置。对于高压侧中性点接地的变压器，除上述保护外应考虑设置接地保护。2）中性点直接接地运行，配置二段式零序过电流保护。3）中性点可能接地或不接地运行，配置一段两时限零序电流闭锁过压保护。4）中性点经放电间隙接地运行，配置

一段两时限间隙零序过电流保护。

对于双绕组变压器，后备保护可以配置一套，装于降压变压器的高压侧（或升压变压器的低压侧）。对于三绕组变压器，后备保护可以配置两套：一套装于高压侧作为变压器本身的后备保护；另一套装于中压侧或低压的电源侧，并只作为相邻元件的后备保护，而不作为变压器本身的后备保护。

3、35kv、10kv线路及电容器微机保护单元

高压输电线路的成套保护装置包括高频方向保护、距离保护、零序电流方向保护及综合重合闸。本系统中，10kv、35kv线路微机保护单元的硬件结构与110kv线路及主变保护单元硬件结构基本相同，但电路简化了，同样由80c196单片机系统组成。电力电容器在变电站各种设备中属于可靠性比较薄弱的电器，它比同级电压的其他设备绝缘差，内部元件发热多，散热欠佳，部分电容击穿会造成整个电容器组击穿甚至爆炸，所以要求配置的保护是有快速特性且灵敏性要高。电容器保护装置包括：无时限或带时限过电流保护，过电压保护，相间短路的电流速断和防止电容器击穿的横联差动保护，接地保护。

作者简介：汪辉、1983年出生、男、助工，本科，弋阳县供电有限责任公司变电工区，334400