變電站綜合自動化系統(tǒng)在青島海洋科技園的應(yīng)用

本次建設(shè)內(nèi)容為：海洋科技產(chǎn)業(yè)園生產(chǎn)基地(一期)項目，位于山東省青島市石寨山路以北，鳳凰山路以東，包括1#生產(chǎn)廠房、2#生產(chǎn)廠房及3#生產(chǎn)廠房，總占地面積為53333.31平方米，總建筑面積81329.49㎡。

全廠共設(shè)置35kV變電所1座，區(qū)域變電所2座。35kV變電所內(nèi)含35kV開關(guān)柜、35kV變壓器鎧裝箱、10kV開關(guān)柜及0.4kV開關(guān)柜。區(qū)域變電所為裝置樓一層獨(dú)立區(qū)域，配置10kV開關(guān)柜、變壓器及0.4kV低壓柜。本項目采用35kV單電源進(jìn)線，本變電站為主站，10kV1#分所、10kV2#分所電源引自本變電站。本變電站35kV變壓器容量為1X10000kVA，10kV變壓器容量為2X800kVA，備用一臺發(fā)電機(jī)1X800kW。所內(nèi)安裝35kV高壓柜4面、10kV中壓柜9面、10000kVA變壓器1臺、800kVA變壓器2臺、0.4kV低壓柜16面、10kV電容柜1組、調(diào)度通信屏、主變保護(hù)屏、后臺等1組，直流屏1組100Ah、10kV無功補(bǔ)償共2700kvar、0.4kV無功補(bǔ)償共480kvar。實際無功補(bǔ)償后功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上。若達(dá)不到，須增加補(bǔ)償容量。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是指：通過執(zhí)行規(guī)定功能來實現(xiàn)某一給定目標(biāo)的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合，變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量。

系統(tǒng)可分為三層結(jié)構(gòu)：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層。

現(xiàn)場設(shè)備層：包含微機(jī)保護(hù)、智能操控、多功能儀表、計量表等設(shè)備，用于采集站內(nèi)配電柜內(nèi)電氣運(yùn)行參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、電氣接點(diǎn)溫度等數(shù)據(jù)，同時分別在35kV變電站和10kV變電所配置多套直流電源，保障現(xiàn)場設(shè)備良好的運(yùn)行環(huán)境。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含ANet-2E8S智能網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，分散10kV變電站通過數(shù)據(jù)采集箱（內(nèi)置智能網(wǎng)關(guān)）采集數(shù)據(jù)通過光纖上傳至通信室變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)平臺；同時網(wǎng)關(guān)充當(dāng)遠(yuǎn)動通信裝置，將現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集后通過交換機(jī)經(jīng)縱向加密數(shù)據(jù)加密后上傳調(diào)度網(wǎng)。

平臺管理層：變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)平臺、國網(wǎng)安徽省安慶電力調(diào)度控制中心平臺。

本項目35kV變電所1座，區(qū)域變電所3座，35kV變電所為獨(dú)立二層建筑物，其中一層為35kV開關(guān)室、35kV變壓器室、10kV開關(guān)室，二層為10kV變壓器及0.4kV開關(guān)室、通信室。區(qū)域變電所為裝置樓一層獨(dú)立區(qū)域，配置10kV開關(guān)柜、變壓器及0.4kV低壓柜。

35kV變電所內(nèi)35kV開關(guān)室一次系統(tǒng)圖如圖1所示，共有4面開關(guān)柜，分別為：1面進(jìn)線柜、1面出線柜、1面計量柜、1面PT柜。

圖3 35kV開關(guān)室一次系統(tǒng)圖

35kV變電所內(nèi)10k部分一次系統(tǒng)圖如圖4所示，共有9面開關(guān)柜、其中1面10kV進(jìn)線柜、2面變壓器出線柜、2面至分所的饋線柜、1面隔離柜、1面PT柜、1面計量柜、1面?zhèn)溆灭伨€柜。

 圖6 2# 10kV變電所進(jìn)線柜一次系統(tǒng)圖

3.1. 方案綜述

本次工程在35kV、10kV配電系統(tǒng)中配置微機(jī)保護(hù)裝置，對每面35kV、10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)配置開關(guān)狀態(tài)操控裝置，對電氣量采集和對電氣設(shè)備（如斷路器）的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)，發(fā)生故障時，由微機(jī)保護(hù)裝置完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，迅速切除故障設(shè)備和完成事故后的恢復(fù)操作。

在每面35kV、10kV高壓變配電開關(guān)柜配置1臺多功能電表，在35kV變電所計量柜處裝有計量儀表，其中在35kV變電所安裝負(fù)荷采集終端箱，收集計量點(diǎn)計量表的電能信息，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控及電量數(shù)據(jù)采集。

在35kV總變二次值班室配置1套DC220V/100AH柜式直流電源，各區(qū)域變電所在高壓柜配置DC220V/50AH分布式直流電源，為整個變電站的斷路器、二次設(shè)備及監(jiān)控主機(jī)等重要設(shè)備運(yùn)行提供穩(wěn)定可靠的電源;配置一臺時鐘同步裝置，實現(xiàn)變電站內(nèi)所有微機(jī)保護(hù)裝置、監(jiān)控主機(jī)、規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置、遠(yuǎn)動裝置的時鐘同步;配置一套變電站綜自自動化系統(tǒng)，通過規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置采集站內(nèi)主變溫度巡檢儀、主變檔位變送器、直流屏數(shù)據(jù)，通過光纖組網(wǎng)與分散的各區(qū)域10kV變電所通信實現(xiàn)變電站綜合自動化監(jiān)控與管理;在二次值班室配置一面通訊屏、一面調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏，SDH型STM-4光傳輸設(shè)備1套，PTN接入層光傳輸設(shè)備1套，共同安裝于光通信屏;48芯0DF、16單元DDF、4端口IAD，共同安裝于通信配線屏，電網(wǎng)110kV姜家變電站安裝:STM-4光接口板2塊、GE光模塊2個，安裝于現(xiàn)運(yùn)行SDH設(shè)備和PTN設(shè)備上。24芯光纖配線單元箱1臺，安裝于現(xiàn)狀姜家變電站通信配線柜內(nèi)。通過專用通道點(diǎn)對點(diǎn)方式實現(xiàn)變電站與調(diào)度端通訊。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏配置數(shù)據(jù)1臺路由器、2臺交換機(jī)、2臺縱向加密裝置。

3.2. 功能需求

3.2.1. 微機(jī)保護(hù)需求

變電站綜合自動化系統(tǒng)中，多數(shù)子系統(tǒng)都是由微機(jī)構(gòu)成的，都具有一定的故障診斷功能，這就使得變電站一、二次設(shè)備的可靠性得到了提高。

35kV/10kV 降壓變壓器回路采用整套主變保護(hù)裝置集中組屏方式，配置主變保護(hù)屏。屏柜設(shè)立在電氣監(jiān)控室，屏柜上裝設(shè)1臺差動保護(hù)裝置AM5SE-D2、1臺高后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、1臺低后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、1臺高側(cè)測控裝置AM5SE-K、1臺低側(cè)測控裝置AM5SE-K、1只變壓器溫控儀ARTM-8、1臺檔位變送器UP858-19AN及轉(zhuǎn)換開關(guān)、壓板、空氣開關(guān)等其他控制設(shè)備。

差動保護(hù)裝置：作為降壓變壓器內(nèi)部及引出線短路故障的主保護(hù)，其作用是對變壓器一側(cè)的電流及電壓進(jìn)行監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)問題，及時發(fā)出預(yù)警信息，動作后跳降壓變壓器高低兩側(cè)斷路器，避免變壓器發(fā)生故障；

高低后備保護(hù)裝置：作為35kV側(cè)/10kV側(cè)的后備保護(hù)以及變壓器的非電量保護(hù)，其作用是在前兩個裝置都無法正常運(yùn)行的情況下，通過智能和人工的配合，來完成對整個變壓器運(yùn)行的監(jiān)控和保護(hù)，動作后跳降壓變壓器高低兩側(cè)斷路器，避免其出現(xiàn)故障，影響整個變電站的運(yùn)行。

高低側(cè)測控裝置：用于監(jiān)測35kV側(cè)/10kV側(cè)測量電流、測量電壓；

變壓器溫控器：監(jiān)測降壓變壓器內(nèi)部繞組溫度，將測量的數(shù)據(jù)反饋回控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，一旦出問題及時后臺對變壓器進(jìn)行保護(hù)處理；

檔位變送器：監(jiān)測主變壓器在工作中的接頭位置，用于降壓變壓器檔位測量及有載調(diào)壓。

3.2.2. 本地數(shù)據(jù)采集

變電站綜合自動化系統(tǒng)需采集設(shè)備有組屏保護(hù)7臺、分散保護(hù)14臺、儀表180臺，數(shù)量共計201臺，本地設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)類型主要分為遙測、遙信兩類數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)展示如下：

遙測量