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Acrel-1000变电站综合自动化系统35kV变电站改造应用

更新时间: 2022-11-25   点击次数: 1007次

摘 要:随着国家经济的发展,企业的业务扩大,用电负载需求也不断提供,使我国电站综合自动化系统不断在应用中获得改善,让电站综合自动化改造技术持续提高。目前大部分先进设备以及技术逐渐应用到变电站改造过程中,并应用与系统改造研究,实现其自动化控制的特点,在目前变电站中获得广泛使用。本文就Acrel-1000变电站综合自动化系统在某机械制造公司35kV变电站改造进行研究与分析。

关键词:变电站改造;Acrel-1000;综合自动化系统
1.Acrel-1000变电站综合自动化系统解决方案
1.1.方案综述
  Acrel-1000变电站综合自动化监控系统在逻辑功能上由站控层、间隔层二层设备组成,并用分层、开放式网络系统实现连接。站控层设备包括监控主机,提供站内运行的人机联系界面,实现管理控制间隔层设备等功能,形成全站监控;间隔层由若干个微机保护组成,在站控层及站控层网络失效的情况下,仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。
  针对工程具体情况,设计方案具有高可靠性,易于扩充和友好的人机界面,性能价格比优越,监控系统由站控层和间隔层两部分组成,采用分层分布式网络结构,站控层网络采用TCP/IP协议的以太网。站控层网络采用单网单机配置。
 
2.变电站综合自动化系统改造内容
2.1.系统内部改造
  站控层采用Acrel-1000变电站综合自动化系统实现电力设备的监控和管理。并融入当前国内外新的计算机技术、网络技术、通信技术、信息处理技术、变配电自动化技术等技术,实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能。满足用户对电力系统的保护、监控及电能质量的全部要求。实施自动化系统控制主要通过计算机装置进行监控,通过连接实现系统资源共享的特性,并利用网络实施分布处理。这一改造措施主要是把变电站系统数据进行有效控制,利用串口与各个装置的实施连接,从而实现远程控制与变制中心、计算机的连接。在某个区域来讲,被连接的计算机设备和控制的装置相近,会收取到相近的信息,如:辅助连接点、线圈、断路设备等,所以,要调节好上位设备中的有效信息,并将其与人相结合,有助于提高信息的正确性,确保信息的准确性,并将其送至信息管理中心中。
2.2.微机保护改造
  间隔层在35kV、10kV变电站变配电系统中配置AM5SE系列微机保护装置,由于35kV部分和10kVⅠ段、Ⅱ段的开关柜整体利旧,因此在35kV改造部分和10kV Ⅰ段、Ⅱ段部分需对保护装置进行组屏改造,同时新增的3#、4#主变配置整体的主变保护屏,新增的10kV Ⅲ段、Ⅳ段部分微机保护就地配置。
1)35kV进线及公用测控屏:
  35kV进线柜配置一台线路保护AM5SE-F当回路故障时,用于跳开本柜断路器,切断故障。同时还配置一台电能质量监测装置APView500,监测35kV进线电能质量如电压谐波与不平衡/电压偏差/频率偏差/电压波动与闪变等稳态数据、电压暂升/暂降/短时中断暂态数据,当检测到电能质量异常时,触发故障录波与数据记录,为后续的电能质量分析提供数据支撑。屏上放置AM5SE-K公共测控装置2台。其中一台AM5SE-K采集35kV 所用变电压、35kV I段母线开口三角电压和35kV 1#总进线电流;另一台AM5SE-K采集35kV II段母线侧站用变电压、35kVII段母线开口三角电压和35kV 2#总进线电流;2台AM5SE-K分别采集站内各微机保护装置异常信号和通信设备异常信号;并预留断路器手车遥控出口各6路。
2)35kV/10kV 3#、4#主变压器保护:
  为了实时观察和集中管理降压变压器运行状态,方便降压变压器二次监控设备的安装和检修,提高保护可靠性和灵敏性,35kV/10kV 主变压器回路采用整套主变保护装置集中组屏方式,配置一台主变保护屏。屏柜设立在电气监控室,屏柜上装设1台差动保护装置AM5SE-D2、1台高后备保护装置AM5SE-TB、1台低后备保护装置AM5SE-TB、1台高侧测控装置AM5SE-K、1台低侧测控装置AM5SE-K、及转换开关、压板、空气开关等其他控制设备。

3)35kV/10kV 1#、2#主变保护及10kV Ⅰ段、Ⅱ段进线保护:

  35kV/10kV 1#、2#主变保护可配置变压器保护装置AM5SE-T,配电变保护测控装置主要保护功能有三段式过电流保护(经复合电压闭锁) 、反时限过流保护(经复合电压闭锁)、两段式零序I01过流保护、两段式零序I02过流保护、零序反时限过流保护、过负荷告警、过负荷跳闸、PT断线告警、控制回路断线告警、非电量保护、FC回路配合的过流闭锁功能。10kV Ⅰ段、Ⅱ段进线保护可配置线路保护AM5SE-F当回路故障时,用于跳开本柜断路器,切断故障。


4)10kV Ⅲ段、Ⅳ段进线保护:

10kV Ⅲ段、Ⅳ段进线柜各配置一台线路保护AM5SE-F,当回路故障时,用于跳开本柜断路器,切断故障。


5)10kV馈线柜保护:

10kV馈线柜可配置变压器保护装置AM5SE-F,当回路故障时,用于跳开本柜断路器,切断故障。


6)10kV电容器保护:

  10kV电容器柜可配置电容器保护装置AM5SE-C,当回路故障时,用于跳开本柜断路器,切断故障。同时还具有两段式定时限过流保护、反时限过流保护、两段式零序过流保护、欠电压保护、过电压保护、自产零序过电压保护、不平衡电压保护、不平衡电流保护、非电量保护、PT断线告警、控制回路断线告警。


7)10kV母联保护

  母联柜可配置备自投保护装置AM5SE-B,用于实现两进线和母联之间的自动投切(进线备自投/母联备自投/联切备自投/自适应备自投),同时实现母联保护功能。主要保护功能还有三段式过流保护(经复合电压闭锁、且带方向闭锁)、反时限过流保护(经复合电压闭锁)、后加速过流保护(经复合电压闭锁)、备自投功能(支持11种供电系统的备自投要求)、PT断线告警、控制回路断线告警、母线充电保护、重合闸、过负荷联切/告警、两段式零序过流保护、零序后加速过流保护、检同期。


8)10kV PT监测
  PT柜可配置PT并列及监测装置AM5SE-UB,实现两台PT柜间的切换以及监测,当回路电压出现异常时,及时发出告警信号。主要保护功能有I母PT投入、II母PT投入、PT自动并列解列、PT遥控并列解列、I母PT低电压告警、I母PT过电压告警、I母PT零序过压告警、I母PT断线告警、II母PT低电压告警、II母PT过电压告警、II母PT零序过压告警、II母PT断线告警。
3.系统功能
3.1.实时监测
  Acrel-1000变电站综合自动化系统,以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态,实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息,动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。
3.2.报警处理
  监控系统具有事故报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号;预告报警包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限等。
  1) 事故报警。事故状态方式时,事故报警立即发出音响报警(报警音量任意调节),操作员工作站的显示画面上用颜色改变并闪烁表示该设备变位,同时弹窗显示红色报警条文,报警分为实时报警和历史报警,历史报警条文具备选择查询并打印的功能。
事故报警通过手动,每次确认一次报警。报警一旦确认,声音、闪光即停止。
第一次事故报警发生阶段,允许下一个报警信号进入,即第二次报警不覆盖上一次的报警内容。报警处理具备在主计算机上予以定义或退出的功能。
  2) 对每一测量值(包括计算量值),由用户序列设置四种规定的运行限值(物理下限、告警下限、告警上限、物理上限),分别定义作为预告报警和事故报警。
  3) 报警方式。
报警方式具有多种表现形式,包括弹窗、画面闪烁、声光报警器、语音、短信、电话等但不限于以上几种方式,用户根据自己的需要添加或修改报警信息。
3.3.调节与控制
  操作员对需要控制的电气设备进行控制操作。监控系统具有操作监护功能,允许监护人员在操作员工作站上实施监护,避免误操作。
操作控制分为四级:
第一级控制,设备就地检修控制。具有较高优先级的控制权。当操作人员将就地设备的远方/就地切换开关放在就地位置时,将闭锁所有其他控制功能,只进行现场操作。
第二级控制,间隔层后备控制。其与第三级控制的切换在间隔层完成。
第三级控制,站控层控制。该级控制在操作员工作站上完成,具有远方/站控层的切换。
第四级控制,远方控制,优先级较低。
原则上间隔层控制和设备就地控制作为后备操作或检修操作手段。为防止误操作,在任何控制方式下都需采用分步操作,即选择、返校、执行,并在站级层设置操作员、监护员口令及线路代码,以确保操作的安全性和正确性。对任何操作方式,保证只有在上一次操作步骤完成后,才进行下一步操作。同一时间只允许一种控制方式有效。
  纳入控制的设备有:35kV及以下断路器;35kV及以下隔离开关及带电动机构的接地开关;站用电380V断路器;主变压器分接头;继电保护装置的远方复归及远方投退连接片。
4.结语
  35kV变电站综合自动化改造工程是老旧变电站改造工程,利用先进软件技术以及先进设备对变电站自动化系统进行改在,逐渐提高变电站管理控制性能,在利用先进技术的同时,为改造自动化系统,提高该管理性能以及操作性能,应从创新路径以及先进技术再结合现场实际情况进行改造。本项目希望利用Acrel-1000变电站综合自动化监控系统解决方案对其进行改造,提高自动化系统性能,确保变电站安全运行,提高整体安全性。