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作者：刘太华
0、引言
持久以来，我国在变电站自动化系统建设中，一直存在着一种观念，不管变电站规模若何，微机庇护监控装配均集中组屏安装于主控制室，虽然今朝涣散式微机庇护测控装配年夜装于开关上，但对于开关为户外开关的庇护监控装配，依然采用集中组屏安装于主控制室；致使这一观念的缘由是，年夜家一直担忧微机庇护监控装配安装于户外端子箱运行靠得住性和通讯网络在户外展设运行靠得住性；担忧微机庇护监控装配在户外运行受温度、恶劣情况等影响，微机庇护监控装配不能持久运行和靠得住动作；担忧产物使用寿命缩短和运行维护坚苦等。基于以上缘由，微机庇护监控装配年夜安装于户外端子箱上，一直没有年夜推行运用；致使采用以全涣散式微机庇护监控装配为根蒂根基变电站自动化系统，二次电缆并未削减，电缆沟施工工作同选用电磁型继电庇护情况完全一样，主控制室面积仍未缩小甚至取消，全涣散式户外微机变电站自动化系统越性能未获得充实阐扬，严重影响变电站向小型化标的目的成长。本文经由过程对全涣散式变电站自动化系统选型原则描写和现实运用举例，说明知足选型原则微机庇护监控装配及变电站自动化系统都可运用于户外变电站，有益于变电站小型化。
1、全涣散式户外变电站自动化系统选型原则
1．1一般原则
全涣散式户外变电站综合自动化系统，分为三层：距离装备层、通讯网络层、站控监控层；距离装备层完成线路、电容器、变压器等装备现场控制、监测及庇护功能，装于户外端子箱上；通讯网络层主要完成各类装备通讯功能及各类智能装备、自动装配等通讯接口功能；站控监控层主要完玉成站数据收集与处置、断路器控制等监控功能。整个自动化系统可完成变电站远控、远信、远测、远调等功能，实现变电站无人值班或少人值班。
1．2微机庇护监控装配选型原则
1、微机庇护监控装配必需为全涣散式设计，即庇护监控装配功能按一次装备距离设计，庇护监控装配可下放到户外端子箱安装。
2、微机庇护监控装配结构必需为全密封结构，以提高装配抗恶劣情况能力（如湿润、温度、灰尘、有害气体等）。
3、硬件尺度化且完全通用，有益于运行维护。
4、微机庇护监控装配自力完成各装备的庇护、丈、控制、旌旗灯号功能，能同调剂或后台配合，完成"四远"功能，且庇护动作不依靠通讯网络。
5、微机庇护监控装配出口好为自力出口、带自力旌旗灯号，具有自力远控跳合闸执行继电器，以提高庇护监控装配靠得住性和合适我国运行习惯。
6、微机庇护监控装配交直畅通流畅用，装配电源范围宽。
7、具有事故记实、故障录波等功能。
8、由于装于户外端子箱上，显示部门好选用数码管。
9、微机庇护监控装配抗电磁干扰能力强，具有抗共模、差模、静电、辐射电磁场、快速瞬变等干扰能力。
11、微机庇护监控装配具有较高尽缘水安然平静较高耐压水平，以保证庇护监控装配持久靠得住运行。
12、微机庇护监控装配对变电所接地电阻无非凡要求，无需抗干扰端子。
1．3通讯网络选型原则
1、通讯网络选用总线型通讯网络，如CAN总线、LON总线等，知足尺度规约，直接组成散布式系统；
2、通讯网络具有高靠得住性，抗强电磁干扰能力强，具有非破坏性总线判决技术，即当一台庇护监控装配通讯故障时，不能影响整个通讯网络运行，有故障庇护监控装配自动切断同通讯网络联系，同时将故障信息送向监控主机或调剂；
3、通讯网络实时性能强，即当现场发闹事故时，保证在重载情况下各类数据平安靠得住传输到监控系统，不死机。
4、通讯网络具有很完整自检功能。
5、断路器控制必需能实现远方远控跳合闸，远控跳合闸执行准确率必需为100，开关就地必需保留手动的强电控制回路。
6、通讯电缆选用屏障双绞线。
7、通讯网络对接地电阻无非凡要求。
1．4站控监控层选型原则
1、站控监控层分为带主机模式和不带监控主机模式，带主机模式，可建一小控制室，面积为10平方。不带监控主机模式，可以不建主控制室。
2、同调剂毗连可经由过程监控主机或网络治理单元毗连，好选用网络治理单元同调剂相连，监控主机只做当地监控功能。
3、监控主机或网络治理单同庇护监控装配经由过程通讯网络联络，监控主机只作日常治理和监视工作；监控主机或数据通讯控制装配可经由过程POLLING、CDT、DNP3.0、u4F、IEC－60870－101等规约通调剂相连，实现远方调剂集中监控。
4、监控软件必需全数汉化，必需具有完整密码功能。
5、监控软件功能必需完整。
1．5户外端子箱选型原则
1、采用双层结构，外层为材料为不锈钢，内层选用负离锌板材。
2、周全斟酌户外端子箱的防雨、防潮、抗高温、低温能力，能达IP5级。
3、合理设计端子箱安插，合理斟酌检修、运行利便性。
4、所有端子箱尽设计尺度、统一。
2、全涣散式户外变电站自动化系统在白云变电所运用情况
2．1白云变电所情况
白云66kV变电所位于辽宁丹东市东港开发区内，1999年05月01日投运，现有31.5MVA主变压器1台，有载调压，17个档位,10kV出线6回。白云66kV变电所是一座小型化、户外型的综合自动化变电所，全数装备户外安插。
2．2自动化系统特点
2．2．1白云变电所自动化系统特点
白云变电所的综合自动化部门采用北京德威特电力系统自动化有限公司生产的DVPS-600F系统.该系统显著的特点是可在恶劣的情况下(如低温、湿润、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)持久靠得住运行，适合东北恶劣的天气情况。
北京德威特电力系统自动化有限生产的DVPS－600F系统，是今朝国内比力进步前辈的适合恶劣天气特点的综合自动化系统，是白云变电所所有装备的焦点。
DVPS－600F是门为变电站进行成套设计的面向用户的开放式软硬件系统、散布式安装变电站综合自动化系统。该系统分为变电站层、距离层、通讯网络层；系统突出解决了变电站距离层微机庇护监控装配（DVP600系列微机庇护监控装配）在恶劣情况下（如低温、湿润、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)持久靠得住运行问题；突出解决了变电站综合自动化系统中变电站层和距离层之间通讯网络的靠得住性、快速性和多种规约的兼容性问题。突出解决了变电站综合自动化系统同地域电网调剂自动化系统之间通讯的靠得住性、快速性和多种规约的兼容性问题。
白云变电站综合自动化系统主机和县调主机之间数据由调制解调器再经由过程光缆毗连在一起；变电站综合自动化层又由主机和对应于现场距离的微机庇护监控经由过程实时通讯网络（CAN网）毗连在一起。
整个自动化系统的根蒂根基成员是DVP－600系列微机庇护监控装配和DVP－611涣散式微机监控装配。微机庇护装配、微机监控装配由多微机协调工作，两重化硬件设置装备摆设，每台一次装备单元对应于一个自力微机庇护装配，责于装备的庇护、丈、控制、旌旗灯号；所有微机监控装配装于户外端子箱上，脉冲电度表脉冲数接进庇护监控装配电度接口；庇护监控装配动作和运行不依靠通讯网和监控主机；事故音响旌旗灯号和预告音响旌旗灯号由DVP－601微机中心旌旗灯号监控装配自力组成，即变电站中心旌旗灯号系统不依靠监控主机；变电站距离层（微机庇护监控装配和微机监控装配）经由过程实时通讯网（CAN网）同监控主机相连。监控主机经由过程CAN网从变电站距离层微机庇护监控装配、微机监控装配获守信息，监控主机只负责全变电站日常治理工作和实现变电站远方监控；改变之前必需将微机庇护监控装配、微机监控装配、RTU装配集中组屏放于主控制室的传统做法，从而极年夜减化变电站的二次接线，缩小变电站的占地面积，勤俭投资，提高整个综合自动化运行情况。所有远控、远测、远信、远调均经由过程调剂完成，实现变电所为无人值班。
2．2．2DVPS－600F全涣散式自动化系统特点
典型的散布式系统
系统纵向分为三层，即站控层、距离层及通讯网络层。距离层装备在横向按变电站一次装备散布式安插，
相互自力。仅经由过程屏障双绞线组成总线式CAN通讯网相联，其功能齐全、设置装备摆设灵活、具有极高的靠得住性，
被认为是综合自动化技术的成长趋向。
微机庇护监控装配全户外安装
微机庇护监控装配不集中组柜安装于主控制室，所有微机庇护监控装配全数安装于户外端子箱上，取消
变电所主控制室，只设一间10平方米工具间。小间供安装通讯装备及直流屏用。不用修建电缆沟，几近没
有二次电缆，变电站土建工程年夜为削减，极年夜下降工程造价。且运行维护十分利便。
系统抗情况温度及电磁干扰能力强
系统庇护监控装配装于端子箱上已经过情况温度－30℃低和暖情况温度为＋40℃高温多年运行考验，系
统稳定运行，通讯网络靠得住，无任何拒动和误动记实。
自动化水平高、靠得住性高
采用本系统可以取消常规模拟屏、常规操作控制台。距离层装备庇护、监控及自动装配由现场就地自力完成，
距离层装备同站控监控系统仅经由过程通讯网络毗连。庇护动作、自动装配动作、备用电源自投不依靠通讯网络，
距离层装备同过普通屏障双绞线CAN网络同站控主机相连，站控制主机只做监控治理工作。
交直流两用
整个自动化系统交直流两用，既可以用交流操作电源，又可以用直流操作电源。使用十分利便。
采用成熟的现场总线技术
站级层采用工现场控制总线---CAN总线。由CAN总线组成的变电站综合自动化系统，是一种总线式网络
系统，具有扩大利便，抗强电磁干扰能力强，传输速度高，据瓶颈，温度顺应范围宽等点，非凡适合
变电站恶劣的工作情况。
开放式、易扩大性系统设计
经由过程采用DVP－602微机数据通讯控制装配所带国内公认的尺度规约及接口方式（如RS485，
RS232等），可利便的与其他公司相关的智能装备相连，并进行信息交换；另外，充实斟酌到变电站扩建、
改造等身分，距离层装备基于模块化设计，可凭据要求肆意设置装备摆设，变电站层装备设置装备摆设灵活。
远动信息直采直送
远动与监控系总共用距离层的庇护监控装配传送来的信息，到达散布式RTU技术要求尺度，知足调剂自动化信息直采直送的要求。
涣散式低周减载及涣散式小电流接地选线功能
涣散式收集各出线回路零序电流和零序谐波电流标的目的，经由过程DVP－602或后台系统集中比力，实现小电流接地
选线功能。
电压无功综合控制功能
可经由过程调剂系统和当地监控，实现变电所远方调压及电压无功综合控制功能。
2．2．3DVP－600全涣散式微机庇护监控装配特点
涣散式
按每一个功能单元(距离)对应于一个小机箱设计，装配可下放到开关(现场)四周安装，同主机之间由CAN总线通迅电缆联络。统计讲明，发电厂,变电站年夜复杂的二次毗连电缆接触不良是造成发电厂,变电站发生恶性事故的重要缘由。把监控庇护功能涣散到就地自力完成，仅由普通屏障双绞线和主机联络，主机只作日常治理工作，避免了以往将所有丈、控制、庇护、旌旗灯号线都接进主控室，极年夜地减化了二次接线,节省了投资,提高了系统靠得住性及可维护性、削减了事故隐患。
硬件尺度化
机箱由四块小插件组成，电路原理简单、易于掌控，插件硬件通用,不需任何调理就可交换到DVP600系列分歧用途的机箱中,更换后丈精度不受影响，便于系统快速修复。
微机庇护微机监控既统一又不损失自力性
在统一机箱内将各功能涣散到庇护CPU、监控CPU、通讯CPU中并行处置，庇护CPU一个插件、监控CPU和通讯CPU一个插件，各插件自力工作，由串行通讯联络，庇护插件和监控插件划分由各自自力电源供电，自力跳合闸出口继电器。
微机庇护硬件两重化设计
两重化装配开关电源，两重化庇护CPU，多重化出口继电器。
进步前辈高速的通讯方式
采用高靠得住的CAN总线工控制现场网络，网上肆意装备间都可直接进行数据交换，接口芯片自动完成网络协议和校验，监控主站数目肆意增减，完全克服了主从式网络结构的瓶颈现象。
高靠得住性
所有元件均采用CMOS工级芯片,抗干扰能力强,故障率极低,怪异的布线设计，电磁屏障、软硬件冗余、瞬态抑制等措施使装配具有很高的抗干扰能力，任一元件损坏均保证自动进行实时有用的处置,任何情况下不影响正常工作。
全密封钢结构防振机箱
由于低功耗无须斟酌散热，机箱采用了全密封结构，使灰尘、湿润、有害气体的影响年夜年夜下降，再加上宽温度的工作范围，使装配适合于安装在控制现场，改变了曩昔微机监控装配必需安装在主控室，和要求加空和谐室内密封的传统做法。
超低功耗设计
装配电源交直流220V通用，电源功耗4.5W，交流电压功耗低于0.1VA，交流电流功耗低于0.25VA,中心没有变送器环节。
开关使用 220V电压输进
以往微机监控使用 24V作开进电源，由于发电厂，变电站强磁场干扰，旌旗灯号误报现象时有发生，本装配直接使用直流 220V作开进电源，既简化接线又消除旌旗灯号误报现象。
完整的电气防跳及控制回路
装配具有开关的防跳继电器和常规控制回路的接口。用于交流操作防跳继电器外附。
灵活的硬件组态工作方式
小机箱模拟中任一个都可由厂家和用户协商肆意界说为电流或电压输进；开关中任一个也可界说为脉冲或电平方式,和进行计数和事务记实等;出口继电器可以肆意指派其作用,以便知足各类非凡功能的要求。
显示整定简单利便
三个按键四位显示器可以显示修改一切参数，无须记忆操作饬令。
自力远控跳合闸执行继电器
可选择远控跳合闸继电器输出,由压板零丁投退。
丈CT和庇护CT回路分隔
庇护电流和丈电流回路自力；既保证了丈精度又保证了庇护回路的平安性。
开关事务记实
直接记实外部11个开关状态事务的时间及顺序并对脉冲计数，对分歧的运用11个开关状态界说可以分歧。
PT断线报警
任一相电压断线时发PT断线报警旌旗灯号。
装配故障报警
当装配自检发现有不成恢复的毛病时发报警旌旗灯号。
控制回路断线报警
当采用断路器控制时，控制电源保险熔断或跳闸回路断线或合闸回路断线时均发控制回路断线报警。
远控输出
自力远控跳合闸空接点输出,由外部联接片投退。
远信
各庇护旌旗灯号,故障参数,开关事务记实。
网络通讯
总线式,普通屏障双绞线,直接同PC机毗连。
2．2．4白云变电所装备设置装备摆设情况
2．2．4．1微机庇护监控装配设置装备摆设情况
1、10kV线路庇护监控：设置装备摆设DVP－631微机线路庇护监控装配
2、主变器庇护监控：
设置装备摆设DVP－621微机变压器差动庇护装配
设置装备摆设DVP－622微机主变器后备庇护装配
设置装备摆设DVP－611涣散式微机监控装配
3、66kV线路庇护监控：设置装备摆设DVP－693微机线路庇护监控装配
4、电压互感器监控：设置装备摆设DVP－671微机PT监控装配
5、中心旌旗灯号监控：设置装备摆设DVP－601微机中心旌旗灯号监控装配
2．2．4．2监控系统设置装备摆设情况
1、硬件：设置装备摆设台湾研发工控制机，显示器PHLIPS21,UPS三特1KVA2小时,
CAN网络控制器,光端机
2、软件:设置装备摆设DVPS-600变自动化系统软件
2．2．5白云变电所自动化系统运行情况
白云变电所于1999年5月11日投进运行，到2001年12月投运已2年6个月，经过次系统故障和异常情况的检验，所有装备和装配动作准确、运行靠得住，未发现异常情况。
一些主要情况简要介绍以下：
1、99年6月13日，友好线速断庇护动作跳闸，重合成功。故障缘由：拉开友好线78号负荷开关时因开关分闸速度慢引发三相短路。
2、99年6月18日，东港集控站显示白云变水产线C相全接地，经巡线发现水产线锦江分22＃右2变台避雷器C相爆炸。现场情况与集控站显示一致、准确。
3、99年6月19日，东港集控站显示白云变水产线A相全接地，经巡线发现水产线锦江分苇场线用户自维线路A相瓷瓶击穿。现场情况与集控站显示一致、准确。
4、99年9月25日03时22分，东港集控站显示白云变水产线C相全接地，05时03分接地消除。现场情况与集控站显示一致、准确。
5、2001年7月10日，白云变电压互感器故障引发母线短路，主变过流庇护准确动作跳闸，重合成功，避免了故障的扩年夜。
白云变运行后，履历了屡次故障和异常考验，综合自动化装备反映准确。非凡是屡次接地故障，当田主机不仅准确反映了接地，而且对接地线路判定准确，没必要经由过程拉合开关来选择接地线路，不仅削减了停电损失，而且削减操作次数，年夜限度的避免了误操作。
6、2001年01月份，丹东地域恰遇50年不遇的低温，东港地域低温度近－30℃，白云变的户外装备履历了严重考验,但无任何异常发生。
7、东港集控站对白云变远方操作几百次，均全数准确执行。因东港市改造需要，白云变投运后屡次带送东沟变电所部门负荷，拉合开关操作均由集控站进行。无一失败。
8、白云变电所地处东港沿海地域，空气湿润，装备易侵蚀。但白云变电所运行两年多来，承受住了考验，无任何异常发生。
9、白云变所主要考核指标完成较好，到达实用化要求：
1、远信准确率：100
2、远控准确率：100
3、远调准确率：100
4、远测精度：知足要求
5、监控系统靠得住率：100
3、结论
本文经由过程对全涣散式变电站自动化系统选型原则描写，说明微机庇护监控装配安装于户外端子箱上是完全可行的，以全涣散式微机庇护监控装配为根蒂根基全涣散式户外变电站自动化系统是完全可行的。经由过程辽宁丹东电局白云66kV变电所装备设置装备摆设运行情况，证实以涣散式微机庇护监控装配为根蒂根基的全涣散式户外变电站自动化系统，非凡值得在城农网中推行运用，合适变电站向小型化成长标的目的。
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