关头词　微机庇护　变电站自动化　结构　涣散式

　　随着电力系统自动化技术的迅猛成长，各地域电网都在建设和实现无人值班变电站。变电站自动化系统是新建无人值班变电站的成长主流，且技术已日益成熟，出格是分层涣散散布式变电站自动化系统更以其卓着的性能遭到普遍的接待，而且已为电网的平安经济运行阐扬了庞大作用。本文以长沙马王堆变电站为例，采用由法国施耐德电气公司的Sepam数字式微机庇护所组成的分层散布式变电站自动化系统，分析了该系统的结构特点，从运用设计、现场验收、运行经管动身，论述了现今变电站自动化建设中的实情和成长趋向。

1　Sepam系统的特点

1.1　系统的组成
　　Sepam系统由Sepam数字式微机庇护单元和ISIS监控系统单元组成。ISIS监控系统的焦点是ES1000监控系统软件，其中ISIS监控系统主要由中央计较机系统、通讯网络和Sepam庇护单元三年夜部门组成。Sepam系统的数字式微机庇护单元，主要由Sepam2000，Sepam1000，Sepam100三年夜类型所组成，且每种类型有多种可供选择的型号，以顺应分歧电压品级分歧庇护方式、庇护类型的需要。Sepam2000主要用于主装备庇护，Sepam1000主要用于母线庇护(本例中110kV终端站未用母线庇护功能)及电流互感器、电压互感器丈监视，Sepam100用来实现模拟图显示和实现就地及远方控制之间的切换用。
1.2　系统的特点
　　Sepam系统功能壮大，可以完成各类电压品级下的庇护、控制、监控、PLC(可编程)、四远、报警、事务记实等功能。庇护功能进步前辈、靠得住、周全。为了查找故障缘由及领会故障的严重水平，能提供跳闸时每相及接地故障电流值；凭据开关检修及预试周期的特点，能记实开关动作次数，以便实时查询哪台开关需要检修。年夜屏幕高清晰度的液晶显示，能显示和查找各类电参数和非电信息；故障显示经由过程每相跳闸电流的读取和贮存显示故障相。设置独有的EMS(电磁兼容)板，即使在有强干扰的情况下(如HV变电站)也能平安靠得住运行，周全合适IEC尺度；使它能够在变电站内采用的数字技术而不需要采用任何防护措施。带电时每一个端子之间都是互不毗连的，维护简单，定值整定和测试很是利便。控制逻辑功能壮大，经由过程简单的参数设定就能知足多种运用模式的需要。出格是设有具有壮大内置的PLC，使得变换设置更灵活。本系统具有接连动态自检能力的智能电子装配，输进输出接点的数目可经由过程加装扩大板来实现，读取数据可以带有相位，给运行、维护人员带来了极年夜的利便。由于凡是庇护CT需要年夜饱和倍数，正常丈精度不能知足准确的控制、丈和报警的要求，而丈CT低饱和倍数难以知足庇护年夜过流倍数的要求，是以Sepam以基于特殊的RogoWski线圈原理建造的CSP线圈的电流互感器(无磁芯)，可以提供很宽的动态范围和突出的线性度。ES1000软件功能壮大，图形界面清晰，人机界面友好，实现对系统运行状态和丈值的监视，具有实时和对曩昔运行趋向曲线图的自动跟踪记实等功能；运行进程中的报警显示、显示打印和运行陈述登录，对各部件进行远控，故障后的网络自动重构，凭据用户付费进行能经管，对分歧地址的用户进行费用分配。

2　运用设计分析

2.1　系统设计思想
　　Sepam系统是一个完整的变电站自动化系统，除在各控制庇护单元保留紧急手动操作跳、合闸手段外(本例用Sepam100作模拟图功能显示和实现就地及远方切换)，其余全数的控制、监控、丈和报警功能都可经由过程计较机监控系统ISIS完成，变电站无需另设远动终端装备(RTU)，监控系统完全知足“四远”的功能及无人值守的需要。
　　从系统设计的角度来看，该系统具有以下特征：
　　(1)散布式设计
　　系统采用模块化，散布式开放结构，确保各控制庇护功能的靠得住性及系统的可升级性，各控制庇护功能均散布在开关柜或尽靠近开关的控制庇护柜上，主变中的主、后备庇护分手，备自投都集中组屏在控制室里，所有的控制、庇护、丈、告警等旌旗灯号均在就地单元内处置成数据旌旗灯号后，经由RS-485通讯接口，经由过程用通讯电缆传输至主控室的监控计较机，各就地单元相互自力，不会相互影响，庇护功能完全不依赖于监控计较机。增强了整个系统的靠得住性和可用性，整个系统把各馈线、站用变、主变、直流电源系统、电容器综合抵偿装配、防火消防与监控计较机相联，形成一个完整的计较机网络系统。如图1所示。

图1　马王堆110kV变电站网络系统图
Fig.1　NetworksystemdiagramofMawangdui
110kVsubstation

　　(2)简单靠得住
　　由于采用可直接安装于开关柜和靠近开关的控制庇护柜上的集成化就地控制庇护单元，简化了二次接线，开关室或开关场与主控制室之间通讯屏障电缆毗连，使控制电缆削减到低限度，并有很强的抗电磁干扰能力。
　　(3)可扩大性
　　系统设计采用网络系统结构方式，充实斟酌从此变电站规模及功能扩充的需要，当变电站规模和系统扩年夜时，就容易经由过程增加就地控制庇护单元的方式来实现，而且能经由过程网络的拓展，使系统慢慢扩充和完善。
　　(4)系统兼容性好
　　系统由尺度化的软、硬件组成，数据库用类似于工BASIC语言集成，数据库函数功能壮大灵活，并配有尺度的RS-485串行通讯接口，用智能通讯卡applicom，规约转换器，调制解调器，Sepam数字式微机庇护装配用的通讯联接盒CCA609，通讯庇护键dongle，用户可依照站内的需要灵活设置装备摆设，组成一个监控网络，系统软件也能容易顺应计较机技术的高速成长。
　　(5)经济性
　　由于极年夜限度地简化了二次接线和二次装备的设置装备摆设，年夜年夜削减了主控室和庇护室的面积，消除控制电缆及电缆层，提高了系统的易维护性，因而可显著地下降变电站的综合造价。
2.2　系统的功能
　　系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示，哄骗鼠标控制所有功能键等尺度方式，使操作人员能直观地进行各类操作，系统所用的法式菜单为树状结构，用户哄骗菜单可以容易到达各个控制画面，每一个菜单的功能键上均有清晰的文字说明和所要到达的画面，所有系统的原数据，均为实时收集并来自现场的就地控制庇护单元，经由串行通讯接口授送到监控计较机作处置显示。为了避免误操作，实现了权限经管，经由过程给予操作人员分歧的登录密码，系统可把各用户分成分歧级别，分歧级别用户拥有分歧的权限，系统运用法式的每项功能均能按用户要求及系统设计而改编，以便于修改和合适现实需要。

3　现场调试运行情况分析

3.1　调实验收早期情况
　　依照技术协议和系统设计特点，Sepam综合自动化系统进进调试运行阶段时发现了存在的问题。如Sepam2000中PLC芯片烧坏；开关作传动实验时，从一次侧、二次侧升流到过流状态时，开关跳闸，其跳闸电流反应较慢；速断动作时，电流在监控计较机上基本不显示，且不能显示故障属于哪一段、哪一相等信息；庇护控制回路电源与开关机构控制回路电源不自力；电压切换时或有极短暂的交流失压时，监控计较机有死机现象。
　　凭据这些现象，经过具体认真的分析，发现Sepam2000中的PLC烧坏与开关的弹簧机构是否蓄能到位有关。因原设计中，只斟酌到Sepam2000装配中有ESB出口的PLC板，其中设有防跳继电器和出口中心继电器的功能，而现实情况是开关机构采用的是弹簧机构，由于弹簧机构在我国的运用不多，加上国产的工艺达不到完全靠得住的要求，出格是蓄能变位活络性能不高，从弹簧蓄能到完全储能具有较着的时间差异，使得开关的辅助常开常闭触点动作不能实时到位，终靠Sepam2000中的PLC的电子触点来断弧，从而造成Sepam2000PLC芯片烧坏。
　　针对这类情况，提出领会决问题的两种途径：一是更换开关的弹簧机构，采用ABB公司的产物。这类法子由于费用太高，不成取。二是采用外挂继电器的法子，增设1个避免跳跃的集成电路中心继电器、1个检测弹簧机构是否储能的中心继电器、1个跳闸继电器和1个合闸继电器。经由过程采用微机继电庇护综合测试仪对每一个开关庇护单元做了传动实验，成效能知足庇护校验规程的要求。改造设计后的装配，经过一年多的操作和运行，证实是靠得住的。
　　其余错误谬误是由于通讯通道和通讯法式的问题，和Sepam2000数字式微机庇护装配中重合闸的时间计数器中各类时间参数设置不合理酿成的，交流失压在加装UPS后恢复正常。
3.2　系统性能综合缺陷
　　无瞬时报警画面切换显示。系统通讯中采用1801polling方式与调剂通讯，并采用JBUS规约与当地两台applicom通讯卡进行通讯。由于1801规约的容限制，不能传送全数变位数据信息，只能折衷地采用挂葫芦的方式，法式中字节实施压缩技术。通讯接口采用RS-485。由于RS-485接口网络上只能有一个主节点，没法组成多主冗余系统，致使系统靠得住性差。数据通讯方式是饬令响应式，从节点只能在收到主节点的饬令后才能响应，一些重要的变位信息得不到实时上送，使得系统灵活性差、实时性差、纠差能力也差。
3.3　运行状态
　　经过一年多的运行，系统运行稳定，操作灵活靠得住，实现了真实的无人值守，起到了城区110kV无人站示范作用，为从此变电站自动化和无人值守变电站的建设堆集了经验，培育了运行、检修人员。

4　技术成长趋向

　　变电站自动化系统随着计较技术的成长而日新月异，基于电力系统技术的要求和特点，成长的趋向是：
　　(1)对中、低压变电站，庇护和控制要求应尽综合统一；
　　(2)对高压、超高压中心枢纽站，庇护和控制必需具有相对的自力性；
　　(3)自动化系统应具有很强的软、硬件兼容性和可升级性，以顺应计较机技术、电力电子技术的高速成长，系统系统结构采用涣散式、开放式系统的结构，并具有易于扩充的功能。
　　(4)采用和跟踪基于ATM的通讯网络与交换技术，采用智能电子规约转换器，以顺应internet/intranet网络技术的成长，慢慢实现与规约IEC870-5系列尺度相顺应的开放式通讯系统结构。

5　结语

　　Sepam自动化系统是一种成熟的值得采用的一种综合自动化系统。但当前应注重几点：
　　(1)今朝国内外综合自动化系统制造厂家较多，和功能也良莠不齐，地域电力系统内采用的自动化系统应是靠得住的，型号不能太多，这是解决运行、维护的良策。
　　(2)解决自动化系统的高起点，高度自动化与开关、机构落后和不配套带来的矛盾。
　　(3)解决无人值班站中运行人员和维护检修人员文化素差同新技术普遍运用不相等的矛盾。这些问题的准确解决，是当前阐扬综合自动化技术势的关头。
　　(4)变电站自动化系统的靠得住性是位的，各装备间接口必需进行完全的电气隔离，交流电源庇护地及装配外壳靠得住接地和与主站通讯通道的防雷措施必需落到实处。

　　陈希华　男，硕士，工程师，从事继电庇护与综合自动化经管工作。

作者单元：陈希华（长沙电局变电经管所，410015长沙市）