浅谈数字化变电站在变电所的应用

一、背景

在电力企业生产过程中需要用到大量的电力设备，电力设备的应用对电力企业的安全平稳生产至关重要。同时，与电力设备相配套的是电力设备对电力企业电网的供电和调度具有较高的要求。在过去一段时间，电力企业变电站的自动化水平不高，电力保护设施存在较大的短板，不同电力设备之间的存在配合不畅的问题，很大地影响到电力企业的生产效率。随着我国电力系统整 体技术的进步提升，借助计算机辅助和自动化控制设备，电力企业变电所能够实现电力的数字化建设，为电力企业生产电力供应平稳有效奠定了坚实的基础，本文就数字化变电技术在电力企业变电站中的应用进行了简要分析。安科瑞任运业-15021601437

二、数字化变电站技术在电力企业变电所应用现状

1.1电力企业变电站发展现状

在当前电力企业的生产环境中，大部分的电力企业，特别是中小电力企业其变电站仍然停留 在传统的变电设备阶段，其主要的组成由一次设 备和二次设备。 一次设备的主要构件包含变压装置、断路设备和隔断装置等。电力企业变电站不同设备之间的衔接配合主要通过电缆，链接控制设备和一次设备，这样的信号传输方式对电力控制有较大的影响，设备反映时间较长，且设备功能拓展性不强，整体运行和维护成本较高。科学技术在不断发展，电力设备也经历了更新换代，互感设备的产生于应用，以及智能断路器的应用，为数字化变电技术的产生提供了基础条件，变电站之间的电压控制可以通过智能化设备进行自动化的控制，为电力企业变电站智能化、自动化转型提供了有力的支持。二次设备主要由测量设备、保护装置构成。电力企业变电所数字化组 建完成后能够把电力控制、保护有机结合，实现电力设备电信号控制，增加设备的反应速度和安全性。

1.2 数字化变电站的技术要点

从数字化变电站技术在电力企业变电所应用上看，一方面，数字化变电站对提升电力企业电网管理能力，促进配电效率提升具有较大的促进作用，数字化技术在电力企业变电站的应用对变电站综合效能的提升作用明显。因此，在对电力企业变电站改造提升当中，应当注重数字软件和硬件系统的综合运用，结合电力企业生产用电的需求和电网设置的实际情况，做好改造过程记录，增强数字智能设备的应用数量，确保电力企业电网能够始终运行在安全可靠的区间。另一方面，在对电力企业变电站的控制方式上，相较于传统的依靠人工方式进行用电线路调整，数字化变电站的技术可以在计算机的控制下，利用各种 智能化终端设备对线路实现自动化的调整，减少电力企业变电所对人工的依赖，很大地提升变电效率。

三、安科瑞AcrelCloud-1000变电所运维云平台

3.1概述

基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视屏场景等需求，实现数据一个中星，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收警报，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。

3.2应用场所

适用于电信、金融、交通、能源、医用卫生、文体、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业等行业变配电运行维护系统的新建、扩建和改建。

3.3系统结构

系统可分为四层：即感知层、传输层、应用层和展示层。

感知层：包含变电所安装的多功能仪表、温湿度监测装置、摄影头、开关量采集装置等。除摄影头外，其它设备通过RS485总线接入现场智能网关RS485端口。

传输层：包含现场智能网关和交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过交换机把数据上传至指定的服务器端口，网络故障时数据可存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

应用层：包含应用服务器和数据库服务器，若变电所数量小于30个则应用服务器和数据库服务器可以合一配置。服务器需要具备固定IP地址，以接收各智能网关主动传送过来的数据。

展示层：用户通过手机、平板、电脑等多终端的方式访问平台信息。

3.4系统功能

3.4.1用能月报

用能月报支持用户按总用电量、变电站名称、变电站编号等查询所管理站所的用电量，查询跨度可设置为月。

3.4.2站点监测

站点监测包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。

3.4.3变压器状态

变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。

3.4.4运维

运维展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。

3.4.5配电图

配电图展示被选中的变电所的配电信息，配电图显示各回路的开关状态、电流等运行状态及信息，支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。

3.4.6视屏监控

视屏监控展示了当前实时画面（视屏直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视屏信息。

3.4.7电力运行报表

电力运行报表显示选定站所选定设备各回路指定采集间隔运行参数和电能抄表的实时值及平均值行统计。

3.4.8警报信息

对平台所有警报信息进行分析。

3.4.9任务管理

任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。

3.4.10用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、警报事件等进行统计分析，并列出在该周期内巡检时发现的各类缺失及处理情况。

3.4.11APP监测

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺失记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、用电量、视屏、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件警报查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。

3.5系统硬件配置

应用场合	型号	外观图	型号、规格
变电所运维云平台	AcrelCloud-1000

	AcrelCloud-1000变电所运维云平台基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视屏场景等需求，实现数据一个中星，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收警报，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。
网关	ANet-2E4SM

	4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块。
扩展模块ANet-485	M485模块：4路光耦隔离RS485
扩展模块ANet-M4G	M4G模块：支持4G全网通
中压进线	AM6-L

	三段式过流保护（带方向、低压闭锁）、过负荷保护、PT断线告警、逆功率保护、三相一次重合闸、低频减载、检同期、合环保护、断路器失灵保护
APM810

	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；实时及需量；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种警报类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示；
中压进线	APView500		相电压电流＋零序电压零序电流，电压电流不平衡度，有功无功功率及电能、事件告警及故障录波，谐波（电压／电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动／闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波，波形实时显示及故障波形查看，PQDIF格式文件存储，内存32G,16D0+22D1,通讯 2RS485+1RS232+1GPS,3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口，支持U盘读取数据，支持61850协议。
中压馈线	AM6-L

	三段式过流保护（带方向、低压闭锁）、过负荷保护、PT断线告警、逆功率保护、三相一次重合闸、低频减载、检同期、合环保护、断路器失灵保护
APM810

	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；实时及需量；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种警报类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示；
低压进线	AEM96

	三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3×1。5(6)A，有功电能精度0。5S级,无功电能精度2级；工作温度：-10℃～+55℃；相对湿度：≤95不结露
低压出线	AEM72

	三相电参量U、1、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、低压出线分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3x1。5(6)A,有功电能精度0。5S级，无功电能精度2级
ADW300

	三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0。5S级（改造项目）
无线测温	ATE-400		合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A,测温范围－50-125℃,测量精度±1℃;传输距离空旷150米
ATC-600		两种工作模式：终端、中继。ATC600-Z做中继透传，ATC600-Z到ATC600-C的传输距离空旷1000m,ATC600-C可接收ATE系列传感器、 AHE等传输的数据，1路485,2路警报出口。
环境温湿度	WHD

	WHD温湿度控制器产品主要用于中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱变等设备内部温度和湿度调节控制。工作电源：AC/DC85～265V工作温度：-40。0℃～99。9℃工作湿度：0RH～99RH
水浸传感器	RS-SJ-*-2		接触式水浸传感器，监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况，工作电源：DC10-30V工作温度：－20℃+60℃工作湿度：0%RH~80%RH响应时间：1s继电器输出：常开触点。
摄影机	CS-C5C-3B1WFR		支持720P高清图像，*高支持分辨率可达到130万像素（1280*960)内置麦克风与扬声器具有语英双向对讲功能，支持萤石云互联网服务，通过手机、PC等终端实现远程互动和视屏观看。
烟雾传感器	BRJ-307		光电式烟雾传感：电源正极（DC12V):+12V 继电器输出：常开触点
门禁	MC-58(常开型）

	常开型；感应距离：30-50mm材质：锌合金，银灰色电度，干接点输出。
配套附件	ARTU-K16		常开型；感应距离：30-50mm材质：锌合金，银灰色电度干接点输出
KDYA-DG30-24K		输出DC24V;24V电源

审核编辑 黄宇