110kV及以下用户变电站监控解决方案有哪些？-电子发烧友网

简婷

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

技术支持18701998775

针对110kV及以下用户变电站，通过微机保护装置、弧光保护装置、智能操控装置、接点测温产品、局放监测装置、电能质量监测/多功能仪表、环境传感器等二次设备采集变电站内各类信息到监控系统/EMS能效管理平台进行分析、预警及控制，保障用户变、配、用电全过程的可靠、安全、有序运行。系统监控范围包括用户变电站、开闭所、变电所、低压配电室、直流系统以及变配电环境和视频监控等。

1. 微机保护装置及综自系统

AM6系列保护装置

光纤差动保护 • 线路保护 • 主变差动保护 • 主变后备保护 • 主变测控 • 主变非电量 • 操作箱 • 公共测控 • 母差保护 • 故障解列 • 电动机综合保护 • 电容器保护 • 备自投保护 • PT监测并列消谐

AM5SE系列保护装置

线路保护 • 主变差动保护 • 主变后备保护 • 主变测控 • 主变非电量 • 电动机综合保护 • 电容器保护 • 备自投保护 • PT监测并列消谐

2. 110kv及以下变电站综自系统

变电站综合自动化系统：

监控子系统：包括模拟量、开关量和电能量数据等遥测、遥信；事件记录SOE、故障录波记录；遥控功能；• 微机保护子系统：包括进线公用测控屏；主变保护测控屏；母联、PT、电容器等其他回路保护功能；

微机五防系统：综自系统和微机五防系统联动，实现站内的五防防误操作功能；

电压无功综合控制子系统：补偿电容器、电抗和有载调压等功能；

系统的低频减载负荷控制; 低压减载、低频减载装置等；

备用电源自投控制；备自投装置、快切等；

站内控制电源系统：包括直流屏、交流屏等；

变电站远动调度：包括站内I区远动上传调度和关口表数据上传功能。

3.Acrel-1000变电站综合自动化系统解决方案

Acrel-1000变电站综合自动化系统采用一台或两台监控主机实现变电站的所有继电保护、测量监视、操作控制、信号数据通信和事件记录打印等功能，采用模块化软件连接来实现集中信息采集、集中处理运算、集中展示交互。具有工作可靠、结构简单、性价比高等优点。

图2 Acrel-1000变电站综合自动化系统拓扑图

方案综述

Acrel-1000变电站综合自动化监控系统采用集中式监控方案，其中主变部分由AM5SE系列微机保护装置配置整套主变保护屏，实现主变的差动保护、后备保护、非电量保护及主变温度监测与档位控制；其他回路及回路就地配置AM5SE系列微机保护装置。实现对电气量采集和对电气设备（如断路器）的状态监视、控制和调节，发生故障时，由微机保护装置完成瞬态电气量的采集、监视和控制，迅速切除故障设备和完成事故后的恢复操作。

为总变配置1套DC220V/100AH柜式交直流电源，各区域变电所在高压柜配置DC220V/20AH分布式直流电源，为整个变电站的断路器、二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源。

在通信室配置一台时钟同步装置，实现变电站内所有微机保护装置、监控主机、规约转换装置、远动装置、厂站采集终端的时钟同步。

在通信室配置一套变电站综自自动化系统，通过规约转换装置采集站内UPS、直流屏数据，通过光纤组网与分散的各区域变电所通信实现变电站综合自动化监控与管理。

在通信室配置一面通讯屏、一面调度数据网屏，通过通道点对点方式实现变电站与调度端通讯。调度数据网屏配置数据路由器、交换机、纵向加密装置、网络安全监测装置等设备，提供变电站内数据调度上传通道，并对该电力调度数据网进行网络安全监测，厂站采集终端实现站内的总电能计量与所用变计量。

功能需求

（1）电气设备安全防护

在35kV、10kV配电系统中配置AM5SE系列微机保护装置，其中35kV主变配置整套主变保护屏，实现主变的差动保护、后备保护、非电量保护及主变温度监测与档位控制；35kV其他回路及10kV各回路就地配置AM5SE系列微机保护装置。

● 进线保护：

35kV进线柜各配置一台线路保护AM5SE-F（如需光纤差动保护，则配置AM6-LD，与对侧保持一致），当回路故障时，用于跳开本柜断路器，切断故障。35kV进线柜各配置一台电能质量监测装置APView500，监测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。

● 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、1只变压器温控仪ARTM-8、1台档位变送器UP858-19AN及转换开关、压板、空气开关等其他控制设备。差动保护装置：作为降压变压器内部及引出线短路故障的主保护，动作后跳降压变压器高低两侧断路器；高后备保护装置：作为35kV侧的后备保护以及变压器的非电量保护，动作后跳降压变压器高低两侧断路器；低后备保护装置：作为10kV侧的后备保护，动作后跳降压变压器高低两侧断路器；高侧测控装置：用于监测35kV侧测量电流、测量电压；低侧测控装置：用于监测10kV侧测量电流、测量电压；变压器温控器：监测降压变压器内部绕组温度；档位变送器：用于降压变压器档位测量及有载调压。

● 母联保护：

母联柜配置一台备自投保护装置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。

● PT保护：

PT柜配置一台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。

● 开关柜综合测控及电气节点测温：

35kV各开关柜配置一台智能操控无线测温装置ASD320，其中PT柜采用3点电池型测温传感器ATE400，用于监测母排温度；其他柜子均采用12点测温传感器ATE400，用于监测母排、断路器上触头断路器下出头、电缆出线处的温度。

● 弧光保护：

进线柜配置一台弧光保护主控单元ARB5-M，母联柜配置一台弧光保护扩展单元ARB5-E，各开关柜母线室配置一只弧光传感器ARB5-S，当母线室发生弧光故障时，弧光保护主控单元及时跳开被保护母线的进线、母联和其他电源支路断路器。

（2）本地数据采集

变电站综合自动化系统需采集站内设备信息集中分析管理，根据数据类型主要分为遥测、遥信、电能三类数据，网关将规约双向转换（即规约转换器），在变电站自动化分布式智能电子设备中存储的信息通过网关传送给SCADA主站。

（3）电力系统安全防护

为了加强变电站综合自动化监控系统安全防护，抵御及恶意代码等对监控系统发起的恶意破坏和攻击，以及其它非法操作，防止电力监控系统瘫痪和失控，和由此导致的变电站一次系统事故和其他事故，需制定电力安全防护方案。

项目实施需配置变电站综合自动化系统、电能量采集装置、调度数据网系统。

●变电站综合自动化系统

变电站综合自动化系统采用系统组态软件Acrel-1000变电站综合自动化监控系统，配置一台监控后台主机兼操作员站。主要实现变电站的数据采集、监视和控制功能，以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象（生产过程）共同构成的整体。在这个系统中，计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制，采用IEC104规约、端口号2404，并实时与地调自动化主站系统进行数据传输。

● 电能量采集装置

配备一套厂站采集终端电能量采集装置。电能量采集器是一种用于采集、存储和转送电站关口表采集和生成的计量计费信息的装置。装置通过与电度表通信，收集电度表采集和生成的计量计费信息。采集器通过调度数据网非实时业务与计量计费主系统通信，地调接入网上传通信端口为1020，上报所采集和生成的的计量计费信息。

● 调度数据网系统

调度数据网系统是一种为电力调度生产服务的广域数据网络，是电力调度生产部门之间及电力调度生产部门与发电厂、变电站之间计算机监控系统等实时和准实时数据通信的基础设施，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。一般由路由器、交换机、纵向加密装置、网络安全监测装置、横向隔离装置、防火墙装置组成。

04 系统功能

实时监测

Acrel-1000变电站综合自动化系统人机界面友好，能够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。其中，配电系统中监测的开关量主要有：断路器分、合闸信号，手车工作、试验位置信号，远方/就地切换位置信号、弹簧储能状态信号、接地刀合分信号、变压器超温跳闸信号、高温报警信号，保护跳闸信号和事故预告信。