一、變電所綜合自動化系統設計

變電所的綜合自動化系統是將變電所的繼電保護裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置綜合為一體，以全微機化的新型二次設備替代機電式的二次設備，用不同的模塊化軟件實現機電式二次設備的功能，用計算機局部網絡通信替代大量信號電纜的連接，通過人機接口設備，實現變電所的綜合自動化管理、監(jiān)視、控制及打印記錄等所有功能。與常規(guī)變配電所的二次系統相比，變配電所綜合自動化系統具有下列優(yōu)點：

(1)功能綜合化

(2)操作監(jiān)視屏幕化

(3)結構微機化

(4)運行管理智能化

在本次設計中變電所綜合自動化的監(jiān)測和保護裝置采用分布式的微機遠動終端，具有遙測、遙信、遙控、遙調等功能，安裝在各個間隔單元內。所有信息經微機匯控單元，發(fā)送至控制端以實現遠方控制端對本變電所的遠方監(jiān)控，所內不設當地微機操作界面，留有當地監(jiān)控接口。

二、變電所微機保護設計

在我們這里說到微機保護提到目前一種先進的自動控制系統即SCADA系統，該系統的中文即為配電網監(jiān)視控制和數據采集系統，我們可以看到配電網SCADA系統包括進線監(jiān)視，lOkV變電所自動化(SA)，饋線自動化(FA)，變壓器巡檢與無功補償。其中進線監(jiān)視是指對配電網進線變電站的開關位置，母線電壓，線路電流，有功和無功功率以及電量的監(jiān)視。饋線自動化(FA)是指在正常情況下，遠方實時監(jiān)視饋線分段開關與聯絡開關的狀態(tài)和饋線電壓、電流的情況，而且能完成線路開關的遠方合閘和分閘操作，在發(fā)生故障時獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復對非故障區(qū)域供電。變壓器巡檢是指對配電網中變壓器、箱式變的參數遠方監(jiān)視。無功補償是指對補償電容器的自動投切和遠方投切等。

從各種資料我們可以看出利用計算機系統(微處理器)采集和處理來自電力系統運行過程中的數據，并通過數值計算迅速而準確判斷系統中發(fā)生故障的范圍，經過嚴密邏輯過程后有選擇性地執(zhí)行跳閘等命令。這種基于計算機系統的繼電保護裝置，就是微機保護。

微機保護具有以下優(yōu)點：

(1)有強的綜合分析與判斷能力，自動識別，排除干擾，可靠性高。

(2)微機保護的特性主要是由軟件決定的，具有較大，保護性能的選擇和調試方便。

(3)具有較完善的通信功能，便于構成綜合自動化系統，提高系統運行的自動化水平。

我們這里由于是35kV總降壓變電所設計，而且涉及到的都為一、二級負荷，因此考慮起見，我們這里需要增設備用電源自動投切裝置(以下簡稱備自投)。在要求供電可靠性較高的變配電所中，通常設有兩路及以上的電源進線。如果裝設備用電源自動投入裝置(APD)，則當T作電源線路突然斷電時，在APD作用下，自動將T作電源斷開，將備用電源投入運行，從而大大提高供電可靠性，保證對用戶的不間斷供電。對備用電源自動投入裝置的基本要求：

(1)不論什么原因失去丁作電源，APD都能迅速起動并投入備用電源；

(2)在T作電源確已斷開、而備用電源電壓也正常時，才允許投入備用電源；

(3)APD應只動作一次，以免將備用電源重復投入性故障回路中；

(4)當電壓互感器二次回路斷線時，APD不應誤動作。

三、安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統

3.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開放式網絡系統實現連接。站控層設備包括監(jiān)控主機，提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監(jiān)控，并與遠方監(jiān)控、調度通信；間隔層由若干個二次子系統組成，在站控層及站控層網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監(jiān)控功能。

針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比優(yōu)越，監(jiān)控系統由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

3.2應用場所：

適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統運行監(jiān)視和控制管理。

3.3系統結構

3.4系統功能

3.4.1 實時監(jiān)測

Acrel-1000變電站綜合自動化系統，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。

3.4.2 報警處理

監(jiān)控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報警。事故狀態(tài)方式時，事故報警立即發(fā)出音響報警（報警音量任意調節(jié)），操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實時報警和歷史報警，歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。

事故報警通過手動，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。

次事故報警發(fā)生階段，允許下一個報警信號進入，即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶序列設置四種規(guī)定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預告報警和事故報警。

3）開關事故跳閘到指定次數或開關拉閘到指定次數，推出報警信息，提示用戶檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。

3.4.3 調節(jié)與控制

操作員對需要控制的電氣設備進行控制操作。監(jiān)控系統具有操作監(jiān)護功能，允許監(jiān)護人員在操作員工作站上實施監(jiān)護，避免誤操作。

操作控制分為四級：

第控制，設備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關放在就地位置時，將閉鎖所有其他控制功能，只進行現場操作。

級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

第三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。

第四級控制，遠方控制，優(yōu)先級。

原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執(zhí)行，并在站級層設置操作員、監(jiān)護員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。

納入控制的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關及帶電動機構的接地開關；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片。

3）定時控制。操作員對需要控制的電氣設備進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間，完成定時控制。

4）監(jiān)控系統的控制輸出。控制輸出的接點為無源接點，接點的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。

3.4.4 用戶權限管理

四、結語

在變電所綜合自動化設計中，微機保護自然要作為討論，在我們這里微機保護的保護內容又表現為變壓器的微機保護，可以總結為以下幾點：變樂器差動保護、后備保護、瓦斯保護、過電流保護、溫度保護、備自投保護，彈簧未儲能、斷路器分合閘等等。