Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在某物流園35kV變電站中應(yīng)用

時(shí)間：2023-02-13作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：82

     現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：包含微機(jī)保護(hù)、智能操控、多功能儀表、計(jì)量表等設(shè)備，用于采集站內(nèi)配電柜內(nèi)電氣運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電氣接點(diǎn)溫度等數(shù)據(jù)，同時(shí)分別在35kV變電站和10kV變電所配置多套直流電源，**現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備良好的運(yùn)行環(huán)境。
      網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含ANet-2E8S智能網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，分散10kV變電站通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱（內(nèi)置智能網(wǎng)關(guān)）采集數(shù)據(jù)通過(guò)光纖上傳至通信室變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)；同時(shí)網(wǎng)關(guān)充當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集后通過(guò)交換機(jī)經(jīng)縱向加密數(shù)據(jù)加密后上傳調(diào)度網(wǎng)。
     平臺(tái)管理層：?變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)、國(guó)網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)電力調(diào)度控制平臺(tái)。
圖2 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
3解決方案
     本項(xiàng)目35kV配電裝置采用金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，本期及遠(yuǎn)景進(jìn)線(xiàn)2回，采用單母線(xiàn)分段，本期新上柜中，有2臺(tái)進(jìn)線(xiàn)隔離柜，2臺(tái)計(jì)量柜，2臺(tái)進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜，2臺(tái)壓變柜，2臺(tái)主變進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜，1臺(tái)母線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)柜，1臺(tái)母線(xiàn)分段隔離柜。為預(yù)留遠(yuǎn)景可能的3#主變，在35kVⅡ段母線(xiàn)PT柜與2#主變柜間空余一個(gè)柜位，日后可插入新柜。開(kāi)關(guān)柜具有可靠的“機(jī)械五防”功能，進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)與進(jìn)線(xiàn)隔離手車(chē)間設(shè)置電器連鎖。
圖3 35kV開(kāi)關(guān)室一次系統(tǒng)圖
    10kV配電裝置采用金屬鎧裝中置式開(kāi)關(guān)柜，本期出線(xiàn)2回，采用單母線(xiàn)分段。本期新上9臺(tái)開(kāi)關(guān)柜，其中有1臺(tái)主變進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜，1臺(tái)電容器柜，2臺(tái)站用變柜，1臺(tái)分段開(kāi)關(guān)柜，1臺(tái)分段隔離柜，2臺(tái)饋線(xiàn)柜，1臺(tái)母線(xiàn)PT柜。柜間母線(xiàn)橋1座，主變母線(xiàn)橋1座。其中10kVⅡ段待二期建設(shè)。
 
圖4 10kV開(kāi)關(guān)室一次系統(tǒng)圖
3.1方案綜述
    本次工程采用分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用安科瑞電氣股份有限公司生產(chǎn)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。本期配置：遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)屏1面，公用測(cè)控屏1面，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏1面，#1主變保護(hù)測(cè)控屏1面，電能計(jì)量屏1面，電源系統(tǒng)屏共7面，上述綜合自動(dòng)化屏在二次設(shè)備室內(nèi)集中布置。
     35kV進(jìn)線(xiàn)、母分及10kV饋線(xiàn)、電容器、母分按間隔配置保測(cè)裝置，35kV及10kV母設(shè)按間隔配置測(cè)控裝置，上述設(shè)備均就地布置相應(yīng)間隔開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。各柜內(nèi)安裝的保護(hù)、測(cè)控裝置的信息均通過(guò)103協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)通道上送至站控層。二次設(shè)備室內(nèi)設(shè)備GPS時(shí)鐘對(duì)時(shí)采用電B碼，35kV、10kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)保護(hù)測(cè)控裝置采用網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。
     本工程配置站用變壓器2臺(tái)（容量為50kVA），其中1臺(tái)作為遠(yuǎn)景備用；直流系統(tǒng)電壓為110V，蓄電池（容量200Ah，54只/2V）組屏2面。電源系統(tǒng)共組屏7面布置于二次設(shè)備室，至監(jiān)控后臺(tái)的報(bào)文采用通信軟報(bào)文加硬接點(diǎn)方式。
全站**00有且僅有一點(diǎn)接地，該接地點(diǎn)設(shè)在#1主變保護(hù)測(cè)控屏上。
     本工程設(shè)電能計(jì)量屏（主變35kV、主變10kV側(cè)各1只電能表）1面，35kV進(jìn)線(xiàn)、10kV饋線(xiàn)、電容器間隔電能表均就地布置在各間隔開(kāi)關(guān)柜。其中計(jì)量關(guān)口設(shè)在35kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)。站內(nèi)電能表數(shù)據(jù)通過(guò)電能采集裝置ERTU上傳調(diào)度。
3.2功能需求
3.2.1本地?cái)?shù)據(jù)采集
     變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需采集設(shè)備數(shù)量共計(jì)34臺(tái)，本地設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型主要分為遙測(cè)、遙信、電能三類(lèi)數(shù)據(jù)。整體系統(tǒng)功能需求：
1)數(shù)據(jù)采集及處理：通過(guò)間隔層設(shè)備實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各種電參數(shù)、開(kāi)關(guān)量及溫度量、電能抄表值等；
2)畫(huà)面顯示：各回路的合、分狀態(tài)、變位信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)歸信息、直流系統(tǒng)及所用變系統(tǒng)的信息、各測(cè)量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種告警等信息。
 
3)記錄功能：具有電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，以供查詢(xún)、分析、打印。
4)報(bào)警處理：用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要分類(lèi)篩選有關(guān)報(bào)警，并將報(bào)警歸納于不同的報(bào)警窗口。
5)應(yīng)具有完善的用戶(hù)權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；
6)曲線(xiàn)分析功能：可以曲線(xiàn)形式展示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的模擬量、電度量數(shù)據(jù)，以便分析其當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)歷史趨勢(shì)；
7)報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能：通過(guò)報(bào)表，可以方便分析供電系統(tǒng)及各回路運(yùn)行參數(shù)，形成運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、電能統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)。
3.2.2電力防護(hù)需求
為了加強(qiáng)該物流園配電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)防護(hù)，抵御及代碼等對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)起的破壞和攻擊，以及其它非法操作，防止電力監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓和失控，和由此導(dǎo)致的變電站一次系統(tǒng)事故和其他事故，需制定電力防護(hù)方案。
該物流園配電工程內(nèi)配置變電站監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)、電采集裝置。
變電站監(jiān)控系統(tǒng)
本站變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，配置一臺(tái)監(jiān)控后臺(tái)主機(jī)兼操作員站。主要實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制功能，以監(jiān)測(cè)控制計(jì)算機(jī)為主體，加上檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與被監(jiān)測(cè)控制的對(duì)象（生產(chǎn)過(guò)程）共同構(gòu)成的整體。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)直接參與被監(jiān)控對(duì)象的檢測(cè)、監(jiān)督和控制，采用IEC104規(guī)約、端口號(hào)2404，并實(shí)時(shí)與地調(diào)自動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行。裝置操作系統(tǒng)采用64位WINDOWS 7旗艦版，數(shù)據(jù)庫(kù)版本為SQL Server 2008R2。
電采集裝置
    本站配備了一套華云信息生產(chǎn)的型號(hào)為ERTU3000C電量采集終端。電量采集終端是一種用于采集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)送電站關(guān)口表采集和生成的計(jì)量計(jì)費(fèi)信息的裝置，配置2個(gè)以太網(wǎng)口，電源供電方式為：交直流220V。裝置通過(guò)與電度表通信，收集電度表采集和生成的計(jì)量計(jì)費(fèi)信息。通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與計(jì)量計(jì)費(fèi)主系統(tǒng)通信，地調(diào)接入網(wǎng)上傳通信端口為1020，上報(bào)所采集和生成的的計(jì)量計(jì)費(fèi)信息。
     項(xiàng)目二次系統(tǒng)及生產(chǎn)廠商、操作系統(tǒng)具體版本號(hào)等情況如下：
3.2.3主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加固
    該物流園配電工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-1000（狗用戶(hù)鎖），以及網(wǎng)絡(luò)邊界處的通信網(wǎng)關(guān)機(jī)ANet-2E4SM等，使用Windows的加固操作系統(tǒng)，已關(guān)閉非必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，具體內(nèi)容如下：
1)確定生產(chǎn)控制大區(qū)計(jì)算機(jī)設(shè)備各網(wǎng)卡的IP地址正確配置
2)關(guān)閉非必要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
3)禁止網(wǎng)絡(luò)非法外聯(lián)；
4)USB口、光驅(qū)用封條貼住，禁止USB、光驅(qū)移動(dòng)介質(zhì)接入
5)強(qiáng)化口令密碼，刪除默認(rèn)多余賬戶(hù)，不同的賬戶(hù)對(duì)應(yīng)不同的權(quán)限設(shè)置
6)禁止在計(jì)算機(jī)上安裝與運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)關(guān)的軟件。
現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如交換機(jī)、工控機(jī)、通信管理裝置，對(duì)網(wǎng)口實(shí)行地址綁定，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)口**，對(duì)于多余網(wǎng)口進(jìn)行關(guān)閉并用防塵塞封堵端口貼上“端口禁用標(biāo)志”。
該物流園配電工程項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)分區(qū)及邊界防護(hù)如下圖所示：
圖5 監(jiān)控系統(tǒng)分區(qū)及邊界防護(hù)圖
3.3配置設(shè)備清單
 
 
3.4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖
圖6 35kV開(kāi)關(guān)柜圖
圖7 10kV開(kāi)關(guān)柜圖
圖8 35kV變壓器圖
圖9 通信室現(xiàn)場(chǎng)圖
4系統(tǒng)功能
4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
     Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，10kV配電系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)量主要有：斷路器分、合閘信號(hào)，手車(chē)工作、試驗(yàn)位置信號(hào)，遠(yuǎn)方/就地切換位置信號(hào)、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)信號(hào)、接地合分信號(hào)、變壓器**溫跳閘信號(hào)、高溫報(bào)警信號(hào)，保護(hù)跳閘信號(hào)和事故預(yù)告信。
圖10 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主界面圖
4.2電能質(zhì)量分析
    提供電能質(zhì)量?jī)x所采集數(shù)據(jù)，如電壓值，偏差率，諧波畸變率，電流值，分相功率，總功率等信息。
圖11 電參量查詢(xún)界面圖
4.3運(yùn)行報(bào)表
    能查詢(xún)各回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。 
圖12 電參量運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表界面圖
4.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
     系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線(xiàn)診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖13 站內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
4.5曲線(xiàn)查詢(xún)
    在曲線(xiàn)查詢(xún)界面可以直接查看各電參量曲線(xiàn)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等曲線(xiàn)。
圖14 曲線(xiàn)查詢(xún)界面圖
5結(jié)語(yǔ)
     變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站的作用越來(lái)越顯著，對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和運(yùn)維管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的和可靠運(yùn)行水平起到了很大的作用，因此各個(gè)地區(qū)電網(wǎng)中的變電站要進(jìn)一步加強(qiáng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)水平，提高運(yùn)維人員的技能，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.

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