變電站自動化系統

一、概述

1000kV特高壓系統在國內電網建設中開展示范工程，引起了人們空前關注。系統建成后將帶來巨大經濟效益，并使中國能源資源分布的優化分配進入新的歷史篇章。特高壓系統自身運行控制的安全穩定將對國民生計產生重大影響。

監控系統擔負著實時監視電網參數、提供電網運行狀態、控制電網運行方式的功能，受特高壓電網電壓倍增的影響，與現有500kV監控系統相比，對測量精度和可靠性的要求更加突出。

結合晉東南－南陽－荊門1000kV交流特高壓輸電示范工程，許繼電氣進行自主開發和科研攻關，提出了特高壓變電站監控系統的設計方案，并研制出適合于1000kV輸電系統的特高壓變電站監控系統。

二、系統特點

基于新一代間隔層測控設備，可以在各種情況下提供0.1級測量精度；實現了獨立于變電站層設備的全站控制操作的邏輯閉鎖功能。

集成工業光纖自愈環網、支持海量數據存儲、災難恢復、分布式設計、方便友好的人機界面、完善的統計計算、告警事件智能處理等諸多技術，CBZ-8000A系統能夠比以往的系統更好的適應于特高壓變電站的應用環境。

變電站自動化系統具有以下特點：

1、監控系統軟件采用跨平臺方案設計，采用一套軟件即可完全支持UNIX、Linux及Windows各類操作平臺。

2、監控系統軟件設計采用平臺化設計思想。系統設計采用技術平臺+應用平臺+工程配置的設計思想。

3、設計全過程面向對象，更加適合電力系統用戶。

4、系統設計采用一體化設計理念，把變電站實時監控、故障信息系統子站以及變電站日常管理融為一體，并且這幾個子系統在設計為邏輯上相互獨立，這樣即滿足了信息共享的要求，又可以按照不同需求單獨配置，滿足功能靈活性要求。

5、提供智能化報警手段。可以根據用戶的需求，對報警實施分級管理，對不同級別的報警信息可選擇不同的報警方式，包括報警聲音、報警顏色，并可以選擇是否實時報警，以屏蔽一些不重要的報警信息。

6、系統設計了完備的網管功能，對全站網絡各個節點提供實時在線監測和異常報警。

7、系統內嵌腳本語言和符合IEC61131-3標準的可視化邏輯模塊，可完成順控、防誤閉鎖邏輯組態，在客戶端可以實現功能豐富的動態畫面展示。同時支持各類計算公式和表達式，可以實現各類統計計算功能的擴充。

8、監控系統具備網絡拓撲分析功能，可以實現帶電設備的顏色標識。

9、數據庫設計采用自行設計的實時數據庫和標準商業歷史庫相結合的方式。

10、監控系統軟件設計采用C/S結構，模塊化設計，便于擴充。

11、監控系統提供完備的軟硬件自診斷、自恢復以及遠程診斷功能，以確保系統的長期可靠運行。

12、系統設計有多級權限管理和嚴格的密碼認證機制，并且信息的傳遞嚴格按照橫向隔離、縱向加密的原則設計，確保系統的安全性。

三、結構特點

1、整個系統采用面向對象的設計原則，由站控層和間隔層兩層構成，不設總控單元，簡化系統結構。

站控層設備包括：操作員站；遠動主站；繼保工程師站；微機五防系統網絡接口。預留大型電氣設備在線監測與診斷系統和遙視系統的網絡接口。

間隔層設備包括保護裝置、測控裝置、自動化裝置、操作切換裝置以及其他的智能設備和附屬設備。

2、系統主干網絡采用光纖自愈環型以太網，站控層與間隔層設備之間直接采用以太網通訊，實現了平衡高速無瓶頸數據傳輸。

通信網絡傳輸層協議采用TCP/IP協議，應用層通信規約嚴格等同采用國際標準IEC60870-5-103規約、IEC60870-5-104規約，IEC60870-5-103規約僅用于傳送變電站繼電保護信息，監控信息由IEC60870-5-104規約傳送

通信網絡的特點：

1) 主干網采用10/100M光纖自愈環形以太網；

2) 網絡的抗故障能力強，即當網絡中光纖斷裂時，可通過光SWITCH實現主備環之間的自動環回，自動路由到正常的鏈路進行通信，并隔離故障點，網絡故障自動愈合時間僅需50ms～500ms；

3) 通訊介質可根據變電站實際情況靈活使用光纖、雙絞線等。也可在一個網絡中同時使用光纖和雙絞線；

4) 網絡拓撲結構可為星型或自愈環型，也可采用兩者混合組網的模式；

5) 基于電SWITCH的星型網絡拓撲結構和結構化布線技術使以太網的可靠性達到很高標準；

6) 站點擴展可通過集線器的升級或級連來完成，靈活方便；

7) 網絡的智能化功能可準確定位通信網絡的故障點，維護方便。

3、測控單元采用模塊化結構，滿足集中組屏式安裝和全分散式安裝的要求。對于其他具有以太網接口并提供IEC60870-5-104的間隔層設備可直接上網，否則通過網關接入系統。

四、主要功能

1、數據采集與處理功能

2、統計計算與分析

3、報警處理

4、控制操作

5、時鐘同步

6、繼電保護和故障信息管理

7、遠動功能

8、圖形化人機界面

9、電壓無功自動控制調節功能

五、主要技術指標：

1、測量值誤差：不大于0.1%

2、測控設備SOE分辨率：不大于1毫秒

3、網絡故障恢復時間：光纖自愈環網最快可20毫秒

4、實時數據庫容量：各種類型的信息量總合可達900000點

5、可靠性指標：系統可用率不小于99.99%，計算機工作站平均故障間隔時間（MTBF）不小于20000小時，遠動裝置平均故障間隔時間（MTBF）不小于270000小時，測控設備平均故障間隔時間（MTBF）不小于100000小時

6、系統時鐘與GPS標準時間誤差：不大于1ms

7、系統以太網絡負荷率在正常狀態下任意30min內小于25%。

   河南昊繼電氣有限公司