分散式變電站綜合自動化系統在農網中的應用

文中通過分散式變電站綜合自動化系統的特點，根據農網改造的總體要求，以FBZ系統為例，簡要介紹了系統的組成、功能及其在農網中的應用情況，并對系統的發展進行了展望。

[關鍵詞] 分散式 變電站 綜合自動化 農網

一、引言
　　分散式變電站綜合自動化系統具有自動化程度高、運行可靠、占地少、投資省、設計、運行、維護簡單等突出優點，因此它近年來一直是農網改造中新建變電站的首選系統。我局自98年“兩改”工作開展以來，新建變電所兩座，全部采用分散式變電站綜合自動化系統。現以FBZ分散式變電站綜合自動化系統為例，介紹一下該系統在農網中的應用。

二、系統特點
　　FBZ分散式變電站綜合自動化系統以線路為單元，采用分散式設計，輔助以功能單元設計; 35kV以下設備按線路將保護和遠動功能組合設計，減少硬件冗余，提高設備的可靠性; 35kV以上的設備，按功能將遙測、遙信、遙控、遙脈（遙測脈沖電能表脈沖數） 組合設計; 既可分散布置，又可集中組屏。中央管理單元采用雙機熱備用設計，可自動切換值班、備用方式，包括切換各通信口與上級調度、與各種微機保護及其他設備通訊。系統通信采用高抗干擾的工業現場總線，直接和各功能單元節點相連接，并配有485網作為CAN網備用網，通常同時運行，增強網絡的可靠性。
　　該系統集當地監控、線路測量及線路保護和各種微機保護于一體，實現變電站實時數據采集，電氣設備運行監視防誤閉鎖，控制操作，電壓自動調節，小電流接地選線，遠動通訊，保護設備狀態監視，檢查與修改保護定值等功能。 　　完全取代傳統的變電站二次系統，省去各種表盤及中央控制屏，實現變電站綜合自動化系統或者無人值守變電站。

三、系統組成
　　我局35kV進化變電站FBZ綜合自動化系統由FBZ-G301系統管理單元、后臺機監控系統、FBZ-B306A變壓器后備保護測控裝置、FBZ-B301線路保護測控裝置、FBZ-B302電容器保護測控裝置及電能計量屏六部分組成。B301、B302、B306裝置通過CAN總線與系統管理單元G301互連，由它們對線路和變壓器等設備進行監控和管理。后臺機監控系統，采用惠普D9819A#AB2型微型計算機，配置PIIICPU，64M內存，10G硬盤，外接音箱和打印機，系統的軟件環境為: DOS6.2、WINDOWS NT 4.0中文版、Visual C++5.0。后臺機監控系統運行情況，故障時發出語音報警信息，并可定期或不定期打印各種報表。后臺機通過內置網卡與FBZ-G301系統管理單元相連接，接口標準為RS-232C，接線方式采用三線制（RXD、TXD、GND），全雙工工作方式。系統框圖如圖1所示。

1、FBZ-G301系統管理單元
　　FBZ-G301系統管理單元是主站/當地監控與FBZ各功能單元及其它微機保護裝置之間交換信息的樞紐。液晶顯示屏可顯示所有信息的內容，并能監視各個通道的通訊內容。共有多達8個通訊口可滿足各種接口的信息交換，其中2個主站通道（標準RS232接口/MODEM復用），2個當地通道（標準RS232接口），4個微機保護裝置、直流屏或智能電度表接口通道（標準RS232接口/422接口/485復用）。考慮到常規遠距離通訊，兩個主站通道內含調制解調器進行載波通訊。管理單元具備雙機備用切換功能。網絡通訊采用高抗干擾的CAN網、485網，二網互為備用。G301管理單元由CPU板、通訊接口板及輸入輸出板組成，如圖2所示，CPU板外接面板液晶顯示。
2、FBZ-B306A變壓器后備保護測控單元
　　特點
　　FBZ-B306A變壓器后備保護測控單元是一種集保護、測量、監控等功能為一體，性能價格比和可靠性均較為理想的變電站自動化裝置。它采用多CPU結構，信息共享率高，具有較強的運算、處理能力。FBZ-B306A獨立的信號采集處理電路筆操作回路，可取代間隔內全部常規的二次設備，大大減少了硬件冗余，簡化了裝置接線，提高了裝置可靠性。通訊總線采用雙高抗干擾的工業現場總線CAN總線，從而保證了高速、可靠的通訊能力。
　　監控原理
　　FBZ-B306A變壓器后備保護測控單元可完成單臺變壓器單側間隔的全部監控功能，如遙測、遙信、遙控、遙脈等。
　（1）遙測
　　FBZ-B306A遙測算法適用于三表法接線。電壓和電流信號在周期T內間隔采樣，采樣值由CPU進行分析、計算，得到各相電壓（U）、電流（I）、有功功率（P）、無功功率（Q）、頻率（F）、功率因數（cosΦ）、有功電度（Wp）、無功電度（Wq）等。
?。?） 遙信和遙脈
　　遙信和遙脈均為開關量信號的形式輸入，經過光耦合隔離和濾波到CPU，大大提高了裝置的安全性和抗干擾性。CPU采集到開關量后檢測全部信道是否發生變位并加以記錄。對發生變位信道進行帶時限的監視，以有效濾除各類干擾信號，如繼電器觸點抖動、強電磁干擾等，經確認的開關量變化將按遙信或遙脈性質分別加以處理，濾波時限將根據繼電器型號等現場具體整定。遙信信道的變化情況將通過遙信變位和遙信事件兩種形式記錄和上傳，遙脈將由CPU累計脈沖的個數，上傳脈沖電度。FBZ-B306A裝置共有6路遙信輸入信道，2路遙脈輸入信道。
　（3）遙控
　　FBZ-B306A變壓器后備保護測控單元可直接操作變電站一次設備——斷路器。CPU下達的控制操作經過邏輯電路、控制操作回路得以執行。一次完整的控制操作流程如下: CPU收到下發遙控命令進行相應的合閘或跳閘操作，CPU對操作的過程進行校驗，并將結果上發返校; 若動作正確，下發執行命令，啟動出口回路，出錯則下發撤消命令。返校、執行采用兩級電壓閉鎖，以提高裝置的可靠性。
　　FBZ-B306A變壓器后備保護測控裝置單元在設計上采取了多種抗干擾措施，邏輯電路和操作回路具有片級自檢能力，當控制中發出錯誤時可迅速檢測出錯環節，通過報文上傳或面板顯示等途徑提示操作者，大大簡化了維護工作，縮短了故障排除時間。裝置還可另外提供手動操作機構，可作為遙控操作的備用裝置。
　　保護
　　三相電壓Ua、Ub、Uc，三相（兩相）電流Ipa、Ipb、Ipc，作為裝置的保護模擬輸入量。作為變壓器的單側后備保護，采用的保護有三段過流保護、過負荷告警、非電量（重瓦斯、輕瓦斯、油溫高等）保護、PT斷線告警。
2、FBZ-B302電容器測控裝置
特點、監控原理
同FBZ-B306A。
保護
三相電壓Ua、Ub、Uc，三相（兩相）電流Ipa、Ipb、Ipc零序電流I0或零序電壓U0作為裝置的保護模擬輸入量。U0用于采用零序電壓保護或不平衡電壓保護的電容器單元的零序電壓或不平衡電壓的采集; I0用于采用零序電流或不平衡電流保護的電容器單元的零序電流或不平衡電流采集。采用本裝置的電容保護有：三段過流保護、過電壓保護、欠電壓保護、零序電壓/不平衡電壓保護、零序電流/不平衡電流保護、PT斷線告警。
3、FBZ-B301線路保護測控裝置
特點、監控原理
同FBZ-B306A
保護
三相電壓Ua、Ub、Uc，三相（兩相）電流Ipa、Ipb、Ipc，線路抽取電壓UTQ，零序電流3I0作為裝置的保護模擬輸入量。UTQ是當重合閘采用檢無壓或檢同期時的線路抽取電壓，當重合閘采用非同期方式時，UTQ可不接; 3U0、3I0用于小電流接地遷線及告警。本裝置提供的保護有: 三段過流保護、三相一次重合閘后加速保護、低頻減載、過負荷保護、小電流接地選線、PT斷線告警。

四、結束語
　　分散式變電站綜合自動化系統由于在我局首次使用，運行和維護難免缺乏經驗，所以在系統安裝調試階段，我局就選派了大專以上學歷的人員進行跟蹤學習，為系統的如期投運和安全運行打下了基礎。另外，根據分散式變電站綜合自動化系統的“四遙”功能，配合未來電網的調度自動化系統，通過適當的通信規約將實現變電站無人值班，真正達到減人增效，還可逐步建成電力企業的現代化信息網絡，為中低壓電網的科學管理提供信息和決策依據，最終實現中低壓電網的調度自動化、管理科學化和企業現代化?！?/P>

參 考 資 料
[1]FBZ分散式變電站綜合自動化系統管理單元說明書
[2]FBZ-B306A變壓器后備保護測控裝置說明書
[3]FBZ-B302電容器保護測控裝置說明書
[4]FBZ-B301線路保護測控裝置說明書
[5]FBZ分散式變電站綜合自動化系統通訊規約
[6]汪王利，微機綜合自動化系統在黃山輔村變電所的應用，農村電氣化，2001.10期