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Products技術(shù)文(wén)章(zhāng)/ ARTICLE
更新時(shí)間:2025-04-03
瀏覽(lǎn)次數:765安科(kē)瑞 陳(chén)聰
摘要:隨著電力(lì)係統的快速發(fā)展,發電廠和(hé)變電(diàn)站(zhàn)的自動化水平(píng)已(yǐ)成為衡量電力(lì)係統現代(dài)化(huà)程(chéng)度(dù)的重要指標。本文(wén)以(yǐ)發電廠(chǎng)變電站綜(zōng)合自動(dòng)化係(xì)統(tǒng)為(wéi)研(yán)究對象,探(tàn)討了其(qí)係統架(jià)構,功能(néng)設(shè)計(jì),關鍵技術(shù)以及實(shí)際應用(yòng)。通過對某(mǒu)發(fā)電(diàn)廠變(biàn)電站的綜合(hé)自動化係統進行(háng)案例(lì)分析,驗證了該(gāi)係統(tǒng)在(zài)提高(gāo)運行(háng)效率(shuài),保(bǎo)障供(gōng)電可靠(kào)性(xìng)和(hé)降(jiàng)低(dī)運維成(chéng)本方(fāng)麵的(dí)顯著效果(guǒ)。*後(hòu),本文展望了綜合(hé)自動(dòng)化係統在智能化,網(wǎng)絡(luò)化和(hé)綠(lǜ)色(sè)化(huà)方(fāng)麵(miàn)的未(wèi)來(lái)發展(zhǎn)趨勢。
關鍵(jiàn)詞(cí):發(fā)電廠;變(biàn)電(diàn)站;綜合(hé)自(zì)動化係(xì)統;SCADA;繼電保護(hù);通(tōng)信(xìn)網絡
電(diàn)力(lì)係統是(shì)現代(dài)社(shè)會的(dí)重要(yào)基礎(chǔ)設(shè)施,發電廠(chǎng)和(hé)變電站作為電(diàn)力(lì)係統的核(hé)*組成(chéng)部分,其運行效率,可(kě)靠性(xìng)和安全性(xìng)直接影(yǐng)響整(zhěng)個電力係統的穩(wěn)定性。傳(chuán)統的人工操(cāo)作(zuò)和分(fēn)散控製(zhì)係統已無法(fǎ)滿足現代電(diàn)力(lì)係(xì)統的運(yùn)行(háng)需求,綜合(hé)自動化係統應運(yùn)而生(shēng)。綜(zōng)合(hé)自動化係(xì)統通過集(jí)成計算機技(jì)術,通信技術和(hé)自(zì)動控製(zhì)技術(shù),實現(xiàn)了(liǎo)發(fā)電(diàn)廠和變電(diàn)站的智能化管理(lǐ),顯(xiǎn)著(zhù)提高了(liǎo)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)的運(yùn)行水(shuǐ)平。
發(fā)電廠變電站(zhàn)綜合自動(dòng)化(huà)係(xì)統是一(yī)種(zhǒng)集(jí)數(shù)據(jù)采集,監控(kòng),保(bǎo)護,控製和(hé)管理於一體的(dí)智能(néng)化(huà)係統。它(tā)通過實時(shí)監測電(diàn)力設備的(dí)運行狀態,自動(dòng)完(wán)成故(gù)障診(zhěn)斷,保護動(dòng)作(zuò)和運行優(yōu)化,從而實現(xiàn)對電(diàn)力係(xì)統的管(guǎn)理。
2.1. 監(jiān)控係(xì)統(SCADA)
2.1.1數據(jù)采集(jí):實時采(cǎi)集(jí)變電所內各(gè)種設備(bèi)的運行數(shù)據。
2.1.2監(jiān)控(kòng):通過人(rén)機界麵(HMI)實時(shí)監控(kòng)設備狀(zhuàng)態(tài)和(hé)運行參數。
2.1.3報(bào)警:在(zài)設備異常或(huò)故(gù)障時(shí)發(fā)出(chū)報警。
2.2保(bǎo)護係統(tǒng)
2.2.1繼電保護:通(tōng)過繼(jì)電器(qì)和微機(jī)保(bǎo)護裝(zhuāng)置,快速(sù)檢測並(bìng)隔離(lí)故障。
2.2.2故障(zhàng)錄波(bō):記(jì)錄故(gù)障(zhàng)發(fā)生前後的電氣量(liáng),便於分(fēn)析。
2.3控製係統(tǒng)
2.3.1自動控製:實現(xiàn)設備的自(zì)動操作,如斷路器分(fēn)合閘(zhá),變(biàn)壓器調壓等。
2.3.2遠(yuǎn)程(chéng)控製(zhì):支持遠程(chéng)操(cāo)作(zuò)設備(bèi)。
2.4 通信係(xì)統
2.4.1內部通(tōng)信:連接變電所內(nèi)各設備,實現(xiàn)數據(jù)交(jiāo)換。
2.4.2外(wài)部通信(xìn):與(yǔ)上(shàng)級調度中(zhōng)*和其他(tā)變(biàn)電(diàn)所進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2.5 輔助係統
2.5.1電能(néng)質(zhì)量監(jiān)測:監(jiān)測電能(néng)質量參數,如(rú)電(diàn)壓,頻(pín)率和諧(xié)波(bō)。
2.5.2 環境監(jiān)控(kòng):監(jiān)測變電所環境參(cān)數,如溫度(dù),濕(shī)度(dù)和(hé)煙霧(wù)
Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控(kòng)係統在(zài)邏(luó)輯(jí)功能上(shàng)由(yóu)站控層,間隔層(céng)二層(céng)設(shè)備(bèi)組(zǔ)成(chéng),並用分(fēn)層(céng),開(kāi)放式網絡係統(tǒng)實現連(lián)接。站控(kòng)層設(shè)備(bèi)包括監(jiān)控主(zhǔ)機,提供站(zhàn)內運行(háng)的人機聯係界(jiè)麵(miàn),實(shí)現管(guǎn)理(lǐ)控(kòng)製間(jiān)隔層(céng)設(shè)備等(děng)功能,形成(chéng)全站監(jiān)控(kòng),並(bìng)與遠方監控,調(tiáo)度通(tōng)信;間隔(gé)層由若幹個(gè)二(èr)次子係統(tǒng)組(zǔ)成,在站(zhàn)控(kòng)層及站(zhàn)控層網絡(luò)失效(xiào)的情(qíng)況下,仍(réng)能(néng)獨(dú)立完成(chéng)間(jiān)隔層設備的就地(dì)監(jiān)控(kòng)功(gōng)能。
針對工程具體(tǐ)情(qíng)況,設(shè)計方(fāng)案(àn)具有高可靠性(xìng),易(yì)於(yú)擴充(chōng)和(hé)友(yǒu)好(hǎo)的(dí)人機界(jiè)麵,性(xìng)能價(jià)格(gé)比*越,監(jiān)控(kòng)係統由(yóu)站(zhàn)控(kòng)層和間隔層兩部(bù)分(fēn)組成,采用(yòng)分(fēn)層分布式網(wǎng)絡結構,站控層網絡(luò)采用TCP/IP協議的(dí)以(yǐ)太(tài)網(wǎng)。站(zhàn)控(kòng)層網(wǎng)絡(luò)采用(yòng)單網(wǎng)雙機熱備(bèi)配(pèi)置。
3.2應用場所(suǒ):
適(shì)用(yòng)於(yú)公共(gòng)建築,工(gōng)業(yè)建築(zhù),居(jū)住(zhù)建(jiàn)築(zhù)等(děng)各(gè)行業(yè)35kV以下電(diàn)壓等級的用戶(hù)端(duān)配,用(yòng)電(diàn)係(xì)統運行監視和控製管理。
3.3.1火力發(fā)電廠
監控(kòng)和控(kòng)製(zhì)發電機(jī),變壓(yā)器和(hé)開關(guān)設備。
3.3.2水力發(fā)電廠
監控(kòng)水輪機,發電(diàn)機(jī)和變(biàn)壓器(qì)等設備。
3.3.3 核(hé)電(diàn)站(zhàn)
監控(kòng)核反(fǎn)應(yīng)堆(duī),發(fā)電機和(hé)變壓(yā)器等關(guān)鍵(jiàn)設(shè)備。
3.3.4風力發電場
監控風力(lì)發電機,變(biàn)壓(yā)器(qì)和開關設(shè)備。
3.3.5 太陽(yáng)能發(fā)電站
監控光伏(fú)組件(jiàn),逆變(biàn)器和變(biàn)壓(yā)器等設備。

3.5係(xì)統優勢(shì)
3.5.1提高可(kě)靠(kào)性(xìng)
通(tōng)過(guò)實(shí)時監(jiān)控和自(zì)動(dòng)控(kòng)製(zhì),減少故(gù)障(zhàng)和停機時間。
3.5.2提(tí)升(shēng)效(xiào)率(shuài)
自(zì)動化操作減少人(rén)工(gōng)幹(gān)預,提高運(yùn)行(háng)效率(shuài)。
3.5.3增強(qiáng)安(ān)全(quán)性
快速故(gù)障檢(jiǎn)測(cè)和隔(gé)離,防止事故(gù)擴大。
4 係統(tǒng)硬(yìng)件配置
| 應用場(cháng)合 | 型(xíng)號(hào) | 圖 片(piàn) | 保護功(gōng)能(néng) | ||
| 35kV變電(diàn)站(zhàn)綜(zōng)合(hé)自(zì)動化係統(tǒng) | Acrel- 1000 |
| 可(kě)顯示變電(diàn)站主(zhǔ)接(jiē)綫圖(tú),模擬配(pèi)電(diàn)網(wǎng)絡運(yùn)行,實(shí)現無(wú)人(rén)值班(bān)模式;根據(jù)順(shùn)序(xù)事(shì)件(jiàn)記錄,歷(lì)史曲綫,故障錄波,協(xié)助運(yùn)維人(rén)員(yuán)實現(xiàn)快速(sù)故(gù)障分析,定(dìng)位(wèi)和排(pái)除(chú)問題,盡(jìn)量縮短(duǎn)停電時(shí)間;實時(shí)采集各回路,設(shè)備(bèi)的(dí)電(diàn)流,電壓(yā),功率,電(diàn)能以及(jí)諧(xié)波,電壓(yā)波(bō)動(dòng)等參(cān)數,對(duì)配電係(xì)統和(hé)用電設(shè)備進行(háng)用能(néng)分析和(hé)能效管理 | ||
| 網關(guān) | ANet- 2E8S1 |
| 8路RS485串口,光耦隔離(lí),2路(lù)以(yǐ)太網接(jiē)口(kǒu),支持ModbusRtu,ModbusTCP,DL/T645-1997,DL/T645-2007,CJT188-2004,OPC UA等協(xié)議(yì)的(dí)數據接(jiē)入(rù),ModbusTCP(主,從),104(主(zhǔ),從(cóng)),建築能(néng)耗,SNMP,MQTT 等協(xié)議(yì)上傳,支持(chí)斷點續(xù)傳,XML,JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,支(zhī)持標(biāo)準8GB SD卡(32GB),支持(chí)不(bù)同協議向多(duō)平(píng)台轉發數(shù)據;每個設備的(dí)多(duō)個報(bào)警(jǐng)設置。輸(shū)入電源:AC/DC 220V,導軌式安裝(zhuāng)。 | ||
| 35kV/10kV/6kV 弧(hú)光保(bǎo)護(hù) | ARB6-A6 |
| 動作(zuò)時(shí)間: 弧光單(dān)判據(jù)≤3.8ms 弧(hú)光電(diàn)流(liú)雙判(pàn)據≤7.8ms | 0.4kV~35kV:每(měi)段母(mǔ)綫配置1台主機。 | |
| ARB6-A12 | |||||
| ARB6-A18 | |||||
| ARB6-A24 | |||||
| ARB6-A30 | |||||
| 選配 | 2,3路以(yǐ)太網接(jiē)口(kǒu) | ||||
| ARB-S0 |
| 無源(yuán)型(xíng)廣(guǎng)角寬光(guāng)譜(pǔ)探(tàn)頭(tóu) (不含電池,免(miǎn)維(wéi)護) 自帶濾光(guāng)功(gōng)能(néng) 全絕(jué)緣(yuán),不含金屬(shǔ)成分 (沒(méi)有(yǒu)電氣(qì)安全隱患(huàn)) 配(pèi)套雙股阻燃光纖(20米(mǐ)) | 高(gāo)壓(yā)櫃:母(mǔ)綫室配置1個(gè)弧光探(tàn)頭,手(shǒu)車室(shì)和(hé)電纜室(shì)可按需各(gè)配(pèi)置1個弧光探頭。 低壓櫃:正對(duì)主(zhǔ)母排處配置1個(gè)弧光(guāng)探頭(tóu)。 | ||
| ARB-S1 |
| 無源型廣角(jiǎo)紫(zǐ)外光探(tàn)頭 (不(bù)含電池,免維護(hù)) 自帶(dài)濾光功(gōng)能 ST標(biāo)準(zhǔn)接口 (國(guó)網應(yīng)用) 配套雙(shuāng)股阻燃光(guāng)纖(20米(mǐ)) | |||
| 35kV/10kV/6kV 進綫(xiàn)櫃電(diàn)能質(zhì)量 在(zài)綫(xiàn)監測 | APView500 |
| 相電(diàn)壓(yā)電流(liú)+零序電壓零序電(diàn)流,電(diàn)壓(yā)電流不(bù)平(píng)衡度,有(yǒu)功(gōng)無功功率(shuài)及電能,事件(jiàn)告警及故障錄波(bō),諧波(bō)(電壓/電流63次(cì)諧波,63組(zǔ)間諧波(bō),諧波(bō)相(xiāng)角(jiǎo),諧(xié)波含(hán)有(yǒu)率,諧(xié)波(bō)功率(shuài),諧波(bō)畸變率(shuài),K因子),波動/閃變(biàn),電壓(yā)暫升(shēng),電壓暫降(jiàng),電壓瞬(shùn)態,電(diàn)壓(yā)中斷(duàn),1024點波(bō)形(xíng)采樣,觸發及(jí)定時(shí)錄(lù)波(bō),波形實時顯示及故(gù)障波形(xíng)查(chá)看,PQDIF格(gé)式(shì)文(wén)件存儲,內(nèi)存32G,16D0+22D1,通(tōng)訊2RS485+1RS232+1GPS,3以太(tài)網接(jiē)口(kǒu)(+1維(wéi)護網口(kǒu))+1USB接口(kǒu)支(zhī)持U盤讀(dú)取數據,支持61850協議(yì)。 | ||
| 35kV/100kV/6kV 間隔(gé)智能操(cāo)控(kòng), 節(jié)點(diǎn)測溫 | ASD500 |
| 5寸(cùn)大液(yè)晶彩屏動態顯(xiǎn)示一(yī)次模(mó)擬圖及彈簧儲(chǔ)能(néng)指示,高壓帶電顯示及閉鎖,驗電,核(hé)相(xiāng),3路(lù)溫(wēn)溫(wēn)度(dù)控(kòng)製(zhì)及顯示(shì),遠方/就(jiù)地(dì),分合閘,儲能(néng)旋(xuán)鈕預分預(yù)合(hé)閃(shǎn)光指(zhǐ)示(shì),分(fēn)合閘完好指示,分(fēn)合閘(zhá)回(huí)路(lù)電壓測量,人體感應,櫃(guì)內(nèi)照(zhào)明(míng)控(kòng)製,1路以太(tài)網,2路(lù)RS485,1路(lù)USB接口,GPS對時,高壓(yā)櫃(guì)內電氣接(jiē)點無(wú)綫測(cè)溫,全(quán)電參(cān)量(liáng)測(cè)溫(wēn),脈衝輸(shū)出(chū),4~20mA輸出(chū); | ||
| 35kV/10kV/ 6kV傳感器(qì) | ATE400 |
| 合金片(piàn)固(gù)定(dìng),CT感應(yīng)取(qǔ)電(diàn),啟動(dòng)電流大(dà)於(yú)5A,測溫範(fàn)圍-50-125℃,測量精度±1℃;無綫傳(chuán)輸距(jù)離空(kōng)曠150米; | ||
| 35kV/10kV/6kV 間隔電參(cān)量測量 | APM830 |
| 三(sān)相(1,U,kW,kvar,kWh,kvarh,Hz,cosΦ),零(líng)序(xù)電流(liú)In,四(sì)象限電(diàn)能,實時(shí)及需量,本月(yuè)和上月(yuè)值(zhí),電(diàn)流(liú),電壓(yā)不平衡度(dù),66種報(bào)警(jǐng)類型(xíng)及外(wài)部事(shì)件(SOE)各16條(tiáo)事(shì)件(jiàn)記錄,支(zhī)持SD卡擴展記(jì)錄,2-63次(cì)諧(xié)波,2D1+2D0,RS485/Modbus,LCD顯示(shì); | ||
| 變壓器繞組(zǔ) 溫度(dù)檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡(xún)檢,預(yù)埋(mái)PT100,RS485接口,2路繼電器輸出; | ||
| 變壓器接頭(tóu)測溫(wēn)低壓進出綫櫃接頭(tóu)測溫(wēn) | ARTM-Pn-E |
| 無(wú)綫測溫(wēn)采(cǎi)集可接入60個無(wú)綫(xiàn)測溫(wēn)傳(chuán)感(gǎn)器(qì);U,I,P,Q等全(quán)電參(cān)量(liáng)測(cè)量;2路告警輸(shū)出(chū);1路RS485通訊(xùn); | ||
| ATE400 |
| 合(hé)金片(piàn)固定(dìng),CT感應(yīng)取(qǔ)電(diàn),啟(qǐ)動(dòng)電流大(dà)於5A,測(cè)溫範圍-50-125C,測(cè)量精(jīng)度±1℃;無綫傳輸距(jù)離空(kōng)曠(kuàng)150米; | |||
| 櫃內環(huán)境溫濕度(dù) | AHE100 |
| 無綫(xiàn)溫濕(shī)度傳感器(qì),溫度精度:±1℃,濕(shī)度(dù)精(jīng)度:±3%RH,發(fā)射頻(pín)率:5min,傳輸距離:200m,電池壽命(mìng):≥3年(nián)(可(kě)更(gēng)換) | ||
| ATC600 |
| 兩種(zhǒng)工(gōng)作模(mó)式(shì):終端,中繼(jì)。ATC600-Z做中繼透傳,ATC600-Z到ATC600-C的傳(chuán)輸距(jù)離(lí)空曠(kuàng)1000m,ATC600-C可接收AHE傳輸的數(shù)據,1路(lù)485,2路報警出口(kǒu)。 | |||
| 應用場合 | 型號 | 圖(tú) 片(piàn) | 保(bǎo)護(hù)功能 | 其他功能(néng) | |
| 35kV/10kV/ 6kV進(jìn)綫(xiàn) | AM6-L |
| 三(sān)段式過流保(bǎo)護(hù)(帶方(fāng)向,低壓(yā)閉(bì)鎖(suǒ)),過負(fù)荷(hé)保護(hù),PT斷綫告警,逆功率保(bǎo)護,三相一(yī)次重合閘,低頻減(jiǎn)載,檢同期,合(hé)環保護(hù),斷路器失靈保(bǎo)護(hù); | 操(cāo)作回路, 雙以太網口, 雙485口, 2路4-20mA變 送輸出, 故(gù)障(zhàng)錄(lù)波(bō), GPS對時, 全電(diàn)量(liáng)測(cè)量 直流(liú)量(liáng)測量(liáng)
| |
| 35kV/10kV/ 6kV饋綫(xiàn) | AM6-L | 三段式(shì)過流(liú)保護(帶方向(xiàng),低(dī)壓閉(bì)鎖),過負(fù)荷保護(hù),PT斷綫(xiàn)告(gào)警,逆功(gōng)率保護(hù),三(sān)相(xiāng)一(yī)次重合閘,低頻減(jiǎn)載,檢同期,合(hé)環保(bǎo)護,斷路器(qì)失靈保(bǎo)護(hù); | |||
| 35kV主變 (2000kVA以(yǐ)上(shàng)) | AM6-D2/ AM-3 | 兩圈(quān)變(biàn)/三(sān)圈變(biàn)差動(dòng)速斷(duàn)保護,比(bǐ)例製動差(chà)動保護; | |||
| AM6-TB | 變壓(yā)器(qì)後備保護(hù)測控(kòng),三段(duàn)式過(guò)流(liú)保(bǎo)護(hù)(帶方向,復(fù)合(hé)電(diàn)壓(yā)閉(bì)鎖),非(fēi)電(diàn)量(liáng)保(bǎo)護,啟動通(tōng)風保(bǎo)護(hù),PT斷(duàn)綫告(gào)警,遙(yáo)調升檔,遙調(tiáo)降(jiàng)檔,遙(yáo)調急停(tíng); | ||||
| 35kV/10kV/ 6kV廠用(yòng)變 | AM6-S | 三段式過流(liú)保護(帶方向,復(fù)合電壓閉鎖(suǒ)),零序(xù)過(guò)流,過負荷(hé)保護(hù)(告(gào)警/跳(tiào)閘),控故障告(gào)警(jǐng),PT斷(duàn)綫告警,非電(diàn)量保(bǎo)護(hù); | |||
| 35kV電(diàn)機(jī) (2000kW以上) | AM6-MD | 差動速斷保護,比例差動(dòng)保護,過流(liú),過負(fù)荷,堵轉等(děng)電(diàn)機綜合保(bǎo)護; | |||
| 10kV/6kV 異(yì)步(bù)電(diàn)機(jī) | AM6-M | 兩段式(shì)過流/零序(xù)過流/負(fù)序過(guò)流(liú)保護,過(guò)負荷(hé)保護(hù)(告(gào)警/跳閘),低電壓保護,PT斷綫告警,堵(dǔ)轉保護,啟(qǐ)動(dòng)超(chāo)時(shí),熱過載(zǎi)保(bǎo)護,電(diàn)壓不平衡(héng); | |||
| 35kV/10kV/6kV PT監(jiān)測 | AM6-UB | PT並列/解列,PT監(jiān)測(cè); | |||
| 10kV/6kV 電容(róng)器 | AM6-C | 兩段(duàn)式過流/零(líng)序(xù)過(guò)流保護,過(guò)負荷(hé)保護(告(gào)警(jǐng)/跳閘(zhá)),PT斷綫(xiàn)告(gào)警,過電壓/欠(qiàn)電壓(yā)跳閘,不(bù)平衡電壓/電流保護(hù); | |||
| 35kV/10kV/ 6kV母聯 | AM6-B | 兩進綫備(bèi)投/母聯備(bèi)投(tóu)/自(zì)適應備投(tóu),聯切備(bèi)投,三(sān)段式過流(liú)保(bǎo)護(帶(dài)方向,復(fù)合電壓(yā)閉(bì)鎖(suǒ)),PT斷綫告(gào)警(jǐng),過(guò)負(fù)荷聯(lián)切/告警(jǐng),檢(jiǎn)同(tóng)期(qī),合環(huán)保護(hù); | |||
發電(diàn)廠變電站(zhàn)綜合自動化係統(tǒng)的應用(yòng),不僅(jǐn)提高了電力係(xì)統的(dí)運行(háng)效(xiào)率和可靠(kào)性,還(huán)降低(dī)了運(yùn)行成本和維(wéi)護工(gōng)作量。隨(suí)著技術的不斷(duàn)進步(bù),自動化(huà)係統(tǒng)將在電力係統中發(fā)揮(huī)越來越重(zhòng)要的(dí)作(zuò)用。
參(cān)考文獻
[1]安可企業微電網設(shè)計(jì)與(yǔ)應用(yòng)手(shǒu)冊(cè) 2022.05版