「节能学院」安科瑞变电站综合自动化系统在安庆市静脉产业园应用

时间：2022-12-07 15:53:09来源：搜狐

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摘要

变电站综合自动化系统是综合和优化变电站二次设备功能，利用计算机技术、通信技术和信号处理技术，实现自动监控、测量、控制的综合自动化系统，保护整个变电站的主要设备和输配电线路，以及与上级调度的通信。

关键词：变电站综合自动化系统；自动监控；保护调度通信

1、概述

安庆静脉产业园是为安庆市经济健康可持续发展创造长期环境安全保障，建设资源节约型社会，促进和发展循环经济，提高土地利用价值，搭建固体废物综合处置和回收利用平台，改善安庆市整座城市面貌，解决安庆市未来的固体废物。

建设内容包括：危险废物处理中心、优木基废物处理中心、园区污水处理厂配套建设、园区管理中心等。建设内容包括安庆静脉产业园项目红线内的所有固体废物处理子项目，以及园区红线内外的市政配套设施。全厂设1座35kV变电站和3座区域变电站。35kV变电站为独立的两层建筑，其中一层为35kV开关室、35kV变压器室和10kV开关室，二层为10kV变压器、0.4kV开关室和通信室。区域变电站是机组厂房一层的独立区域，配备10kV开关柜、变压器和0.4kV低压柜。本项目外部电源由国网安庆供电公司提供。第一路电源为庆兰变电站35kV京环313专线，作为35kV电压等级的共用电源，第二路电源为朝阳变电站10kV山口17线，作为10kV电压等级的备用电源。

图1 静脉产业园现场图

2.、系统结构

变电站综合自动化系统是指通过执行特定功能来实现给定目标的一些相关单元的组合。变电站综合自动化系统利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术，实现变电站二次设备功能的重新组合和优化设计，并对变电站所有设备的运行情况进行监视和测量。

系统分为三层：现场设备层、网络通信层和平台管理层。

现场设备层：包括微机保护、智能控制、多功能仪表等设备，用于采集站内配电柜内的电气运行参数、开关状态、电气接触温度等数据。同时，35kV变电站和10KV变电站分别配置多套直流电源，确保现场设备有良好的运行环境。

网络通信层：包括anet-2e8s智能网关。网关主动采集现场设备层设备的数据，并能进行协议转换和数据存储。10kV变电站通过数据采集箱（内置智能网关）采集数据，并通过光纤上传至通信室变电站综合自动化监控系统平台；同时，网关作为远动通信设备，通过交换机将现场设备数据经纵向加密数据加密后上传至调度网。

平台管理：l变电站综合自动化监控系统平台、国网安徽安庆电力调度控制中心平台。

图2 监控系统网络结构图

3、解决方案

本项目共有一座35kV变电站和三座区域变电站。35kV变电站为独立的两层建筑，一层为35kV配电室、35kV变压器室和10kV配电室，二层为10kV变压器、0.4kV配电室和通信室。区域变电站是机组厂房一层的独立区域，配备10kV开关柜、变压器和0.4kV低压柜。

35kV变电站35kV开关室一次系统图如图1所示。开关柜共4个，其中进线柜1个，出线柜1个，计量柜1个，Pt柜1个。

图3 35kV开关室一次系统图

5kV变电站10K配电室一次系统图如图2所示。开关柜16台，其中10kV进线柜2台，变压器出线柜9台（含备用出线柜3台），母联柜1台，隔离柜1台，Pt柜2台，计量柜1台。

图4 10kV开关室一次系统图

图5 各分散10kV变电所进线柜一次系统图

3.1方案综述

本工程35kV、10kV配电系统均设置微机保护装置，每个35kV、10kV高压开关柜均设置开关状态控制装置，用于采集电气量，监测、控制和调整电气设备（如断路器）的状态。当故障发生时，微机保护装置将完成暂态电量的采集、监测和控制，迅速排除故障设备，并在事故发生后完成恢复操作。

每个35kV和10kv高压变配电开关柜配备一个多功能电能表。计量仪表安装在庆兰变电站35kV京环313专线间隔、客户侧35kV变电站备用电力计量柜、客户侧35kV变电站主电力计量柜、客户侧35kV变电站低压柜办公照明插座，客户侧35kV变电站低压柜员工宿舍负荷出口。负荷采集接线盒安装在主变电所内，采集计量点客户侧四表的电能信息，用于远程监控和电能数据采集。

35kV主变内配置一套dc220v/100ah柜式直流电源，区域变所在高压柜内配置dc220v/20ah分布式直流电源，为全站断路器、二次设备、监控主机等重要设备的运行提供稳定可靠的电源。

通信室内配置时钟同步装置，实现变电站内所有微机保护装置、监控主机、协议转换装置、远动装置、车站采集终端的时钟同步。

通信室内配置一套变电站综合自动化系统，通过协议转换装置采集站内ups和直流屏数据，通过光纤组网和与各区域分散的10kV变电站通信，实现变电站综合自动化监控和管理。

通信室设置通信屏和调度数据网屏。通信屏配备一套155m光传输设备、一块155m单光端口板和两套PCM接入设备（一套安装在35kV静脉变压器内，一套安装在安庆调度）。变电站与调度终端之间的通信通过专用通道的点对点方式实现。调度数据网络屏配置1台路由器、2台交换机、2台纵向加密装置、1台网络安全监控装置和1台厂站采集终端。厂站采集终端实现对站内总电能和所用变压器的测量。

3.2功能需求

3.2.1. 本地数据采集

变电站综合自动化系统共需要采集34套设备。根据数据类型，本地设备主要分为遥测、遥信和电能数据。部分数据如下：

遥测信息

遥信信息

电能信息

3.2.2. 电力安全防护需求

为加强安庆静脉产业园配电项目电力监控系统的安全防护，抵御黑客和恶意代码对监控系统的恶意破坏和攻击，以及其他非法操作，防止电力监控系统瘫痪和失控，而由此引发的变电站系统事故等事故，有必要制定一套电力安全保护方案。

安庆静脉产业园配电工程设置变电站监控系统、调度数据网络系统和电能信息采集装置。

变电站监控系统

本站变电站监控系统采用系统组态软件acrel-1000变电站综合自动化监控系统，配置监控后台主机和操作员站。主要实现变电站的数据采集、监控功能。它以监控计算机为主体，加上检测装置、执行机构和监控对象（生产过程）。在该系统中，计算机直接参与对被监控对象的检测、监视和控制，采用IEC104协议，端口号2404，与本地调度自动化主站系统实时进行数据传输。设备操作系统采用64位Windows 7 Ultimate Edition，数据库版本为SQL Server 2008R2。

电能信息采集装置

本站设置一套电能信息采集装置，型号为冀成电子生产的ies-e70站用采集终端。电能信息采集器是用于收集、存储和传输电站网关表收集和生成的计量和计费信息的装置。配置2个以太网端口。供电方式为交流/直流220V。该装置通过与电能表通信，收集电能表收集和生成的计量和计费信息。采集器通过调度数据网的非实时业务与主计量计费系统进行通信，本地调度接入网传输通信端口为1020，用于报告采集生成的计量计费信息。

本项目二次系统、制造商和操作系统的具体版本号如下：

3.2.3. 主机与网络设备加固

安庆静脉产业园配电工程应用的监控服务器系统配置软件acrel-1000和网络边界通信网络关闭anet-2e8s1使用非Linux ubantu的安全加固操作系统，非必要的网络服务已关闭。具体内容如下：

（1）确认生产控制区计算机设备各网卡IP地址配置正确

（2）关闭不必要的网络服务

（3）禁止非法网络外展；

（4） USB端口和CD-ROM驱动器应附有密封件，以防止访问USB和CD-ROM移动媒体

（5）强化密码，删除默认冗余账号，不同账号对应不同权限设置

（6）禁止在计算机上安装与运行监控系统无关的软件。

其他系统也用于增强主机安全性。加固方法包括：

（1）卸载不必要的应用程序软件、主机密码复杂性、，

（2）删除冗余主机帐户并关闭端口3389、135、138和445

（3）使用没有恶意芯片和安全风险的计算机和存储设备

（4）确认生产控制区计算机设备各网卡IP地址配置正确

（5）关闭不必要的网络服务，禁止非法网络外展

（6）强化密码，删除默认冗余账号，不同账号对应不同权限设置

（7）禁止在计算机上安装与运行监控系统无关的软件。

现场网络设备如A、B网交换机，业务交换机等，对网口实行MAC地址绑定，实现专口专用，对于多余网口进行关闭并用防尘塞封堵端口贴上“端口禁用标志”。

安庆市静脉产业园配电工程项目监控系统安全分区及边界防护如下图所示：

图6 监控系统安全分区及边界防护图

3.3设备配置清单

3.4现场应用图

图7 10kV有木几车间变电所图

图8 10kV有木几车间变电所图

图9 10kV朝阳变山口17线备用电源变电所图

图10 通信室现场图

4、系统功能

4.1. 实时监测

acrel-1000变电站综合自动化系统具有友好的人机界面，可以以配电原理图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监控各回路的电压、电流、功率、功率因数等电气参数信息，动态监测各配电回路断路器、隔离开关、接地刀等相关故障、报警等信号的合分状态。其中，10kV配电系统监测的开关量主要包括：断路器分合闸信号、手车工作和试验位置信号、远方/就地开关位置信号、弹簧储能状态信号、接地刀分合闸信号、变压器超温跳闸信号、高温报警信号、，保护跳闸信号和事故警告信号。