變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造

李慶振 吳敬建 王矛庵

1 變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)概況

陽城煤礦110kV 變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式、模塊化、開放的網(wǎng)絡結構，滿足IEC 關于變電所自動化系統(tǒng)的技術規(guī)范。通訊管理層收集所有測控裝置、測控單元、保護設備及其他如直流屏、電度表等智能裝置，同時配備通訊管理功能，起到規(guī)約轉換作用，進行遠動通信。后臺監(jiān)控層由后臺主機、人機接口設備等組成，負責完成整個變電所的控制、監(jiān)視和遠程維護，完成對模擬量、數(shù)字量、開關量等參數(shù)的實時采集和處理，并對間隔層的設備進行管理和下發(fā)指令。

2 改造變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求

2.1 模擬量采集

采集的參數(shù)有：各段母線電壓、各進出線回路的電流、功率和頻率等電量參數(shù)以及變壓器的溫度等非電量參數(shù)。

2.2 數(shù)字量采集

采集的參數(shù)有：饋線斷路器位置信號、過負荷保護信號、故障信號、各保護動作信號、重合閘動作信號、遠動通道故障信號、系統(tǒng)接地信號。

2.3 配合控制

配合控制中心實現(xiàn)各種斷路器的遙控、遙信功能、變壓器的遙測、遙調功能。

2.4 監(jiān)視功能

（1）控制回路斷線；（2）監(jiān)視層內各個設備及后臺系統(tǒng)內各子系統(tǒng)的工作狀態(tài)；（3）各開關狀態(tài)變位及保護出口監(jiān)視，并形成事件順序記錄；（4）遙信監(jiān)視，變位后報警。

2.5 數(shù)據(jù)傳輸

（1）和上級調度監(jiān)控系統(tǒng)通信或信息轉發(fā)；（2）通信規(guī)約轉換；（3）數(shù)據(jù)傳輸具備上下雙向傳輸通道；（4）具備將數(shù)據(jù)傳至礦調度室的功能。

2.6 操作控制

可對斷路器的分斷與閉合進行操作，對調壓變壓器分接頭進行調節(jié)控制?？刂坪筒僮骺稍谧冸娝鶅妊b置面板上進行操作，或者在監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控畫面以及鍵盤上發(fā)出命令完成，以此保證自動化系統(tǒng)的使用靈活性。

2.7 系統(tǒng)自診斷及自恢復功能

能在線診斷監(jiān)控保護系統(tǒng)，當發(fā)生故障時能即時顯示并發(fā)出報警信息。

2.8 遠程維護功能

（1）數(shù)據(jù)庫維護；（2）圖表畫面維護；（3）監(jiān)控系統(tǒng)診斷；（4）可查看遙測、遙信量，可查看保護動作事件，可查看保護定值并進行修改，可進行遠方信號復歸。

3 增設的子監(jiān)控保護系統(tǒng)

3.1 小電流接地選線系統(tǒng)

PCS-9657D 接地選線裝置適用于電力系統(tǒng)中性點不接地或中性點經(jīng)電阻、消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地選線，被廣泛用于變電所、發(fā)電廠及大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)作為線路和母線單相接地故障報警或用于線路接地保護跳閘。

該系統(tǒng)采用暫態(tài)法與穩(wěn)態(tài)法相結合的選線方法，以暫態(tài)法為主、穩(wěn)態(tài)法為輔。采用每臺裝置最大可接入4 段母線的4 路零序電壓4 路零序電流進行選線。各段母線出線數(shù)可自由配置。

PCS-9657D 接地選線裝置具有以下主要功能：

暫態(tài)法比相法選線、暫態(tài)功率方向法選線、暫態(tài)比幅法選線、零序過流方向法選線、輔助功能、自檢功能、直流掉電報警、硬件回路在線檢測。

3.2 SF6 氣體泄漏監(jiān)控系統(tǒng)

SF6泄漏在線監(jiān)測報警系統(tǒng)主要由主機、溫度傳感器、濕度傳感器和氣體傳感器組成。氣體傳感器安裝在SF6開關的下方，用以在線連續(xù)檢測SF6開關室的氧氣濃度和SF6氣體濃度。主機具有語音提示、語音報警和人體紅外探測等功能。主機通過RS-485 總線輪詢、實時顯示各氣體傳感器的氣體濃度數(shù)據(jù)并在危險時給出語音報警信息，控制風機工作。主機還可以通過RS-485 總線實現(xiàn)與上位計算機的數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)參數(shù)修改，組成計算機對SF6泄漏在線監(jiān)測報警系統(tǒng)。

該系統(tǒng)目前應用于該礦110kV 變電所的SF6開關室、 組合電器室（GIS 室）、SF6主變室。系統(tǒng)結構如圖1 所示。

圖1 SF6 氣體泄漏監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

4 變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)升級改造應用效果

110kV 變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過模塊化升級改造實現(xiàn)對井下-312 變電所、-650 變電所、地面1#堆煤變、地面2#堆煤變的繼電保護設備及其他直流屏、無功補償、小電流接地選線、SF6 氣體泄漏監(jiān)控等監(jiān)控保護裝置的多數(shù)據(jù)采集，分類匯總到后臺系統(tǒng)中，實現(xiàn)對多數(shù)據(jù)的采集融合、數(shù)據(jù)處理和故障預警，達到了提效減員的目的。

（1）110kV 變電所值班員巡視GIS 開關室時，保證了巡視人員人身安全。

（2）10kV 供電系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時，不再需要人工判斷，小電流接地選線裝置采用多種原理自動進行選線，能夠快速地判斷出接地故障，大大減少電網(wǎng)故障運行時間。

（3）110kV 變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，對各類故障都能實現(xiàn)實時報警或自動跳閘，方便變電所值班人員正確判斷出現(xiàn)的故障并采取相關措施，從而為該礦供電系統(tǒng)的安全運行提供了有力保障。

（4）通過升級改造，提高了該礦變電所自動化程度，實現(xiàn)減員4 人，節(jié)約40 余萬元。