
一 概述
在现代电力系统中,110kV变电站作为区域电力传输与分配的关键枢纽,其运行稳定性、运维效率直接关系到工业生产、居民生活的电力保障。随着电力行业数字化、智能化转型加速,传统变电站运维模式面临人员成本高、响应速度慢、故障风险大等诸多挑战。安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统以其分层分布式架构、全流程智能管控能力,成为110kV变电站实现“无人值守、智能运维”的核心解决方案,为变电站的可靠运行注入全新动能。
二 Acrel-1000系统适配110kV变电站的核心架构
Acrel-1000变电站综自系统组网图
Acrel-1000变电站综合自动化系统采用“站控层-网络通信层-现场设备层”的分层分布式架构,针对110kV变电站的设备规模、电压等级与运维需求,实现了数据采集、传输、分析与控制的全链路智能化覆盖。
(1)站控层:智能管控的核心大脑
展开剩余93%站控层采用单网双机热备配置,正常情况下主机负责数据采集、监控展示与指令下发,从机实时同步主机数据库数据并处于监视状态。当主机出现网络异常、CPU过载或断电故障时,从机可在毫秒级完成切换,全面接管监控任务,确保110kV变电站的监控不中断,完全满足无人值守场景下的连续运行需求。同时,站控层主机搭载轻量化软件系统,基于Windows 7 64位平台运行,最低仅需CPU 3.0GHz、4GB内存即可稳定运行,兼容老旧工控设备,降低110kV变电站改造的硬件升级成本。
(2)网络通信层:数据传输的可靠纽带
网络通信层承担着站控层与现场设备层之间的数据交互任务,针对110kV变电站内设备接口多样、通信规约不统一的问题,系统通过规约转换装置,支持Modbus、CDT、IEC104等20余种通信规约,实现新老设备的无缝对接。现场设备层的微机保护装置、智能仪表等设备通过屏蔽双绞线连接至通信管理机,通信管理机再经网线接入交换机,将分类处理后的数据上传至站控层,同时接收站控层的控制指令并下发至现场设备,构建起稳定、高效的数据传输网络[4]^。
(3)现场设备层:精准感知与可靠执行的终端
现场设备层是系统数据采集与指令执行的终端,针对110kV变电站的主变压器、进线回路、高压电动机等核心设备,搭配AM6系列微机保护装置,实现主变差动保护、线路三段式过流保护、备自投等关键功能,保障设备故障时的快速响应与精准切除。此外,系统还可配置电能质量监测装置,实时监测电压谐波、不平衡度、暂升暂降等参数,为110kV变电站的电能质量优化提供数据支撑;部署微机五防系统,通过断路器五防电气锁、手车闭锁套件等,实现操作过程的安全防护,彻底规避人为误操作风险。
三 Acrel-1000系统在110kV变电站的核心功能应用
(1)实时监测与可视化管控
系统以配电一次图的形式直观展示110kV变电站的整体运行状态,可实时监测各回路的三相电压、电流、总有功功率、总无功功率、功率因数等电参数,动态监视断路器、隔离开关、地刀的合分闸状态及故障告警信号。针对110kV主变压器,系统提供独立分析界面,可查看变压器型号、容量等基本信息,以及高低压两侧的详细电参量、温度数据,实现核心设备的全维度监控[7]^。运维人员通过站控层主机或远程终端,即可掌握变电站的实时运行情况,无需现场值守。
(2)一键顺控:运维效率与安全的双重升级
针对110kV变电站倒闸操作流程复杂、耗时久、风险高的痛点,Acrel-1000系统搭载一键顺控功能,通过程序化控制模块预设操作票流程,结合“设备状态自动识别+双重防误校验”机制,实现从“操作票生成-预演-执行-状态反馈”的全自动化闭环。操作前,系统自动校验设备当前状态,如断路器分合位、刀闸位置等,若存在异常立即闭锁操作并发出告警;操作过程中实时监测步骤进度,突发问题自动停机,有效规避人为误操作风险。以110kV主变送电操作为例,传统模式下需多人配合耗时数十分钟,通过一键顺控功能,仅需1人在后台启动操作,数分钟即可自动完成,大幅降低运维工时与人力成本。
(3)运行报表与故障追溯
系统支持生成日报表、月报表、年报表等多维度运行报表,报表涵盖各回路的电参量数据、设备运行状态、告警记录等信息,为110kV变电站的运维分析、能耗管理提供数据依据。当变电站发生故障时,系统可自动记录故障时间、故障设备、故障类型及相关电参数变化曲线,运维人员通过历史数据回溯,能够快速定位故障原因,制定针对性的修复方案,缩短故障停电时间,提升供电可靠性。
(4)远程控制与智能调节
依托稳定的网络通信架构,Acrel-1000系统支持远程控制功能,运维人员可通过授权终端对110kV变电站的断路器、刀闸等设备进行远程操作,实现故障的快速隔离与设备的远程投切。同时,系统可根据预设的策略,对变电站的无功补偿装置、变压器档位等进行智能调节,优化电能质量,降低线路损耗,提升110kV变电站的运行经济性。
四 Acrel-1000系统在110kV变电站的应用价值
(1)提升运行可靠性
通过双机热备配置、实时监测预警与精准故障保护,Acrel-1000系统大幅降低了110kV变电站的故障发生率与停电时间,为区域电力供应提供稳定保障。以某工业园区110kV变电站为例,改造前每年因设备故障导致的停电时间累计超过8小时,应用Acrel-1000系统后,停电时间缩短至不足1小时,供电可靠性提升90%以上。
(2)降低运维成本
系统实现的无人值守与一键顺控功能,减少了现场运维人员的配置需求,降低了人力成本;同时,通过智能调节与能耗分析,优化变电站的运行方式,降低线路损耗与设备能耗,进一步提升了110kV变电站的运行经济性。
(3)支撑智能化转型
Acrel-1000系统的分层分布式架构与开放通信协议,为110kV变电站后续接入电力调度平台、智慧能源管理系统预留了扩展空间,助力变电站从“基础运维”向“智能管控”深度转型,适应未来电力系统的发展需求。
五 安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统
1.系统主要功能 温刚18702111736
系统提供了完整的SCADA功能,包括主接线图、设备工况、实时数据显示、定值管理、SOE报警/记录/查询/打印、棒图、实时/历史曲线、语音报警、历史信息查询、用户权限管理、各种运行数据统计分析报表等。系统可以协助运维人员快速故障分析、定位和排除问题,对配电系统和用电设备进行用能分析和能效管理。可以帮助企业提高供电可靠性、降低运营成本、提高生产效率,加快供配电过程中异常状态的反应速度。
2.系统应用场所
适用于公共建筑、工业建筑、居住建筑等各行业35kV以下电压等级的用户端配、用电系统运行监视和控制管理。
3.系统功能界面
1)实时监测
Acrel-1000综合自动化监控系统可以直观显示一次系统图,并实时显示各电压等级各回路的遥测量、遥信量和报警信号等。
遥测量包括电压、电流、功率、功率、电能等电参量,高低压柜内电气节点温度值等;
遥信量包括中压开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合状态,柜内弧光探头的链路状态、断路器弹簧储能状态及远方就地控制状态;
报警信号包括微机保护装置的告警信号、保护跳闸信号及装置异常信号\线路弧光保护动作信号、节点温度告警及设备通信异常告警。
光字牌
(2)电参量查询
Acrel-1000综合自动化监控系统在配电一次图中,可以直接查看该回路详细电参量,界面也可用棒图的形式更直观的展示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、电能等。
(3)曲线查询
Acrel-1000综合自动化监控系统在曲线查询界面,可以直接查看各电参量曲线,包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度等曲线。并统计该曲线查询范围内最大值、最大值发生时间、最小值、最小值发生时间、平均值等。
(4)运行报表
Acrel-1000综合自动化监控系统可以查询各回路或设备指定时间的运行参数,报表中显示电参量信息应包括:各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能、温度值等。可以按照日、月、年的格式进行查询、导出、打印。
(5)实时告警
Acrel-1000综合自动化监控系统具有实时告警功能,系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位,保护动作、事故跳闸等事件发出告警。
1.图元告警
2.弹出事件报警窗口
3.实时语音功能,系统能够对所有事件发出语音告警。
4.短信告警,可以向指定手机号码发送告警信息短信(需选配短信猫)。
5.电话告警,可以向指定手机号码拨打电话(需选配电话语音盒)。
6.声光报警器报警
(6)历史事件查询
Acrel-1000综合自动化监控系统能够对遥信变位,保护动作、事故跳闸,以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理,方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。可以按时间、类型和设备进行查询和排序。
(7)电能统计报表
Acrel-1000综合自动化监控系统具备定时抄表汇总统计功能,用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况,即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。
(8)开关次数统计报表
Acrel-1000综合自动化监控系统具备对开关分合次数统计功能,用户可以自由查询自系统正常运行以来各开关量每日、月分合次数,分合时间以及掉线时间。
(9)用户权限管理
Acrel-1000综合自动化监控系统为保障系统安全稳定运行,设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控的操作,数据库修改等)。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限,为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
(10)电能质量监测
Acrel-1000综合自动化监控系统可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。
实时监测总进线和重要出线回路的供电电源电能质量,包括稳态数据监测、暂态数据监测和故障录波分析。对供电系统中的电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、三相电流不平衡、2~63次谐波电压、2~63次谐波电流、0.5~63.5次间谐波电压、0.5~63.5次间谐波电流、谐波功率、谐波畸变率等实时监测,并以柱状图进行谐波分析。
监测重要回路的电压波动与闪变、电压暂升/暂降、短时中断情况,实时记录事件并故障录波,为电能质量分析与治理提供数据来源。及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性,减少因谐波造成的供电事故的发生。
(11)遥控
Acrel-1000综合自动化监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面点击相应的断路器遥信点调出遥控操作界面,可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。
遥控预置
遥控执行
(12)故障录波
Acrel-1000综合自动化监控系统可在系统发生故障时,自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况,通过对这些电气量的分析、比较,对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。
(13)事故追忆
Acrel-1000综合自动化监控系统自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息,包括开关位置、 保护动作状态、遥测量等,形成事故分析的数据基础。
(14)误防闭锁功能
安科瑞Acrel-1000综合自动化监控系统与五防软件系统之间建立通信协议链接,当某一设备需要进行遥控操作时,五防软件首先进行五防规则判断,符合五防规则后,则发送解锁命令至自动化监控后台,自动化监控后台进行遥控操作。五防软件可以模拟遥控步骤,形成操作票。
(15)通信管理
Acrel-1000综合自动化监控系统可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。可以查看某个设备的通信和数据报文。
可以完成与各种智能电子设备的通信和数据转发,包括微机保护、电力仪表、智能操控、直流屏、模拟屏、五防系统和调度等。
(16)硬件产品选型配置
(17)系统软件证书
六 结论
安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统以其适配110kV变电站的分层分布式架构、全流程智能管控功能,为变电站的可靠运行、高效运维与智能化转型提供了全方位支撑。在电力行业数字化转型的大背景下,Acrel-1000系统将成为110kV变电站实现“无人值守、智能运维”的核心选择炒股在线配资,为区域电力供应的稳定性与经济性保驾护航。
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