赵建强 刘振伟
（中国轻工业西安设计工程有限责任公司 西安 710001)
【摘要】110kV默勒变电站采用改造后的计算机监控系统，按少人值守无人值班方式设计，采用分层分布式网络结构，软硬件均采用模块化设计，且站控层设备及功能适当简化。该监控系统能够完成整个变电站的监视、测量、控制和运行管理，从而改善了供电质量，提高了服务水平，促进了无人值班变电站的实现。
【关键词】110KV默勒变电站 计算机监控系统 改造
引言
变电站计算机监控系统是电力调度自动系统中的重要组成部分之一，是利用现代自动化技术、电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合的综合化系统。计算机监控系统在110kV默勒变电站的应用，能够对系统各种运行应用开关量状态和电量参数进行实时采集和显示，并且将配电网在正常及事故情况下的监测、控制、计量、报警、事故记录、故障录波和供电部门的工作管理有机地融合在一起，完成调度端遥测、遥信、遥控、遥调四遥功能。
一、工程概况
110kV默勒变电站位于青海省海北州祁连县。站内设三条110kV联络出线, 4台主变压器。单台变压器容量为50 MVA，总容量200 MVA。110kV、35kV分段保护为微机保护。现场安装一面故障录波柜，为成都府河公司生产的WGL-12型；安装一面远动柜，为上海惠安生产的BAR-Ⅱ型交流采样装置；安装四面直流屏，直流系统为铁道部郑州铁路局西安科学技术研究所的产品，采用两组共200Ah阀控免维护蓄电池，组层两面蓄电池柜、一面充电柜及一面馈线柜。本系统采用单母线分段接线供全所综合自动化装置、事故照明及交流不停电电源等直流负荷。该系统还配置一套UPS电源系统，容量为3kVA，UPS为站内计算机监控系统、保护装置、通信设备等重要二次设备提供不间断电源。该变电站于2006年10月进行了计算机监控系统技术改造。
二、设计原则
取消常规控制屏、模拟屏，按少人值守无人值班方式设计和配置，采用全计算机控制和监控，不设常规布线逻辑控制设备。以计算机监控系统为手段，完成对整个变电站的监视、测量、控制和运行管理，计算机控制和监控系统能够完成
以往常规控制所具有的全部功能。计算机监控系统具备五防功能，能完成全站防误操作。主站与远动数据传输设备信息资源共享，不重复采集。测控装置采用交流采样技术采集电气模拟量信号，保护动作及装置报警等重要信号采用硬接线方式输入测控单元
计算机监控系统采用分层、分布式网络结构，以保证系统中任何局部设备的故障不影响监控系统总体功能的实现，网络采用双冗余交换式以太网总线结构，符合国际标准化组织OSI模型，TCP/IP协议。软硬件设计均采用模块化结构，使之具有良好的开放性和可扩展性，便于实现系统功能及硬件设备的扩充，更好地实现运行管理智能化。
该系统设计的10kV保护装置、35kV保护装置、110kV及主变压器保护装置均在主控室内集中组屏。
三、监控范围
结合110kV默勒变电站无人值班少人值守方式的特点和目前计算机监控系统在变电站的应用情况，确定计算机监控系统的监控范围：
1)全站的断路器、隔离开关及电动操作的接地开关；
2)主变压器的分接头调节（有载调压变压器）、35（10）kV开关柜及无功补偿装置自动投切；
3)直流系统和UPS系统；
4)通信设备及通信电源告警信号；
5)火灾报警系统；
6)站用变压器、直流系统、UPS系统的重要馈线开关状态；
7)图像监视及安全警卫系统的报警信号；
8)消防水泵、排水泵等重要辅助设备运行状态信号；
9)变电站内重要房间的通风采暖等动力环境。
四、系统配置
变电所改进的计算机监控系统由带有通讯接口的采集控制模块：多功能电力综合仪表、开关量采集模块、电流量采集模块、模拟量采集模块、继电器控制输出模块、现场管理机、220V直流电源以及中央管理机等组成。
中央管理机是本系统的集中管理中心，用于整个变配电系统的实时状态显示、参数统计、数据分析、历史记录、故障报警、控制、报表打印等。
五、系统功能
计算机监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控的全部远动功能，具有与调度通信中心交换信息的能力。
1.数据采集与处理
110kV默勒变电站主控级具有从就地控制单元和外部数据链路采集实时数据的能力，完成数据库的刷新，并对采集来的数据进行分析、处理、计算，形成主控级监控及管理所需的数据。就地控制单元能自动采集LCU模拟量输入、数字量输入、事件顺序记录点等实时数据。
2.电力电量采集设备
根据青海省电力公司电能量计费系统的要求，用智能型高精度电量计费表代替常规电度表，以提高电量计费、电能控制及信息交换的水平，并满足今后电网商业化运营的要求。
3.时钟同步
全站设置一套时钟同步系统，该系统采用双套GPS主时钟对时装置，时钟同步系统采用时间同步信号扩展对时信号方式和数量，以满足站内监控、保护、录波、计量等设备需要的各种时间同步信号，并定时向保护管理机发送对时脉冲
4.信息的组织管理
对变电所设备的状态信息、运行过程中的实时信息和维护管理信息进行分类采集；根据运行单位管理机制的要求实行分层管理；按电网调度自动化系统结构的要求，逐步归并信息，并分级传送。
5.与继电保护的信息交换
通过监控层的操作员工作站与保护管理机通信，对继电保护的状态信息、动作报告等信息实现监测和控制。具有保护装置的复归和投稿、定值的查询等功能。本变电站采用的保护跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接入I/O测控装置方式实现监控系统与继电保护的信息交换。
6.通信与接口
监控层采用国际标准推荐的以太网。监控层系统具有良好的开放性；间隔层采用工控网，它具有足够的传输速率和极高的可靠性，间隔层子系统间实现直接通信；网络拓扑宜采用总线型或环型或星型，监控层与间隔层之间的物理连接宜用星型。
7.控制与电压调节
对全所断路器及电动隔离开关进行遥控；分接开关的自动和手动调节；对保护装置可以实施远方投退、远方复归信号和远方修改保护定值；控制方式可相互切换，并自动闭锁。变电站具有完备的防止电气误操作装置。如果一次设备中的断路器、隔离开关等具有完备的电气闭锁功能，则可由电气闭锁和计算机监控系统实现防误闭锁功能，但应经运行管理单位安监部门认可。
8.人机接口
在变电所设置当地监控主机、显示器、操作键盘和打印机、数据存储设备，以便运行人员能通过人机接口设备监视、控制和管理电站运行设备，允许维护人员就地维护和配置计算机监控系统。
六、 结束语
改造后的计算机监控系统，利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息，完整地掌握变电站的实时运行状态，及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理，提高了值守人员的工作效率,实现了“减员增效”的目的。同时值守管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、把握安全控制、事故处理的主动性，减少和避免误操作、误判断，缩短事故停电时间，实现对变配电系统的现代化运行管，从而改善了供电质量，提高了服务水平，促进了无人值班变电站的实现。另外，改造前按常规开机操作,根据操作人员的熟练程度需要15min左右,而改造后利用计算机开机仅需1 min左右的时间,节省了开机过程中的资源, 减少了运行费用，提高了经济效益。
总之，变电站计算机监控系统具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点。
参考文献
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