变电站自动化系统

一、概述

1000kV特高压系统在国内电网建设中开展示范工程，引起了人们空前关注。系统建成后将带来巨大经济效益，并使中国能源资源分布的优化分配进入新的历史篇章。特高压系统自身运行控制的安全稳定将对国民生计产生重大影响。

监控系统担负着实时监视电网参数、提供电网运行状态、控制电网运行方式的功能，受特高压电网电压倍增的影响，与现有500kV监控系统相比，对测量精度和可靠性的要求更加突出。

结合晋东南－南阳－荆门1000kV交流特高压输电示范工程，许继电气进行自主开发和科研攻关，提出了特高压变电站监控系统的设计方案，并研制出适合于1000kV输电系统的特高压变电站监控系统。

二、系统特点

基于新一代间隔层测控设备，可以在各种情况下提供0.1级测量精度；实现了独立于变电站层设备的全站控制操作的逻辑闭锁功能。

集成工业光纤自愈环网、支持海量数据存储、灾难恢复、分布式设计、方便友好的人机界面、完善的统计计算、告警事件智能处理等诸多技术，CBZ-8000A系统能够比以往的系统更好的适应于特高压变电站的应用环境。

变电站自动化系统具有以下特点：

1、监控系统软件采用跨平台方案设计，采用一套软件即可完全支持UNIX、Linux及Windows各类操作平台。

2、监控系统软件设计采用平台化设计思想。系统设计采用技术平台+应用平台+工程配置的设计思想。

3、设计全过程面向对象，更加适合电力系统用户。

4、系统设计采用一体化设计理念，把变电站实时监控、故障信息系统子站以及变电站日常管理融为一体，并且这几个子系统在设计为逻辑上相互独立，这样即满足了信息共享的要求，又可以按照不同需求单独配置，满足功能灵活性要求。

5、提供智能化报警手段。可以根据用户的需求，对报警实施分级管理，对不同级别的报警信息可选择不同的报警方式，包括报警声音、报警颜色，并可以选择是否实时报警，以屏蔽一些不重要的报警信息。

6、系统设计了完备的网管功能，对全站网络各个节点提供实时在线监测和异常报警。

7、系统内嵌脚本语言和符合IEC61131-3标准的可视化逻辑模块，可完成顺控、防误闭锁逻辑组态，在客户端可以实现功能丰富的动态画面展示。同时支持各类计算公式和表达式，可以实现各类统计计算功能的扩充。

8、监控系统具备网络拓扑分析功能，可以实现带电设备的颜色标识。

9、数据库设计采用自行设计的实时数据库和标准商业历史库相结合的方式。

10、监控系统软件设计采用C/S结构，模块化设计，便于扩充。

11、监控系统提供完备的软硬件自诊断、自恢复以及远程诊断功能，以确保系统的长期可靠运行。

12、系统设计有多级权限管理和严格的密码认证机制，并且信息的传递严格按照横向隔离、纵向加密的原则设计，确保系统的安全性。

三、结构特点

1、整个系统采用面向对象的设计原则，由站控层和间隔层两层构成，不设总控单元，简化系统结构。

站控层设备包括：操作员站；远动主站；继保工程师站；微机五防系统网络接口。预留大型电气设备在线监测与诊断系统和遥视系统的网络接口。

间隔层设备包括保护装置、测控装置、自动化装置、操作切换装置以及其他的智能设备和附属设备。

2、系统主干网络采用光纤自愈环型以太网，站控层与间隔层设备之间直接采用以太网通讯，实现了平衡高速无瓶颈数据传输。

通信网络传输层协议采用TCP/IP协议，应用层通信规约严格等同采用国际标准IEC60870-5-103规约、IEC60870-5-104规约，IEC60870-5-103规约仅用于传送变电站继电保护信息，监控信息由IEC60870-5-104规约传送

通信网络的特点：

1) 主干网采用10/100M光纤自愈环形以太网；

2) 网络的抗故障能力强，即当网络中光纤断裂时，可通过光SWITCH实现主备环之间的自动环回，自动路由到正常的链路进行通信，并隔离故障点，网络故障自动愈合时间仅需50ms～500ms；

3) 通讯介质可根据变电站实际情况灵活使用光纤、双绞线等。也可在一个网络中同时使用光纤和双绞线；

4) 网络拓扑结构可为星型或自愈环型，也可采用两者混合组网的模式；

5) 基于电SWITCH的星型网络拓扑结构和结构化布线技术使以太网的可靠性达到很高标准；

6) 站点扩展可通过集线器的升级或级连来完成，灵活方便；

7) 网络的智能化功能可准确定位通信网络的故障点，维护方便。

3、测控单元采用模块化结构，满足集中组屏式安装和全分散式安装的要求。对于其他具有以太网接口并提供IEC60870-5-104的间隔层设备可直接上网，否则通过网关接入系统。

四、主要功能

1、数据采集与处理功能

2、统计计算与分析

3、报警处理

4、控制操作

5、时钟同步

6、继电保护和故障信息管理

7、远动功能

8、图形化人机界面

9、电压无功自动控制调节功能

五、主要技术指标：

1、测量值误差：不大于0.1%

2、测控设备SOE分辨率：不大于1毫秒

3、网络故障恢复时间：光纤自愈环网最快可20毫秒

4、实时数据库容量：各种类型的信息量总合可达900000点

5、可靠性指标：系统可用率不小于99.99%，计算机工作站平均故障间隔时间（MTBF）不小于20000小时，远动装置平均故障间隔时间（MTBF）不小于270000小时，测控设备平均故障间隔时间（MTBF）不小于100000小时

6、系统时钟与GPS标准时间误差：不大于1ms

7、系统以太网络负荷率在正常状态下任意30min内小于25%。

   河南昊继电气有限公司