变电站综合自动化系统是指完成以下基本功能： l 从当地和远方获取电力系统信息； l 支持当地手动和自动功能； l 在变电站自动化系统和电网管理系统之间，提供与开关设备的通信连接和接口。 这些功能可以由大量装用的智能电子设备（IED）不同程度的组合来实现。 变电站综合自动化系统的发展主要经历了三个阶段； 1）历史上，开关设备和网络管理系统的接口是在各变电站的远方终端单元（RTU）。RTU是一个集中单元，含有大量的输入与输出，基本没有当地功能，但是具有与远方网络控制系统的通信功能。结构上仅是站级概念，现场有关重要信息（如保护动作信息等）通过硬接点送给RTU装置，变电站的监测量一般经变送器变换后送给RTU，开关量监测是直接引至RTU，RTU的控制输出一般经遥控执行柜发出控制命令。整体系统功能不强、硬件设备重复、整体性能指标低、适合于老系统改造。 2）相比与RTU，变电站自动化系统以不同程度的分散结构实现上述基本功能，通过这些功能可对变电站进行管理，实现从线路隔离与接地到收集状态监测数据等所有自动化功能。RTU的通信功能在变电站自动化发展中变为通信接口，由通信网关执行，根据所用的通信协议，网关将规约双向转换（即规约转换器），在变电站自动化分布式智能电子设备中存储的信息通过网关传送给SCADA主站与远方调度电网管理系统。 3）随着信息技术已经进步到可以实现广域保护，依靠协调防御计划来保护整个电力系统，以及IEC61850作为《变电站通信网络和系统》的新国际标准，数字化变电站将以三层两网式部署，三层分别是指站控层设备、间隔层设备和过程层设备，两网分别是指站控层网络和过程层网络。间隔层包括数字式保护、计量、监控等二次设备，负责间隔内信息的运算处理与控制，以及与过程层和站控层之间的网络通信工作；过程层主要包括电子式互感器、合并单元、智能断路器、智能开关、智能终端，该层主要实现信号的采集和对系统的操作控制。三层设备之间通过分层、分布、开放式的两层网络实现连接，两层网络物理上相互独立，站控层网络构建为全站统一的MMS网，过程层网络则包括GOOSE网和SV网。但数字化变电站设置了大量的智能终端、交换机等过程层设备，使得整体动作延时增加、网络复杂。 图1 变电站综合自动化系统发展历程图
电气设备安全防护 在35kV、10kV配电系统中配置AM5SE系列微机保护装置，其中35kV主变配置整套主变保护屏，实现主变的差动保护、后备保护、非电量保护及主变温度监测与档位控制；35kV其他回路及10kV各回路就地配置AM5SE系列微机保护装置。 l 进线保护： 35kV进线柜各配置一台线路保护AM5SE-F（如需光纤差动保护，则配置AM6-LD，与对侧保持一致），当回路故障时，用于跳开本柜断路器，切断故障。35kV进线柜各配置一台电能质量监测装置APView500，监测电能质量如电压谐波与不平衡/电压偏差/频率偏差/电压波动与闪变等稳态数据、电压暂升/暂降/短时中断暂态数据，当检测到电能质量异常时，触发故障录波与数据记录，为后续的电能质量分析提供数据支撑。 l 主变压器保护： 为了实时观察和集中管理降压变压器运行状态，方便降压变压器二次监控设备的安装和检修，提高保护可靠性和灵敏性，35kV/10kV 主变压器回路采用整套主变保护装置集中组屏方式，配置一台主变保护屏。屏柜设立在电气监控室，屏柜上装设1台差动保护装置AM5SE-D2、1台高后备保护装置AM5SE-TB、1台低后备保护装置AM5SE-TB、1台高侧测控装置AM5SE-K、1台低侧测控装置AM5SE-K、1只变压器温控仪ARTM-8、1台档位变送器UP858-19AN及转换开关、压板、空气开关等其他控制设备。差动保护装置：作为降压变压器内部及引出线短路故障的主保护，动作后跳降压变压器高低两侧断路器；高后备保护装置：作为35kV侧的后备保护以及变压器的非电量保护，动作后跳降压变压器高低两侧断路器；低后备保护装置：作为10kV侧的后备保护，动作后跳降压变压器高低两侧断路器；高侧测控装置：用于监测35kV侧测量电流、测量电压；低侧测控装置：用于监测10kV侧测量电流、测量电压；变压器温控器：监测降压变压器内部绕组温度；档位变送器：用于降压变压器档位测量及有载调压。 l 母联保护： 母联柜配置一台备自投保护装置AM5SE-B，用于实现两进线和母联之间的自动投切（进线备自投/母联备自投/联切备自投/自适应备自投），同时实现母联保护功能。 l PT保护： PT柜配置一台PT并列及监测装置AM5SE-UB，实现两台PT柜间的切换以及监测，当回路电压出现异常时，及时发出告警信号。 l 开关柜综合测控及电气节点测温： 35kV各开关柜配置一台智能操控无线测温装置ASD320，其中PT柜采用3点电池型测温传感器ATE400，用于监测母排温度；其他柜子均采用12点测温传感器ATE400，用于监测母排、断路器上触头断路器下出头、电缆出线处的温度。 l 弧光保护： 进线柜配置一台弧光保护主控单元ARB5-M，母联柜配置一台弧光保护扩展单元ARB5-E，各开关柜母线室配置一只弧光传感器ARB5-S，当母线室发生弧光故障时，弧光保护主控单元及时跳开被保护母线的进线、母联和其他电源支路断路器。
为了加强变电站综合自动化监控系统安全防护，抵御黑客及恶意代码等对监控系统发起的恶意破坏和攻击，以及其它非法操作，防止电力监控系统瘫痪和失控，和由此导致的变电站一次系统事故和其他事故，需制定电力安全防护方案。 项目实施需配置变电站综合自动化系统、电能量采集装置、调度数据网系统。 l 变电站综合自动化系统 变电站综合自动化系统采用系统组态软件Acrel-1000变电站综合自动化监控系统，配置一台监控后台主机兼操作员站。主要实现变电站的数据采集、监视和控制功能，以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象（生产过程）共同构成的整体。在这个系统中，计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制，采用IEC104规约、端口号2404，并实时与地调自动化主站系统进行数据传输。 l 电能量采集装置 配备一套厂站采集终端电能量采集装置。电能量采集器是一种用于采集、存储和转送电站关口表采集和生成的计量计费信息的装置。装置通过与电度表通信，收集电度表采集和生成的计量计费信息。采集器通过调度数据网非实时业务与计量计费主系统通信，地调接入网上传通信端口为1020，上报所采集和生成的的计量计费信息。 l 调度数据网系统 调度数据网系统是一种为电力调度生产服务的专用广域数据网络，是电力调度生产部门之间及电力调度生产部门与发电厂、变电站之间计算机监控系统等实时和准实时数据通信的基础设施，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。一般由路由器、交换机、纵向加密装置、网络安全监测装置、横向隔离装置、防火墙装置组成。
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