关键词： 变电站； 超高压； 自动化； 分散式
中图分类号： TM 764

0　引言

　　LSA678分布式变电站综合自动化系统集变电站的监测、控制、继电保护和防误闭锁于一体，在功能上又相互独立。通过灵活的配置与组态，能满足各种电压等级的有人或无人值班变电站自动化的要求，已成功应用于浙江金华500 kV双龙变电站。
　　系统投运的前3个月，控制操作570次，动作正确率为100％，迄今已安全运行2年多，总体运行情况是安全、可靠、稳定。

1　系统结构及工作原理

　　金华500 kV双龙变电站是国内首家取消常规控制、按综合自动化要求实施的超高压变电所。其自动化系统采用分层、分布、分散式结构，并按一次设备电压等级分别以小室方式分散布局，总体可分为变电站层和间隔层2部分。原理框图见图1。
 

图1　双龙变电站自动化系统原理框图
Fig.1　The diagram of automation system
in Shuanglong substation

　　a. 500 kV自动化系统按2个小室配置，有2面主单元屏；按1个完整串、3个不完整串、2台主变、3条线路、2段母线、4把母线地刀等一次设备配置。
　　b. 220 kV自动化系统按2个小室配置，有2面主单元屏；按双母线、双分段、双旁路、双进线和12回出线配置。
　　c. 35 kV自动化系统按1个小室配置，有1面主单元屏；按双主变、4组电容器、4组电抗器、3台所用变配置。站内后台SCADA系统与35 kV部分共用一个小室，以节省占地面积和土建投资。
1.1　变电站层系统
　　变电站层的后台SCADA系统由双主机、双人机工作站、规约转换器、主备通信机和保护管理机通过双光纤以太网互联组成。规约转换器和保护管理机及其以下设备安装在相应的就地继电保护小室内。500 kV和220 kV系统的主单元除与本小室的规约转换器直接通过电缆连接外，还通过光缆与同电压等级的另一小室的规约转换器连接，实现规约转换器的互为备用，增加系统的可靠性。各小室的主单元将本小室的信息汇总，经规约转换器实时传送至网上，实现信息共享。规约转换器采用主备方式工作，由主机将2台主单元的信息汇总上网，当通道故障或主规约转换器故障时，备机将自动升为主机并报警，保证系统能继续正常运行，提高系统的可靠性。220 kV系统的国内微机型线路保护及500 kV系统的国外微机型线路保护与短线保护通过各自的保护管理机将信息上网。主机将信息汇总后进行处理，并实现所要求的功能。主备通信机按照调度的要求，将变电站内的有关信息转送至华东总调、浙江省调和金华地调三级调度。工作站通过RS—232串行通信口将有关实时信息转送到模拟屏上进行直观的显示，便于运行人员观察。
1.2　间隔层系统
　　双龙变电站500 kV综合自动化系统间隔层设备由西门子公司提供，由6MB变电站测控系统和8TK电气联锁系统组成。500 kV和220 kV的间隔层设备分别安装在就地的继电保护小室内，35 kV的间隔层设备安装在主控楼35 kV保护小室内。
　　6MB 5510作为每个间隔层小室的主单元，通过光纤星形网络与各个6MB 522 I/O单元通信。其本身亦采集开关量(状态或信号量，可构成SOE功能)、脉冲量(电能表脉冲计数)、模拟量(变送器输出)及控制输出量(500 kV母线地刀)，采用8fw规约与规约转换器通信，并通过西门子卫星对时系统GPS实现对时功能。
　　6MB 522为紧凑型I/O装置，按电气单元配置。在双龙变电站自动化系统的500 kV间隔层中，每串配置5台(包括每台开关及其与之相连的隔离刀闸与地刀、每回出线的隔离刀闸与地刀)。该I/O装置采集本电气单元的开关量(状态量及信号量)、模拟量(交流或直流)，输出控制量。
　　7VK为检同期及自动重合闸装置，在此仅作为检同期装置使用，按开关配置。它具有各种检同期方式，整定方便、灵活。
　　8TK1为电气单元操作控制联锁装置，8TK2为操作控制联锁系统的主单元。8TK1和8TK2组成开关、隔离刀闸以及地刀的操作控制联锁系统。该系统通常按每个电压等级配置。
　　220 kV和35 kV间隔层结构类似于500 kV，限于篇幅，此处不再赘述。

2　系统的主要特点

　　500 kV双龙变电站综合自动化程度高、功能全，不仅具有一般500 kV变电站综合自动化系统所要求的“四遥”功能［1］，此外还具有较高的可维护性、可扩展性、可靠性及安全性，具有较强的微机保护管理功能和在线监视能力［2，3］。
　　 经测试，其主要技术指标满足合同要求，测试在现场进行，环境温度约为15 ℃～25 ℃；电气模拟量测量误差不大于±0.5%(全部)；无功测量误差不大于±0.8%(直接交流采样)；SOE分辨率为1 ms；频率误差为0.001 Hz；调用CRT屏幕反应时间不大于3 s；动态数据更新时间为3 s；从外加信号到MMI，CRT显示时间平均为3 s；CPU平均负荷率(正常情况下)主机及MMI工作站不大于30% 。

3　分析与展望

　　浙江金华500 kV双龙超高压变电所综合自动化系统成功投运2年多，已引起国内同行的广泛关注，也存在工程投资偏高的议论。客观地讲，该工程费用同人们思想上能够接受的该工程的造价之间存在一定距离，分析其中原因可以概括为：
　　a.硬件和软件全部进口；
　　b.工程的实际内容与人们习惯上所想象的内容存在差距；
　　c.比较的对象不一样，人们习惯用国内已经投运的500 kV监测系统（RTU模式或增强型的RTU模式）的造价同该工程的费用相比；
　　d.开关联锁系统8TK以及检同期装置7VK512的大量使用，造成系统硬件费用偏高；
　　e.工程中为了达到测量精度要求而提供了许多双重化配置，增加了硬件成本。
　　我们也应看到，该项目是一个国际性招标项目，当时本方案的投标价在几个国际大公司中属偏低的。因此，比较一个工程的费用不能脱离国际国内的环境和所供设备内容与质量的客观情况。
　　实施500 kV超高压变电站自动化监控，一种是采用传统概念上集中组屏且I/O量有限的RTU(仅遥测、遥信)，这在过去的500 kV变电站中已广泛应用，为调度自动化水平的提高发挥了积极的作用。另一种，采用了分散式变电站综合自动化系统实现遥控和无人值班，这是变电站自动化的发展趋势。金华500 kV双龙变电站综合自动化工程是变电站自动化系统在超高压变电站一次有益的尝试。
　　随着新技术的采用，新的性能价格比更高的间隔级控制单元，例如西门子的6MB 524的推出，为更加合理的选型和组态配置提供了更大的选择余地和空间。同样以金华500 kV双龙变电站为例，采用6MB 524和主单元的9版本，可以省掉8TK联锁装置，同时 7VK512检同期装置也可以减少许多。这样一来原工程造价就可以大大降低。

杨晓松，男，硕士，工程师，从事变电站自动化监控开发设计等工作。
杨晓松（电力自动化研究院南京中德保护控制系统有限公司， 南京 210003）
阙连元（电力自动化研究院南京中德保护控制系统有限公司， 南京 210003）
唐涛（电力自动化研究院南京中德保护控制系统有限公司， 南京 210003）
陈卫中（浙江金华电业局， 浙江金华 321001）
张少华（浙江金华电业局， 浙江金华 321001）

参 考 文 献

1，唐　涛(Tang Tao).国内外变电站无人值班与综合自动化技术发展综述(Overview of the Substation Automation Technology).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems)，1995，19(10)
2，金　韬，唐　涛，阙连元，等(Jin Tao, Tang Tao, Que Lianyuan, et al).分散式变电站自动化系统分析与讨论(Discussion on the Automation System of Distributed Substation).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems)，1997，21(10)
3，唐　涛，沈根发(Tang Tao, Sheng Gengfa).用于电网控制的数字式变电站自动化系统(The Digital Substation Automation System Used in Electric Network Control).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems)，1998，22(6)