1.1 概述

中山天優(yōu)自主研發(fā)的TU-WB系列變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)本著提高電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少變電站的基建投資，滿足生產(chǎn)運(yùn)行要求，并為推廣變電站無人值班提供手段的指導(dǎo)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)構(gòu)造能滿足各種變電站、開關(guān)站、配電站的要求。本綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是集繼電保護(hù)、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理和記錄、遠(yuǎn)動(dòng)等各項(xiàng)功能為一體的、性價(jià)比優(yōu)異的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

系統(tǒng)應(yīng)用*的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信和控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備的保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)量、控制、報(bào)警、開關(guān)狀態(tài)記錄、遠(yuǎn)方信息交換等主要功能。采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想，從變電站整體出發(fā)，統(tǒng)一考慮保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)、直流、五防等，避免功能重復(fù)配置。TU-WB系列變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括:間隔級(jí)的智能單元模塊和站級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)。

本系統(tǒng)可以適用于有人值班或無人值班的系統(tǒng)運(yùn)行方式。對(duì)于有人值班的變電站，可及時(shí)地向值班人員提供詳細(xì)的信息，以至提供改變運(yùn)行參數(shù)的各項(xiàng)參考性提示，為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保證措施；對(duì)于無人值班的變電站，除能完成本站就地的運(yùn)行管理（保護(hù)、控制、測(cè)量、通訊等功能）外，還可向遠(yuǎn)方控制站提供本站的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、必要的數(shù)據(jù)和參數(shù)等運(yùn)行管理所必需的信息（諸如防火、保安、溫度、圖像、監(jiān)控等），既可在調(diào)度站或控制中心（集控站）進(jìn)行控制，同時(shí)也可適應(yīng)控制中心集中監(jiān)控和管理的要求，在調(diào)度端與被控制變電站之間提供必要的通訊手段，以保證電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、控制中心自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性。

  1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

◆　系統(tǒng)兼容性和適應(yīng)性強(qiáng)，可采用單機(jī)或網(wǎng)絡(luò)方式，單網(wǎng)或雙網(wǎng)方式。

◆　系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)大為簡(jiǎn)化。

◆　系統(tǒng)每一模塊單元都是一個(gè)獨(dú)立的間隔層智能單元，可獨(dú)立完成該間隔的保護(hù)、測(cè)量、控制、信號(hào)和通訊功能。

◆　采用國(guó)際流行的WINDOWS  NT/WINDOWS  XP/WIN7網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，響應(yīng)速度快、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、安全性高。

◆　系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了電磁干擾和靜電放電的對(duì)策，具有抗力。

◆　系統(tǒng)采用了*的RS485/CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)，自由拓?fù)湫瓦B接使系統(tǒng)組綱方便靈活并具有延續(xù)性。

◆　系統(tǒng)具有強(qiáng)大的通信能力，可與站內(nèi)多種智能設(shè)備連接，并將信息按多種可選規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)方調(diào)度和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)。

1.3 系統(tǒng)構(gòu)成單元

TU-WB系列綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可按分層分布式面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將變電站分為二層式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即從系統(tǒng)上分為全站控制級(jí)（站級(jí)）和間隔單元控制級(jí)（間隔級(jí)）二層式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)管理全站的信息，而由間隔級(jí)管理本間隔內(nèi)設(shè)備如線路、變壓器、電容器等。

   1.3.1 間隔級(jí)智能單元

間隔級(jí)智能單元按照站內(nèi)一次設(shè)備（一臺(tái)主變，一條線路等）分布配置，對(duì)于35kV及以下的設(shè)備，可直接安裝在開關(guān)柜上。各保護(hù)裝置功能相對(duì)獨(dú)立，凡是可以就地完成的功能決不依賴通訊網(wǎng)。站內(nèi)通訊網(wǎng)即使癱瘓，各間隔裝置仍能保證功能的不間斷執(zhí)行。間隔級(jí)智能單元可以集保護(hù)、控制、測(cè)量、通訊于一體，簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備的硬件配置。使可靠性提高，任一部分設(shè)備有故障時(shí)只影響局部，而且站內(nèi)二次電纜大大簡(jiǎn)化，節(jié)省投資也簡(jiǎn)化了維護(hù)。

間隔級(jí)的智能單元模塊基本能滿足中低壓變電站綜合自動(dòng)化的需要，主要包括線路保護(hù)裝置、變壓器主保護(hù)及后備保護(hù)裝置、電容器保護(hù)裝置、電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、分布式綜合監(jiān)控及單元監(jiān)控裝置、備用電源自投裝置、PT切換裝置以及通訊管理單元等。各智能單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，可按照用戶要求靈活方便的配置。

           ◆  應(yīng)用場(chǎng)合

1) 進(jìn)線主保護(hù)

2) 出線保護(hù)

3) 變壓器后備保護(hù)

4) 母聯(lián)保護(hù)

5) 電動(dòng)機(jī)保護(hù)

6) 電容器保護(hù)

7) 備電源自投裝置

8) PT切換裝置

     ◆  間隔級(jí)智能單元主要特點(diǎn)

Ø  美觀，體積小、重量輕、功耗低，抗震性和密封性好，可直接安裝在開關(guān)柜上。一臺(tái)裝置就能完成所有自動(dòng)化功能，簡(jiǎn)化了開關(guān)的二次設(shè)計(jì)以及施工，大大節(jié)約了用戶成本。

Ø  各裝置硬件、結(jié)構(gòu)相同，軟件平臺(tái)統(tǒng)一，用戶只需掌握一種裝置，就可以操控其它保護(hù)種類的裝置。

Ø  帶有測(cè)控功能，并且有14路遙信輸入以及開關(guān)防跳功能

Ø 全封閉的金屬機(jī)箱，防塵、防水，并具有的抗力。裝置既可以分散裝在開關(guān)柜上，也可以集中組屏安裝。裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。

Ø 采用*的工業(yè)級(jí)芯片，大大提高了硬件系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。

Ø 經(jīng)過多年的積累，所采用的保護(hù)原理成熟，可靠，大大降低由于裝置的不穩(wěn)定而導(dǎo)致誤跳

    或者拒跳。

Ø 采用大屏幕顯示和快捷的菜單方式，全中文漢化顯示，人機(jī)界面直觀明了，用戶可以利用漢字和鍵盤完成定值整定及有關(guān)調(diào)試。裝置具有多套保護(hù)定值，根據(jù)用戶需要，選擇相應(yīng)的定值區(qū)，特別適用于需要根據(jù)用電需求，變換定值的場(chǎng)合。

Ø 具有8個(gè)事故記錄功能，可記電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的所有記錄，時(shí)間分辨率小于2ms，掉電不丟失，方便分析故障原因以及判斷故障點(diǎn)。

Ø 開關(guān)量輸入可以直接控制裝置跳閘或者告警，適用于瓦斯、溫度等重要保護(hù)，采用了優(yōu)化的程序設(shè)計(jì)，有限消除了開關(guān)抖動(dòng)以及電磁干擾，提高穩(wěn)定性。

Ø 電源模塊采用寬電壓輸入，兼容85-264V交直流工作電壓，有效的擴(kuò)展了裝置的應(yīng)用范圍。

Ø 具有遙控操作功能，裝置可以通過RS485通訊連接遠(yuǎn)方后臺(tái)，在后臺(tái)上直接進(jìn)行開關(guān)分、合，大大保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的人身安全。

Ø 健全的自檢能力，如果裝置異常，會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警，裝置異常指示燈亮。有效防止了現(xiàn)場(chǎng)接錯(cuò)線以及非正常運(yùn)行造成裝置不可逆的損壞。

   1.3.2 站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)

站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集及處理、監(jiān)視與控制、網(wǎng)絡(luò)通信、人機(jī)界面四個(gè)基本模塊，并備有智能控制及閉鎖模塊、設(shè)備管理模塊等，可根據(jù)用戶要求進(jìn)行加載。對(duì)于變電站運(yùn)行值班方式為少人或無人值班方式時(shí)，在變電站級(jí)可通過本系統(tǒng)對(duì)變電站的一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)、控制并記錄處理各種信息。同時(shí)，通過通訊通道，可由位于遠(yuǎn)方的控制中心對(duì)該所一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)、控制并記錄各種信息。例如能查看各單元的測(cè)量值（電流、電壓、有功、無功等）；查看、修改保護(hù)定值；開關(guān)狀態(tài)記錄；閉鎖局部保護(hù)以及信號(hào)復(fù)歸；控制斷路器分合；接收間隔級(jí)智能單元自檢出故障后發(fā)出的自診斷信息和保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出的動(dòng)作信息（動(dòng)作類型、故障類型、故障相別等）。

站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)可采用單機(jī)或雙機(jī)結(jié)構(gòu)，也可采用服務(wù)器結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)可與任何型式的保護(hù)、監(jiān)控裝置或RTU連接，支持多種規(guī)約，配置靈活。用戶可從遠(yuǎn)方調(diào)度或當(dāng)?shù)睾笈_(tái)機(jī)對(duì)間隔級(jí)的各智能單元實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)視及控制功能。對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置可進(jìn)行遠(yuǎn)方定值查看、定值修改、投入或退出保護(hù)、信號(hào)復(fù)歸等功能。

對(duì)于低壓變電站、開關(guān)站，基建或改造的投資較少，站內(nèi)信息量較小，可采用單機(jī)結(jié)構(gòu)（如圖1.1），由一臺(tái)主機(jī)同保護(hù)、控制、測(cè)量模塊構(gòu)成最小單元的自動(dòng)化系統(tǒng)，并同遠(yuǎn)方調(diào)度主站通訊，以滿足中小型變電站無人值班的要求。

圖1.1 單機(jī)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖

對(duì)于110kV以上中高壓變電站，由于相對(duì)的投資額較多，自動(dòng)化及可靠性要求較高，站內(nèi)信息量大，可采用通訊管理機(jī)和雙機(jī)結(jié)構(gòu)（如圖1.2）。通訊管理機(jī)負(fù)責(zé)站內(nèi)與調(diào)度間的通訊轉(zhuǎn)發(fā)，兩臺(tái)主機(jī)互為備用。一臺(tái)主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主機(jī)處于監(jiān)視狀態(tài)，運(yùn)行主機(jī)異常時(shí)，自動(dòng)退出運(yùn)行，監(jiān)視主機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示工作人員進(jìn)行處理。對(duì)調(diào)度通訊采用雙通道，提高可靠性。對(duì)于間隔級(jí)，10kV以下部分，保護(hù)監(jiān)控合一，35kV以上部分，保護(hù)、監(jiān)控分開，通過不同的網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)通信，使保護(hù)、監(jiān)控互不干擾。

圖1.2  雙機(jī)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖

  系統(tǒng)特點(diǎn)

◆ 數(shù)據(jù)采集與處理功能

◆ 統(tǒng)計(jì)計(jì)算

◆ 畫面顯示

◆ 記錄功能

◆ 事件順序記錄

◆ 報(bào)警處理

◆ 管理功能

◆ 控制功能

◆ 電壓無功自動(dòng)控制（ＶＱＣ）

◆ 防誤操作

◆ 時(shí)鐘同步

◆ 雙機(jī)備用

◆ 及安全措施

◆ 維護(hù)功能

◆ 運(yùn)行監(jiān)視

  監(jiān)控系統(tǒng)軟件圖解

◆ 主菜單界面

運(yùn)行TU-WB-RJ電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件，主菜單如下圖所示，此界面包括6個(gè)模塊，分別是：主接線圖、歷史曲線查詢、歷史事件查詢、報(bào)表查詢及打印、作圖模塊、用戶管理。

◆ 主接線圖界面

    單擊主菜單中的“主接線圖”，通過主接線圖可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各條線路的電壓、電流、有功、無功等。并且可以進(jìn)行開關(guān)分合閘，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作開關(guān)。 在此界面還可以查看各開關(guān)柜的遙信狀況，單擊底下的“遙信表”按鈕，如下圖所示，當(dāng)有相應(yīng)的遙信過來后，對(duì)應(yīng)的遙信將變成紅色。

  ◆ 通過該系統(tǒng)軟件還可以進(jìn)行歷史曲線查詢、歷史事件查詢、報(bào)表查詢及打印、作圖模塊、用戶管理等操作。