6 kV配供电自动监测系统的构建与设计

邸 鸿，杨德峰，康吉生，常政刚

（中国石油吉林石化公司高碳醇厂，吉林吉林 132022）

0 引言

吉林石化公司高碳醇厂的3个变配电所，运行11台6 kV变压器，有甲、乙两段25台6 kV高压柜，甲、乙段引自乙烯总降压变电所。

高碳醇厂配供电系统由1个6 kV总变电站和2个6 kV分变电站，以及1个0.4 kV低压配电所组成。整个配供电系统采用双回路和双变压器供电模式，正常状态时由两路电源同时供电，每个回路及每台变压器都能负担全部用电负荷，配电设计是100%互为备用。检修或事故状态下，可以通过母联分段开关进行倒负荷操作。

总变电站的电源是由乙烯厂提供，两路互相独立，送至高碳醇厂主变电站内6 kV高压柜和变压器，变压器安有载调压开关，可以按需要通过变电站综合自动化系统进行遥调，每个供电线路和变压器均能输送和承担整个装置100%的用电负荷。

6 kV总变电所内保护配置：在6 kV进线两端安装KLD-9317线路光纤纵差保护装置，同时具有时限电流速断保护以及过电流保护功能。另有6 kV主变压器保护：包括主变差动保护，过负荷报警保护以及过电流保护。此外，系统母线还设置了零序电压，出线回路设置零序电流报警保护。

采用自动化系统使整个变配供电系统实现遥信、遥调、遥测、遥控等功能，同时通过光纤装置实现主变电站和分变电站通讯。

配供电系统自动化由站内微机运行功能的多机系统完成，包括监控、测量、远动、保护、信号等部分，实现变电站的日常运行监控和事故处理，范围包含所有的二次部分。

系统软件选用石家庄科林电气公司的KLD-9300电力系统综合监控软件，软件能采集电压、电流、温度等多个模拟量，同时采集断路器、接地刀以及手车位置等一些状态信号的开关量及脉冲量。软件也能检测状态的变化、保护的出口、模拟量的越限以及装置的异常等，实时更新数据库，生成事件警告信息，最后把所有必要的信息发送至站控层设备。监控自动化系统配有画面监视功能，能在计算机监控画面上，对关键设备运行的参数以及运行状态随时进行全面监视，同时配有事件报警及预告报警功能。自动化系统配有控制功能以及自动调节功能，能在计算机画面的单线图上对6 kV的隔离开关、断路器以及接地开关进行分合闸操作，实现远传控制操作功能，同时也有手动控制功能。系统能实现全部组态的功能和历史数据保存功能，操作用户能实现二次组态定义的功能，可以编制相应设备的配置文件，供运行人员进行监控和维护。自动化系统设计框图如图1所示。

1 KLD-9300监控系统软件模块设计

图1 自动化系统设计框图

KLD-9300监控系统由数个运行模块组成，系统模块由在线运行管理及工具两部分所组成。在线运行管理模块是在监控系统运行时，对系统进行动态的监测、调试以及修改，包括画面调用、数据库检索、运行登录、系统管理、历史数据、功能模块、系统检测等；工具模块是在系统运行时进行制图、制表、图元编辑以及数据库生成。监控系统软件框图见图2。

图2 系统软件框图

2 KLD-9300监控系统主控制画面布局

KLD-9300监控系统运行后首先出现主控平台（图3）。

图3 自动化监控系统分层分布式结构

3 KLD-9300监控系统技术功能

3.1 监控功能

监控功能是自动化系统最基本的功能，监控画面能清晰监视整个电网的运行状态。

监控系统包括模拟量和状态量2个基本内容。模拟量主要包括输电线的无功功率及有功功率，输电线电流、电压，配电线电流，各种母线电压，周波值，功率因数和其他需要的测量值。状态量包括断路器位置，事故跳闸总信号，预告信号，刀闸位置，保护动作信号，机组运行状态信号和事件顺序记录等。

系统中的状态日志记录将所有发生在系统内的有意义事件，如出现报警确认和解除、门限过冲、设备状态更改等，都记录在硬盘上。这些事件都能通过日志打印打印，也可以滚动清单形式在指定事件日志窗口中显示。自动化系统登录界面见图4，自动化系统权限界面见图5。

图4 自动化系统登录界面

3.2 远程操作

在监控画面上鼠标选中任何一个远程操作的设备，都会显示内容菜单：远程操作、解除封锁、封锁分闸、封锁合闸、设备参数。

在选择“解除封锁”菜单项时，能将被封锁的开关解除。选择“封锁合闸”和“封锁分闸”菜单后，能把开关设置成合闸和分闸状态。

当远程信号显示有变位出现闪烁时，系统画面上选择“开关撤闪”停止报警闪烁，然后选择“远程操作”进行相关操作，监控系统需要用户输入账号和密码，经过“审核”后才能进行远程操作。

3.3 故障录波

系统采用SFT2826扰动记录数据显示软件，分析由KLD-9306系列综合保护记录的各类录波数据，使用IEEE标准COMTRADE文件，是电力系统瞬态数据交换的一种通用格式。分析扰动记录数据包括选择用于显示的模拟信号和逻辑数据，缩放和测量事件间的时间，显示记录的所有数字值，以文件格式输出数据，打印曲线/或记录的数字值等。

3.4 动态着色功能

根据配电系统开关的关合状态，对配电系统的电气接线图进行动态着色处理，以方便操作员的电网维护管理。通常针对不同的电压等级，设置不同的颜色以进行区分。自动化系统图形显示见图6。

3.5 报警和事件日志功能

KLD-9300系统提供报警信息、并生成报警及事件记录。

图5 自动化系统权限界面

图6 自动化系统图形显示

3.5.1 报警方式

报警方式有文字报警、语音报警、图形报警、打印报警。

3.5.2 报警类型

（1）越限报警。系统对需要报警的数值都设定上下限报警值，当发生越限状态出现变化的时候，系统就会发生越限报警，系统会通过窗口进行显示文字和数据的变色，同时根据需要进行打印记录。

（2）变化报警。在系统出现正常变位的时候，在画面的窗口中，变位点会发生数据变色和闪烁报警，可以打印变位点的状态和变化的时间，推出文字报警的信息，同时发生语音报警。

（3）事件报警。事件处理是电力系统发生事故出现跳闸的信息，在发生事故后，监控系统会出现发生报警。在工况发生变化时，监控系统能够发出强烈闪烁和变色的报警，同时发出语音报警，以召唤操作人员进行紧急应急处理。同时系统推出文字信息，报告事故的原因，启动事故追忆及打印信息。

（4）工况报警。在现场通讯中断出现故障时，或是系统出现明显的警信息时，系统会及时提示维护人员进行处理。这些报警信息出现后，信息会被数据库进行明确的分类和归档，可以按照时间和类型的不同进行检索和处理。现场开关量的变位报警，如正常变位报警、事故变位报警，都会分类记录这些报警事件日期及时间。这些报警事件都会启动事件追忆，保护及控制设备动作过程的再次出现以及电力系统故障的反演。

3.6 数据管理功能

KLD-9300系统提供完善的历史数据备份、转储机制。管理人员能以键盘输入的方式编辑系统中的运行记录、设备参数、接地、测试、锁定等工况报告，同时可以对这些报告进行显示、检索、修改及打印。

系统监测曲线能以标准方式显示（图7）实时测量结果或记入日志的测量结果。特别用来监测电压、电流和功率。同时监测数个曲线。屏幕上有移动光标，可在屏幕上移动，可把任意时间测量的数值以数字的方式显示在屏幕上。可以放大或者缩小曲线，可以设置切换按钮，能直接从“显示实时测量”模式瞬时切换到“显示记录在日志里的测量”模式。见图8。

3.7 操作票

KLD-9300系统提供在线操作票生成工具，操作员可以借助这个工具生成统一的操作票，也能调出过去生成的操作票进行修改，见图8。

图7 自动化系统监测曲线

图8 自动化系统操作票工具

3.8 报表功能

系统报表功能包括报表制作、报表显示、报表发布以及报表打印。报表的子系统能方便的定义各种报表，同时生成日报表及月报表。

3.9 用户权限管理

所有用户可以浏览电气系统及设备细节，即使不登陆系统可以任意浏览系统。系统定义的典型用户分为3个级别，由低到高依次包括电气操作员、电气工程师、系统管理员等3个级别。所有操作员都可以通过系统管理员定义的访问权限，通过用户名及密码访问整个监控系统。

3.10 后台信号及语音报警系统

发生事故使开关跳闸后，系统通过语音报警提示工作人员故障类型，并在屏幕上显示报警信号，报警信号可自设。同理，预告信号也可自设。

4 结束语

KLD-9300配供电自动化监测系统软件具有先进的技术特点以及实际应用优势，从实际应用效果看，各保护装置动作准确、反应灵敏，给事故分析带来了很大的方便。监控部分综合了仪表数据、操作、模拟、远动、信号、报警等功能，接线简单实用，极大提高了运行人员工作的效率，实现了二次系统功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化的设计目的。