变电所后台监控系统的升级改造

李庆振 吴敬建 王矛庵

1 变电所后台监控系统概况

阳城煤矿110kV 变电所后台监控系统采用分层分布式、模块化、开放的网络结构，满足IEC 关于变电所自动化系统的技术规范。通讯管理层收集所有测控装置、测控单元、保护设备及其他如直流屏、电度表等智能装置，同时配备通讯管理功能，起到规约转换作用，进行远动通信。后台监控层由后台主机、人机接口设备等组成，负责完成整个变电所的控制、监视和远程维护，完成对模拟量、数字量、开关量等参数的实时采集和处理，并对间隔层的设备进行管理和下发指令。

2 改造变电所后台监控系统的功能要求

2.1 模拟量采集

采集的参数有：各段母线电压、各进出线回路的电流、功率和频率等电量参数以及变压器的温度等非电量参数。

2.2 数字量采集

采集的参数有：馈线断路器位置信号、过负荷保护信号、故障信号、各保护动作信号、重合闸动作信号、远动通道故障信号、系统接地信号。

2.3 配合控制

配合控制中心实现各种断路器的遥控、遥信功能、变压器的遥测、遥调功能。

2.4 监视功能

（1）控制回路断线；（2）监视层内各个设备及后台系统内各子系统的工作状态；（3）各开关状态变位及保护出口监视，并形成事件顺序记录；（4）遥信监视，变位后报警。

2.5 数据传输

（1）和上级调度监控系统通信或信息转发；（2）通信规约转换；（3）数据传输具备上下双向传输通道；（4）具备将数据传至矿调度室的功能。

2.6 操作控制

可对断路器的分断与闭合进行操作，对调压变压器分接头进行调节控制。控制和操作可在变电所内装置面板上进行操作，或者在监控系统的监控画面以及键盘上发出命令完成，以此保证自动化系统的使用灵活性。

2.7 系统自诊断及自恢复功能

能在线诊断监控保护系统，当发生故障时能即时显示并发出报警信息。

2.8 远程维护功能

（1）数据库维护；（2）图表画面维护；（3）监控系统诊断；（4）可查看遥测、遥信量，可查看保护动作事件，可查看保护定值并进行修改，可进行远方信号复归。

3 增设的子监控保护系统

3.1 小电流接地选线系统

PCS-9657D 接地选线装置适用于电力系统中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地选线，被广泛用于变电所、发电厂及大型厂矿企业的供电系统作为线路和母线单相接地故障报警或用于线路接地保护跳闸。

该系统采用暂态法与稳态法相结合的选线方法，以暂态法为主、稳态法为辅。采用每台装置最大可接入4 段母线的4 路零序电压4 路零序电流进行选线。各段母线出线数可自由配置。

PCS-9657D 接地选线装置具有以下主要功能：

暂态法比相法选线、暂态功率方向法选线、暂态比幅法选线、零序过流方向法选线、辅助功能、自检功能、直流掉电报警、硬件回路在线检测。

3.2 SF6 气体泄漏监控系统

SF6泄漏在线监测报警系统主要由主机、温度传感器、湿度传感器和气体传感器组成。气体传感器安装在SF6开关的下方，用以在线连续检测SF6开关室的氧气浓度和SF6气体浓度。主机具有语音提示、语音报警和人体红外探测等功能。主机通过RS-485 总线轮询、实时显示各气体传感器的气体浓度数据并在危险时给出语音报警信息，控制风机工作。主机还可以通过RS-485 总线实现与上位计算机的数据传输和系统参数修改，组成计算机对SF6泄漏在线监测报警系统。

该系统目前应用于该矿110kV 变电所的SF6开关室、 组合电器室（GIS 室）、SF6主变室。系统结构如图1 所示。

图1 SF6 气体泄漏监控系统结构图

4 变电所后台监控系统升级改造应用效果

110kV 变电所后台监控系统通过模块化升级改造实现对井下-312 变电所、-650 变电所、地面1#堆煤变、地面2#堆煤变的继电保护设备及其他直流屏、无功补偿、小电流接地选线、SF6 气体泄漏监控等监控保护装置的多数据采集，分类汇总到后台系统中，实现对多数据的采集融合、数据处理和故障预警，达到了提效减员的目的。

（1）110kV 变电所值班员巡视GIS 开关室时，保证了巡视人员人身安全。

（2）10kV 供电系统出现单相接地故障时，不再需要人工判断，小电流接地选线装置采用多种原理自动进行选线，能够快速地判断出接地故障，大大减少电网故障运行时间。

（3）110kV 变电所后台监控系统运行更加稳定，对各类故障都能实现实时报警或自动跳闸，方便变电所值班人员正确判断出现的故障并采取相关措施，从而为该矿供电系统的安全运行提供了有力保障。

（4）通过升级改造，提高了该矿变电所自动化程度，实现减员4 人，节约40 余万元。