摘む次の手順に従います。現在、我が国には多くのユーザー側変電所があり、建設時間が比較的に長いため、すべての設備はほとんど老朽化の態勢を呈しているため、それに対して知能化改造を行う必要があり、自動化技術の発展に伴い、伝統的な変電所システムを総合化自動化システムに改造することはすでに必然的な選択である。本文はあるものを結合する伝統的な66 kV変電所の現状と変電所の総合自動化システムの分析、その知能改造措置の検討、実現66 kV変電所の無人。

キーワード：66kV変電所；統合自動化システム；インテリジェント化改造する無人

0. はじめに

社会の急速な発展に伴い、我が国は企業生産中の電力エネルギーへの依存度は徐々に増大し、生産生活の電力供給に存在する矛盾はさらに大きい。確保できるように企業生産生活における電力エネルギーは十分であり、変電所の管理を強化すべきであり、変電所のより安定した運転を保証し、電力エネルギーの供給を保証することができる。

1. 変電所の運転現状

近年、我が国の伝統変電所の故障発生率が比較的に高く、住民生活、企業生産大きな影響を受けており、この電力システム内の故障問題と発生原因を深く分析する必要があり、主に設備の老朽化、メンテナンスの不備による故障問題を発見する必要がある。実際の状況から分析すると、伝統変電所に発生する故障問題は比較的に深刻で、修理の難易度が高く、しかも長時間の停電を招き、都市住民の日常生活に大きな影響を与える企業の生産運転現在の変電所は主に無人当直の変電モードを通じて管理を行っており、当直員を設置する必要がなくリアルタイムの監視を完了することができ、科学技術レベルの高い現代化変電設備を設置しているため、わずかなスタッフの協力だけで従操作を完了でき、遠隔の管理制御を実現することができる。無人当直の管理方式に対して、従業員は制御センターで科学的な手段を通じて変電所の仕事に存在する問題をタイムリーに発見することができ、タイムリーに修理処理を行うことができる。

2. 変電所総合自動化システムの利点と問題点

2.1.システムの利点

従来の従来の変電所二次システムに比べて、変電所総合自動化システムは変電所の運行維持管理をより便利で安全で信頼性があり、変電所の作業効率を大幅に向上させ、電力網システムの現代化発展を促進することができる。コンピュータ技術とネットワーク技術、通信技術の発展、自動化レベルの向上に伴い、変電所の二次システムはすでに基本的に全面的に変電所の総合自動化を実現し、総合自動化システムを通じてリレー保護に対して自己検査相互検査を行うことができ、故障記録、事件記録、運行監視と制御などの機能を持ち、運行維持コストを下げ、変電所の安全で信頼できる運行レベルを高めた。

2.2.問題がある

電力システムの発展に伴い、変電所はますます多くなり、それに伴って設備の故障が発生し、故障発生位置に基づいて原因を分析し、近年来の電力網変電所総合自動化システムの故障発生部位に基づいて関連資料によると、局制御層の故障が多く、占めている45.39%；次に間仕切り層で30.50%を占め、再びネットワーク層であり、12.76%を占めている。後は遠隔システム、占有11.35%。

l局制御層障害

ステーション制御層の故障数が多い原因は主にバックグラウンドシステムのハードウェア故障、バックグラウンドシステムのパラメータ設定ミス、前置機ソフトウェア故障などに表れている。

(1)バックグラウンドシステムのハードウェア障害は、コンピュータデバイスのハングアップ現象が頻繁に発生していることを示している。主に設備の運転時間が長すぎて、ある程度老化の問題が発生して、マザーボード、ハードディスクが破損した。また、バックグラウンドシステムのディスプレイなどのハードウェア機器の損傷も深刻です。

(2)バックグラウンドシステムパラメータの設定ミスは、メッセージ名の定義がはっきりしていないことを示し、主画面表示、画面別表示は実際と一致していない。主に自動化システムの情報量が巨大であるため、新築、改/拡張工事の検収伝動が不十分で発生した。また、メッセージ名の不規範もこのような欠陥の主な原因である。

(3)前置機のソフトウェア障害は主に原因不明のハングアップ、アプリケーションの死に表れている。一般的に再起動すれば回復します。

lスペーサ層障害

スペーサー装置の故障は主に2つの側面に起因する。スペーサー層に多く発生するのは二次ループ問題である。デバイスを操作するたびに絶縁点が不良になったり、補助接点が不行き届きになったりすることによる通信状態が実際とうまく対応していないことを示しています。また、内部プラグインやモジュールの問題で通信が中断する場合があるため、制御装置による問題であり、ハードウェア施設に表れています。測量制御装置のソフトウェアに関する問題は相対的に少ないが、発生した欠陥はいずれも比較的に深刻で、例えば同期値が失われた場合、現場検査が不十分で操作事故を起こしやすい。現場では制御装置がハングアップする現象も発生し、リモコンコマンドが実行できず正常に操作できず、電源を切って制御装置を再起動すると正常に戻る。

lネットワークデバイス障害

関連資料によると、現在のネットワーク通信機器の問題はそれほど深刻ではないが、発生すると深刻な問題につながり、変電所や変電所の機器データ収集作業が中断する可能性が高い。そのため、このような障害をタイムリーに処理しなければなりません。ネットワーク機器の故障原因を分析研究するのは、製品の品質が低下しているためであり、特に各種ハブ、スイッチなどのネットワーク通信機器のハードウェア問題である。

3. アクレル-1000変電所総合自動化システムソリューション

3.1.方案の概要

Acrel-1000変電所総合自動化監視システムは論理機能上でステーション制御層、スペーサ層の2層設備から構成され、階層化、オープンネットワークシステムで接続を実現する。ステーション制御層設備は監視ホストを含み、ステーション内で運行される人間機連絡インタフェースを提供し、管理制御間仕切り層設備などの機能を実現し、ステーション全体の監視を形成し、そして遠方の監視制御、スケジューリングセンターと通信する、スペーサー層はいくつかの二次システムからなり、局制御層及び局制御層ネットワークが故障した場合でも、スペーサー装置の現地監視機能を独立して完成することができる。

工事の具体的な状況に対して、設計方案は高い信頼性を持って、拡張しやすくて友好的なマンマシンインタフェースを持って、性能の価格は比較的に良くて、監視システムはステーション制御層と間隔層の2つの部分から構成して、層別分散式ネットワーク構造を採用して、ステーション制御層ネットワークは採用しますTCP/IPプロトコルのイーサネット。局制御層ネットワークは、シングルネットデュアルホットスペア構成を採用している。

3.2.変電所総合自動化システムインテリジェント化改造

3.2.1.ステーション制御層問題の改造

局制御層採用Acrel-1000変電所統合自動化システムは電力設備の監視と管理を実現する。そして現在の国内外の新しいコンピュータ技術、ネットワーク技術、通信技術、情報処理技術、変配電自動化技術などの技術を融合し、遠隔測定、遠隔通信、遠隔制御、遠隔調整などの機能を実現する。ユーザーの電力システムに対する保護、監視及び電力品質のすべての要求を満たす。

Acrel-1000変電所総合自動化システム採用シングルネットデュアルホットスペア構成、通常の場合ホストは動作状態、スレーブは監視状態にあり、スレーブがホストの異常を発見すると、スレーブは短い時間でホストの代わりになり、ホストの機能を実現する。同時にシステム次の要件を満たします。

局制御層の平均wuguzhang間隔時間（MTBF）は20000 h以上、間隔段制御装置の平均wuguzhang間隔時間は30000 h以上、

Station Controlレイヤの各ワークステーションのCPUの平均負荷率：通常時（任意の30 min内）は30%以下、電力システム障害（10 s内）は50%以下、

ネットワーク平均負荷率：通常時（任意30 min内）は20%以下、電力システム障害（10 s内）は40%以下、

3.2.2.スペーサ層問題の改造

変電所変配電システムで構成可能AM 5 SEシリーズマイクロコンピュータ保護装置、AM 5 SEシリーズマイクロコンピュータ保護装置は以下のいくつかの利点があり、設備がもたらす経済効果と製品自身の技術含有量及び製品の品質問題を効果的にバランスさせる。

製品設計の面では、装置は電源モジュール、CPUモジュール、開入開出モジュール、制御回路モジュール、アナログ量収集、通信モジュールなど、全体的にモジュール化設計を採用し、汎用性が強く、同じハードウェアプラットフォーム上で異なる一次設備に対して柔軟に保護機能を配置することができ、35 kV及び以下の電圧等級の変配発電所及び設備の保護測定制御機能を実現し、35 kV入線/主変圧器（一般容量2000 kVA以上）/PT/母連、10 kV入線/給電線/配電変圧器（一般容量2000 kVA以下）/高圧電動機/高圧コンデンサ/母連/PTなどの設備の保護と自動制御機能を含む。

製品品質の面で、装置は国家リレー保護及び自動化設備品質監督測定センターの第三者型式試験で型式試験報告書と電磁互換検査報告書を取得し、放射放射放射限界値検査、伝導放射限界値検査、無線周波数電磁場放射摂動度、静電放電摂動度、無線周波場誘導伝導摂動度、電気高速瞬変パルス群摂動度、低速インピーダンス発振波摂動度、サージ摂動度、工業周波数磁場摂動度、交流と直流電圧一時降下中断などを通じて10項目の電磁適合検査認証、その中に高速瞬変、静電放電、サージ耐干渉性能はすべてIV級要求に達した。

インタフェース資源の面では、装置は12ウェイアナログ量チャンネルは、保護電流、測定電流、電圧入力として選択することができ、交流電圧入力ポートは相電圧を接続することができ、また電圧または零順電圧または不平衡電圧を接続することができ、各種PT配線方式に適応する。保護電流と測定電流通路はそれぞれ三相電流に接続することができ、他の2つの交流電流チャネルは、ゼロシーケンス電流、不平衡電流、またはライン電流に接続することができる。ゼロシーケンス電流とゼロシーケンス電圧測定機能を有し、電力監視システムと協力して小電流接地選択機能を実現する。

3.2.3.データ通信問題の改造

変電所総合自動化システムは駅構内設備の情報を収集して集中的に分析管理する必要があり、各システムユニット装置の異なる製品にインタフェースの問題があるため、各システムユニット装置の通信インタフェース規約変換装置は開放的で統一的なインタフェース標準に変換され、ユーザーが自分のニーズに応じて適切なインタフェースを選択できるようにする。

4. システム機能

4.1.リアルタイムモニタリング

Acrel-1000変電所総合自動化システムは、配電回路の運転状態を配電一次図の形式で直観的に表示し、各回路の電圧、電流、電力、力率などの電気パラメータ情報をリアルタイムで監視し、各配電回路遮断器、隔離スイッチ、地刀などの合、分閘状態及び故障、警報などの信号を動的に監視する。

4.2.アラーム処理

監視システムには事故警報機能がある。事故警報には、非正常な操作による遮断器のトリップと保護装置の動作信号、予告アラームには、一般的な機器の変位、状態異常情報、シミュレーション量、または温度量の制限などが含まれます。

1）事故警報。事故状態方式の場合、事故警報は直ちに音響警報（警報音量は任意に調節）を発し、オペレータワークステーションの表示画面に色を変えて点滅して当該設備の変位を示すと同時に、ポップウィンドウに赤色警報条文を表示し、警報はリアルタイム警報と履歴警報に分けられ、履歴警報条文は選択照会して印刷する機能を備えている。

2）測定値（計算量値を含む）ごとに、ユーザー系列によって4種類の規定された運転制限値（物理下限、アラーム下限、アラーム上限、物理上限）を設定し、それぞれ予告アラームと事故アラームとして定義する。

3）警報方式は多種の表現形式を有し、弾窓、画面点滅などを含むが、以上のいくつかの方式に限らず、ユーザーは自分の必要に応じて警報情報を追加または修正する。

4.3.調整と制御

オペレータは制御が必要な電気機器を制御する。監視システムには操作監視機能があり、監視員がオペレータステーションで監視を実施し、誤操作を回避することができる。

操作制御は4段階に分けられる：

1次制御、設備のその場での点検制御。高い優先度を持つ制御権。オペレータが到着しようとしているデバイスの遠く/現地切替スイッチを現地位置に置くと、他の制御機能はすべてロックされ、現場操作のみが行われます。

第2レベル制御、スペーサー層予備制御。これと第3レベルの制御との切り替えは、スペーサで完了します。

第3レベル制御、局制御層制御。このレベルの制御はオペレータステーション上で完了し、遠方/局制御層の切り替え。

第4レベル制御、遠方制御、優先度が低い。

原則的に間仕切り制御と設備の現地制御は予備操作または点検操作手段として使用される。誤操作を防止するためには、操作の安全性と正確性を確保するために、任意の制御方式の下で段階的な操作、すなわち選択、再校正、実行を採用する必要があります。いずれの操作方法についても、前回の操作手順が完了してから、次の操作を行うことを保証します。同じ時間に有効な制御方法は1つだけです。

制御に組み込まれているデバイスは、次のとおりです。35 kV及び以下の遮断器35 kV及び以下の隔離スイッチ及び電動機構付き接地スイッチ、ステーション用電気380 V遮断器、主変圧器タップ、リレー保護装置の遠方復帰及び遠方投退接続片。

5. アクレル-1000変電所総合自システム改造方案

5.1.システムアーキテクチャ

本プロジェクトの変電所の採用66kV単回路市電入線シングルバスの方式で電力網に接続し、12500 kVA主変圧器を10 kVに降圧して構内の各種回路の配電に使用する。

5.2.デバイス選択

本プロジェクトの変電所改造は主に主な変電保護、構内10 kVスイッチキャビネットの二次及び監視システムのバックグラウンドを改造し、小電流接地選線装置は交換したばかりなので、今回の改造は古い。

主変保護スクリーンキャビネットは電気監視室に設置され、スクリーンキャビネットに設置される1台の差動保護装置AM 5 SE-D 2、1台の高予備保護装置AM 5 SE-TB、1台の低予備保護装置AM 5 SE-TB、1台の非電力量保護装置AM 5 SE-FD、1台の高側制御装置AM 5 SE-K、1台の低側制御装置AM 5 SE-K、1匹の変圧器温度制御器ARTM-8及び変換スイッチ、圧板、空気スイッチなどの他の制御装置。

回線保護画面による10 kVセグメント化の原則は、両面スクリーンキャビネット、1#10 kV回線保護モニター上の4台の回線保護AM 5 SEF、2#10 kV回線保護モニター上の4台の回線保護AM 5 SE-F古い小電流接地選線装置を1台加える。

監視ホストは単網二機の方案に従って配置され、駅構内には監視ホスト画面が配置され、当直室には操作台が配置され、通常、ホストは動作状態にあり、スレーブは監視状態にあり、スレーブがホスト異常を発見すると、スレーブは短い時間でホストの代わりになり、ホストの機能を実現します。。

5.3.改造前後の現場比較

本プロジェクトの変電所改造停電時間は24時間、今回の改造マイコン保護グループのスクリーンキャビネットの二次ケーブルは元の二次図面に基づいて整理し、ケーブル敷設を考慮し、設計段階では背中の配線端子の位置を維持し、装置をスクリーンキャビネットの内部に引き廻すように調整するだけでなく、同時にスイッチとプラテンの位置を変換して元の現場設計に基づいて装置側の辺に近接して設置する。

改造前後の現場状況は下図のように、今回の改造設計段階は元の図面に厳格に基づいて整理し、施工の便利さを考慮し、施工段階は厳格に施工規範に従い、ケーブルを1対1点整理し、現場の主に高低圧回路、10 kVの各出力回路はリモコンテストを行い、24時間以内に改造送電を完了した。

改造前変電所

改造後変電所

6. おわりに

変電所総合自動化改造工事は老朽変電所改造工事であり、変電所総合自動化改造を通じて、変電所データとスケジューリング室データのリアルタイムと統一を実現でき、遠隔制御をより正確にし、しかも変電所総合自動化システムに各信号データを記憶することができ、今後電力網が故障した場合、リアルタイム送信データとかつての動作信号を呼び出して分析することができ、事故信号の判断に便利をもたらす。

参考文献

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