CSC2000综合自动化系统在变电所的应用

摘要:本文主要介绍了CSC2000综合自动化系统在新区110kV变电所的应用，并就新区变电所如何实现无人值班，提出下一步应做的工作。

关键词:CSC2000变电所 综合自动化应用

1 概述

新区110kV变电所座落在资兴市新市区境内，是即将兴建的程江口(装机2×1250kW的并网点)，担负着城区生活及主要市办工矿企业负荷供电任务。从诸多因素来看，新区变电所的建设及所起的作用、意义都十分重大，因此，我们按无人值班变电所的要求，作为窗口变电所来建设。在设备无油化、布置清晰化、建筑美观化、场地绿化化等方面都进行了新的尝试，并采用了目前国内较先进的四方公司CSC2000变电所综合自动化系统。

2 变电所基本情况

主变压器两台总容量40000kVA，型号为SFSZ7-20000/110有载调压变压器；110kV间隔6个、35kV间隔8个、10kV间隔8个；工程分期实施，近期规模如下：

2.1设有载调压主变压器1台，容量为20000kVA，型号为SFSZ7-20000/110。三绕组电压等级为110kV/35kV/10kV，其容量比为100/100/110。

2.2主变压器35kV进线间隔一回，连接于主变压器和现有35kV变电所主母线之间，原有35kV出线4回。

2.3110kV间隔4个，其中110kV母线分段兼旁路母联间隔占2个，出线间隔2个，分别对应于联网和程江口电站。

2.4主变压器10kV进线1回连入现有10kV供电母线，10kV出线4回(现有)。

3 变电所综合自动化实施的指导思想

通过模拟量，状态量的采集、管理、统计，准确真实地反映现场设备实际运行情况，以比较完善的"四遥"功能，为值班人员创造如临现场的运行条件，并达到各类设计技术规范的要求。

4 CSC2000变电所综合自动化系统

CSC2000变电所综合自动化系统，按分层分布式的设计指导思想，把系统分为变电所层和间隔层，采用模块化结构，间隔层装置一一对应于所内一次设备(如一台主要变压器间隔、一条出间隔)，对35kV及以下电压等级，装置分别安置在各开关柜上，且集保护、测量、控制、远动、通信等功能于一体，各装置相互独立，独立完成各自功能，仅仅通过所内通信网互连，以实现各装置相互间的通信以及同变电所层的当地监控装置，远方监控装置及工程师站的通信。

4.1新区变电所CSC2000的系统配置

新区变CSC2000的系统配置图1。

4.1.1所内通信网用双绞线敷设而成总线形网，考虑变电所二期工程及远期规模，能够很灵活地在网上增加各间隔层装置；

4.1.2当任一部分装置有故障时只影响局部的可靠性；

4.1.3所内二次电缆大大减少，使安装、维护工作量简化并节省投资；

4.2所内通信网

4.2.1CCS2000系统采用总线形网，其主要优点有：

4.2.1.1网内各楼层地位平等，任意两节点之间可以直接通信，可设置多个主站。新区110kV变电所设有当地监控主站1个，远动主站2个(扩频通信和载波通信各一个)，工程师站1个。

4.2.1.2组态灵活、扩展性好、网上增加或减少接点非常方便，任一接点的投入或退出都不影响其他接点的正常通信；站增接点可以设在任意地点，原有接点移动集团不经网络初始化文件作任何改变；特别重要的是，对继电保护动作等重要信息设有优先权，在最短的时间内及时响应。

4.2.1.3可靠性高，总线形网不像星形网那样有一个中央控制接点而形成可靠性的瓶颈，也不像环形网那样，每一条信息都通过多个接点的转换，中间任一接点失效应会中断通信同时，总线形网对全网通信中断的两种可能情况也给予了充分考虑：

其一，每个接点都采用耐磨型的脉冲变压器隔离，使网络的总线为无源的电缆，从而大大降低了总线上的故障几率，同时也大大提高了通信网的抗干扰能力。

其二，每一接点网络连接处采用一小型继电器，能在检测到该接点异常时自动脱离网络，从而避免了由于该通信媒介而使全所通信中断的可能。另外，在双绞线敷设时，用PVC管穿管保护，避免了双绞线的侵蚀及小动物的损伤。

4.2.2网络的通信媒介

CSC2000系统可用光缆和电缆作为通信媒介，新区110kV变电所采用了对称双绞线电缆，同光纤相比，电缆可任意支接而连成总线，且造价低，施工和维护方便，除110kV装置及公用部分安装在控制室内，35kV装置安装在各自的开关柜上，距离不是很远，完全能满足双绞线在300m范围内正常通信的要求，况且，双绞线在网络中仅仅是无源电缆，较好地解决了抗干扰问题。因此，双绞线用作通信媒介比较适中，从投运至今已近几个月，运行情况基本稳定。

4.2.3媒介占有控制方式

CSC2000系统采用CSMA/CD(载波监听多路访问/冲撞检测)的控制方式，即各接点在发送信息之前先侦听总线是否空闲。如果空闲就发送的"先听后讲"的竞争方式，并采用随着网络的繁忙程度自动调整随机等待时间，使2个及以上等待发信的接点在发现网络空闲时发信，避免引起冲撞，同时，为了提高发现冲撞率，采用了若在某一接点发现网上不仅有自己的信息，还有别的信息时就停止发送。过一个随机时间后再竞争的方式。

CSMA/CD是网上各接点共同遵守的通信原则，它有效地减少了信息冲撞机会。

4.3装置功能及应用

4.3.1CSL-216装置用于35kV及以下电压等级的出线间隔集保护、控制、测量、通信。在实施中，我们在该装置上安装了本出线间隔内断路器，隔离开关小车的位置状态，远方操作闭锁(开头柜上装有远方/就地切换开关)等遥信量6个；一相电流，有功、无功功率，有功、无功电能等遥测量5个；开关及各种保护压板的遥控量等(包括ZCH和DPJH)7个。

4.3.2CSL-164B装置用于110kV线路保护，除具有距离、零序、三相一次重合闸外，还有共用的故障录波插件，并执行和反应保护压板的遥控、遥信及保护定值区切换的遥调命令。

4.3.3CSL-231A装置用于110kV主变压器保护，其保护配置与常规保护相同。但它是一个多CPU保护、CPUI用于主保护(差动)，CPU2～4分别用于高、中、低侧后备保护，且配有专用的故障录波插件，能反映保护压板的投退状态，并执行保护压板的遥控和保护定值区切换的遥调命令。实施中，我们配置了两套CST-231A，一套用于主保护，另一套用于后备保护，这样，既满足了主保护与后备保护完全分开的反措要求，又能互为备用。

4.3.4CSI-200A数字式断路器控制装置适用于单路器及其周围隔离开关的控制，具有遥信功能和对遥控对象的可编程控制，以满足断路器和隔离开关的顺序操作。实施中，我们在该装置上安排了15个遥信量，9个遥控量(每个110kV出线间隔)。

4.3.5CSI-301A装置：数定式断路器控制装置用于主变压器各侧断路器及其隔离开关的控制，除具备CSI-200A装置功能外，还能反应主要分接开关位置并执行主变压器有载调压的遥控命令。实施中，我们在该装置上安排了38个遥信量，19个遥控量。

4.3.6CSD12A、CSD21A、CSD22A装置：数字式综合采集装置，用于各模拟量，开关量的采集，我们分别在装置安排了62个遥侧量，28遥信量。

4.3.7CSM100A装置：当地监控网络主站，主要功能为：

a.收集各间隔层装置上送的网络信息；

b.将网络信息转换成与后台机约定协议所要求的格式；

c.与后台机配合完成"四遥"功能；

d.驱动事故音响和预告音响

实施中，在发出事故音响预告音响时，驱动语言报警系统，利用清晰明了的话语，告诉值班员当时发生的事件。

4.3.8CSM300A远动网络主站主要功能为：

a.收集间隔层装置上送的网络信息；

b.将网络信息转换成标准远动规约所要求的格式，并传输到远方监控站；

c.接受远方监控站的命令，完成"四遥"功能；

d.驱动事故音响和预告音响。

实施中，我们采用了扩频、载波两个通道，利用CDT规约进行传输。

4.3.9工程师站主要用于保护定值的调整和修改，并对专用录波网送来的事故信息进行图形、波形、数据分析。

4.3.10当地监控站以清晰的画面和准确及时的数据、文字提示，告诉值班员设备的运行情况，同时，值班员通过键盘或鼠标完成各项操作，是整个变电所的枢纽和核心。

软件采用NSPRO1.2版本

4.3.11YQX-110装置的电压切换箱，用于110、35、10kV母线TV二次电压切换，本期未用。

4.3.12SCX-11B装置：三相操作箱。

新区110kV变电所共设置"三遥"量676点，其中遥信387点，遥测160点(其中电能量30点)，遥控129点，基本上准确而真实地反映了设备实际运行情况。

5 评价

CSC2000系统自投运四个多月以来，运行情况良好，各类技术数据基本满足要求。

具体指标为：

5.1模拟量测量精度：≥98.9%。

5.2遥信量正确动作率：≥98%。

5.3遥控正确率：≥99%。

5.4遥测传送延时：＜2s。

5.5遥信变化传送时间：＜2s。

5.6遥控、遥调命令传送时间：＜4s。

5.7画面响应时间：＜3s。

6 下一步的工作

6.1建立消防报警及自动灭火系统。

6.2完善防误操作功能，CSC2000系统的操作软件，利用遥信量和遥测量为判据，在人为地设置闭锁条件下，可对被操作对象加以控制，从而实现倒闸操作的顺序化。但操作对象仅限于具有遥控功能的操作元件，因而不能解决对所内所有一次设备的防误操作。应利用国内已有成功的运行经验的微机防误装置，有机地与CSC2000系统结合起来，从而完善防误操作系统，达到"五防"功能要求。

6.3解决接点抖动问题：大量的遥信量取源于各种类型的开关接点，而这些开关接点基本上长时间处于"通"或"断"的某种状态，而使接触面滋生氧化膜。一旦从一种状态转入另一种状态，则极易出现状态不变的假像而造成严重后果，故应利用220V光耦取代现有24V光耦，以提高氧化的击穿电压，从而正确反映接点的位置状态。

7 结论

CSC2000综合自动化系统在新区110kV变电所的成功应用，对提高变电所安全、稳定、可靠、管理的运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益等都具有十分重要的意义，通过新区110kV变电所综合自动化系统在实施中所积累的设计、安装、调试、运行维护等多方面的经验，为我市在无人值班变电所的工作开展，打下了良好的基础。

(注：本文获优秀论文三等奖)

蔡广林 湖南省资兴市地方电力集团公司(423400)