隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，用戶變電站的自動化、智能化水平成為保障供電可靠性與運維效率的關(guān)鍵。安科瑞電氣股份有限公司針對110kV及以下電壓等級的用戶變電站，推出了一套集成度高、功能完備的變電站綜合自動化系統(tǒng)（以下簡稱“綜自系統(tǒng)”）及相關(guān)配套設(shè)備。本文將通過圖解與解析相結(jié)合的方式，系統(tǒng)介紹該系統(tǒng)的計算機(jī)軟硬件架構(gòu)、核心設(shè)備及其輔助設(shè)施，為工程設(shè)計、運維與選型提供參考。

一、 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖解與概述

安科瑞用戶變電站綜自系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計，遵循IEC 61850等國際標(biāo)準(zhǔn)，整體架構(gòu)可分為站控層、間隔層和過程層。

1. 站控層：作為系統(tǒng)的“大腦”，部署于主控室或數(shù)據(jù)中心。核心設(shè)備包括：

• 監(jiān)控計算機(jī)（服務(wù)器/工作站）：安裝安科瑞Acrel-2000Z變電站綜合自動化系統(tǒng)軟件，承擔(dān)全站數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視、控制、報警、歷史記錄及人機(jī)交互功能。

• 通信管理機(jī)/網(wǎng)關(guān)設(shè)備：負(fù)責(zé)匯集間隔層各類設(shè)備數(shù)據(jù)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換（如Modbus、IEC 61850、IEC 104等），并與調(diào)度中心、能耗管理平臺等上級系統(tǒng)通信。

• 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)：構(gòu)成站內(nèi)高速工業(yè)以太網(wǎng)，為站控層與間隔層設(shè)備提供可靠的數(shù)據(jù)通信通道，通常采用雙網(wǎng)冗余配置以提高可靠性。

• 輔助設(shè)備：包括UPS不間斷電源（確保監(jiān)控系統(tǒng)在市電故障時持續(xù)運行）、打印機(jī)、KVM切換器、機(jī)柜等。

1. 間隔層：位于各配電間隔或開關(guān)柜內(nèi)，由一系列智能測控、保護(hù)裝置構(gòu)成，是系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”。主要設(shè)備包括：

• 微機(jī)保護(hù)測控裝置：適用于進(jìn)線、變壓器、母聯(lián)、饋線、電容器、電動機(jī)等回路，實現(xiàn)保護(hù)（速斷、過流、差動等）、測量（電流、電壓、功率等）、控制（遠(yuǎn)程分合閘）功能。

• 智能電力儀表：如安科瑞PZ系列、ACR系列儀表，用于高精度測量電參量，并具備電能質(zhì)量分析功能。

• 其他智能單元：如直流屏監(jiān)控單元、變壓器溫控器、弧光保護(hù)裝置等。

1. 過程層：即一次設(shè)備與間隔層設(shè)備的接口層，主要包括：

• 合并單元（MU）與智能終端（IED）：在數(shù)字化變電站中，負(fù)責(zé)采集互感器（CT/PT）的模擬量并數(shù)字化，以及執(zhí)行斷路器、隔離開關(guān)的控制命令。

• 傳統(tǒng)互感器與開關(guān)量輔助觸點：在常規(guī)變電站中，為保護(hù)測控裝置提供模擬量和開關(guān)量輸入。

二、 核心計算機(jī)軟件系統(tǒng)詳解

軟件是綜自系統(tǒng)的靈魂，安科瑞Acrel-2000Z軟件平臺基于Windows/Linux操作系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計。

• 軟件架構(gòu)：采用C/S或B/S架構(gòu)，支持多客戶端訪問。數(shù)據(jù)庫通常采用SQL Server、MySQL等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，用于存儲歷史數(shù)據(jù)、事件記錄和配置信息。
• 主要功能模塊：
• 實時監(jiān)控與操作：圖形化主接線圖動態(tài)顯示全站實時運行狀態(tài)，支持遙控、遙調(diào)等安全閉鎖操作。

• 事件報警與SOE：對越限、變位、保護(hù)動作等事件進(jìn)行分級報警，并記錄帶毫秒級時間戳的事件順序（SOE），便于故障分析。

• 數(shù)據(jù)采集與處理：周期性采集并計算電參量、電能數(shù)據(jù)，生成各類報表（日報、月報、年報）。

• 電能質(zhì)量分析：對諧波、電壓波動、閃變等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測與分析。

• 保護(hù)信息管理：管理保護(hù)定值，顯示、存儲和分析保護(hù)動作報告。

• 五防閉鎖系統(tǒng)：集成或?qū)游C(jī)五防系統(tǒng)，確保倒閘操作的安全性。

• Web發(fā)布與移動APP：支持通過瀏覽器或移動終端遠(yuǎn)程監(jiān)視變電站運行狀態(tài)（需授權(quán)）。

三、 關(guān)鍵硬件及輔助設(shè)備圖解說明

1. 站控層硬件：

• 監(jiān)控主機(jī)：工業(yè)級計算機(jī)，具備高可靠性和抗干擾能力，配置多顯示器以實現(xiàn)多畫面監(jiān)控。

• 通信管理機(jī)：如安科瑞ANet系列智能通信網(wǎng)關(guān)，具備多串口、多網(wǎng)口，支持多種規(guī)約庫。

• 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：工業(yè)級環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，支持冗余環(huán)網(wǎng)協(xié)議（如RSTP、ERPS），確保網(wǎng)絡(luò)自愈時間小于50ms。

1. 間隔層硬件：

• 保護(hù)測控裝置：采用嵌入式硬件平臺，前面板配有液晶顯示屏和操作按鍵，背部提供模擬量輸入、開關(guān)量輸入/輸出、通信接口（RS485/以太網(wǎng)）。

• 智能儀表：嵌入式安裝于開關(guān)柜儀表門，顯示實時電參量，并通過RS485或以太網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)。

1. 輔助與配套設(shè)備：

• 電源系統(tǒng)：專用UPS為站控層設(shè)備提供凈化、穩(wěn)定的交流電源；直流屏為保護(hù)裝置、操作回路提供直流控制電源。

• 時鐘同步系統(tǒng)：北斗/GPS衛(wèi)星對時裝置，為全站設(shè)備提供統(tǒng)一的高精度時間基準(zhǔn)，對SOE分辨率至關(guān)重要。

• 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)：集成溫濕度、水浸、煙霧、門禁等傳感器，保障變電站物理環(huán)境安全。

• 屏柜與布線：標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜（如42U）、光纖配線架、網(wǎng)絡(luò)配線架等，確保設(shè)備安裝整潔、線纜管理規(guī)范。

四、 系統(tǒng)集成與工程實施要點

安科瑞綜自系統(tǒng)的成功應(yīng)用，依賴于科學(xué)的系統(tǒng)集成。實施時需注意：

• 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：合理劃分VLAN，隔離監(jiān)控網(wǎng)與管理信息網(wǎng)，保障數(shù)據(jù)安全與實時性。
• 設(shè)備選型與配置：根據(jù)主接線形式、負(fù)荷性質(zhì)和保護(hù)要求，選擇合適的保護(hù)測控裝置型號與定值。
• 軟件組態(tài)：利用圖形化組態(tài)工具，快速構(gòu)建監(jiān)控畫面、數(shù)據(jù)庫點和控制邏輯。
• 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測試：完成設(shè)備單體調(diào)試后，必須進(jìn)行系統(tǒng)級的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)“四遙”功能測試及保護(hù)聯(lián)動試驗。

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安科瑞為110kV及以下用戶變電站提供的綜自系統(tǒng)解決方案，通過先進(jìn)的計算機(jī)軟硬件技術(shù)，將一次設(shè)備、二次設(shè)備、輔助設(shè)備深度融合，實現(xiàn)了變電站的實時監(jiān)控、智能保護(hù)、高效管理與優(yōu)化運行。其分層分布式架構(gòu)與模塊化設(shè)計，使得系統(tǒng)具備良好的可靠性、可擴(kuò)展性與可維護(hù)性，能夠有效提升用戶變電站的自動化水平和智能化運維能力，是構(gòu)建安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)的重要支撐。