隨著智能電網建設的深入推進，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（以下簡稱“綜自系統”）及相關配套設備。本文將通過圖解與解析相結合的方式，系統介紹該系統的計算機軟硬件架構、核心設備及其輔助設施，為工程設計、運維與選型提供參考。

一、 系統整體架構圖解與概述

安科瑞用戶變電站綜自系統采用分層分布式設計，遵循IEC 61850等國際標準，整體架構可分為站控層、間隔層和過程層。

1. 站控層：作為系統的“大腦”，部署于主控室或數據中心。核心設備包括：

• 監控計算機（服務器/工作站）：安裝安科瑞Acrel-2000Z變電站綜合自動化系統軟件，承擔全站數據采集、處理、監視、控制、報警、歷史記錄及人機交互功能。

• 通信管理機/網關設備：負責匯集間隔層各類設備數據，進行協議轉換（如Modbus、IEC 61850、IEC 104等），并與調度中心、能耗管理平臺等上級系統通信。

• 網絡交換機：構成站內高速工業以太網，為站控層與間隔層設備提供可靠的數據通信通道，通常采用雙網冗余配置以提高可靠性。

• 輔助設備：包括UPS不間斷電源（確保監控系統在市電故障時持續運行）、打印機、KVM切換器、機柜等。

1. 間隔層：位于各配電間隔或開關柜內，由一系列智能測控、保護裝置構成，是系統的“神經中樞”。主要設備包括：

• 微機保護測控裝置：適用于進線、變壓器、母聯、饋線、電容器、電動機等回路，實現保護（速斷、過流、差動等）、測量（電流、電壓、功率等）、控制（遠程分合閘）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，并具備電能質量分析功能。

• 其他智能單元：如直流屏監控單元、變壓器溫控器、弧光保護裝置等。

1. 過程層：即一次設備與間隔層設備的接口層，主要包括：

• 合并單元（MU）與智能終端（IED）：在數字化變電站中，負責采集互感器（CT/PT）的模擬量并數字化，以及執行斷路器、隔離開關的控制命令。

• 傳統互感器與開關量輔助觸點：在常規變電站中，為保護測控裝置提供模擬量和開關量輸入。

二、 核心計算機軟件系統詳解

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

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

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

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

• 電能質量分析：對諧波、電壓波動、閃變等指標進行監測與分析。

• 保護信息管理：管理保護定值，顯示、存儲和分析保護動作報告。

• 五防閉鎖系統：集成或對接微機五防系統，確保倒閘操作的安全性。

• Web發布與移動APP：支持通過瀏覽器或移動終端遠程監視變電站運行狀態（需授權）。

三、 關鍵硬件及輔助設備圖解說明

1. 站控層硬件：

• 監控主機：工業級計算機，具備高可靠性和抗干擾能力，配置多顯示器以實現多畫面監控。

• 通信管理機：如安科瑞ANet系列智能通信網關，具備多串口、多網口，支持多種規約庫。

• 網絡設備：工業級環網交換機，支持冗余環網協議（如RSTP、ERPS），確保網絡自愈時間小于50ms。

1. 間隔層硬件：

• 保護測控裝置：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、開關量輸入/輸出、通信接口（RS485/以太網）。

• 智能儀表：嵌入式安裝于開關柜儀表門，顯示實時電參量，并通過RS485或以太網上傳數據。

1. 輔助與配套設備：

• 電源系統：專用UPS為站控層設備提供凈化、穩定的交流電源；直流屏為保護裝置、操作回路提供直流控制電源。

• 時鐘同步系統：北斗/GPS衛星對時裝置，為全站設備提供統一的高精度時間基準，對SOE分辨率至關重要。

• 環境監控系統：集成溫濕度、水浸、煙霧、門禁等傳感器，保障變電站物理環境安全。

• 屏柜與布線：標準機柜（如42U）、光纖配線架、網絡配線架等，確保設備安裝整潔、線纜管理規范。

四、 系統集成與工程實施要點

安科瑞綜自系統的成功應用，依賴于科學的系統集成。實施時需注意：

• 網絡規劃：合理劃分VLAN，隔離監控網與管理信息網，保障數據安全與實時性。
• 設備選型與配置：根據主接線形式、負荷性質和保護要求，選擇合適的保護測控裝置型號與定值。
• 軟件組態：利用圖形化組態工具，快速構建監控畫面、數據庫點和控制邏輯。
• 系統聯調與測試：完成設備單體調試后，必須進行系統級的遙測、遙信、遙控、遙調“四遙”功能測試及保護聯動試驗。

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安科瑞為110kV及以下用戶變電站提供的綜自系統解決方案，通過先進的計算機軟硬件技術，將一次設備、二次設備、輔助設備深度融合，實現了變電站的實時監控、智能保護、高效管理與優化運行。其分層分布式架構與模塊化設計，使得系統具備良好的可靠性、可擴展性與可維護性，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，是構建安全、可靠、經濟、高效現代配電網絡的重要支撐。