基于综合自动化的35kV智慧变电站建设与应用实践

安科瑞 宣依依

摘要： 为满足合肥某新材料公司产线扩容后的高可靠用电需求，企业新建35kV变电站并配套建设综合自动化系统。项目采用分层分布式架构，集成微机保护、无线测温及智能操作装置，构建一体化智能管控体系。系统通过微机保护实现电网故障的快速判别、准确隔离与可靠防护，利用无线测温技术对柜内接头、母线等关键点位进行实时在线监测与超温预警，并搭配智能操作装置完成标准化五防闭锁与自动化倒闸操作。项目投运后，有效规避了设备发热隐患与人工操作风险，显著降低运维压力，推动变电站实现了安全可控、可视可管的智慧运行模式。

关键词： 35kV变电站；综合自动化；微机保护；无线测温；智能操作；智能运维

0. 引言

近年来，随着合肥本地产业的快速发展，某新材料公司生产线完成扩建升级，生产规模持续扩大，厂区用电负荷显著增加。新材料生产设备对供电容量、电能质量、供电安全性及系统稳定性均提出了更高标准。原有供电设施已难以匹配当前生产需求，突出表现为供电承载力不足、智能化水平偏低、设备隐患管控薄弱等问题。为改善厂区用电条件，保障生产线连续稳定运行，企业规划新建35kV专用变电站，并同步配套建设二次综合自动化系统，旨在全面提升供电保障能力与运维水平，为企业长远发展夯实电力基础。

1. 项目概况与建设目标

1.1 项目背景

在城市扩容与产业升级的双重驱动下，区域用电负荷持续增长，传统变电站自动化程度低、运维模式滞后、设备隐患排查能力不足等问题日益凸显，难以满足现代化电网高可靠、高安全、智能化的运行标准[1]。工商业生产对电能质量与供电稳定性的要求不断提升，老旧网架承载力不足、故障处置被动、人工运维效率低下等短板亟需补齐[2]。在此背景下，本项目依托成熟的电力综合自动化技术，集成微机保护、无线测温、智能操作控制等设备，构建集安全防护、状态监测、智能操控于一体的新型变电站运行体系[3]，推动传统人工值守变电站向数字化、少人值守、主动预警的智慧运维模式转型。

1.2 建设目的与意义

本项目旨在为新材料公司新建35kV变电站综合自动化系统，以有效满足企业生产扩容后的用电需求，替代原有低压供电模式，解决外网供电不稳定、线路重载、电压偏低等问题。通过优化厂区供电架构，提升供电容量与电能质量，降低线路损耗与停电风险，确保生产线及关键设备持续稳定运行，为工厂安全生产提供可靠的电力支撑。

1.3 项目建设范围

本项目为合肥某新材料厂区新建35kV专用变电站工程，建设范围覆盖一次设备系统、二次综合自动化系统的全套设计、设备供货、安装施工、调试联调及验收交付工作，全面满足企业生产线扩建后的大容量、高稳定、高安全用电需求。

• 一次系统建设范围：主要包括35kV高压配电装置、主变压器、高低压母线、隔离开关、断路器、互感器、接地系统、避雷器、电缆敷设及配套构架、基础土建等设施。通过全新搭建高压一次主回路系统，稳固厂区高压供电架构，从根本上解决原有供电容量不足、压降不稳、线路承载力有限等问题。

• 二次系统建设范围：采用分层分布式综合自动化架构，部署全站微机保护测控装置，实现进线、主变、母线、出线的全程监测与故障快速隔离；部署高压设备无线测温系统，对柜内触头、母线接头、电缆终端等关键部位进行实时测温与超温告警；配置智能操作装置及电气五防闭锁系统，规范倒闸操作流程。同时配套建设站控监控系统、通信系统、远动传输、电源系统及后台组态等功能，实现全站设备可视、可控、可监测、可追溯，达成变电站智能化、少人值守、安全稳定运行的建设目标。

1.4 一次系统设计方案

本期项目35kV母线采用单母线分段配电方案，配置两台35/10kV主变压器作为降压核心。两路主变降压后分别接入两段10kV母线；10kV侧同样采用单母线分段配电模式，两段母线统筹覆盖厂区动力出线、站用电、无功补偿、接地消弧等负荷回路。分段结构设计可实现故障隔离与分段检修，显著提升供电可靠性。

图1 项目一次图纸

2. Acrel-1000变电站综合自动化系统解决方案

2.1 方案综述

本项目二次系统采用分层分布式架构，配置监控系统、微机保护、智能操控、无线测温及远动通讯设备，构建集保护、监控、操作、状态监测与数据远传于一体的综合自动化体系。该系统实现了全站设备运行状态的实时监控、故障快速切除、操作安全闭锁、关键部位在线测温及调度数据双向交互，有效提升了变电站安全运行与精益运维水平。

图2 项目拓扑图

2.2 微机保护系统

微机保护装置按间隔配置，覆盖全站35kV/10kV电压等级设备，具体包括线路保护装置AM5SE-F、两圈变差动保护装置AM5SE-D2、非电量保护装置AM5SE-FD、光纤差动保护装置AM6-LD、主变后备保护装置AM5SE-TB及备用电源自动投入装置AM5SE-B等。各装置协同配合，实现故障速断、过流保护、过压/欠压保护、零序保护及非电量保护等多维度防护功能。当故障发生时，系统能快速切除故障回路，有效隔离故障点，防止事故扩大，保障设备与电网安全稳定运行。

2.3 智能操控与无线测温装置

• 智能操控装置（ASD320）：安装在开关柜中，集成一次回路模拟图及开关状态指示、高压带电显示及核相、自动温湿度控制、加热回路故障告警、分合闸回路完好指示与电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温、人体感应自动照明、语音提示、电参数测量及RS485通讯接口等功能，集操作、显示于一体，极大提升了开关柜的智能化水平。

• 无线测温装置（ATE400）：针对高压开关柜触头、母线接头、电缆终端等关键发热点位进行部署，采用无源无线传感器实现24小时在线温度监测，数据实时上传至监控系统。装置支持超温分级告警、温度趋势分析及异常预警功能，可提前识别设备过热隐患，有效避免因接触不良、过载等引发的设备故障。

3. 系统核心功能

3.1 实时监测

Acrel-1000系统以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参量信息，并动态监视各配电回路断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的分合闸状态及相关故障、告警信号。

图3 项目一次界面

3.2 曲线分析功能

系统提供实时曲线与历史曲线两种分析工具，为运行优化、故障排查和电能质量管理提供可视化支撑。

• 实时曲线：用于当前运行状态的动态监视，系统按秒级/分钟级采集频率，将电压、电流、功率、温度等模拟量以连续曲线形式实时刷新展示。支持多参数同屏对比、曲线缩放与平移，越限曲线自动高亮提示，便于及时发现过载、过压/欠压、功率因数偏低等异常。

  
  

图4 实时曲线界面

• 历史曲线：用于历史数据的回溯与分析，支持按日/月/年或自定义时间段查询任意回路/设备的历史曲线，并自动统计时间段内的最大值、最小值及其发生时刻、平均值。支持多曲线叠加对比（如三相电流对比、功率与温度关联分析），曲线数据可导出、打印，便于生成报表与进行故障追溯。

  

  图5 历史曲线
  

4. 项目现场应用

本项目已完成全套设备的现场安装、组屏与调试工作，系统运行稳定，各项功能指标达到设计要求。现场组屏与就地安装情况如下图所示：

图6 现场组屏

图7 现场组屏

图8 现场组屏

图9 现场就地安装图

5. 结语

本35kV变电站综合自动化项目紧密结合厂区生产扩容实际需求，成功完成了二次系统的全面建设。站内监控、微机保护、智能操控、无线测温及远动通讯等设备协同运行，形成了完整的智能供电管控体系。项目投运后，有效提升了供电容量与电能质量，强化了设备安全防护、故障处置及远程运维能力，解决了原有供电短板。目前，整套系统运行稳定、安全可靠，能够长期满足新材料生产线的高标准用电要求，为企业生产经营的平稳开展筑牢了坚实的电力根基。