在光伏、风电电站里,逆变器或风机出来的电要先经过箱式变电站(箱变)升压,再汇入集电线路送到升压站。一个几百兆瓦的电站往往有上百台箱变,分散在几平方公里的场区里。箱变测控装置就是装在每台箱变里的“眼睛和手”:把箱变的运行数据实时传回监控后台,并按后台指令远方分合开关。它也常被叫作箱变智能监控单元、箱变测控保护装置。
一、箱变测控装置做什么:“四遥”加保护
| 功能 | 含义 | 箱变里的典型对象 |
|---|---|---|
| 遥测 | 采集模拟量并上送 | 高、低压侧三相电流、电压,计算有功、无功、功率因数、频率;变压器油温、绕组温度等(PT100 或 4-20mA 变送器) |
| 遥信 | 采集开关量状态 | 低压断路器、高压负荷开关分合位,熔断器熔断,箱变门开关,轻/重瓦斯、压力释放、油位等信号 |
| 遥控 | 执行远方控制 | 低压断路器、具备电动操作机构的开关远方分合闸 |
| 保护 | 就地判断并告警或出口 | 过流Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ段、接地、过压、欠压;瓦斯、超温等非电气量保护 |
此外装置会记录 SOE(事件顺序记录)和故障波形,事后可以复盘故障发生的先后顺序。
二、为什么箱变需要单独的测控装置
- 无人值守:箱变分散在野外,靠人巡视既慢又贵;测控装置让值班人员在中控室就能看到每台箱变的状态。
- 快速定位故障:哪台箱变跳闸、什么原因跳闸,后台一目了然,抢修可以直奔现场。
- 调度要求:电网调度和电站监控系统需要箱变的实时数据,测控装置负责按约定的通讯规约上送。
三、和通信管理机、光纤交换机是什么关系
传统做法是在箱变里放三台设备:测控装置采数据,通信管理机把逆变器、汇流箱、电表等设备的 RS485 数据汇总转换规约,光纤交换机把信号通过光缆传回中控室。三台设备各自安装、各自调试,占空间也增加故障点。
奥一的 NSA 系列电站智能监控单元把这三者合成一台:箱变测控保护、通信管理(多路 RS485 主站口接入逆变器等设备)和光纤交换(双光口组成自愈光纤环网)集成在同一装置里,减少了发电侧二次设备的数量和投资。NSA3 还增加了电缆接地电流和电缆接头无线测温。
四、典型组网方式
新能源场站一般把同一条集电线路上的箱变测控装置用光缆串成环网,环的两端接到中控室的交换机。任何一处光缆断开,数据可以从另一方向绕回,通讯不中断。中控室的监控后台再通过 IEC 60870-5-104、IEC 61850 等规约读取各台装置的数据,转发给调度。
一句话概括:箱变测控装置 = 箱变的数据采集 + 远方控制 + 就地保护 + 通讯上送。选型时重点看信号点数、通讯接口和规约是否与项目图纸、监控后台匹配。
延伸阅读:箱变测控装置怎么选型?六个要点和一张清单、新能源场站光纤自愈环网,或直接查看 NSA3、NSA2、NSA6000 选型对比。
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