HND供电自动化系统在工厂中的应用

王兴龙

摘 要：随着变电站自动化系统的不断发展，HND供电自动化技术在应用中越来越完善，为了保证电力系统的稳定运行，必须对电力自动化系统进行优化与改进。本文对HND供电自动化系统的构成进行了介绍，还对HND供电自动化系统的功能以及特性进行了分析，在工厂中应用HND供电自动化系统，可以实现工厂的自动化生产，可以提高工厂的生产效率，通过笔者的分析与介绍，希望可以促进HND系统更好的推广与应用。

关键词：HND供电系统；自动化；工厂；应用

本文结合某机电设备制造厂实例，对HND供电自动化系统在工厂中的应用进行了介绍。通过实践发现，应用HND供电自动化系统，可以提高工厂的生产效率，还可以增加工厂的经济效益。在本文的案例中，该机电设备制造厂应用HND2000供电自动化系统后，收到了良好的效果，实现了工厂生产的自动化运行，也实现了工厂的信息化生产，有助于工厂对人力资源进行合理优化，实现资源配置的最佳化。

一、HND供电自动化系统的构成

该机电设备制造厂的中心配电站采用了HND2000供电自动化系统，这一系统具有分层分布式结构的特点。中心配电站自动化系统是由三部分构成，从上到下依次是配电站层、网络层以及间隔层，如图1所示。

其中配电站层的功能主要是对自动化系统运行状况进行监视，这一系统的稳定运行有利于对HND供电自动化系统进行维护，而且可以优化通信控制系统，有利于对HND系统运行过程中产生的信息进行管理。配电站层可以对电力系统中各个设备的运行状况进行监测，代替了工厂值班工作站人员，是实现工厂自动化运行的必备条件。配电站层是由主机与通讯处理器构成的，在配电站层中，有着多种线路，有一台通信处理器还有若干单元模块。主机的功能主要是对系统进行监控，而且可以下达命令，可以实现工厂内电力的調度。网络层实现通信主要采用了现场总线的通信方式，其可以实现间隔层与配电站层数据的交换。间隔层具有数据与信息处理的功能，这一系统在设计时采用了数字信号处理技术，而且具有电磁兼容的功能，可以对系统内设备实现质量检测，保证系统安全、稳定的运行。间隔层中有着较多的数字保护装置，这些设备是按站内一次分布配置进行排列的，而且直接安装在6kV的开关柜上，间隔设备具有相互独立的特点，利用互联网技术，以及配电站微机保护装置，减少了主控室信号以及控制保护电缆，减少了二次接线，有利于降低工程供电系统的投资，而且有利于保证系统的可靠运行。

该装置为保护、控制和测控一体化设计、分散安装在间隔层的每台6kV高压开关柜上，在装置面板上有全汉化液晶显示屏，方便工作人员操作。它以摩托罗拉MCU为核心处理器。每单元装置内部由可靠快速CAN总线连接的多CPU模块组成。装置各子模块按功能分配，分别有智能数字量采集模块（DI）、智能交流采集模块（AC）、智能温度直流采集模块（DC）、智能控制模块（OUT）、智能数字输入输出模块（DIO），装置主模块（CPU）负责管理收集各子模块信息和配置，特定功能如同期、远方，就地等由主模块进行检测判别。DI模块功能包括可配置的开关量采集、脉冲量采集、编码信号等采集；AC模块功能包括电流、电压、有功、无功、功率因数、有功电能、无功电能的采集、DC模块采集外部弱直流性质输入量，它们可以是温度或直流变送器输出的直流电压量；OUT模块可以实现遥控，遥调；DIO模块同时具有遥信、遥控，遥调功能，可实现遥信闭锁遥控、滑档闭锁等功能。

二、HND供电自动化系统的功能与特性

1、数据采集

在该机电设备制造厂中，采用了HND2000供电自动化系统，这一系统具有数据采集的功能，可以对工厂运行过程中，可以利用测控装置，对遥测、脉冲以及微机保护信息进行详细的记录。其中模拟量包括有功功率、无功功率、电流以及电压等。状态量包括断路器位置信号、刀闸位置信号、事故总信号、预告信号，保护及自动装置动作信号，通道故障信息、时间顺序记录。脉冲量包括电度处理将脉冲量分别累计在5min、15min、1h、天、月、年统计中，以避免误差的累积。电度处理对电度进行峰谷平段化分.可以分别统计。保护定值包括采集各个保护设备的定值，定值区号及保护压板状态。故障动作信息包括采集保护设备的故障动作信息。装置故障显示包括系统按装置扫描周期和装置实时的状态变化及时更新数据库，并反映在监视滴面上。

2、控制操作

HND供电自动化系统还具有控制操作的功能，其利用相关配件设备，可以控制高压开关柜断路器的操作，利用微机后台，控制操作可以实现工作站的稳定运行。针对特殊的设备，还可以采用手动操作的方式，这样可以提高系统运行的可靠性。

3、防误操作闭锁控制功能

HND系统的防误操作以及闭锁控制功能主要是利用软硬件配合的方式实现的，在HND供电自动化系统中，采用专业的软件与硬件，可以实现对开关的闭锁控制以及现场操作。该机电设备制造厂中，还采用了五防遥控技术，在遥控的过程中，还要对硬件设备进行反校，这样才能保证控制功能的有效发挥。

4、报警及事件记录功能

将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，激发事件记录分类别进行记录。重要报警信息，如事故报警、保护动作等随时弹出显示、打印。

5、历史记录功能

定期将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。

6、显示打印功能

系统主机上可以显示供电系统图、各类曲线包括电流、电压、无功、有功、功率因素、事件列表、保护信息、报表等、还可以人工、自动或定时打印各种报表、瞄线、事件等，在图形上的光标位置处，可对电流、电压、有功、无功、视在功率、谐波、尖峰有效值等变量进行计算。

7、保护功能

除完成常规的保护功能如限时速断、过流、零序电流、零序电压等保护，还可测定LCD显示运行电流，故障时间登录以及带有8～50次的故障录波记录，保存对系统采集的扰动数据处理，并进行波形显示，故障分析和打印；当发生小电流单相接地时，系统自动报警并显示出接地的线路及相别。

三、结语

在我国变电站工程中，自动化技术应用越来越广泛，这也是科技不断发展的必然趋势。将HND供电自动化系统应用在工厂中，可以实现供电系统的自动化运行。HND是一种新兴的供电系统，其具有较多的优点，这一系统采用了分层分布式结构，在配电站层中，包含了监控装置以及保护装置，可以实现与一次设备的有效融合，而且可以实现供电自动化系统的快速发展。经过实践发现，在工厂中应用HND供电自动化系统，可以实现工程电力系统安全、稳定、可靠的运行，可以提高工厂的工作效率以及经济效益，是一项值得推广的技术。

参考文献：

[1] 钟建锋. 电动风门自动化系统的实施与应用[A]. 赣闽皖苏湘五省煤炭学会联合学术交流会论文集[C]. 2004

[2] 张海军. 综合自动化系统在霍尔辛赫煤矿的应用[A]. 第23届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第5届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C]. 2013

[3] 孙亚军，张刚. 煤矿综合自动化系统三网合一分析[A]. 煤矿高效集约化开采技术与机电一体化装备论文集[C]. 2007