54-数字化变电站设计方案探讨

发布时间:2021-08-05 06:40:23

能 源 技 术

ISSN1672-9064 CN35-1272/TK

数字化变电站设计方案探讨
陈雪莹 (福建省电力勘测设计院
摘要 关键词

福建福州

350003)

介绍基于 IEC61850 基础上数字化变电站的设计方案,论述数字化变电站电子互感器的应用及选择,合并单元的配 数字化变电站

置,一次设备智能化实现方案,变电站自动化系统网络结构的确定,交换机的配置方案及要求,对时方式的选择等。

IEC61850

变电站自动化系统 文章编号:1672-9064(2010)03-0031-02

中图分类号:TM63

文献标识码:A

IEC61850 通信规约使得不同制造商的保护、 测 控及一
次智能设备 (IED )等实现了信息共享及 互操作,避免设备的 重复配置及信息的 重复采集, 有利于提 高 变 电 站 运 行 可 靠 性 ,降低变电站全寿命 周期运行维护成本 ,成 为未 来 变 电 站 的必然发展方向。 目前国内在数字化变电站建设方面还未制 定一个统一方案或标准,本文对建设数字化变电站时应重点 考虑的几个方面的问题进行了探讨,如电子互感器的应用及 选择,合并单元的配置,一次设备智能化实现方案,保护测控 一 体化方案,变电站自动 化系统网络结,交换 机的 配 置 方 案 及要求,对时方式的选择等供参考。 以便制定出一个安全可 靠、功能 匹配、寿命协调、技术先 进、经济合理的数字 化 变 电 站实施方案。

1/2 3 种类型。 IEC61850-9-2 规约采用网络 传输,为数字化
变电 站发展方向,可以节 省大量光缆,为保护测 控 等 装 置 高 度集成提供条件,但目前由于 SAV 值需占用大量带宽,以 24 间隔按 96 点 / 周波采样率 16 位数据为例, 每个间 隔带宽为

108 m ,现有 100m 以太网也难以满足此要求 [1]。 因此现阶段 220kV 以 上 电 压 等 级 的 变 电 站 应 用 较 多 的 主 要 有 IEC6004
及 IEC61850-9-1 规约,110kV 变电站由于间隔数较少,可考 虑采用 IEC61850-9-2 通信规约。

2
2.1

一次设备智能化实现方案及配置原则
一次设备智能化实现方案 完全智能化的一次设备目前均在研发阶段,现阶段国内

一次设备智能化方案 主要是通过对一次 设备 加 装 智 能 终 端 模式实现。

1
1.1

电子式互感器的选择及应用
电子式互感器的种类选择及应用 根据互感器高压区是否需要电源,目前电子式互感器可

2.2

智能终端配置原则 智 能 终 端 配 置 方 案 与 保 护 配 置 相 对 应 ,500kV 断 路 器 、

分成有源和无 源 2 类 。 有 源 式 电 子 互 感 器 是 基 于 Rogowski 线圈 CT 和电容、电阻、电抗分压式 PT ,无源电子式互感器则 利用光学材料的电光效应、磁光效应将电压电流信号转变成 光信号,经光缆送到低压区,解调成电信号或数字信号,用光 纤送给二次设备。 无源电子式互感器目前有磁光玻璃式、全 光纤 2 种类型。 由于温度、振动等环境因素对磁光玻璃电子 式互感 器精度、长期稳定性影 响大,因此该类型设 备 目 前 还 没有很成熟的产品,较少被工程应用;相比较而言,有源电子 式互感器技 术上比 较 成 熟 ,Rogowski 线 圈 的 稳 定 性 较 高 ,国 内现 阶段大部分的电子 式互感器大部分采用 有 源 电 子 式 互 感器。 电子式互感器按功能分类,有电流互感器、电压互感器、 电 流电压组合式互感器 3 种, 工程设 计 应 根 据 配 电 装 置 型 式、主接线型式选择合适的类型。 如 220kV 双母线 GIS 配电 装置,进线采用三相组 合式电流电压互感 器造价 更 低 ,而 且 不需电压切换,可以简化 GOOSE 配置。

220kV 线路保护 、 主 变 220kV 侧 等 智 能 终 端 均 按 双 重 化 配
置,110kV 线路 保护、 主变 110kV 、10kV 侧 智 能 终 端 均 按 单 重化配置。 双重化配置的智能终端与保护一样,考虑具有一 定冗余度,采用不同厂家的设备,考虑运行维护方面的方便, 尽量采用与对应线路保护同一厂家设备。

2.3

智能终端柜设计应注意的问题 对于户外变电站 ,智能终端长期置于 户外 ,应 降 低 户 外

恶劣环境对设备的影响。 (1 )断路器智能终端 柜采用双层中 空 结 构 ,加 强 与 外 界 隔热。 (2 )外层材料采用不锈钢钢板,内层采用负离锌板材,以 反射太阳光。 (3)加强屏柜防护等级,防护等级采用 IP54 级以上。 (4 )断路器智能终端柜内装设加热、除湿装置,可根据箱 内环境条件自动启动。 (5)断路器智能终端 柜内加装 2~3 台风 扇 ,以 降 低 柜 内 温度。

1.2

电子式互感器通信规约的选择 电子式互感器通信规约主要有 IEC60044 、IEC61850-9作者简介:陈雪莹(1978~ ),女,工程师,从事电力系统电气专业设计。

3

数字化变电站自动化系统网络方案

2010.NO.3.

31

ISSN1672-9064 CN35-1272/TK

能 源 技 术

3.1

变电站自动化系统网络方案

间隔各个互感器之间,不同间隔之间采取时钟同步手段保持 采样同步。 现阶段变电站站内对时方案主要有脉冲对时(硬 对 时 )、 通 信 对 时 ( 软 对 时 )、 综 合 对 时 ( 软 对 时 加 硬 对 时 )、

IEC61850 标准的变电站通信网络和系统主要 包括站控
层 MMS 网络及过程层 GOOSE 网络。 数字化变电站自动化系统目前主要组网方式有 2 种,一 种为星形网,一种为环形网。 星形网具有网络实时性好,网络 延时少的特点,缺点是单网的冗余性不如环形网。 环形网网 络 余冗性最好,实时性差 ,通信故障时可能会 引 起 网 络 风 暴 问题,设备兼容性差。 数字化变电站一般采用双星形网。

IRIG-B 编码对时、IEEE1588 网络 对时。 以上各种对时方 式 IEEE1588 必须有交换机的支持,目前 IEEE1588 对时支持的
交换机较少,而其余各种对时方式对时精度及最简单的方式 就是 IRIG-B 码对时。

6

网络分析仪的配置
数字化变电站条件为便于分析故障,除配置数字化故障

3.2

GOOSE 交换机的配置原则及要求 GOOSE 交换机配置主要有 2 种方案, 方案 1 为按 间隔

录波柜录波电流、电压及 GOOSE 开关量外,另需配置一套网 络分析仪,录取并分析 MMS 、GOOSE 网报文信息。

配置,方案 2 为集中配置,因目前工业级交换机价格较贵,一 般采用集中配置模式。

7

结束语
开展远方不停电 修改及核查定值可 实现 巨 大 经 济 及 社

4

保护及测控装置一体化配置方案
数字化变电站 IEC61850 通信规约, 为不同厂商实现互

会效益, 各地区可根据 巨体情况先从 低 压 保 护 装 置 开 展 试 点,并逐步推广。
参考文献
1 2 3 4
张信权,梁德 胜 ,赵 希 才 . 时 钟 同 步 技 术 及 其 在 变 电 站 中 的 应 用 . 继 电器,2008 ,36 (9 ) 高翔, 张沛超 . 数字化变电站的主要特征和关键技术 . 电网技术,

操作和系统无缝集成提供了途径。 数字化变电站过程层与间 隔层的以太网网络通 讯将取代常规开入 、开出 、交 流 量 等 硬 接线,数字通信成为各 装置之间协调配合 的主 要 形 式 ,也 为 保护、测控统一化*台提供了良好基础。 *期投产的部分数 字化变电站如唐山郭家屯 220kV 变电站等 220kV 系统均采 用保护测控一体化方案。 数字化变电站采用保护测控一体化 在技术上不存在问题 ,而且投资少,全寿命 周 期 运 行 维 护 成 本低,可靠性高。

2006 ,30 (23 )
黄国方,周斌,奚后玮,等 . 数字化变电站保护及测控装置的研制 . 电 网技术,2006 ,30 (增刊)

5

对时方式的确定
电子式互感器的应用和数字化变电站的建设,需要同一

GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术标准 . 北 京 :中 国
标准出版社, 2002

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第 14 页)

2.2

改善投资软环境,制定积极的引资政策 在招商引资中,软环境对投资者规模和质量具有决定性

善投资者投诉和处理 机制,建立符合国家 法律 法 规 、市 场 经 济发展要求的法规、 规定及政策为投资者提供一个开放、公 *竞争的市场环境和一个有法可依、违法必究的法律环境和 社会环境,保证投资者合法权益为投资发展注入动力。 再者, 政府部门要切实增强 服务意识,改善服务 态度 ,提 高 办 事 效 率塑造一个廉洁、高效的政府形象,为投资者提供优质服务。 最后 ,福建省通过招商引资 洽谈会、商品交流会 或 新 闻 网 络 媒体等大量宣传福建省优势和潜力, 让投资者了解福建、认 识福建,进而到福建投资。 参考文献
1 2 3
福建省统计局 . 福建统计年鉴 -2009 福建省统计局 . 福建省 2008 年国民经济和社会发展统计公报 罗恩*,吴小 芳 . 优 化 投 资 环 境 ,建 设 海 峡 西 岸 经 济 区 . 福 建 农 林 大

影响。 目前福建省经济发展状况位于全国上游,但处于不稳 定状态,在未来助推海西经济区发展中福建省必须加快市场 化 建设进程,着力* 构调整转型,* 济 又 好 又 快 发 展,稳定自身在全国的位置。 同时,福建省要大力发展科技投 入 ,增 加 科 技 经 费 特 别 是 R&D ,鼓 励 高 等 院 校 、大 中 型 企 业 等科研机构的科技研究和创新,使科技发展和创新在全国逐 渐具有优 *=ㄊ〈 统产业转型和 高 新 技 术 等 新 兴产业的发展。 此外,福建省政府以及国家各部委虽已制定 了一系列招 商引资的优惠政策,但 尚未全部落实 ,因 此 福 建 省要助推海西 经济区发展营造良好 的投资环 境 就 必 须 落 实 原有原有优惠 政策,保障政策实施 的有效性,继 续 加 大 政 策 对投资者支持, 同时开展整顿和规范市场经济秩序工作,完

学学报(哲学社会科学版),2005 ,8 (3 )

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

天津市再生水年利用量将达到 8 亿 m3
从 2009 年起, 天津市实施雨洪水资源利用工程与农村 坑塘整治和村镇生活污水处理回用工程。 预计到 2011 年,天 津市年利用再生水可 达到 8 亿 m 。 雨洪水调蓄 量达到 2 亿
3

m3 以上。 将累计新建村镇 生活污水处理及再 利用示范工程 25 座。

2010.NO.3.

32


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