数字化变电站设计探讨.doc

数字化变电站的设计 -110千伏变电站的数字化 、什么是数字化变电站? 数字化变电站是指按照IEC61850标准分站控层、间隔层、过程层构建，采用IEC61850数据建模和通信服务协 议，过程层采用电子式互感器等具有数字化接口的智能一次设备，以网络通信平台为基础，实现了变电站监测信号、 控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功 能等的变电站。 二、数字化变电站的特点 釆样数字化 釆用具有数字化接I I的有源非常规互感器（主要以罗柯夫斯基线圈为代表）EVT/ECT及无源非常规互感器（乂称 光电式）0VT/0CT电子式互感器，通过合并器与数字化保护、测控直接接口。 二次设备网络化 网络化二次设备要求： ?适应电子式互感器的应用 ?适应智能化一次设备的需要 ?适应IEC61850的需要 一次设备智能化 智能开关设备：具有智能控制单元，对断路器的操作实现智能识别，实现有关检测、保护、控制及通信的智能 化功能。 智能终端：与传统一次设备就近安装，实现信息采集、传输、处理、控制的智能化电子装置。 基于微机、电力电子技术和非常规互感器建立的断路器二次系统，保护和控制命令可以通过光纤网络实现与断 路器操作机构的数字化接口，使变电站的过程层数字化。 4?网络结构分层化 物理结构上，完整的数字化变电站由三个层次构成，分别为过程层、间隔层、站控层。每层均由相应的设备对 象及网络设备构成。 过程层面对电气一次设备对象，包括智能一次设备（含电子式互感器）、智能终端等，主要功能是完成实吋运 行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。 间隔层主要的设备对象是各种保护装置、测控装置、安全自动装置、计量装置等电子设备，其主要功能是各个 间隔过程层实吋数据信息的汇总；完成各种保护、自动控制、逻辑控制功能的运算、判别、发令；完成各个间隔及 全站操作联闭锁以及同期功能的判别；执行数据的承上启下通信传输功能，同时完成与过程层及变电站层的网络通 信功能。 站控层的主要设备对象是整个变电站主机、操作员站、远动装置、保信子站等设备，其主要功能是通过网络汇 总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，并定时将数据转入历史数据记录库；按需要将有关实时数据信息送 往调度端；接受电网调度或控制中心的控制调节命令下发到间隔层、过程层执行；全站操作闭锁控制功能；具有站 内当地监控、人机联系功能；具有对间隔层、过程层二次系统的在线维护、参数修改等功能。 网络架构方面，整个系统的组网方式一般釆用冗余以太网架构，传输速率不低于1 OOMbpso网络宜采用双星型 结构，网络应采用双网双工方式运行（即同时传输全部数据），提高网络冗余度，能实现网络无缝切换。站控层与 间隔层网络传输和GOOSE （联闭锁）两类信号。过程层与间隔层网络传输GOOSE和采样值两类信号，GOOSE信 号和采样值信号可分别组网，也可合并组网，但应根据流量和传输路径分为若干个逻辑子网，保证网络的实吋性和 可靠性。 远方控制(NCC) ［⑤ 远方保护 高压设备 图1数字化变电站通信接口 站控层设备z间的通信接口 站控层与问隔层设备的通信接口 间隔层设备z间的通信接口 间隔层与过程层设备的通信接口 站控层设备与远方控制屮心的通信接口 间隔层设备与远方保护的通信接口 匹功刑Tilii务;《 ??- RMNZSZ 力K 父快仇 1 |?rnfi终蝌 |传纸开关汝备］ |传统斤关设备| It I t r 4、吋? ft I I ^\ fMKC -eii?MH 远劲姻仁按11 卜 B?JtJ I 股务器i I 主以太网I H 蚊冲対IH河 迟功务器 主以太网上 ［』」』］( \6WUh 虹憋器 2??L 以太网交换机 100M以太网 11QKY徹W!!U 咖啖笛 」okvm测控保护装邂 ECT/EVT I 111 11 11 11 I m I 111 I rar UniGear ZS1 CTs/VTs 间隔层 三、数字化变电站与常规站的不同 （1）常规站采用电磁式互感器，数字站采用有源非常规互感器（主要以罗柯夫斯基线圈为代表）EVT/ECT及无源非 常规互感器（又称光电式）OVT/OCT电子式互感器。对于设计考虑而言，两者的输出不一致。 电磁式互感器：输出模拟量:TA—5A（或1A） TV—100V, 非常规互感器： 输出模拟量 ECT： 4V （测量）及200mV （保护） EVT： 4V 输出数字量 ECT： 2D41H （测量）及 01CFH （保护） EVT： 2D41H （2）常规站采用普通开关设备，操作控制命令由控制电缆实现。数字站采用智能开关设备或普通开关设备增加 智能终端，操作控制命令由光缆替代，二次系统与配电装置开关设备之间无电气联系。 （3）常