河滨220kV智能变电站数字化技术的应用

智能变电站

河滨220kV智能变电站数字化技术的应用

段泽辰

（宁夏送变电工程公司，宁夏银川750004）

摘

要：针对智能变电站施工过程中出现的问题，通过对河滨220kV智能变电站结构及功

能进行分析，提出了现场解决方法。应用结果表明：及时总结数字化技术在实际应用中的经验对智能变电站的建设很有必要。

关键字：智能变电站；三层两网；智能设备中图分类号：TM63

文献标志码：B

文章编号：1672-3643（2012）02-0001-05

ApplicationofdigitaltechnologyinHebin220kVSmartSubstation

DUANZechen

（NingxiaPowerTransmission&TransformationProjectCorporation,YinchuanNingxia750004,China）

Abstract：Aimingattheproblemsappearinginconstructionofthesmartsubstation,through

analyzingthestructureandfunctionofHebin220kVSmartSubstation,bringforwardthelocaledigitaltechnologyisveryimportantforconstructionofsmartsubstation.

Keywords：smartsubstation;threelayersandtwonetworks;intelligentequipment

solutions.Theresultofapplicationshowsthattoassimilatethepracticalapplicationexpericesof

变电站作为电源和用户之间的枢纽环节，担负着重要的控制和监视任务。随着电网结构日益复杂，站内需传送的信息越来越多，传统变电站已不能适应电力技术的需求，如：站内网络规约不统一，使得电力网络昂贵且复杂，造成系统安全性不足；主从通信模式，限制了通信的规模和速度；二次电缆的大量使用，对系统可靠性产生了不利的影响；面向点的设计使得站内信息共享不够，设备重复投入等。智能变电站的出现，较为完善地解决了以上问题。

收稿日期：2011-12-10

作者简介：段译辰（1983），男，助理工程师，从事电力系统继电保护工作。

1河滨220kV智能变电站网络结构

及功能特点

河滨220kV变电站严格按照国网规范要求，全站应用IEC61850标准，采用“三层两网”结构设计。变电站自动化系统在功能上划分为站控层、间隔层和过程层3个层次。通过“两网”，即运用制造报文规范（ManufacturingMessageSpecification，MMS）技术组网，并应用于站控层和间隔层间通信icObjectOrientedSubstationEvents，GOOSE）技术的MMS网；运用通用面向变电站事件对象（Gener 组网，并应用于过程层和间隔层间通信的GOOSE

·1·

后台

MMSA网

高级应用

MMSB网

故障录波

及网络分析

测控装置1保护装置1保护装置2测控装置2

GOOSEA网

GOOSEB网

网，把3个逻辑层次联系起来，如图1所示。

本文以河滨220kV变电站220kV部分为例进行说明，其他电压等级功能相通。1.1

过程层功能指与过程接口的全部功能，装置过程层主要设备

典型是与远方过程接口，如与过程总线连接的输入/输出（Input/Output，I/O）、智能传感器和控制器等[1]。过程层是随着一、二次设备技术和网络技术的发展而出现的，在传统站内不具备这一逻辑分层。过程层设备主要有非常规互感器、智能单元、气体全封闭组合电气（GasInsulatedSubstation，GIS）等。

1.1.1电子式互感器

标志，这一技术的出现推动了智能变电站的工程化。

本站220kV、110kV以及主变压器高、中压侧·2·

对时网

至母差1

合并单元1至母差1

智能终端A

ECVT

合并单元2至母差2

智能终端B

至母差2

断路器/刀闸机构电子式电流电压互感器

图1河滨220kV变电站自动化系统构成

部分采用罗氏线圈和电容分压原理构成的电子式电流互感器（ElectronicCurrentTransducer，ECT）/电子式电压互感器（ElectronicVoltageTransducer，EVT），互感器输出毫伏级模拟信号给远端模块，远端模块进行模拟量/数字量（Anologe/Digital，A/D）转换，应用IEC61850-44-8规约输出光信号给合并单元。主变低压侧采用了带铁心微型电流互感器，输出150mV保护信号和4V测量信号给采集器，通过集成在采集器中的采集卡输出光信号给低压侧合并单元。1.1.2合并单元

合并单元（MergingUnit，MU）主要用于连接智

能化输出的电子式互感器（远端模块）与保护、测控装置，主要功能是同步采集多路ECT/EVT输出数字信号后，按照规定的格式（IEC61850-9-2）把采样测量信息发送给保护、测控等智能电子设备（IntelligentElectronicDevice，IED）。

电子式互感器的应用是智能变电站的重要

MU在设计时主要需满足3个功能需求：同步、

关状态信息的处理，使得测控装置在功能上发生了一些变化：

（1）通过组态工具，导入对于过程层设备的联/闭锁逻辑，实现间隔层对于过程层设备的逻辑闭锁；

（2）增加网络模块。通过不同的网络模块，完成站控层和过程层间的信息交换。1.2.3网络分析和故障录波装置

这是智能变电站独有的设备，通过把故障录

多路数据处理和通信[2]。本站通过对时网对MU进行统一对时（见图1），并按照IEC61850-9-2规

约，采用以太网通信方式进行采样测量值的传输。由于采样信息需实时、循环发送，为了保证采样测量信息的正确、有效，保护、测控装置直接通过MU进行采样，不采取网络传输采样测量值的方式。在相应间隔内对远端模块、合并单元和保护、测控装置进行冗余配置，实现信息冗余，保证了采样测量信息的完整性和有效性。1.1.3智能终端

智能终端采用模块化的微处理机设计制造，

波器的功能进行延伸，产生网络分析和故障录波相结合的分析记录。不同于传统的变电站中的录波器，仅仅只是记录故障发生前后的波形，智能变电站中的网络分析和故障录波装置可以实时监视并分析网络报文，通过人机界面即可更为详尽直观地了解当前或故障时的网络、设备信息以及故障原因，并利用录波器功能把这些状态信息和波形记录下来，形成分析变电站事故所需的依据。1.3

站控层功能有两类：“过程有关”变电站层功站控层

除具备传统操作箱的功能还具有对于I/O信息的处理、发送能力，所以也叫智能操作箱。智能终端和汇控柜在开关场组成智能组件柜，由智能终端进行开关量的采集，处理并完成间隔层设备对于刀闸、断路器的操作控制。由于通过网络传输跳闸报文存在网络延时等网络传输质量问题，本站采取“直跳”方式，即保护跳闸信息不经过网络传输，由保护装置直接对智能终端发命令信号。对于实时性不高的信息，如遥控操作、告警、开关状态等，通过网络进行信息交换。1.2

间隔层主要功能是：

（1）汇总本间隔过程层实时数据信息；（2）实施对一次设备的保护控制功能；（3）实施本间隔操作闭锁功能；（4）实施操作同期及其他控制功能；（5）对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别控制；

（6）执行数据的承上启下通信传输功能，同时告诉完成与过程层及变电站层的网络通信功能[3]。1.2.1保护装置

首先应明确保护原理不变，由于智能变电站间隔层

能，即使用多个间隔或者全站的数据，并且对多个间隔或全站的一次设备进行监视和控制；“接口有关”变电站层功能，表示变电站自动化系统与本站运行人员的接口，与远方控制中心的接口，与监视和维护远方工程管理接口。本层内装置由 …… 此处隐藏：2840字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……