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变电站的技术特性以及适用性

变电站的技术特性以及适用性

分类:电源技术论文   更新:2015/6/2   作者:佚名   来源:本站原创

变电站的技术特性以及适用性

  采用开放式3层分布式系统二次系统执行IEC61850通信规范,构建一体化全景数据平台,统一进行数据建模及通信,按照站内监控和继电保护两大功能,通过从逻辑上和功能上构建智能系统的站控层、间隔层和过程层,实现设备互联互动和信息共享。1)站控层采用跨平台技术和通信驱动管理新技术,搭建实时子系统(包括SCADA、保护信息、电能量等)和非实时子系统(包括在线检测、辅助系统等)组成。站控层一体化信息平台由主机兼操作员站、远动通信设备和其它各种二次功能站构成,提供站内人机联系界面,实现管理控制间隔层和过程层设备等功能,并与集控站和地调通信。站控层保护设备包括主变保护、母差保护、自切保护、35kV纵差保护,实现智慧告警、事故决策、一键式控制、设备在线诊断和负荷优化管理等功能。2)间隔层实现主变压器保护、实时网络测控、实时故障录波、电能计量等面向通用对象的功能。3)过程层完成一次设备和二次系统之间的过程控制及数据采集功能,主要包括合并单元、智能终端、过程层网络和电子式互感器等设备。采用GOOSE报文传送1)主变220kV侧间隔220kV侧间隔的设备和网络结构,按照双重化的要求配置光学电流互感器、合并单元(MU)和智能终端设备。

         合并单元A、智能终端A与主变保护一、测控、故障录波议A、电能表配合;合并单元B、智能终端B与主变保护二、故障录波议B配合;网络监视分析装置则对所有网络进行实时记录。主变保护采用“直采直跳”的“点对点”方式与合并单元、智能终端进行采样值和跳合闸命令的信息交互,其余设备和信息采用网络方式通信。采样值报文传送执行IEC61850-9-2标准,跳合闸命令和遥信信息采用GOOSE报文传送。2)110kV线路间隔线路间隔的设备采用光学电流互感器、合并单元与智能终端单套配置。线路保护、母差保护采用“直采直跳”的“点对点”方式与合并单元、智能终端进行采样值和跳合闸命令的信息交互,其余设备和信息用网络方式通信。采样值报文传送执行IEC61850-9-2标准,跳合闸命令和遥信信息采用GOOSE报文传送。3)110kV母线间隔母线间隔的设备采用合并单元与智能终端单套配置。母线合并单元采用“点对点”方式,测控与保护合一装置通信,智能终端完成母线间隔的遥信和遥控功能。采样值报文传送执行IEC61850-9-2标准,跳合闸命令和遥信信息采用GOOSE报文传送。4)35kV各开关柜间隔开关柜间隔的设备采用小模拟量输出的一体化电子式互感器。间隔层和过程层功能由测控、保护、合并单元、智能终端四合一实现,并就地下放至开关柜。四合一装置不仅完成间隔内功能,还需采用“点对点”的方式进行采样值和GOOSE信息交互。

  采用“直采直跳”和“点对点”方式

  自切开放母差充电保护和母差间相互闭锁功能等采用GOOSE网络传输方式。110kV母线保护采用装在各间隔上的合并单元获得电压和电流采样值。母差保护与各间隔的采样值回路以及跳闸回路采用“直采直跳”方式,与110kV自切间的相互闭锁、母差间的失灵启动等功能,均采用GOOSE网络传输方式。35kV间隔保护35kV间隔的四合一装置不仅完成本间隔内的保护和测控功能,而且需要具备面向过程层的采样值接口和GOOSE接口。采样接口将本间隔内的电压和电流采样值,以IEC61850-9-2的格式发布给35kV母差保护、电能表等间隔层设备,而GOOSE接口用以接收35kV母差保护等间隔层设备的GOOSE报文。35kV分段保护35kV分段的四合一装置除了完成本间隔内的保护功能和测控功能,还具备面向过程层的采样值接口以及GOOSE接口。采样接口将本间隔内的电压和电流采样值,以IEC61850-9-2的格式送给35kV母差保护等间隔层设备,并接收母线合并单元的电压采样值,而GOOSE接口则用以与35kV母差保护等间隔层设备交换GOOSE报文。35kV母线保护35kV母差保护从各馈线开关柜上的四合一装置获得电压和电流采样值,从主变35kV开关柜上的合并单元获得电压和电流采样值,并发出GOOSE命令至四合一装置完成跳闸。35kV母差保护与各开关柜上的四合一装置采用“点对点”方式通信。

  智能变电站的设计特点

  智能变电站的数字电流、电压信息是从电流互感器的出口算起,由合并单元进行数字采样,通过合并作用使得在一个通道上能够同时发送不同次级的电流量和电压量。而常规电站的相应数字量是从各装置的A/D转换输出算起,并在装置内进行采样,1个次级不能与其它次级合并传输。可见,智能化的电压、电流回路较常规电站的相应回路,在实现复杂的共用采样值回路上更为安全、简捷和省时。在常规变电站的设计规范中对电缆、保护装置的接地和屏蔽等有着严格的要求,需要二次设计及施工重点考虑。在智能变电站中采用光缆信息传输,具有较大的带宽而且不受电磁干扰等优点,避免了电缆在日常运行中因电磁、电场、线路过电压、两点接地等引发的继电保护动作问题,使得各层级相关数据的传输更加稳定和可靠。智能变电站以网络化信息共享替代了传统的二次回路,使得原有的设计图纸难以指导变电站的二次施工调试。这是因为智能变电站的二次系统采用间隔设计,在以间隔为单位的1套图纸中,需要通过“二次设备组网联系图、过程层GOOSE信息示意图、过程层SV信息示意图以及虚端子表”,才能整合成调试人员和检修人员看得懂的相当于原先常规电站中提供的“屏后接线图+背板接线图”。在泸定智能站调试时,施工图则由调试人员整理后布于屏后,以免出错。可见,加快智能变电站二次系统设计工具的软件开发迫在眉睫。由设计工具自动生成的光口分配、装置插件以及由控制块定义的逻辑关系和物理连接图,可以使设计人员和施工人员更好地针对虚回路进行表述、理解、接线和检测,减少信息重复配置和人为差错,提高工程质量。

  结语

  可以说变电站从常规到数字化再到智能化,已经向智慧、坚强、特高压推进,作为智能电网的重要构建部分,显得更加迫切和重要。受国内诸多技术因素和技术水平的限制,智能变电站的巡检设备、带电检测设备等非在线监测装置所采集数据,并未完全按照DL/T860统一建模,采集的数据还不能实时、自动地上传到一体化信息平台。智能变电站的一些新技术和新方案,目前还无法实施,例如:一体化信息平台的进一步完善、站控层网络的信息流更加通畅、智能在线监测与状态检修的应用、电压等级保护的下放、智能单元与合并单元的进一步整合等问题,都需要深化研究和加以解决。随着坚强智能电网技术的快速发展,智能变电站技术也将越来越先进,传统一次、二次设备的概念将发生重大改变,进而引起管理结构的调整和相关产业的变动,而智能变电站的运行水平有待进一步完善,管理的力度也将加大。随着能源利用率的不断提升,上海电网将发展得更加坚强、智能、环保和高效。

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