浅谈数字化变电站的建设

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1、浅谈数字化变电站的建设【摘要】本文以厦门首个数字化变电站的建设为出发点结合工程实际与传统变电站的比较，对建设过程中几个关键问题进行逐一分析。合并单元和二次设备之间采用IEC60044.8规约进行传输，分析了合并单元在数据的采集、传输同步的重要性。电子式互感器的选择、主变保护的注意点、GOOSE网络的作用。【关键词】数字化变电站；光纤敷设；合并单元；主变保护；GOOSE网络引言近几年来，智能一次设备和电子式传感器的实用化以及网络技术、光通信技术、微电子技术、计算机技术等高级应用的迅速发展，传统变电站逐渐向数字化和网络化的数字化站发展最终将演变成智能化的变电站。1总概数字化变电

2、站是《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中列出的提高电网自动化水平的5大重点技术课题之一。按照统一坚强智能电网的部署，分为三个阶段：第一阶段，2009年～2010年规划试点阶段；第二阶段，2011年～2015年全面建设阶段；第三阶段，引领提升阶段。1.1数字化变电站的概念6数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，实现继电保护、数据管理并根据需要支持电网实时自动控制、在线分析等功能的变电站。1.2IEC61850规约IEC61850标准是国际电工委员

3、会推出的变电站通信网络和系统标准，旨在解决变电站内IED间互操作问题。与传统站不同的是IEC61850规约带来的变电站二次系统物理结构的变化。基本取消了硬接线，所有的开入、模拟量的采集均在就地完成，转换为数字量通过IEC61850标准规约传输。通过网络通信完成所有开出控制。继电保护的关联、闭锁、控制也采用网络通信完成，取代了传统的继电器逻辑动作关系。并通过网络数据交换实现了数据的共享。2数字化变电站的组成数字化变电站采用IEC61850规约，它将变电站通讯体系分为3层：站控层、间隔层、过程层。在站控层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范（MMS）、传输控

4、制协议/网络协议（TCP/IP）以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。对于厦门首个110kV数字化站：6（1）站控层设备配置了站控层主机1台；配置双远动通讯装置，以提高系统可靠性，实现向调度或监控中心进行数据的远传；微机五防机一台；规约转换装置1台、公用测控装置1台，将其他非IEC61850装置的数据转化过来（如直流、消防、消弧和站用变等）；安防及火灾报警系统一套。（2）间隔层设备：（1）110kV所有间隔采用测控和操作箱集成在一起的PCS-9821智能测控装置，该装置支持GOOSE方式实现间隔层防误闭锁功能。（2）主变保护设置两套：一套

5、为全数字化光纤通道，一套为常规电缆式。本体保护采用智能本体终端装置。（3）110kV桥备投保护是扩大外桥方式本期两条110kV进线三段母线两台主变，跳合闸采用GOOSE方式。（4）10kV馈线/电容/站用变采用测控保护一体化装置，过负荷联切通过MMS网实现。（3）过程层设备：过程层设备包括合并单元、智能终端及与间隔层的接口设备。3变电站数字化建设过程中的几个关键问题分析6智能化的一次设备是建设数字化变电站的关键之一。目前主要有两种：一是在传统一次设备上安装智能终端，就地智能化；二是替换为新型的智能化设备。本例采用第一种方法。作为厦门首个数字站采用主变保护双重化配置，A套保护

6、为数字化保护方式采用光纤传输数据，B套保护采用传统模拟量传输方式。保护测控装置更换为通过光纤传输数字量的新一代微机保护装置，就地安装在GIS汇控柜上。并根据运行模式设立4个EVCT智能终端装置分别安装在#1主变101DL、#3主变103DL、母线桥开关100DL、190DL的电子式互感器外侧。实现开关与智能终端的联接及智能终端与保护装置通过光缆传输数字命令信号。3.1光缆的敷设、光裕度试验采用尾缆、光缆代替传统的二次控缆，敷设时存在光纤易折损坏，并且尾缆的两头接头受施工现场环境较大，施工现场粉尘较大会不利于尾缆接头制作。措施：（1）加装光缆槽盒给尾缆提供保护作用。（2）在敷

7、设过程中特别注意光缆的最小弯曲半径是光缆直径的10倍，如果从管道中拉出光缆最小弯曲半径为光缆直径的20倍，对于4芯光缆其最小安装弯曲半径必须大于5.08cm。（3）全站内光缆采用PVC阻燃胶带包扎作防火处理。（4）全站光缆敷设完毕后需要对光缆的光裕度进行校验，验证光纤功率和衰减率要满足要求，排除光纤损坏影响数据的传输、交换。3.2关于合并单元6合并单元是用以对来自二次转换的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元，包括：电子式互感器合并单元和常规采样合并单元。对于110kV柯井变而言，在变压器保护、进线线路保护