基于全寿命周期管理的智能变电站应用方案研究

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1、基于全寿命周期管理的智能变电站应用方案研究（国网合肥供电公司）摘要：木文主要阐述了与全寿命周期管理相关的理论，并探讨了基于全寿命周期管理的智能变电站应用方案，从网络化保护、中低压保护产品模拟小信号以及二次设备在线监测技术三个方面进行研究，为智能变电站的建设提供参考建议。关键词：全寿命周期管理；智能；变电站2004年国际电工委员会颁布了应用与变电站通信网络的IEC61850国际标准，该标准M络通信的可靠性、实时性较强，实现了状态检修功能，在提高系统集成度方面发挥了重要作用。该标准推动了变电站的自动化系统的应用，且国际上己经有成功应用IEC61850的变电站。这些情况

2、均表明变电站的智能化己经步入实际应用阶段。而减少变电站全寿命周期成木（LCC）是我国电网建设工作的重要组成部分，且相关部门己经开始深入研究增强变电站全寿命周期效率、效益问题。因此，智能变电站全寿命周期管理的研宄重点是怎样在提高系统集成度、强化智能功能的基础上降低过程层投入的成木。而木文主要设计并探讨基于全寿命周期管理智能变电站的设计方案，为变电站的建设提供参考建议。一、与全寿命周期管理相关的理论全寿命周期管理主要包括财务和工程管理的相关内容，财务管理内容主要括变电站建设、运行以及维护过程中系统和设备的建设成木、设备成木、运行成木、维护成木、设备退役成木等，其中不同

3、方案的设备投入成木比较与设备故障引起的损失也是财务管理内容的重要部分。工程管理的内容主要有系统与设备的寿命分析、可靠性分析、维修措施分析、设备故障或更新设备对系统的影响等。相关研究指出，约70%的设备全寿命周期在设计阶段决定，约95%的设备全寿命周期在试制阶段决定。由此可见，变电站管理者应在全寿命周期管理理论的基础上，充分实践该理论的内容，重视并加强变电站的设计，将设备的集成程度、可靠性和运行维修性能纳入设计考虑因素中，以尽可能地减小变电站的全寿命周期成本。在实际操作过程中，变电站主管部门往往更重视变电站工程的建设成本，而忽视工程项0的运行费用、设备故障损失费用等

4、内容。因此，系统与设备的可靠性是设计变电站应用方案过程中应当重视的问题。根据全寿命周期管理思想设计的智能变电站应用方案中，应在奋效提高变电站系统集成度的基础上，尽可能地对类似于低压保护增加的费用等必须增加的成本进行控制，以最大限度地优化智能变电站的经济效益。图1逻辑节点和连接关系二、基于全寿命周期管理的智能变电站相关应用方案(一)网络化保护方案面向元件和间隔是设计变电站自动化系统的基础理念，变电站的智能电子设备较多，许多智能电子设备的功能相同II单一，占据的空间较多。而基于IEC61850国际标准，变电站的各项功能被具体划分为记录、监测、控制、保护，各个物理设备的

5、功能可自由分布，降低了物理设备与功能的关联程度，如图1所示。智能变电站的间隔层面向通用对象的变电站事件(GOOSE)机制、过程层GOOSE机制使变电站自动化系统通过专用设备获得保和控制功能得以实现，且有助于实现变电站网络化二次系统各项功能。通常情况下，变电站应用低频自动减载功能对由于功率缺额而引起系统频率变小的情况进行控制，由出线保护装置来实现此项功能。出线保护装置检测到系统频率比最低限定值小吋，会在低电压闭锁、滑差闭锁的基础上切除该条出线，以降低系统承载的负荷，进而保证系统频率处于稳定状态。智能变电站的网络化功能优化了低频减载功能，测量频率和主逻辑的判断主要在母

6、线PT测控装置中进行，并根据既定的程序发出跳闸指令，出线保护装置收到指令后切除该条出线，最终稳定系统频率，如图2所示。智能变电站中，由不同保护对象的间隔层装置来实现低频减载功能，低频逻辑的判别主要由母线测控单元来负责，而判断的结果主要以网络化的信息传递至出线保护装置，并由该装置根据指令来完成切除负荷、稳定系统频率的操作。网络化保护控制冇效地优化了系统操作程序，如操作人员可直接在操作进程图形界面上进行相关操作。且网络化保护控制实现了网络化电表、网络化录波、网络化间隔层五防功能、网络化母线保护功能、网络化备自投功能等，i根据面向通用对象的变电站事件机制，网络化保护控制

7、出口实现了跳合闸操作功能。总之，该方案减少了变电站的智能电子设备，降低了建设成本,iL优化了操作程序，提高了系统的集成度，人工操作显著减少。图2低频减载单元配置图（二）中低压保护产品模拟小信号方案变电站有较多的中低压智能电子设备，在全寿命周期成本中占据着重要地位。中低压智能电子设备主要放置于开关柜中，但与互感器相隔不远，且基于数字接U方式传输采样值的互感器将明显增加智能接1_1单元、交换机、合并单元等设备，使得变电站的建成成本增加。不仅如此，设备数量增加不利于变电站系统的稳定，可能会对系统故障维修的成本和带来的损失产生影响。而中低压保护产品模拟小信号方案应用的电流

8、互感器主要