浙江500kv兰溪(芝堰)数字化变电站的工程化实施

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1、浙江500kV兰溪(芝堰)数字化变电站的工程化实施冯亚东，李力，笃俊，李九虎，朱继红南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市211106摘要：近年来我国在数字化变电站方面进行了大量的实践工作。500kV兰溪变作为国家电网公司试点工程，在多方面取得了创新性的成果，在国内外数字化变电站的建设水平方面均处于前列，对今后高电压等级数字化变电站建设具有很好的指导意义。本文结合兰溪变实际工程的实践，从GOOSE虚端子、检修机制、IEC61850统一建模统一配置、顺序控制等多个方面阐述了数字化变电站的应用技术。关键词：数字化变电站；IEC61850；

2、GOOSE；虚端子；检修机制；智能终端；顺序控制中图分类号：TM762；TM769文献标识码：A文章编号：0引言浙江金华500kV兰溪(芝堰)变是国内首个500kV数字化变电站，国家电网公司试点工程，位于浙江省金华地区兰溪市，一期工程通过两回500kV线路与兰溪电厂连接，远景将与浙西核电或浙西特高压连接，在浙江西部电网占有重要的地位，对整个华东500kV电网的安全稳定运行都有重要的意义。500kV兰溪变全面应用IEC61850标准进行建设。监控层采用MMS进行通讯，过程层采用GOOSE进行通讯。智能终端通过户外柜就地安装，所有开入开出

3、和保护跳闸命令通过GOOSE网络进行传输，兰溪变后台监控系统是融合了顺控系统、开票系统以及五防等系统于一体的综合性监控系统，实现了全站一次设备和二次设备联合的顺序控制，220kV母线倒闸时间从人工操作的30分钟提高到了5分钟，大大提高了现场操作运行的效率，是目前国内数字化程度、自动化程度最高的智能型500kV数字化变电站。1GOOSE应用兰溪变在国内和国际上首次实现了500kV电压等级全面应用GOOSE和就地安装的智能终端。GOOSE的应用实现了数字化变电站的重要优势之一，信息的共享。传统变电站中一次设备与二次设备之间、二次设备相互之

4、间采用大量的点到点的电缆进行信号交互。在数字化变电站中这些电缆被过程层总线所代替，每个设备对外只需要一根光缆连接，大大减少了变电站中电缆的用量，减少了接线、安装、调试和维护的工作。GOOSE可以通过心跳报文监测链路的完整性，相对传统电缆有很大的优势。GOOSE的实时性在兰溪变也得到了有效保障，实测某厂家装置的GOOSE延时仅1-3ms，满足保护等应用的要求。据统计和同类型的普通变电站相比，兰溪变通过应用GOOSE技术节省电缆约40km，节省电缆沟超过200m3，取消了220kV配电装置间隔内电缆支沟（改为电缆小井配合埋管方式）[2]。

5、图1为传统变电站电缆沟，图2为兰溪变电缆沟，可以看到电缆沟的宽度和深度都有了大幅度的减少。图1.传统变电站电缆沟Fig.1.TraditionalSubstationCableTrench图2.兰溪变电缆沟Fig.2.LanXiDigitalSubstationCableTrench1.1GOOSE组网方案兰溪变GOOSE按500kV、220kV电压等级分开组网，同时继承了保护双重化配置的思想，即每个电压等级的GOOSE网均双重化配置，第一套保护和智能终端接入第一套GOOSE网，第二套保护和智能终端接入第二套GOOSE网，两套系统从物

6、理上完全独立，确保一套保护或GOOSE网络出现故障对另一套完全没有影响，确保变电站的安全。每个独立的GOOSE网采用光纤星型单网，降低了交换机的投资，避免了网络风暴。采用环网还是存在网络风暴的风险，在浙江220kV外陈变实施过程中就出现交换机软件设计不完善在几种极端情况下产生网络风暴的情况。采用环网还存在不同厂家交换机兼容性的问题，会对变电站日后的运行造成影响。基于上述因素，兰溪变GOOSE选择了星型网络拓扑。兰溪变GOOSE网络交换机的配置分为两层，一层为间隔交换机，一层为母线交换机。在220kV一台间隔交换机负责4个间隔的保护、控

7、制设备与智能终端的网络连接。在500kV一台间隔交换机负责一个线路或变压器间隔的保护、控制设备与智能终端的网络连接，中开关相关设备同时连接到两个间隔交换机上。每个间隔划分为独立的VLAN。母线交换机负责各个间隔交换机的连接，以及母线保护、故障录波器等设备的连接，这些设备属于其需要连接的所有VLAN。图3为500kVGOOSE交换机的配置方案。图中可看到，按间隔配置交换机的好处是各个间隔的保护之间没有联系，这样任意一个间隔的交换机出现问题都不影响其他间隔的正常运行。从图中我们还可以看到采用两层交换机时任意间隔与母差的GOOSE报文传输路

8、径是最短的，共需要经过两台交换机。同时这种组网方式给运行和维护带来了极大的方便，当某个间隔需要进行检修时，只需要将此间隔至母线交换机光纤和开关保护至相邻间隔交换机光纤拔掉，无论单台保护装置调试还是保护传动均无安全隐患，恢