数字变电站设计探讨

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1、数字变电站设计探讨常州凌峰润源电力工程设计有限公司常州市213119【摘要】变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，担负着电能转换和重新分配的任务，对于电网的安全、可靠和经济运行起着举足轻重的作用。数字化变电站就是将信息釆集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站。全站采用统一的通讯规约构建通信网络，保护、测控、计量、监控、远动、VQC等系统，均用同一网络接收电流、电压和状态信息，各个系统实现信息共享。数字化变电站技术意味着变电站自动化系统将迈入一个新的发展平台。【关键词】数字化变电站设计引言随着电力系统容量、输电电压等级的提高，使得电力系统的

2、测量与控制更加复杂，传统变电站的缺陷日渐突出，主要体现在安全性，可靠性已不能满足现代电力系统的要求：供电电能质量缺乏保证；不适应电力系统快速计算和时实控制的要求；维护工作量巨大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平；占地面积大，增加了征地投资等缺点。数字化变电站技术将逐步引领未来变电站自动化系统技术发展的趋势。一、数字变电站概述近年来，大家广泛关注“数字变电站”这个概念。它一直都在不断的发展着，它可以简单的理解为在已有变电站技术的基础上，结合电子式互感器、网络光纤通信技术及站内设备互操作技术，向数字化、自动化、智能化和网络化方向的

3、综合进一步延伸。在现有技术水平不断发展和运行经验不断总结的基础上，数字变电站将以其在数字化、自动化、智能化、安全性和互操作性等方面的优势，成为未来变电站技术发展的必然趋势。以往常规综合自动化变电站，系统采用单元间隔布置，设备与设备间相对对立，采集装置通过电缆传输模拟信号，测控装置对信号数模转换后通过IM线将数字信号传到后台监控系统收集显示；而数字变电站则不同，信息的采集、传输和处理的全过程都是数字化的，而且每个环节都具备相应的自诊断功能，并采用IEC-61850（电力系统无缝通信的规约）来构建电力通信网络，采集、传输、测控、计量和监控保护等功

4、能都使用同一网络接收信息，从而实现了整个系统的信、0、实时共享。数字变电站的特点可简单概括为以下几点：3、一次设备智能化：一次设备信号检测和控制可直接采用微处理和光电技术实现，强电信号和控制电缆可用光电信号及光纤代替；b、二次设备网络化：保护测量检测等装置均基于微处理机设计，设备间实现高速网络通信；c、生产运行、管理和维护均实现自动化，数据由系统统一收集处理；d、自诊断功能；e、信息的实时共享。二、数字化变电站的设计方案探讨1、数字化变电站设计分析就逻辑结构来说，数字化变电站一体化设计主要包括：过程层、间隔层与站控层。因为功能不同，在设计上也

5、要根据主体功能冇所区分。过程层指的是一、二次设备之间的结合面，也就是智能化电气设备的智能化方面。过程层的主要功能是：第一，对电力运行进行实时的电气量检测；第二，对运行设备的状态参数进行在线的检测与统计；第三，对操作控制进行执行与驱动。间隔层相关设备的主要功能是:第一，间隔层负责对一次设备保护控制的实施工作;第二，需要对间隔过程层的实吋数据进行汇总；第三，对闭锁功能进行实施运行；第四，对操作同期和其它控制进行待命实施；第五，对统计运算、数据采集、控制命令等，间隔层具有优先级别进行指令发出的控制；第六，对通信起到承上启下的作用，实现过程层与站控层

6、的连接。站控层的主要功能包括：第一，按时登陆历史数据库，并对全站实时数据信息进行汇总，不断刷新实吋数据库，保证数据的及吋有效；第二，对控制中心的指令进行接收，并向间隔层及过程层发出指令使其执行；第三，将有关数据输送往控制中心或高度处；第四，可实现人机互联，具有站内当地监控作用；第五，有在线的全站操作闭锁控制功能，具此功能可实现编程；第六，对间隔层和过程层的各类设备进行在线维护、在线修改参数等；第七，对变电站的故障进行智能化分析，并实施操作培训。2、数字化变电站数据库建立使用数据库的设计方法，首先要对数字化变电站中基础性设施与电力设备等等进行数

7、据库搭建工作，对数据库不同实体的“配置”进行反复的使用，从而来帮助完成不同等级的变电站的数字化设计。数据库的建立采用SolidWorks软件，将电力设备以及常用的设施以多配置的方式引入数据库设计，从而实现数字化；另外，对特殊设施和环境（如地基等）的设计，最好采用分别设计的方法来实现数据库。建立数据库主要包括以下内容：主变压器实体数据库、电容组实体数据库、常用基础设施实体数据库。在设计过程中，小型的电力设备最好采用零件方式来建立数据库，并将材质、重量等真实属性设计进去，然后再根据不同等级变电站的实际需求情况进行针对性的设计；大型的电力设备，则需

8、要分散设计，即将设备分解成3-5个零部件来进行相应的设计操作，但要注意的是分解的零件不要过多，否则可能影响整体性的设计，每一个零部件的设计与前述小型电力设备相同，等