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1、深圳某变电站数字化改造工程应用技术摘要:目前,数字化变电站正在我国进行试点开展,其技术也不断地发展成熟。数字化变电站是变电站的信息采集、传输、处理输出过程的全部数字化,理想的数字化变电站应基于IEC61850协议构建,采用光学或电学电子式互感器、智能化一次设备、X络化二次设备,实现站控层、间隔层、过程层之间完全X络化信息交换。基于电子式互感器和数字传输信号的数字化变电站技术的迅速发展,可以大大地简化原有常规变电站的二次回路,提高二次系统的整体运行水平。 关键词:数字化变电站应用技术 :TM63:A:1007-9416(20
2、10)08-0106-01 1数字化变电站系统结构设计 目前完整的数字化变电站从物理结构上可以分为三个层次,即过程层、间隔层、站控层,每层均由相应的设备对象及光纤传输链路、以太X交换机构成。其中站控层设备组屏安装,提供设备状态监视与控制、保护信息记录与分析、站级五防和VQC功能;间隔层测控单元安装在各间隔单元,具有遥测、遥信、遥控(调)等功能,完成对全站设备的保护、测量和控制;过程层由电子式电流电压互感器和合并器等组成,完成对数字信号的采集、合并、处理后,以光信号方式对外提供数据。 2数字化变电站与传统变电站的比
3、较 数字化变电站与传统的变电站相比具有如下显著优点: (1)提高信号传输的可靠性。数字化变电站的信号传输均用计算机通信技术实现。通信系统在传输有效信息的同时传输信息校验码和通道自检信息,一方面杜绝误传信号,另一方面在通信系统故障时可作技术告警。传统变电站的一次设备和二次设备间直接通过电缆传输,没有校验信息的信号,当信号出错或电缆断线、短路时都难以发现。而且传输方式为模拟信号传输,易受干扰。数字信号采用光纤传输,从根本上解决传输信号受电磁干扰的问题。 (2)应用电子式互感器解决传统互感器的固有问题。数字化变电站采用电子式互
4、感器,没有传统互感器固有的TA断线导致高压危险、TA饱和影响差动保护、CVT暂态过程影响距离保护、铁磁谐振等问题。 (3)避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题。数字化变电站二次设备和一次设备之间使用绝缘的光纤连接,电磁干扰和传输过电压没有影响到二次设备的途径,同时杜绝了二次回路两点接地的可能性。 (4)便于变电站扩充功能和扩展规模。变电站设备间的信息交换均通过通信X络完成,变电站在扩充功能和扩展规模时,只需在通信X络上接入新增设备,无需改造或更换原有设备,节省投资,减少变电站全生命周期成本。 数字化变电站各
5、种功能的采集、计算和执行分布在不同设备实现。变电站在新增功能时,如果原来的采集和执行设备能满足新增功能的需求,可在原有的设备上运行新增功能的软件,不需要增加硬件投资。 (5)通信X络取代复杂的控制电缆。数字化变电站的一次设备和二次设备间、二次设备之间均采用计算机通信技术,一条信道可传输多个通道的信息,同时采用X络通信技术,通信线的数量约等于设备数量。因此数字化变电站的二次接线将大幅度简化。 (6)GOOSEX(面向通用对象的变电站事件)的成功应用,使断路器的分合闸控制、断路器信息的上传、闭锁信号的传输等服务功能均通过该X络
6、实现。 (7)减少维护工作量。由于数字化变电站采用了具有自检功能的数字通信系统,以及电子式PT、CT的绝缘结构简单,数字化变电站设备的维护工作将大量减少。①电子式PT、CT的绝缘结构简单,仅为简单的支柱式绝缘,预试工作量大量减少。②原微机保护、测控装置更换为新型的数字化微机保护测控一体装置,复杂的二次电缆更换为光缆,二次接线大幅度简化,二次部分维护工作量大大减少。③精度问题全部集中在电子式PT、CT,保护、测控、电能表的精度检查工作可以简化。 3变电站数字化改造工程实例 110kV深圳五村变电站的数字化改造将常规电磁
7、式互感器更换为电子式互感器,将原微机保护、测控装置及二次电缆更换为新型的数字化微机保护、测控装置及光缆,同时为传统的断路器及主变设备加装了智能终端单元。各终端单元对一次设备进行控制和采集各种信号,再转为数字信号供保护测控及电能表使用,实现了变电站数据采集、传输处理、控制过程的数字化,并提供实时、可靠的共享信息平台,提升现有设备的技术水平,使该站成为新型数字化综合自动化变电站。 五村站内110kV部分使用独立式光电电流、电压互感器,10kV采用模拟输出的电子式电流电压互感器就地安装于开关柜内,由“传统开关+智能终端”的方式来实
8、现开关设备的智能化。 整站X络建立在IEC61850通信技术规范的基础上,按分层分布式来实现整站数字化及变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性。 整站的X络架构从整体上分为三层:站控层、间隔层和过程层。 站控层设备建立在IEC61850协议规范的基础上,具有面向对象
