关于智能变电站电气二次设计的探讨

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1、关于智能变电站电气二次设计的探讨（南瑞电力设计有限公司江苏南京211100）摘要：智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息各个环节。同时，随着自动化技术、电力电子技术及计算机网络通信技术的飞速发展，各种智能化自动装置在变电站相继投入使用，各种技术的不断更新，电力系统越来越复杂，基于此，木文就智能变电站电气二次设计进行讨论。关键词：二次系统结构设计智能变电站前言：智能变电站的二次设计主要釆用光缆结构设计，并考虑回路简化等问题。其系统功能之间的配置和相关的联系需要由不同的功能来实现，这些

2、功能由单独的软件来控制。同时，设计时需要按照设备的电压等级要求、配置之间的距离进行划分，采用虚拟的信号控制，从设计方案上考虑电压等级、信号控制、上传、隔离开关控制等方面是否具有很好的可实现性。一、智能变电站二次系统的设计流程根据智能变电站的二次系统设计特点，采用SV和GOOSE数据流向图以及装置物理连接图，对变电站的额二次回路设计进行完善，并通过全站的虚端子连接表在设计中不断优化。变电站的二次设计图纸，应按照设备电压等级和配电装置和间隔划分内容，进行如下设计：首先要根据设计图纸确定二次系统设计技术方案，明确该过程二次设备的订

3、货情况，并对各个电压等级的SV数据流程图和GOOSE流程图表进行绘制。变电站设备之间电流与电压数据的连接方式，能够通过SV数据流图进行标示、上传信号。断路器和隔离开关控制和各保护间的联系，可以通过GOOSE数据流程来进行完善。接着是绘制装置物理连接图及全站光缆清册。装置物理连接图反映了设备间光缆连接情况，可以清晰的表达各二次装置光U之间的物理连接关系，全站光缆清册，可以体现出全站光缆的接线方式，直接用于指导现场光缆溶接。然后是全站虚端子的连接，二次设备厂商在绘制外部物理接口示意图的同吋提供相应Excel表格形式的装置输入/输

4、出虚端子定义。设计人员根据这种定义情况，结合相关原理设计GOOSE和SV之间的连接，然后将虚端子的绘制表格，发送给全站系统集成商，形成系统设计的SCD文件，最后完成整个二次系统冋路设计。二、智能变电站二次系统的构成设计智能变电站二次系统在功能逻辑上分为站控层、间隔层和过程层。站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和苏他各种功能站构成，提供站内运行的联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干子系统组成，在站控

5、层及网络失效情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。三、智能变电站二次系统的网络结构设计过程层网络按照电压等级分别组网。双重化配置的保护及安全自动装置应分别接入不同的过程层网络；单套配置的保护及安全自动装置、测控装置宜冋吋接入两套不同的过程层网络，并采用相互独立的数据接U控制器。220kV及以上变电站站控层、间隔层网络采用双重化星形以太网络，llOkV变电站站控层、间隔层网络采用单星形以太

6、网络。总之，依据不冋电压等级和电气一次主接线配置不同的网络形式，有双星形、单星形、点对点等。鉴于对变电站运行维护及网络安全方面的考虑，智能变电站在兼顾网络跳闸方式的同吋仍保留直采直跳的方式，尤其对高电压等级、联网运行的变电站。四、智能变电站二次系统的保护配置设计保护配置包括线路保护、变压器保护和母线保护：①主保护原理：线路保护采用速度更快的采样值差动和暂态量保护；变压器保护采用了可以避开励磁涌流影响的广义瞬吋功率保护原理作为差动保护的辅助。两种新的保护原理都易于实现。②采用具奋智能决策功能的广域后备保护系统，集中全网信息进行

7、后备保护在线整定，并且所需通信量少，数据更新速度快。③保护的实现方式：将原来集控室内的主保护功能下放到智能一次设备单元内就地实现，简化了布线，减少了通信网络的负担。母线主保护采用具奋主站的分布式差动和集中式母线保护的实现方式。五、智能变电站二次系统的计量配置设计计量系统创新地提出测量计量功能一体化为计量模块，计量模块的预处理数据为三态数据，三态数据（稳态数据，暂态数据，动态数据）统-•采集和标准化。通过分析计量模块的误差量值溯源得到，在忽略算法误差情况下，误差主要来自于互感器，由于全站采用高精度的光学互感器，计量模块的精度要

8、求完全满足计量规程的要求。既可以实现现场检验，也可以实现远程检验。通过计量模块在通信方面的优势，实现智能变电站与大用户互动，智能变电站具有向大用户实吋传送电价、电量、电能质量及电网负荷信息的功能,支持电力交易的奋效幵展，实现资源的优化配置；激励电力市场主体参与电网安全管理，从而实现智能电网