常规变电站智能化改造探索和实践

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1、J电力安全技术第l7卷(2015年第1期)常规变电站智能化改造探索和实践徐鹤勇(国网宁夏电力公司，宁夏银川750001)[摘要]以某220kV常规变电站智能化改造为例，分析了常规变电站和智能变电站中一、二次设备及通讯网络的构成，指出了其在智能化改造过程中存在的技术难点，提出了切实可行的智能化改造步骤，最后探讨了改造过程中存在的风险及问题。[关键词]常规变电站；智能变电站；智能设备；智能化改造1概述是一种“并行”传输方式，也是目前国内大多常规变电站采用的分散分布式变电站自动化系统。其设积极发展智能电网以适应未来可持续发展的要备及通讯网络简单结构如图l所示。求，已成为国内外电

2、力发展的现实选择。我国在智能电网的建设过程中，着力打造以特高压电网为骨3智能化设备应用及通讯网络结构干网架，通过先进的设备技术和控制方法，实现电网的安全、高效运行。智能变电站作为坚强智能电网络技术的发展是变电站自动化技术从集中式网的重要基础和节点支撑是必不可少的建设内容。向分布式发展的基础，二次设备不再出现常规功能由于目前变电站多为常规变电站，重建成本高昂，装置重复的I／O接口单元，而是通过逻辑功能模所以在常规变电站的改、扩建过程中实现智能化是块真正实现数据共享、资源共享。以太网技术正被一种切实有效的办法。这不仅能够有效推进智能化广泛用于变电站自动化系统过程层的采集过程，

3、测建设，还可实现降本增效。量单元和间隔层保护、控制单元中，构成基于网络控制的分布式变电站自动化系统。系统的通信具有2常规变电站设备组成实时I生、优先级、通信效率高等特点。智能一、二次设备及通讯网络简单结构如图2所示。常规变电站的一次设备，如断路器、隔离开与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和关、互感器等设备的控制、信号、电压／电流值等，站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生均是通过电缆与保护装置、测控装置等进行连接，了变化，而过程层却发生了较大的改变，由传统然后通过各个装置上的通讯接口(多为网口或串口)的电流／电压互感器、一次设备以及一次设备与二及私有通讯协议，实现

4、与后台、远动主站的通讯及次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感各种信号的传输。器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内目前，常规变电站自动化系统的信息采集来容。IEC61850将数字化变电站分为过程层、间隔源于常规电磁型电流／电压互感器(TA／TV)。TA层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通的额定输出信号为1A或5A，Tv的额定输出信信。整个系统的通讯网络可以分为间隔层通讯网(站号为100V或100／43V。因此，变电站IED设备(智控层和间隔层之间)以及过程层通讯网(间隔层和能电子设备)必须通过电磁变换回路，将常规互感过程层之间)。站控层通信全面采用IEC

5、61850标器的二次输出量变换为适合于微电子电路的低电平准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均信号，通过对应于每台设备的二次电缆将测量值传可直接接入符合IEC61850标准的IED设备，同时送至继电保护、测控、计量测量及自动化系统。这提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合一p一第17卷(2015年第l期)电力安全技术J管理数据网计量，、、、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I．．．．．．．．-．．．．，～．．．．．．．．．．．．．．．．．，——同轴电缆——通信双绞线或光缆图1常规

6、变电站典型结构示意数据网计量过程层间隔层j站层控⋯⋯⋯⋯回路光缆或直连光缆——通信双绞线或光缆图2智能化变电站典型结构IEC61850—6规范的SCL文件，可在不同厂家的工的限制，变电站的自动化、信息化水平相对较低。程工具之间进行数据信息交互。为了将该变改造成智能变电站，需要进行一次设备智能化改造、二次设备更换、信息传输及通信网改4智能化改造技术难点及改造步骤造以及智能变电站高级功能的实现等。常规站的智能化改造必须结合当前变电站内一、二次设备的实4．1智能化改造技术难点际情况，进行合理的规划、设计和实施，从技术实(1)某220kV变电站为常规变电站，作为电现的角度上看，其

7、改造难度远高于常规综自改造或网骨架处于运行状态，是周边地区的重要负荷中心。新变电站建设。作为老旧站，站内一、二次设备均已运行较长时间，(2)该变电站已运行近20年，站内一、二次且在最初设计规划时，由于技术条件及水平等方面设备类型繁多，设备状况较复杂，投运后部分设备一9一J电力安全技术第17卷(2015年第1期)和系统进行过多次技术改造，导致智能化改造难度改造的间隔挂在一条母线上运行，仍然使用传统母较大。站内部分一次设备运行时间较长，需结合改差保护。随后即可在空出母线上对传统母线电压互造进行更换；继续运行的一次设备在智能化改造中