数字化变电站设计

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1、主讲人:邱相群电话:517647贵州电力设计研究院数字化变电站的设计——110千伏变电站的数字化一、什么是数字化变电站？数字化变电站是指按照IEC61850标准分站控层、间隔层、过程层构建，采用IEC61850数据建模和通信服务协议，过程层采用电子式互感器等具有数字化接口的智能一次设备，以网络通信平台为基础，实现了变电站监测信号、控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功能等的变电站。贵州电力设计研究院二、数字化变电站的特点1.采样数字化2.二次设备网络化3.一次设备智能化4.网

2、络结构分层化贵州电力设计研究院1.采样数字化采用具有数字化接口的有源非常规互感器(主要以罗柯夫斯基线圈为代表)EVT/ECT及无源非常规互感器（又称光电式）OVT/OCT电子式互感器，通过合并器与数字化二次设备直接接口。贵州电力设计研究院2.二次设备网络化网络化二次设备要求：适应电子式互感器的应用适应智能化一次设备的需要适应IEC61850的需要贵州电力设计研究院3.一次设备智能化智能开关设备：具有智能控制单元，对断路器的操作实现智能识别，实现有关检测、保护、控制及通信的智能化功能。智能终端：与传统一次设备就近安装，实现信息采集、传输、

3、处理、控制的智能化电子装置。基于微机、电力电子技术和非常规互感器建立的断路器二次系统，保护和控制命令可以通过光纤网络实现与断路器操作机构的数字化接口，使变电站的过程层数字化。贵州电力设计研究院4.网络结构分层化物理结构上，完整的数字化变电站由三个层次构成，分别为过程层、间隔层、站控层。每层均由相应的设备对象及网络设备构成。过程层面对电气一次设备对象，包括智能一次设备（含电子式互感器）、智能终端等间隔层主要的设备对象是各种保护装置、测控装置、安全自动装置、计量装置等电子设备站控层的主要设备对象是整个变电站主机、操作员站、远动装置、保护故障

4、信息子站等设备贵州电力设计研究院数字化变电站通信接口①站控层设备之间的通信接口②站控层与间隔层设备的通信接口③间隔层设备之间的通信接口④间隔层与过程层设备的通信接口⑤站控层设备与远方控制中心的通信接口⑥间隔层设备与远方保护的通信接口贵州电力设计研究院数字化变电站系统示意图1贵州电力设计研究院数字化变电站系统示意图2远动主站全站统一GPS站控层主机及操作员工作站1100M以太网以太网交换机网省地调调调间隔层主机操作员工作站2其它智能装置接口工程师工作站公用接口装置110kV微机测控保护装置10kV微机测控保护装置GISECT/EVT过程层

5、UniGearZS1CTs/VTsIEC61850贵州电力设计研究院三、数字化变电站与常规站的不同1.互感器输出不一致2.开关选用的不同3.二次接线的不同4.接地设计的不同5.系统架构的不同贵州电力设计研究院1.互感器输出不一致常规站采用电磁式互感器，数字站采用有源非常规互感器(主要以罗柯夫斯基线圈为代表)EVT/ECT及无源非常规互感器（又称光电式）OVT/OCT电子式互感器。对于设计考虑而言，两者的输出不一致。电磁式互感器：输出模拟量:TA—5A(或1A)TV—100V，非常规互感器：输出模拟量ECT：4V（测量）及200mV（保护

6、）EVT：4V输出数字量ECT：2D41H（测量）及01CFH（保护）EVT：2D41H贵州电力设计研究院2.开关选用的不同常规站采用普通开关设备，操作控制命令由控制电缆实现。数字站采用智能开关设备或普通开关设备增加智能终端，操作控制命令由光缆传输实现，二次系统与配电装置开关设备之间无电气联系。贵州电力设计研究院3.二次接线的不同常规站普遍采用阻燃屏蔽铠装电缆，仅在站控层、对时等采用通信电缆数字站内部全部实现光纤通信方式，只有电源采用阻燃屏蔽铠装电缆，数字站比常规站电缆约少80%。贵州电力设计研究院4.接地设计不同常规站的接地是重要的问

7、题，数字站由于二次系统不再需要引入交流二次电缆，一次系统和二次系统可实现有效的电气隔离，由交流电缆引起的传导性电磁干扰不复存在，二次系统的接地将局部化，只需要考虑整个二次系统的等电位问题。二次光缆传输回路完全绝缘，没有接地要求。贵州电力设计研究院5.系统架构的不同常规站为两层结构：站控层+间隔层，主要采用IEC60870-5-103规约。数字站为三层结构：站控层+间隔层+过程层，采用IEC61850网络通信标准。数字站涵盖了常规变电站的分层分布式结构、网络通信模式，并有着更广阔的延伸。贵州电力设计研究院四、数字化变电站的设备理想的数字化

8、变电站主要一次设备和二次设备都应为智能设备，这是变电站实现数字化的基础。相对常规站，数字化变电站二次设备有其特殊性。贵州电力设计研究院1.数字化变电站的保护设备新型数字化保护呈现网络化、分布化、一体化的特点