220kv智能变电站自动化系统探究

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1、220kV智能变电站自动化系统探究　　摘要：智能变电站是城市电力系统的重要组成部分，对网络通信系统可靠性的要求比较高。为此，结合多年实践经验，通过探讨220kV智能变电站自动化系统的可靠性，从多方面提出了一些切实有效的改进措施。关键词：智能变电站；自动化系统；基本思路作者简介：李国（1978-），男，广东深圳人，深圳市华力特电气股份有限公司，工程师。（广东深圳518000）中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）27-0218-02智能变电站是未来电力系统发展的重要环节，其采用

2、了先进、可靠的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化等为基本要求，自动完成信息的收集、保护和检测等基本功能，在保证城市供电安全性和促进城市经济发展方面发挥着至关重要的作用。在220kV智能变电站自动化系统运行过程中，网络通信是影响系统运行可靠性及功能发挥的最重要因素，若电力工作者没有做好自动化系统可靠性分析工作，就很可能影响到220kV智能变电站的正常运作，并阻碍到城市电力系统的健康发展。因此，本文从多方面分析了自动化系统对智能变电站自动化系统的影响，以期提高自动化系统运行的可靠性。8一、220kV智能变电

3、站中自动化系统的可靠性分析1.220kV智能变电站中自动化系统可靠性的分析思路自动化系统的可靠性主要是指系统实际运行中，能够满足用电客户正常通信的需求能力。对智能变电站自动化系统的可靠性进行评价，其基本的分析思路主要是：通过平均故障的时间（MTTF）以及平均无故障的时间（MTBF）等参数对其网络基本元素可靠性进行评估，与此同时，采用功能比较全面或具备降级等功能的可靠度R（t）、可用度A和效能指标对系统的可靠性进行分析和评估，并根据系统拓扑机构来对整个自动化系统进行可靠性评估。[1]2.220kV智能变电站的智能

4、组件及其可靠度、可用度模型分析智能变电站的智能组件主要是电子器件，其组件较为典型，属于故障率的曲线。且故障率会随着时间变化而变化，当故障率是常数时，其正常的寿命期在Ⅱ区内；故障率在Ⅰ、Ⅲ区时较高，主要是因为设备投入生产并且逐渐老化。二、优化220kV智能变电站自动化系统可靠性的策略分析1.提升220kV智能变电站自动化系统中智能组件的可靠性8由于节点以及链路的失效，降低了自动化系统可靠性，且节点的失效影响相比链路更大。要提升自动化系统的可靠性，最为直接、有效的办法主要是减少智能组件的失效性，提升其可靠性。智能组

5、件是电子设备中的一种，其可靠性受电子元件可靠性以及电路的结构、制造的工艺、操作的方法以及使用的环境等方面的影响。2.网络的拓扑结构以及冗余的优化设计方案220kV智能变电站自动化系统对智能组件的可靠性要求高，除此之外，还必须要有先进的体系结构以及网络层次。具备高可靠性以及先进的体系结构，并且利用和设计合理，才能充分利用网络设备高可靠性以及高性能，将自动化系统高可靠性发挥至极限。将冗余技术利用到自动化系统中，不仅会增加系统复杂程度，还会增加成本，而且系统的可靠性与其自身冗余与否无正比关系，因此利用冗余技术时，要对

6、其进行优化，并对其设计的方案进行定量与定性的分析。220kV智能变电站在实施设计方案时，采用的主要是通过功能冗余以及网络方式来确保系统可靠性，例如在220kV及其以上电压系统中采用互感器、交换机、保护装置、合并的单元以及智能终端等两套智能的组件，且冗余网络装置中利用双以太网以及双网络装置等。网络中，一般采用的是冗余的配置，其目的是提升通信可靠性。8（1）采用网络环型拓扑结构优化网络。根据图1中三种不同拓扑结构——总线型、环型结构以及星型结构的框图，并计算出各自的可用度，对其可用度进行分析，寻找出能够优化网络的拓

7、扑结构，表1所示的是三种网络拓扑可用度结果。可以看出，总线型以及星型的可靠性明显低于环型网，因此在设计时可以采用环型拓扑结构优化网络。但必须注意的是，优化网络的结构时还应控制好建设网络的成本问题。表1三种不同网络结构的可用度网络拓扑结构MTTF/a可用度总线型7.500.99987824单环型13.930.99995129单星型13.640.99993303既要保证网络的可靠性，又要节约建设的成本，最直接的办法就是核心网中应用环型结构，并将星型的结构应用于接入网中，形成复合型拓扑结构。交换机个数以及链路的长度决

8、定了环型网络可靠性，因此环型网络中RSTP作为备用链接，并且通过间隔层、站控层等设备与其他的IED及信息的交互，找到最短的路径。但是220kV智能变电站部分功能实时性要求高，因此环型网络的最短路径应符合节点以及延时等方面的要求。（2）冗余技术具体分析。81）系统与元件的冗余。目前，220kV智能变电站中网络的设计主要采用的是双星型的拓扑冗余结构，该结构是自动化系统的冗余方式，而元件的冗