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1、间隔纵向集成的智能变电站间隔纵向集成的智能变电站 二次设备及系统探讨二次设备及系统探讨 2016年4月 目录 1.1.整体方案整体方案 2.220kV2.220kV电压等级变电站电压等级变电站 3.110kV3.110kV电压等级变电站电压等级变电站 4.4.安装方式及其他安装方式及其他 一、整体方案现状 220kV线路间隔系统图 智能变电站保护、自劢化功能分层分布于间隔层、过程层、站控 层多个装置中，实现信息数字化和数据共享。 功能纵向分布 可靠性快速性 下降 快 速 性 、 可 靠 性 3 光纤连接复杂 虚端子配置工作量大 虚回路难以维护 采样值同步复杂 光口多发热大 数据同步复杂 过程层
2、设备功 能横向耦合， 业务相互影响 新一代智能变电站在过程层数据共享的基础上，开展了功能横向 集成技术的研究，并成功应用了低压多合一装置、110kV保护测 控集成装置、合智集成装置、220kV多功能测控装置等。 4 低压保护 合并单元 智能终端 测控 低压多合一 一、整体方案现状 双 套 保护装置保护装置测控装置测控装置 智能终端智能终端 合并单元合并单元220kV多功能保护多功能保护220kV多功能测控多功能测控 MMS双网双网 GOOSE、SV网网 双 套 至母差保护至母差保护 5 220kV线路间隔纵向集成示意图 至母差保护至母差保护 双 套 一、整体方案纵向集成 220kV保护合智保护
3、合智220kV测控测控合智合智 + 保护SCD集成及CID下载 测控SCD集成及CID下载 保护和测控功能在过程层及间隔层充分解耦， 系统集成配置工作可以分开进行，确保SCD 文件互相独立。尤其在维护过程中修改其中 一个文件，对另外一个没有影响，提高SCD 配置的安全性。 一、整体方案配置变化 注：N表示出线支路数量，M表示主变台数。橙色部分影响变电站屏柜数量、占地面积和直接造价，蓝色部分影响运行 维护工作量，绿色部分影响保护装置可靠性。数据以最小规模站计，出线4回，1个母联，2台主变，即N=5，M=2。 220kV220kV双母双母 接线接线 智能站智能站新一代新一代智能站智能站本本方方案案
4、 线路 （母联） 母线主变合计 线路 （母联） 母线主变合计 线路 （母联）母线 主变合计 装置数量装置数量7*N719*M807*N515*M703*N513*M46 交换机口数交换机口数 量量 16*N1641*M17816*N1436*M1669*N1119*M94 光光纤纤数量数量14*N 14+4* N+4*M 35*M18214*N 10+2*N +2*M 32*M1583*N 7+2*N +2*M 19*M74 虚端子复杂虚端子复杂 性性 复杂复杂简单 SCDSCD工作量工作量大大小 单装置光口单装置光口 数量最大值数量最大值 3 2+2*N 2*M 93 2+2*N+ 2*M
5、912+N+M 4 保护保护功能功能独独 立立性性 分散分散独立 保护快速性保护快速性较快较快快 保护可靠性保护可靠性较高较高高 一、整体方案效果对比 保护动作快、装置可靠性高保护动作快、装置可靠性高 单装置实现单间隔的保护或测控功能。单装置实现单间隔的保护或测控功能。 间隔内无合并单元采样传输环节和智能终端响应环节。间隔内无合并单元采样传输环节和智能终端响应环节。 装置装置光口数量少，发热量光口数量少，发热量小。小。 一、整体方案效果对比 建设、运维便利建设、运维便利 单间隔单间隔内装置间无虚端子回路，减少内装置间无虚端子回路，减少SCDSCD工作量。工作量。 虚端子回路只存在于跨间隔装置间
6、虚端子回路只存在于跨间隔装置间，集成和调试简单，集成和调试简单 清晰。清晰。 专业界面清楚专业界面清楚，调试、维护，调试、维护相对相对独立。独立。 一、整体方案效果对比 占地少、造价省占地少、造价省 节省节省2424台台装置，减少装置，减少34%34%。 减少减少7272个个交换机端口，交换机端口，减少减少43%43%。 减少光纤使用量减少光纤使用量8484根根以上，减少以上，减少约约53%53%。 减少屏柜数量和占地面积，降低直接减少屏柜数量和占地面积，降低直接造价。造价。 一、整体方案效果对比 目录 1.1.整体方案整体方案 2.220kV2.220kV电压等级变电站电压等级变电站 3.1
7、10kV3.110kV电压等级变电站电压等级变电站 4.4.安装方式及其他安装方式及其他 二、220kV电压等级方案 1.线路间隔系统图 功能保护同220kV线路保护 合并单元至母差及故录 智能终端至 母差 交流输入常规互感器TPY互感器 电子式互感器独立插件 操作回路插件与工作电源独立 压切插件与工作电源独立 另一套闭重开入开出插件硬接点 失灵及联闭锁过程层插件GOOSE 纵联通道OTM插件从通信室过来 保护装置功能及接口 二、220kV电压等级方案 1.线路间隔系统图 功能测控同常规测控 合并单元至PMU 交流输入常规互感器独立插件 电子式互感器独立插件 压切插件与工作电源独立 开关遥控开
8、入开出插件双节点输出，通过硬接线 至双套保护的操作回路 刀闸遥控开入开出插件硬接线输出至机构 测控装置功能及接口 二、220kV电压等级方案 测控装置通过电缆输出两付遥控节点分别至双套保护装置操作回路插件，该插 件回路由站内控制电源驱劢，保证遥控功能独立 多功能测控装置 遥控出口插件 遥控回路电缆 多功能保护装置 操作回路插件 二、220kV电压等级方案 2.主变间隔系统图 二、220kV电压等级方案 3.母线间隔系统图 二、220kV电压等级方案 3.母线电压并列方案 目录 1.1.整体方案整体方案 2.220kV2.220kV电压等级变电站电压等级变电站 3.110kV3.110kV电压等
9、级变电站电压等级变电站 4.4.安装方式及其他安装方式及其他 三、110kV电压等级方案 1.线路间隔系统图 功能保护同110kV线路保护 合并单元至母差及故录 智能终端至 母差 交流输入常规互感器TPY互感器 电子式互感器独立插件 操作回路插件与工作电源独立 压切插件与工作电源独立 联闭锁过程层插件GOOSE 纵联通道OTM插件从通信室过来 保护装置功能及接口 配置单套多功能保护装置 三、110kV电压等级方案 1.线路间隔系统图 功能测控同智能变电站线路测控 合并单元SV组网至计量 交流输入常规互感器独立插件 电子式互感器独立插件 压切插件与工作电源独立 开关遥控开入开出插件硬接线输出至操
10、作回路 刀闸遥控开入开出插件硬接线输出至机构 测控装置功能及接口 配置单套单套多功能测控装置 三、110kV电压等级方案 2.桥接线主变间隔系统图 三、110kV电压等级方案 2.母线间隔系统图 目录 1.1.整体方案整体方案 2.220kV2.220kV电压等级变电站电压等级变电站 3.110kV3.110kV电压等级变电站电压等级变电站 4.4.安装方式及其他安装方式及其他 基于高速总线技术，设计功能解耦的软硬件平台，确保保护（或测 控）、合并单元和智能终端功能互相独立，操作回路不依赖于装置工 作电源。 PPS 背板数据总 线 主CPU 插件 9-2 CPU+DSP 智能终端 插件 合并单
11、元 插件 CPU ADC采样 插件 SV发送GOOSE 常规/电子式 互感器 OTM 插件 实时数据 OTM数据 INT 采样值 操作回路 插件 跳合闸闭重 遥控分合闸 开关操作回路 I/O插件 开入开 出数据 四、设备研制 本方案适用的几种常见安装方式 方式方式安装位置安装位置电缆用量电缆用量运行环境要求运行环境要求天气影响天气影响应用经验应用经验 方式一汇控柜最少高阴雨天检 修不便 较成熟 方式二二次设备舱较少较低无影响较成熟 方式三小室少低无影响成熟 四、安装方式 改进户外柜微环境 增加工业级热交换器， 减小高低温的对装置 的影响 采用预制式二次设备 间，解决装置运行环 境的同时，消除阴雨 天气对检修的影响 四、安装方式 四、总结 一、系统设计按专业解耦，利于建设与运维； 二、减少功能实现环节，提高可靠性和快速性； 三、减少装置种类与数量，减少建设成本； 四、减少网络连接，减少虚回路配置； 五、利于专业技术发展。 请各位领导和专家多提请各位领导和专家多提 宝贵意见！宝贵意见！
