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1、公司系统智能变电站继电保护专业调研报告一、 调研智能变电站情况- 1 -（一） 河南110kV金谷园变电站- 1 -（二） 江苏220kV西泾变电站- 2 -（三） 陕西750kV洛川变电站- 3 -（四） 四川110kV北川变电站- 4 -二、 调研总体情况- 4 -三、 继电保护专业调研分析- 6 -（一） 智能变电站新技术应用分析- 6 -1 一次设备智能化- 6 -2 电子式互感器- 7 -3 一体化信息平台及高级功能应用- 8 -4 系统网络架构- 8 -5 一、二次设备功能优化配置- 9 -6 智能辅助控制系统- 9 -7 站用电源系统- 10 -（二） 智能变电站工程调试情况分析
2、- 10 -（三） 智能变电站运行分析- 15 -（四） 智能变电站检修、维护及扩建分析- 16 -（五） 智能变电站规程规范制订情况分析- 17 -（六） 智能变电站的专业管理分析- 19 -四、 目前智能变电站试点存在的问题- 21 -（一） 执行企业标准- 21 -（二） 电子互感器- 22 -（三） 过程层设备- 22 -1 过程层设备的抗干扰问题- 22 -2 过程层设备未定型的问题- 23 -3 过程层交换机配置问题- 23 -（四） 光纤敷设、测试与维护- 24 -1 光纤的运行维护问题（标示等）需要规范和标准。- 24 -2 光缆与动力电缆的同沟敷设问题- 24 -3 光纤测试
3、问题（光发送电平、光接收电平问题）- 25 -（五） SCD文件的管理、维护和验证- 25 -（六） 高级应用功能不满足智能变电站要求- 26 -（七） 智能变电站继电保护二次设备工程调试、测试仪器、测试手段- 27 -（八） 智能变电站改扩建问题- 27 -五、 对智能变电站全面建设的思考与建议- 28 -（一） 继续贯彻落实智能变电站继电保护技术规范- 28 -（二） 深入开展智能变电站二次系统研究- 28 -（三） 积极推进智能变电站继电保护就地化工作- 28 -（四） 在确保继电保护性能技术原则的前提下，研究保护配置方式优化- 29 -（五） 慎重推广电子式互感器试点应用- 29 -（
4、六） 重视智能变电站设备可靠性及抗干扰问题的研究- 30 -（七） 进一步智能变电站改扩建实现方式- 30 -（八） 界面清晰、分工明确，实现智能变电站专业管理和运行维护界面的统一- 30 -（九） 完善智能变电站相关测试设备和工具- 31 -（十） 完善智能变电站继电保护二次系统标准、规范体系- 31 - 32 -公司系统智能变电站继电保护专业调研报告为贯彻落实国家电网公司智能电网建设运行工作要求，积极推动智能化变电站新技术应用，认真分析、总结智能变电站二次系统的运行管理经验，国调中心组织专家于2011年3月11日至18日对公司系统的四座智能变电站试点工程开展继电保护专业调研工作。调研工作从
5、智能变电站继电保护专业运行入手，全面调研试点智能变电站继电保护等二次系统的方案设计、设备制造、施工调试、运行维护、检修调试以及改扩建等全过程，深入了解和掌握智能变电站继电保护二次系统技术应用和运行管理情况，认真分析总结智能变电站新技术研究、新设备应用对继电保护专业管理的要求。现将调研的情况汇报如下：1、 调研智能变电站情况（1） 河南110kV金谷园变电站河南110kV金谷园变电站始建于1959年，2007年底完成数字化改造并投运，2010年12月2日完成智能化改造并投运。现有主变3台，四条110kV进线，采用户外PASS开关，10kV出线32回，户内开关柜布置。金谷园变电站智能化应用情况如下
6、：1. 全站采用IEC61850（DL860）标准，实现站内智能电气设备信息共享和互操作。2. 继电保护设备实现方式完全符合智能变电站继电保护技术规范的要求，过程层未配置交换机，结构清晰，可靠性较高；3. 全站采用保护测控一体化装置4. 110kV线路保护装置采用靠近一次设备就地布置于户外智能柜方式；5. 智能单元与合并单元一体化设计，采用就地放置于户外智能柜方式；6. 实现了主变、PASS开关的一次设备状态检测；7. 部分实现了二次设备的状态检测。8. 电子式互感器试点情况：110kV各间隔采用PASS有源式电子互感器，主变中性点采用全光纤电流互感器，10kV采用罗氏线圈电子电流电压组合互感
7、器（ECVT）并经调理单元输出小信号（模拟量），接入10kV保护装置及电度表。（2） 江苏220kV西泾变电站江苏220kV西泾站于2010年12月29日投运，现有180兆伏安变压器2台，远期三台，220kV出现4回，远景8回，110kV出线8回，远景12回，10kV出线24回，远景36回，220kV及110kV开关均采用GIS。智能化相关情况：1）220kV部分采用符合国网直采直跳要求；110kV部分采用网采网跳；2）220kV、110kV保护测控一体化；放置户内GIS旁；3）实现了一次设备状态检测；4）物联网技术实现辅助设备智能化；5）110kV实现了SMV、GOOSE、1588三网合一；
8、6）全站采用全光纤电流互感器。（3） 陕西750kV洛川变电站陕西延安750kV洛川变电站2011年2月底投运，750kV部分采用一个半断路器接线，远期出线8回，本期2回，远期共5串，本期按1个完整串，1个不完整串配置；330kV部分采用一个半断路器接线，远期出线12回，本期4回，远期共7串，本期按2个完整串，1个不完整串配置。智能化相关情况：1) 全站保护采用直采直跳要求，其中采样值传输采用点对点IEC60044-8；2) 750kV、330kV保护测控分开，测控、PMU、计量采样值采用网采网跳方式SV通讯规约采用IEC61850-9-2；3) 实现了主变、开关等一次设备的状态检测；4) 采
9、用罗氏线圈原理电子电流互感器，电容分压式电子电压互感器，挂网试运行一套光纤式电流互感器及一套磁光玻璃原理电流互感器。（4） 四川110kV北川变电站四川绵阳110kV北川变电站2010年9月29日投运，为内桥接线方式的终端站，10kV出线本期18回，智能化相关情况：采用罗氏原理电子电流互感器。由差动MU采集各间隔电子互感器的FT3数据，合并后以扩展IEC61859-9-1方式传给主变差动保护,保护跳闸采用点对点GOOSE方式 。实现了SF6气体密度微水在线监测及主变油色谱等一次设备的状态检测；站控层设备采用SNTP网络对时，间隔层设备采用B码对时，过程层设备采用1588协议对时。4）10kV采
10、用罗氏线圈电子电流互感器与低功耗电流互感器，罗氏线圈输出不经积分调理，直接进10kV四合一装置，低功耗电流互感器小信号进电度表方式。2、 调研总体情况目前，国家电网公司试点建设的智能变电站，通过新技术、新设备、新材料的广泛应用，实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，是建设坚强智能电网的一次新的探索和尝试。试点变电站统一采用基于DL860（IEC61850）标准，实现了二次设备信息交互数字化、标准化，提高了装置互操作性；试点变电站建设将变电站保护、测控、直流电源、状态检测等多个子系统进行整合，采用统一的基于DL860标准实现全站信息标准传输，采用智能变电站信息一体化建设方案，对变
11、电站全景数据进行整合，提高了数据利用率和互动性。基于一体化信息平台的高级应用，在试点变电站得到了应用试点，综合智能告警和事故信息综合分析决策等高级功能对大运行和调控一体化的推进，提供了较好的技术支撑。试点智能变电站同时也基本实现了顺序控制、一次设备在线监测、辅助系统智能联动及变电站自动化系统高级应用等功能。试点变电站较多的采用二次设备就地化布置方案，优化了设备布置，减少了光缆和二次控制电缆，节省了占地。采用先进的传感技术采集一次设备关键状态信息，采用离线和在线相结合的方式，对站内各类设备的状态监测数据进行汇总、诊断分析。为一次设备状态检修提供数据支持。一次设备智能化逐步走向实用化。在变电站内采
12、用光纤连接，实现了间隔层和过程层二次设备互联互通，减少了二次电缆，实现了二次回路的实时监测，同时简化了电缆沟设计。西泾变电站采用“物联网”技术建立传感测控网络，建立智能监测与辅助控制系统，实现了变电站辅助系统的集成应用和联动控制；在智能变电站中有针对性的对部分新技术（如全光纤式电子互感器等）进行试运行，加快促进了智能电网新技术的应用和成熟。变电站大量试点应用了罗氏线圈、全光纤、磁光玻璃等原理的电子式电流互感器，以及电子式电容分压式电压互感器。3、 继电保护专业调研分析（1） 智能变电站新技术应用分析 上述智能变电站试点工程都基本遵循了国家电网公司企业标准智能变电站技术导则以及智能变电站继电保护
13、技术规范的要求，通过先进的传感技术、网络通信、DL/T860标准规约等，实现了采集、传输、执行过程的数字化，实现设备间的互操作性，解决常规变电站中的传统互感器、电缆连接、信息传输等方面存在的问题；通过采用新技术、新设备、新材料以及信息融合等手段，实现顺序控制、智能告警、状态检修、可视化和远程控制等高级应用功能。1 一次设备智能化试点工程均实现一次设备的智能化，采用一次设备本体+智能组件的方案实现一次设备就地测量、控制、状态监测等功能，可以根据运行的实际情况进行操作上的智能控制，同时还可根据在线检测和故障诊断的结果进行状态检修。一次设备在线监测对象主要有变压器或高抗油色谱/微水/油温/气体压力/
14、局放/铁芯接地、GIS局放/SF6气体/断路器工作特性、避雷器泄露电流/放电次数、低压开关柜温度/断路器工作特性，试点工程根据各自建设需要，全部或部分实现上述设备的在线监测功能，全站配置统一的设备状态监测后台系统，采用离线和在线相结合的方式，采集一次设备关键状态信息，对站内各类设备的状态监测数据进行汇总、诊断分析。2 电子式互感器目前主流电子式电流互感器传感头有全光纤原理、罗氏线圈原理、磁光玻璃原理；电子式电压互感器传感头普遍采用电容、阻容、电阻分压原理。试点工程中对上述原理的电子式互感器均有不同程度的应用。由于罗氏线圈原理的电子式电流互感器技术相对成熟，成本也较低，因此大部分试点站作为主要设
15、备采用。光学原理的互感器在抗干扰性能、精度方面比罗氏原理更具优势，但其价格相对较高，目前作为试点应用，尚未大范围推广。例如，罗氏线圈其远端模块AD元件在低压区存在弱电信号传递在开关操作干扰出现大数据，放置在高压区受电磁干扰及供电问题。磁光玻璃光学元件受震动和温度的影响；GIS内置的分压式电子式电压互感器本体线性度不足需要在MU增加补偿；某些厂家的电子互感器到现场后，往往还需要通过更改采集器或合并单元的内部参数来进行曲线拟合以满足精度要求。电子式互感器目前总体还处在试点应用阶段，要实现全面推广还有待进一步完善与成熟。其电子部件的寿命、温度耐受能力以及抗电磁干扰能力，小信号传输的电磁兼容问题，有源电子式互感器的供能问题，长期运行稳定性、温度、振动对传感光纤的影响以及成本等都是电子式互感器发展过程中亟待解决的问题。3 一体化信息平台及高级功能应用一体化信息平台和高级功能应用是智能变电站在数字化变电站技术基础上创新应用的新技术，是智能变电站的一个典型特征。一体化信息平台的目标是实现全站信息的有效融合，避免同一数据的重复采集，建立站内稳态、暂态、动态和状态信息全景数据的统一建模、统一接入、统一存储、统一处
