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1、智能变电站综合自动化系统目录智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原那么智能化变电站设备配置原那么网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题智能变电站综合自动化系统智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原那么智能化变电站设备配置原那么网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题智能化变电站概述u数字化变电站定义数字化变电站定义u 数字化变电站是由智能化一次设备电子数字化变电站是由智能化一次设备电子式互感器、智能化开关等和网络化二次设备分式互感器、智能化开关等和网络化二次设备分层过程层、间隔层、站控层构建，建立
2、在层过程层、间隔层、站控层构建，建立在IEC61850 IEC61850 通信标准根底上，能够实现变电站内智通信标准根底上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。u智能化变电站定义智能化变电站定义u 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为根本要求，自动完成信息采集、息共享标准化为根本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等功能，并可根测量、控制、保护、计量和监测等功能，并可根据需
3、要支持电网实时自动控制、智能调节、在线据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能化变电站概述u智能化变电站和数字化变电站区别智能化变电站和数字化变电站区别u 数字化变电站是智能化变电站开展的必经数字化变电站是智能化变电站开展的必经阶段和实现根底，通过对数字化变电站的技术改阶段和实现根底，通过对数字化变电站的技术改造，可以实现一次主设备状态监测、高级功能和造，可以实现一次主设备状态监测、高级功能和辅助系统智能化等。另外，智能化变电站可根据辅助系统智能化等。另外，智能化变电站可根据需要实现电网实时自动控制、智能调节、在
4、线分需要实现电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，智能化程度更高。析决策、协同互动等高级功能，智能化程度更高。智能化变电站概述u数字化变电站与传统综自站的区别数字化变电站与传统综自站的区别间隔层和站控层：间隔层和站控层：只是接口和通信模型发生了变化，间隔层装置对下接口多只是接口和通信模型发生了变化，间隔层装置对下接口多为光纤接口，接收过程层设备上送的数字量。站控层通信为光纤接口，接收过程层设备上送的数字量。站控层通信采用采用IEC61850 IEC61850 标准，实现信息共享和互操作。标准，实现信息共享和互操作。过程层改变较大：过程层改变较大：由传统的电流、电压互感器
5、、一次设备以及一次设备与二由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、光纤连接等，实现电流电压模拟量就地数字化一次设备、光纤连接等，实现电流电压模拟量就地数字化，一次设备状态量的就地采集和化，一次设备状态量的就地采集和GOOSEGOOSE网络传输。网络传输。7u常规变电站典型结构图常规变电站典型结构图智能化变电站概述8智能化变电站概述u数字化变电站典型结构图数字化变电站典型结构图9智能化变电站概述u智能化变电站典型结构图智能化变电站典型结构图智能化变电站概述u数字化变电站开展阶
6、段的典型模式数字化变电站开展阶段的典型模式u 从实用化层面分析，目前的数字化变电站从实用化层面分析，目前的数字化变电站大致可分为以下大致可分为以下3 3种模式，如下表：种模式，如下表：智能化变电站概述 由图可见，该系统与传统的变电站自动化系由图可见，该系统与传统的变电站自动化系统根本类似。间隔层智能电子设备统根本类似。间隔层智能电子设备IEDIED保护及自保护及自动化装置安装方式与传统变电站相同，采用就动化装置安装方式与传统变电站相同，采用就地安装或是集中组屏。地安装或是集中组屏。这种模式的推广是主要是为了解决传统变电这种模式的推广是主要是为了解决传统变电站中智能设备的互联互通及信息互操作问题
7、。由站中智能设备的互联互通及信息互操作问题。由于采用了统一的于采用了统一的IEC61850 IEC61850 标准，整个系统中的每标准，整个系统中的每一个节点的信息传输被标准化，从而使得整个系一个节点的信息传输被标准化，从而使得整个系统的可维护、可扩充性能大为提高。统的可维护、可扩充性能大为提高。u基于传统互感器及过程层信息交换基于传统互感器及过程层信息交换智能化变电站概述智能化变电站概述 区别于模式区别于模式1 1，该模式增加了过程层网络。，该模式增加了过程层网络。这种模式不仅在站控层信息交换采用了这种模式不仅在站控层信息交换采用了IEC61850IEC61850，而且增加了过程层网络进行过
8、程层信，而且增加了过程层网络进行过程层信息交换。对于每一个间隔，配置了过程层设备合息交换。对于每一个间隔，配置了过程层设备合并单元、智能终端，首先将设备的信息及操作数并单元、智能终端，首先将设备的信息及操作数字化，与之相关的间隔层智能电子设备字化，与之相关的间隔层智能电子设备IEDIED保护保护及自动化装置那么通过光纤以太网与对应间隔及自动化装置那么通过光纤以太网与对应间隔的合并单元、智能终端相连接。的合并单元、智能终端相连接。IEDIED与合并单元、与合并单元、智能终端之间既可以点对点的方式互联，也可以智能终端之间既可以点对点的方式互联，也可以如下图以太网络总线方式相连。如下图以太网络总线方
9、式相连。智能化变电站概述 这种模式这种模式IEDIED可以根据需要安装在变电站的任何地方。可以根据需要安装在变电站的任何地方。由此可见，原来一次设备与由此可见，原来一次设备与IEDIED之间的传统的大量铜芯电之间的传统的大量铜芯电缆被少量的通信光缆代替了。同时由于建立了过程层网络，缆被少量的通信光缆代替了。同时由于建立了过程层网络，过程层的高速采样数据可以被不同类型的装置共享，从而过程层的高速采样数据可以被不同类型的装置共享，从而大大简化了现场的一次接线。大大简化了现场的一次接线。智能化变电站概述u模式模式3 3：基于站控层及过程层全信息交换：基于站控层及过程层全信息交换智能化变电站概述 区别
10、于模式区别于模式2，该模式采用电子式互感器代替，该模式采用电子式互感器代替了传统互感器。由于电子式互感器的性能优势，了传统互感器。由于电子式互感器的性能优势，这种模式在高压及超高压变电站采用较为广泛。这种模式在高压及超高压变电站采用较为广泛。采用的电子式互感器有采用的电子式互感器有AIS、GIS等方式。目前也等方式。目前也有工程采用光学互感器。有工程采用光学互感器。智能变电站综合自动化系统智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原那么智能化变电站设备配置原那么网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题智能化变电站设备配置原那么u 一次设备总体原那么一次
11、设备总体原那么u 一次设备宜采用一次设备宜采用“一次设备本体一次设备本体+传感器传感器+智能智能组件组件 u 形式；现阶段一次设备智能组件一般包括：智形式；现阶段一次设备智能组件一般包括：智能终端、能终端、u 合并单元、状态监测合并单元、状态监测IED IED 等。等。u 当合并单元、智能终端布置于同一控制柜内时，当合并单元、智能终端布置于同一控制柜内时，可将合可将合u 并单元、智能终端硬件进行整合；并单元、智能终端硬件进行整合；u 一次设备应具备高可靠性，应支持顺序控制。一次设备应具备高可靠性，应支持顺序控制。u对于高压组合电器对于高压组合电器GIS/HGISGIS/HGIS，宜取消就地跨，
12、宜取消就地跨间隔横向电气联闭锁接线，减少断路器、间隔横向电气联闭锁接线，减少断路器、刀闸辅刀闸辅助接点、助接点、辅助继电器数量。辅助继电器数量。当设备具备条件时，当设备具备条件时，断路器操作箱控制回路可与本体分合闸控制回路断路器操作箱控制回路可与本体分合闸控制回路一体化融合设计，取消冗余二次回路，提高断路一体化融合设计，取消冗余二次回路，提高断路器控制机构工作可靠性。器控制机构工作可靠性。智能化变电站设备配置原那么u 智能终端配置原那么智能终端配置原那么u 110kV 110kV 除主变外，智能终端宜单套配置；除主变外，智能终端宜单套配置；u 110 1106666kVkV变电站主变保护假设采
13、用主、后备变电站主变保护假设采用主、后备保保 u 护一体化装置时主变压器各侧智能终端宜冗余护一体化装置时主变压器各侧智能终端宜冗余配配u 置，置，主变保护假设采用主、后备保护分开配主变保护假设采用主、后备保护分开配置时置时u 主变压器各侧智能终端宜单套配置；主变压器各侧智能终端宜单套配置；主变压主变压器器u 本体智能终端宜单套配置；本体智能终端宜单套配置；智能化变电站设备配置原那么66kV 66kV 35kV 35kV 及以下配电装置采用户内开关及以下配电装置采用户内开关 柜布置时宜不配置智能终端，保护测控装置下放布置；采柜布置时宜不配置智能终端，保护测控装置下放布置；采用户外敞开式布置时，一
14、二次设备距离较远宜配置单套智用户外敞开式布置时，一二次设备距离较远宜配置单套智能终端。能终端。母线智能终端宜按段单套配置，假设配电装置采用户内开关母线智能终端宜按段单套配置，假设配电装置采用户内开关柜布置时母线宜不配置智能终端；柜布置时母线宜不配置智能终端；智能终端宜实现就地化安装，以保证一次设备的就地数字化。智能终端宜实现就地化安装，以保证一次设备的就地数字化。智能化变电站设备配置原那么u 互感器配置原那么互感器配置原那么u 电子式互感器相比传统互感器具有体积小、电子式互感器相比传统互感器具有体积小、抗饱和能力强、抗饱和能力强、线性度好等优势，在高电压等级线性度好等优势，在高电压等级和传统互
15、感器相比具有一定的经济性，但电子式和传统互感器相比具有一定的经济性，但电子式互感器在高电压等级运行经验尚需积累，相关体互感器在高电压等级运行经验尚需积累，相关体系文件、系文件、校验标准等需进一步建立并完善。校验标准等需进一步建立并完善。u 常规互感器在各电压等级变电站已具有成常规互感器在各电压等级变电站已具有成熟的运行经验，采用常规互感器，配以合并单元熟的运行经验，采用常规互感器，配以合并单元实现模拟量就地数字化转换，利用光纤上传，既实现模拟量就地数字化转换，利用光纤上传，既提高了信号传输的抗干扰性也可减少互感器二次提高了信号传输的抗干扰性也可减少互感器二次绕组配置数量，减小互感器体积，提高其
16、可靠性。绕组配置数量，减小互感器体积，提高其可靠性。u 智能化变电站设备配置原那么 110kV 110kV 及以上电压等级可采用电子式互感器，也及以上电压等级可采用电子式互感器，也 可采用常规互感器；可采用常规互感器；66kV 66kV 及以下电压等级假设采用户内开关柜保护及以下电压等级假设采用户内开关柜保护测测 控下放布置时，宜采用常规互感器；假设采用控下放布置时，宜采用常规互感器；假设采用户户 外敞开配电装置保护测控集中布置时，可采用外敞开配电装置保护测控集中布置时，可采用 常规互感器，也可采用电子式互感器；常规互感器，也可采用电子式互感器；采用常规互感器时，宜配置合并单元，合并单元采用常规互感器时，宜配置合并单元，合并单元 宜下放布置在智能控制柜内；宜下放布置在智能控制柜内；对于关口计量点，宜配置常规互感器；对于关口计量点，宜配置常规互感器；智能化变电站设备配置原那么u 合并单元配置原那么合并单元配置原那么u 合并单元的配置数量主要与继电保护的配置方案合并单元的配置数量主要与继电保护的配置方案 u 有关，对于继电保护有双重化配置要求的间隔，有关，对于继电保护有双重化配置要求的间隔
