许继电气110kV智能变电站技术方案.docx

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1、浙江杭州llOkV智能变电站技术方案许继电气股份2021-08 过流爱护 零序过流爱护 分段备自投 过负荷联切 存储屡次故障事务及录波数据。8 . 10kV所用变爱护配置10kV所用变配置电子式电流电压一体化互感器，采纳小信号模拟量输出。装 置集成爱护、测控、开入开出、小信号模拟量接入功能。间隔配置接入小信号模 拟量的电度表。 三相式过电流爱护。 三相式限时速断爱护。 过负荷爱护。 高压侧零序过流爱护常规模拟量电流接入，跳闸、信号可选）。 小电流接地选线 存储屡次故障事务及录波数据。35kV/10kV智能一体化开关柜实现原理图9 .数字化故障录波采纳集中式录波，录波装置干脆从过程层网络获得9-

2、2和GOOSE信息。主 要功能包括：弋 支持9-2采样值以及GOOSE遥信信息。令24小时不连续连续记录存储数据。令对各种扰动刚好标记。令扰动定值进展管理。记录数据的分析与管理。e链路状况检测。10 .网络监视仪（含过程层报文分析）1）监控分析过程层通信网络中的IEC61850报文，可实现对SMV报文 IEC61850-9-2/9-1）、6005报文的接收，对报文关键内容进展在线实时监控, 模拟量值可实时阅读波形信息和通道幅值及相位差值等特征信息，对过程层通 信网络中的报文进展录波，录波文件保存格式和MMS-Ethereal软件的录波文 件格式兼容。2）可视化网络及二次设备平安监视：网络是智能

3、变电站系统牢靠运行的根底, 其运行状态的监控意义重大。许继智能变电站首次采纳SNMP （简洁网络管理协 议）的网络在线监视与诊断效劳技术，作为网络工况监视的“电子眼，在后 台机界面上监视系统网络上任一节点设备及网络运行状况，快速定位二次故障 设备和系统网络故障节点，可有效缩短二次系统网络及二次设备故障查找时 间，实现了自动化系统的网络平安可视化监控。许继智能变电站部陶永健联系 ：E-mial：2009-08-22一、智能变电站概述3二、工程概况:31 .站控层系统方案52 .站控层系统配置与功能63 .时钟同步方案7四、工程方案71. 110KV间隔层爱护爱护和平安自动装置特点72. 110K

4、V线路间隔73. 主变间隔84. 网络化备自投功能85. 35kV/10kV线路爱护配置96. 10KV电容器爱护配置97. 35kV/10kV分段爱护配置98. IOkV所用变爱护配置109. 数字化故障录波1010. 网络监视仪（含过程层报文分析）11一、智能变电站概述变电站作为电网的重要组成局部，是确保电网平安、稳定的重要环节，常 规变电站长期存在着由于互感器电磁特性的影响导致爱护装置误动拒动、不同 厂家设备间互操作性不良等问题。如何提高电力系统电能传输安排的牢靠性， 同时延长系统运行生命周期，有效爱护工程投资是各个电力公司面临决策的问 题。在电网建立中投资巨大、数量众多的变电站自动化系

5、统是电力公司关注的 焦点。随着应用网络技术、开放协议、智能一次设备、电力信息接口标准等方 面的开展产生了比拟志向的技术解决方案，其中基于变电站通信网络与系统协 议IEC61850标准的智能化变电站方案不但得到了电力企业用户的高度关注，同 时也被广袤电力装备生产制造厂家所认可。智能化变电站以智能一次设备和统一信息平台为根底，通过采纳先进的传感 器、电子、信息、通信、限制、人工智能等技术，实现变电站设备的远程监控、 程序化自动运行限制、设备状态检修、运行状态自适应、智能分析决策、网络故 障后的自动重构以及与调度中心信息的敏捷交互，实现了一二次设备的智能化， 运行管理的自动化。智能变电站更深层次表达

6、出坚毅智能电网的信息化、数字化、 自动化和互动化的技术特点。国家电网公司、南方电网公司在“十五期间就智能变电站应用技术绽开 了诸多试点工程，国网公司科技部也屡次组织进展“智能化变电站关键技术探 讨框架探讨会，智能变电站技术已成为近年来电网技术开展的重要方向。2021年国网公司提出了建立坚毅智能电网雄伟蓝图，常规变电站建立模式 已经不能适应电力系统的开展要求，国内各电力公司都开场主动探讨基于IEC 61850标准的新型智能化变电站的建立，以便更好的适应电力系统的开展潮流。二、工程概况:电压等级：110kV/35kV/10kV主变：本期2台HOkV：内桥接线35kV/10kV:单母分段详细配置容量

7、以主接线图为准，本文只供应了智能变电站的改造方案。三、整体方案Q整站建立在IEC 61850的标准根底之上，按分层分布式来实现智能变电 站内智能电气设备间的信息共享和互操作性。变电站从整体上分为三层：站控层、 间隔层、过程层。站控层与间隔层爱护测控等设备采纳IEC61850-8-1通信协议。令110kV采纳传统互感器，通过采集转换装置和合并单元实现采样值数字 化。过程层采纳双网配置，各间隔配置双套采集转换装置和合并单元分别接入过 程层A、B网，配置单套智能终端采纳双网口接入过程层A、B网。对于线路测 控和内桥爱护测控装置配置双网口分别接过程层A、B网，主变双重化配置，每 套单网口分别接A、B网

8、。过程层和间隔层设备之间采纳IEC61850-9-2和GOOSE 通信协议进展数据交换。035kV/10kV采纳智能一体化开关柜，配置小信号模拟量输出的电子式互 感器和综合智能爱护测控装置就地安装。9-2方式中合并单元将数字量采样信号以光纤方式接入过程层网络，间隔层 爱护、测控、计量等设备不再与合并单元干脆相连，而都是通过过程层网络获 得采样值信号，这样就到达了采样信号的信息共享。通过交换机本身的优先级 技术、虚拟VLAN技术、组播技术等可以有效的防止采样值传输流量对过程层网 络的影响。更主要的方面在于网络传输模式有效的解决了点对点传输模式下的 一些缺陷。令实现模式敏捷便于实现跨间隔爱护令网络

9、化方式下对合并单元的输出光口数量没有要求令安装方式敏捷，适合就地安装随着交换机网络管理技术的快速开展及其本钱的降低，采样值网络传输模式 已经在智能变电站得到推广应用。它更符合智能变电站所提倡的全站数字网络传 输的开展方向。图 典型110kV线路间隔IEC 61850-9-2方式配置图智能变电站整体方案图如下列图:1EC618SO(MMS)IEC6O87O-5-lOl(JMi)OK-80001#主变保护1UOkV线路1测控9-2GOOSE9-2GOOSEG(X)SE过程层光A网交换机9-2GOOSEGOOSE线路1综合智能单元采集转换CTPTGIS开关9-2八 GOOSE| GOOSE 内桥综各

10、智能单 元采集转换CTPTGIS开关1588对时WYD-8001#主变保护2八9-2GOOSE过程层B网光交换机GOOSEGOOSE主变本体低压侧开关柜主变中压侧综 合智能单元2主变中压侧综 合智能单元19-2 GOOSEHOkV内桥 保护测控9-2 t GOOSE. GOOSEGOOSE主变本体智能接口9-2低压侧开关柜低压侧同中压侧低压侧同中压侧llOkV线路1及内桥间隔（线路2同线路1）1#主变间隔2#主变与1#主变结构相同CJK 8000 b故蹑漆1故障录波 及报文分析.9-29-2线路1合并器2内桥合并器2采集转换采集转换CTPTCTPT35kV综保装置开关柜10kV综保装置开关柜3

11、5kV/10kV 间隔全站网络构造图1 .站控层系统方案间隔层装置与监控、远动主站间的通讯构造采纳星形以太网的方式，采纳IEC 61850-8-1以太网通讯方式。网络构架可采纳单网或双网。站控层网络构造图2 .站控层系统配置与功能站控层主机包括：操作员站（集成工程师站、VQC、小电流接地选线、五防 一体化功能）、远动装置。2.1 操作员站配置（单机或双机）Dell主机（WinXP操作系统）CPU：内存：硬盘：160GB显示器：22英寸液晶操作员站实现的主要功能Q实时数据采集令平安监控与限制令一次设备状态监测及分析令屏幕显示与操作令爱护光字牌令 运行记录令制表打印令定值的远方查询和修改令装置版本

12、号查询2. 2远动站配置（嵌入式双机）主频：600M；内存：1G；串口： 6个/每台；以太网口: 4个/每台；远动站系统实现的主要功能今4遥信息直采直送。 与电力数据网通信令与载波通道通信个承受GPS网络对时令 支持IEC870-5T04/101、CDT等远动通信规约整站系统配置两台GPS同步对时装置，全站设备在任何状况下只有一个同步 时钟源。GPS当接收不到外部时间基准信号时，切换到内部守时，保持肯定的走 时精确度，使主时钟或扩展装置输出的时间同步信号仍能保持肯定的精确度。当 外部时间基准信号接收复原时，自动切换到正常状态工作，切换时间小于0.5S, 切换时时钟输出的时间同步信号不会出错。全

13、站对时有以下两种方案：1：采纳IEEE1588对时方案站控层和过程层都采纳IEEE1588对时方案。IEEE1588基于工业以太网络对 时能满意各间隔合并单元采样同步要求要求，对时精度到达1 uSo ：站控层SNTP对时+合并单元光纤脉冲对时站控层及间隔层装置对时采纳NTP网络时钟，两套NTP效劳器同时运行，互 为主备。过程层合并单元采纳双光纤脉冲对时。四、工程方案1. llOkV间隔层爱护爱护和平安自动装置特点今间隔层设备CPU采纳两个双核微处理器，完全满意9-2规约下SMV和GOOSE 共网数据实时性处理实力。间隔层设备具有24个光纤以太网接口，满意过程层不同组网方式的要求。 今间隔层设备

14、功能模块完全遵循IEC61850规约的建模标准。间隔层设备记录装置的全部异样数据，并具有“黑匣子功能，具有局部 设备的全生命周期管理功能。2. llOkV线路间隔llOkV线路间隔采纳常规电流电压互感器，通过加装采集转换装置将模拟量 转换成FT3格式的光纤数字量，通过合并单元同步后以IEC61850-9-2标准接入 过程层网络。过程层网络按双网配置，每个间隔配置双套合并单元采集模拟量信息，分别 接入过程层A、B网，实现采样值数据采集、传输的独立性、冗余性。由于UOkV 断路器为单跳线圈，因此配置单套智能终端实现数字化传输，由智能终端供应双 GOOSE网口分别接入过程层A、B网，实现主变爱护双冗

15、余配置。过程层设备均就地安装，为了节约安装空间并表达集成化思想，A网配置合 并单元和智能终端一体扮装置-综合智能单元（双网口输出，完成A网采样利 A/B网GOOSE功能；B网配置独立合并单元完成B网采样功能，B网的GOOSE跳合闸和开入信息采集通过综合智能单元完成。2.2 llOkV电压实现方案电压互感器通过常规电压切换箱完成PT切换后，将电压模拟量接入采集装 置输出FT3数字量格式接入各间隔合并单元，各间隔的合并单元将本间隔的电流、电压数据进展综合，然后以IEC61850-9-2格式输出至过程层网络。间隔电流量并列后母线电压采集转负装置II母PT2PT1电压并列箱并列后电压合并单元采集转换装

16、置输出光扩展0 co0co过程层光交换机FT3去各间隔3. 主变间隔1）主变爱护配置主变爱护测控一体扮装置，双套冗余配置。每套爱护分别 接入过程层的A、B网，实现采样和跳闸的独立性。2）内桥接线差动爱护采纳线路和桥的电流互感器，主变爱护从主变交换机 上采集电流、电压信号。高压侧过程层配置即为llOkV线路和内桥的配置。3）主变中低压侧配置双采集线圈的电流、电压一体化的电子式互感器罗 氏线圈原理），输出采纳小信号模拟量，配置双套主变综合智能单元接入小信号 模拟量和采集遥信开入（集成智能终端和合并单元的功能，就地安装于开关柜 中），然后以9-2和GOOSE规约向主变爱护、测控、电度表等设备供应采样

17、值和 开入量。两套主变综合智能单元分别接入过程层A、B网。4）主变本体配置本体智能终端，完成主变非电量爱护功能以及主变温度的 采集。本体智能终端安装于主变本体户外柜内，供应双光纤GOOSE接口分别接入 过程层A、B网。4. 网络化备自投功能利用过程层GOOSE网络实现备自投功能。与常规备自投装置相比，取消了专 用的备自投装置及各爱护之间的连接线，防止了各间隔信息的重复采集，网络化 采集和传输削减了信息传输环节，提高了备自投动作的牢靠性。HOkV系统的进线备自投由内桥爱护测控装置和线路测控装置协同完成。闲 线路测控装置完成进线备自投功能的分散执行，内桥爱护测控装置完成进线备自 投功能的集中处理。

18、进线备自投功能的动作执行由内桥爱护测控装置通过GOOSE 信息实时传送到llOkV线路的综合智能终端单元完成。35kV/10kV系统的分段备自投功能由分段爱护测控装置和主变爱护测控装置 协同完成。主变爱护测控装置完成分段备自投功能的分散执行推断功能，分段爱 护测控装置完成分段备自投功能的集中处理，各装置间的信息交换和跳合闸吩咐 均通过GOOSE网络传递。5. 35kV/10kV线路爱护配置35kV/10kV出线间隔配置电子式电流、电压一体化互感器（罗氏线圈原理）， 采纳小信号模拟量输出，通过航空插头干脆接入爱护测控装置和电度表。爱护测 控装置集成爱护、测控、开入开出、小信号模拟量接入功能。每个

19、出线间隔配置 接入小信号模拟量的电度表。10kV配置罗氏线圈原理的电子式电流电压一体化互感器，采纳小信号模拟 量输出，在保证牢靠精度状况下，大幅降低了本钱。 三相式瞬时电流速断爱护。 三相式限时电流速断爱护。 三相一次自动重合闸（后加速）。 低周减载（带滑差闭锁功能）出口跳闸。 小电流接地选线功能 存储屡次故障事务及录波数据。6. 10kV电容器爱护配置电容器配置电子式电流电压一体化互感器，采纳小信号模拟量输出。装置集 成爱护、测控、开入开出、小信号模拟量接入功能。间隔配置接入小信号模拟量 的电度表。 三相式限时电流速断爱护。 三相式定时限过电流爱护。 不平衡电压爱护（供应特地的采集转换装置）。 低电压爱护。 接收站控设备下发的投切吩咐。 存储屡次故障事务及录波数据。7. 35kV/10kV分段爱护配置分段爱护配置电子式电流电压一体化互感器，采纳小信号模拟量输出。装置 集成爱护、测控、开入开出、小信号模拟量接入功能。充电爱护