上海220千伏變電站的智能化改造4（修改）

1、上海220千伏變電站的智能化改造摘要：智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，是輸電網(wǎng)的重要接點和數(shù)據(jù)采集源頭，是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)和前提。智能變電站作為變電站未來發(fā)展的方向，是智能電網(wǎng)發(fā)展的重點。本文針對220kV智能變電站技術(shù)應(yīng)用的實際需求，討論了220kV智能變電站系統(tǒng)以及相關(guān)技術(shù)設(shè)備的實施方案，并設(shè)計了在運變電站智能化改造方案。關(guān)鍵詞：智能變電站 智能電網(wǎng) 改造目 錄1 前言11.1 選題背景11.2 需求分析11.3 論文的主要工作及組織結(jié)構(gòu)22 上海某變電站智能化系統(tǒng)的配置方案22.1 變電站概況22.2 智能一次設(shè)備22.2.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)22.2.2 電子式互感器的應(yīng)用32.3 二

2、次設(shè)備組網(wǎng)方案42.3.1 站控層設(shè)備配置42.3.2 間隔層設(shè)備52.4 高級功能應(yīng)用72.4.1 設(shè)備診斷及分析功能72.4.2 智能告警與故障綜合分析72.4.3 一鍵式順序控制72.4.4 一體化配置工具（源端維護）72.5 小結(jié)83 在運220kV變電站的智能化改造方案研究83.1 一次設(shè)備改造83.1.1 主變回路83.1.2 隔離閘刀、斷路器回路93.1.3 互感器回路93.2 繼電保護裝置改造方案103.3 自動化系統(tǒng)改造設(shè)計103.3.1 總體原則103.3.2 對保護裝置要求103.3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)113.3.4 站控層設(shè)備及功能114改造效果125本人所做工作12參考文獻

3、141 前言1.1 選題背景全球資源、環(huán)境、經(jīng)濟等問題日益突出，可再生能源、分布式能源快速發(fā)展，世界各國面臨著可再生能源如何接入及充分利用等一系列問題，需要用智能化的技術(shù)和手段來應(yīng)對目前面臨的各種挑戰(zhàn)。積極發(fā)展智能電網(wǎng)，適應(yīng)未來可持續(xù)發(fā)展的要求，已成為國際電力發(fā)展的現(xiàn)實選擇。 “堅強智能電網(wǎng)”以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。因此，“堅強”和“智能”是堅強智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵。而智能

4、變電站是堅強智能電網(wǎng)建設(shè)中實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺之一，是堅強智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐1。智能化變電站的改造，對加強智能電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)防御多重故障、防止外力破壞和防災(zāi)抗災(zāi)能力，增強電網(wǎng)供電的安全可靠性，提高電網(wǎng)更大范圍的能源資源優(yōu)化配置能力，具有重要作用。智能化變電站是數(shù)字化變電站的升級和發(fā)展。在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能電網(wǎng)的需求，對變電站自動化技術(shù)進行充實以實現(xiàn)變電站智能化功能。智能化變電站的設(shè)計和建設(shè)，必須在智能電網(wǎng)的背景下進行，要滿足我國智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的要求，體現(xiàn)我國智能電網(wǎng)信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的特征。1.2 需求分析國家電網(wǎng)公司對智能變電站定義是采用先進、可

5、靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享、標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能電網(wǎng)是電力工業(yè)將來的發(fā)展方向，這是毋庸置疑的2。在變電環(huán)節(jié)，在智能電網(wǎng)規(guī)劃的推動下，未來智能化變電站將成為新建變電站的主流和在運變電站的改造方向。目前，國家電網(wǎng)已將智能變電站作為推廣工作之一。根據(jù)國家電網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃，智能變電站將成為新建變電站的主流，迎來爆發(fā)式增長：第一階段新建智能變電站46座，在運變電站智能化改造28座；第二階段新建智能變電站8000座，在

6、運變電站智能化改造50座，特高壓交流變電站改造48座；第三階段新建智能變電站7700座，在運變電站智能化改造44座，特高壓交流變電站改造60座。1.3 論文的主要工作及組織結(jié)構(gòu)本文介紹了智能變電站的特征和構(gòu)架，及其主要的技術(shù)應(yīng)用，研究了智能變電站的實現(xiàn)方案。結(jié)合上海某變電站智能化改造工程實際，在安全可靠、經(jīng)濟適用的基礎(chǔ)上提出了智能變電站的相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用方案，并結(jié)合工程開發(fā)了部分高級應(yīng)用功能智能告警與故障綜合分析、一鍵式順控等功能。最后本文結(jié)合國網(wǎng)基建部的改造設(shè)計規(guī)范，探討了適合上海電網(wǎng)的改造方案，以期通過建立智能變電站來提升變電站綜合自動化水平，為建成堅強智能電網(wǎng)提供可靠的基石。2 上海某變電

7、站智能化系統(tǒng)的配置方案2.1 變電站概況上海某智能變電站為全戶內(nèi)布置的220kV終端變電站，220kV接線采用線路變壓器組接線形式，目前2回進線，220kV一次設(shè)備采用戶內(nèi)GIS。主變最終規(guī)模為3240MVA三卷變，目前規(guī)模2240MVA，電壓等級為220/110/35kV，采用無載調(diào)壓變壓器。110kV目前采用單母線分段接線形式，每段母線有四條出線，共八條出線，110kV設(shè)備采用戶內(nèi)GIS。35kV目前采用單母線四分段，20回出線，采用金屬鎧裝開關(guān)柜。無功補償采用2（20Mvar+20Mvar）電容器。本站按無人值班站考慮，受集控站遠方控制3。2.2 智能一次設(shè)備2.2.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)

8、對變電站電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測需求的分析，在現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平基礎(chǔ)上，主要涵蓋在線監(jiān)測裝置選型、規(guī)范化、數(shù)據(jù)采集通信及統(tǒng)一建模、信息管理與故障診斷、狀態(tài)檢修。A 實施對象狀態(tài)監(jiān)測的對象及范圍包括（1）變壓器中的套管、鐵芯、油氣參數(shù)、溫度、局放。（2）GIS設(shè)備內(nèi)的斷路器、避雷器、SF6微水、壓力、局放。（3）繼電保護二次回路的工作狀態(tài)?；竞w了站內(nèi)各種類型的高壓設(shè)備及相關(guān)繼電保護二次回路4。就地監(jiān)測層通過安裝于變電站現(xiàn)場的各種狀態(tài)監(jiān)測終端，在線完成電力設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)該站現(xiàn)有規(guī)模，完成監(jiān)測終端的配置。B 站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺通過部署于變電站內(nèi)的通信對象服務(wù)器、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，實

9、現(xiàn)以下功能：監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)的采集，站內(nèi)數(shù)據(jù)的暫存和初步診斷，站內(nèi)通信協(xié)議的統(tǒng)一，對外提供統(tǒng)一的基于IEC61850的通信接口，站內(nèi)數(shù)據(jù)同遠方數(shù)據(jù)平臺的通信。該站內(nèi)平臺符合數(shù)字化智能變電站通信標準設(shè)計的要求5。站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺的主要硬件配置為：商用后臺工作站1臺、嵌入式通信對象服務(wù)器2臺、局域網(wǎng)交換機2臺。圖1狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備布置圖C設(shè)計原則遵循先進性、集中化、“即插即用”原則 5。2.2.2 電子式互感器的應(yīng)用A電子式互感器配置原則如下：1）全站采用電子式互感器；2）主變220kV、110kV、35kV側(cè)間隔，主變220kV中性點及間隙、主變110kV中性點，接地變高壓側(cè)、低壓側(cè)采用基于法拉第光學效應(yīng)原

10、理的光纖電流互感器，雙套配置；3）110kV線路、分段間隔、采用基于法拉第光學效應(yīng)原理的光纖電流互感器，單套配置；4）35kV線路、站用變、分段、電容器間隔、35kV電容器橫差CT采用一體化電子式互感器，二次信號為小模擬量輸出，單套配置；5）主變220kV側(cè)采用分壓原理、小模擬量輸出的電子式電壓互感器；110kV母線、35kV母線采用分壓原理、小模擬量輸出的電子式電壓互感器。B電子式互感器設(shè)計要求如下：1）電子式互感器應(yīng)符合GB/T20840.72007、GB/T20840.82007的有關(guān)規(guī)定；2）測量用電流準確度不低于0.2S，保護用電流準確度不低于5TPE；3）測量用電壓準確級不低于0.

11、2，保護用電壓準確級不低于3P；4）光纖電流互感器工作電源采用直流；5）電子式互感器內(nèi)應(yīng)由兩路獨立的采樣系統(tǒng)進行采集，每路采樣系統(tǒng)應(yīng)采用雙A/D系統(tǒng)接入合并單元6。2.3 二次設(shè)備組網(wǎng)方案2.3.1 站控層設(shè)備配置站控層包括主機兼操作員工作站、工程師站、遠動通信裝置、保護及故障信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)以及其它智能接口設(shè)備等。圖2站控層設(shè)備配置圖2.3.2 間隔層設(shè)備間隔層二次設(shè)備主要實現(xiàn)保護、測控、故障錄波、計量等面向間隔的功能。A測控功能由于全站采用了數(shù)字化變電站技術(shù)，全站數(shù)據(jù)實現(xiàn)了統(tǒng)一采集和高度共享，因此二次功能整合具備了技術(shù)基礎(chǔ)。為避免過程層跨網(wǎng)，主變?nèi)齻?cè)雙重化配置配置測控單元，安

12、裝在主變保護屏內(nèi)。A套主變測控單元接收主變各側(cè)間隔合并單元A的采樣值數(shù)據(jù)（SMVA 網(wǎng)），以及主變各側(cè)間隔智能終端A的遙信數(shù)據(jù)（GOOSEA 網(wǎng)），發(fā)送遙控命令到主變各側(cè)間隔智能終端A（GOOSEA 網(wǎng)），完成主變各側(cè)間隔模擬量的計算、五防閉鎖、控制等功能7。B套主變測控單元接收主變各側(cè)間隔智能終端B的遙信數(shù)據(jù)（GOOSEB 網(wǎng)）。配置公共測控單元2臺，采集非智能設(shè)備的自動化信息。測控單元同時分別接入站控層MMSA、B網(wǎng)，與站控側(cè)設(shè)備進行通信。B保護功能1）110kV線路保護每回線路配置一套完整的主（縱差）、后備（距離或過流）保護功能的線路保護測控合一裝置，安裝于線路間隔GIS匯控柜上。110

13、kV線路保護采用直采直跳方式，即保護的跳合閘回路采用點對點光纜直接接入智能終端實現(xiàn)，采樣值由合并單元采用點對點光纜直接接入保護裝置實現(xiàn)。2）110kV分段自切保護分段上配置一套保護測控合一裝置，安裝于分段間隔GIS匯控柜上。110kV分段自切保護采用直采直跳方式。自切開放母差充電保護和母差間相互閉鎖功能等采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。3）110kV母線保護110kV母線保護按段配置，即每段母線配置一套母差保護，母差保護組屏安裝。母差保護與各間隔的采樣值回路和跳閘回路采用直采直跳方式，與110kV自切間的相互閉鎖等功能采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。4）主變保護根據(jù)國網(wǎng)220千伏系統(tǒng)繼電保護標準化設(shè)計

14、規(guī)范，主變保護按雙重化配置主后一體的電氣量保護和一套非電氣量保護，電氣量保護采用直采直跳方式，非電氣量保護利用主變本體側(cè)的智能終端直接用電纜跳閘。5）35kV間隔保護a）35kV線路保護裝設(shè)電流速斷，電流電壓保護，過流保護和零序電流保護。對于35kV架空線路將裝設(shè)自動重合閘。出線中如有聯(lián)絡(luò)線路時，則需考慮裝設(shè)差動保護，每段留一回聯(lián)絡(luò)線，出線均設(shè)置按周波減負荷裝置。b）35kV站用變保護裝設(shè)電流速斷，過流保護和零序電流保護。c）35kV電容器裝設(shè)過流、零流、中性點橫差、過電壓及低電壓保護。d）35kV分段保護設(shè)短時投入的一段式過流保護和一段式零流保護。e）35kV線路、站用變、電容器保護采用測控

15、、保護、合并單元、智能終端四合一裝置，安裝于各自開關(guān)柜內(nèi)。四合一裝置不僅完成本間隔內(nèi)的保護和測控功能，而且需要具備面向過程層的采樣值接口和GOOSE接口，采樣值接口將本間隔內(nèi)的電壓電流采樣值用IEC61850-9-2的格式送給35kV母差保護、電度表等間隔層設(shè)備，GOOSE接口和35kV母差保護等間隔層設(shè)備交換GOOSE報文。6）35kV母線保護35kV母線保護按段配置，II、III段母線配置一套母差保護，I、IV（VI）段母線配置一套母差保護，采用保護測控合一裝置。35kV母差保護從各饋線開關(guān)柜上的四合一裝置獲得電壓和電流采樣值，從主變35kV開關(guān)柜上的合并單元獲得電壓和電流采樣值，并發(fā)出G

16、OOSE命令至四合一裝置完成跳閘。35kV母差保護與各開關(guān)柜上的四合一裝置采用點對點方式通信。C計量功能站內(nèi)采用數(shù)字式電度表，即電度表采用IEC61850-9-2報文接收電壓電流采樣值信息8。主變電度表集中組屏，電度表通過主變采樣值A(chǔ)網(wǎng)接收電壓電流采樣值信息。110kV電度表集中組屏，通過110kV采樣值A(chǔ)網(wǎng)接收電壓電流采樣值信息。35kV電度表集中組屏，與安裝于35kV開關(guān)柜室，電度表和開關(guān)柜上四合一裝置點對點通信，接收電壓電流采樣值信息。所有電度表向站內(nèi)電能計量采集裝置提供電度量，該裝置通過以太網(wǎng)口與站內(nèi)自動化系統(tǒng)連接，并通過電力通信專網(wǎng)將站內(nèi)的電能量信息傳輸?shù)缴虾ｋ娋W(wǎng)電能量采集主站系統(tǒng)。

17、D故障錄波功能全站配置2臺故障錄波器1臺故障錄波記錄分析裝置，組1面故障錄波屏：2臺故障錄波器按雙重化配置，用于分別記錄冗余配置的過程層采樣值網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)上的信息，不應(yīng)跨網(wǎng)，主要采集主變各側(cè)的電壓、電流采樣值數(shù)據(jù)和主變、母差、自切保護動作GOOSE信息。2臺故障錄波器所收集各類信息匯總至1臺故障錄波記錄分析裝置，用以進行電流電壓波形、保護動作信息等故障分析。故障錄波器通過MMS服務(wù)接入站控側(cè)網(wǎng)絡(luò)，上傳故障錄波報告給站控層9。2.4 高級功能應(yīng)用2.4.1 設(shè)備診斷及分析功能高級應(yīng)用是在綜合數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，開發(fā)設(shè)備遠程診斷與綜合評價等定制應(yīng)用模塊，實現(xiàn)電力設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)分析、評估等高

18、級應(yīng)用功能。2.4.2 智能告警與故障綜合分析基于一體化信息平臺，設(shè)置專家知識庫，即存放專家提供的告警與故障分析知識，建立變電站故障信息的邏輯和推理模型，給出某個告警信息或某種事故類型的原因、描述、處理方式，甚至硬接點信息的圖解（屏柜間接線的描述）。知識庫采用標準統(tǒng)一建模，它與智能告警與故障綜合分析的高級應(yīng)用程序是相互獨立，可以通過改變、完善知識庫中的知識內(nèi)容來提高系統(tǒng)的功能。當系統(tǒng)發(fā)生故障，應(yīng)在3到10秒的時間窗時間過后即可判斷出故障信息，給運行人員以輔助判斷，以便即時處理故障。主要功能包含告警分析推理機制和告警信息展示。2.4.3 一鍵式順序控制將一系列的操作用一個控制命令實現(xiàn)，命令由主站

19、或后臺下發(fā)，主站下發(fā)控制命令時，具體功能主要在子站控制器中實現(xiàn)，即子站控制器、調(diào)度系統(tǒng)要求功能互動。順序控制的數(shù)據(jù)配置模型要求采用標準化模型，與調(diào)度互動采用標準、開放的接口10。順控主要按間隔進行操作管理，如線路的運行停運檢修運行的管理切換，操作包括開關(guān)分合、電動刀閘分合、軟壓板投退?？刂埔竽軡M足多個順控的組合操作功能，或多個間隔同時操作。2.4.4 一體化配置工具（源端維護）智能變電站系統(tǒng)配置工具所采用的軟件為一體化組態(tài)工具軟件，由于模型的統(tǒng)一建立，基于標準模型的配置工具作為一個獨立軟件存在監(jiān)控系統(tǒng)中。它基于網(wǎng)絡(luò)通訊，可以離線、在線配置各種系統(tǒng)級應(yīng)用。主要功能是編輯或?qū)敕螴EC6185

20、0標準的SCL配置文件，進行圖形化編輯和修改，并導(dǎo)出符合標準的SCL配置文件。2.5 小結(jié)本章探討了220千伏變電站智能化工程的技術(shù)應(yīng)用原則與配置方案，首先介紹了該站的改造概況，然后從一次智能設(shè)備選用、二次設(shè)備組網(wǎng)方案、智能變電站高級應(yīng)用等方面進行了探討。該站選用了涵蓋較為全面的一次在線監(jiān)測設(shè)備，對主變和GIS一次設(shè)備可進行在線或離線檢測，并構(gòu)建了在線檢測匯總分析的一體化工作平臺。該站通過技術(shù)經(jīng)濟比較，全站配置了國內(nèi)最先進的全光纖電流互感器（OCT）和含空心線圈的流壓變一體電子式互感器（ECVT），其采樣環(huán)節(jié)由合并單元完成后進行組網(wǎng)即可實現(xiàn)全站數(shù)據(jù)的共享。該站除35千伏采用四合一的二次設(shè)備外，

21、均配置了智能操作箱，節(jié)省了傳統(tǒng)的測控單元。同時對該站智能化高級應(yīng)用進行探討，主要從設(shè)備診斷及分析功能、智能告警與故障綜合分析、一鍵操作與順序控制、變電站系統(tǒng)源端維護等方面提出了功能需求，來指導(dǎo)高級應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工作。3 在運220kV變電站的智能化改造方案研究對于在運220kV變電站，同樣也需要通過智能化改造，以期實現(xiàn)降低變電站運維成本、優(yōu)化資源配置、提升運行指標之目的?？紤]到在運變電站的安全生產(chǎn)運行，在不影響變電站安全運行的前提下，同時需兼顧智能變電站相關(guān)規(guī)范的可靠性、先進性要求，智能化改造應(yīng)遵循安全可靠、經(jīng)濟實用、因地制宜等原則。本章將以220kV變電站為例，將從一次設(shè)備、繼電保護裝置、自

22、動化系統(tǒng)三方面探討在運變電站的智能化改造方案。3.1 一次設(shè)備改造一次設(shè)備智能化改造宜采用“一次設(shè)備本體+傳感器+智能組件”方式，側(cè)重數(shù)字化和狀態(tài)監(jiān)測兩個方面10。方案應(yīng)分別考慮一次設(shè)備更換與一次設(shè)備主體不更換的兩種方式。一次設(shè)備更換時，應(yīng)采用智能設(shè)備，具有標準的數(shù)據(jù)接口，支持智能化控制要求。傳感器、互感器和智能組件宜與設(shè)備本體采用一體化設(shè)計，優(yōu)化安裝結(jié)構(gòu)。220千伏主變壓器、220千伏高壓組合電器（GIS/HGIS）應(yīng)預(yù)置局部放電傳感器及測試接口。一次設(shè)備不更換時，可僅改造其外部接線部分以滿足智能化改造需要，不應(yīng)對現(xiàn)有一次設(shè)備本體進行解體、開孔、拆裝；根據(jù)在運變電站的實際情況按照安全可靠、經(jīng)

23、濟實用的原則合理改造。3.1.1 主變回路A）主變不改造方案：變壓器智能化改造通過設(shè)置外置式傳感器和智能組件實現(xiàn)，智能組件主要包括智能終端和狀態(tài)監(jiān)測IED、基于MMS的DL/860通信接口。外置式傳感器的絕緣要求、可靠性也滿足主變運行的要求。B）主變改造方案：可優(yōu)先采用智能變壓器，出廠前應(yīng)預(yù)置傳感器，傳感器與設(shè)備本體一體化設(shè)計。3.1.2 隔離閘刀、斷路器回路A）隔離開關(guān)、接地開關(guān)改造：操作機構(gòu)可采用電動機構(gòu)，滿足順序控制的要求，并能實現(xiàn)遠方控制。B）斷路器不更換，增加智能終端：增加智能終端，采用GOOSE服務(wù)接收保護和控制單元的分合閘信號，傳輸斷路器、隔離開關(guān)位置及壓力低壓閉鎖重合閘等信號，

24、實現(xiàn)智能化改造。C）斷路器不更換，增加智能終端和狀態(tài)檢測單元：采用GOOSE服務(wù)接收保護和控制單元的分合閘信號，傳輸斷路器、隔離開關(guān)位置及壓力低壓閉鎖重合閘等信號；完成一次設(shè)備狀態(tài)的就地預(yù)診斷，并通過基于DL/T-860協(xié)議的MMS報文傳送給站內(nèi)的一體化平臺進行數(shù)據(jù)處理和匯總。D）斷路器更換：宜采用智能開關(guān)設(shè)備。當設(shè)備具備條件時，斷路器操作箱控制回路可與本體分合閘控制回路一體化設(shè)計，取消冗余二次回路，提高斷路器控制機構(gòu)工作可靠性。3.1.3 互感器回路A）采用電磁式互感器，不進行數(shù)字化采樣改造：繼電保護、錄波器，測控、計量裝置仍采用常規(guī)電纜方式輸入電流電壓。B）采用電磁式互感器，進行數(shù)字化采樣

25、改造：增加合并單元進行就地數(shù)字化采樣改造。合并單元的配置按照保護配置的要求執(zhí)行，220kV保護（含主變保護）合并單元應(yīng)雙重化配置，保護與合并單元一一對應(yīng)，110kV及以下保護的合并單元（除雙重化的主變保護外）可單套配置。但對于不能滿足計量要求時，應(yīng)不經(jīng)過合并單元處理，直接用電纜接至電能計量裝置。C）更換為電子式互感器：需用電子式互感器時應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確實需要采用電子式互感器時，互感器的保護精度和測量精度要求應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定的要求。220kV保護（含主變保護）需采用帶兩路獨立采樣系統(tǒng)的電子式互感器，其傳感部分、采集單元、合并單元也需要雙重化配置配置；每路采樣系統(tǒng)應(yīng)采用雙A/D系統(tǒng)接入合并單元

26、，每個合并單元輸出兩路數(shù)字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。3.2 繼電保護裝置改造方案改造后的保護裝置應(yīng)按照 DL/T 860 標準建模，具備完善的自描述功能，可與站控層設(shè)備直接通信。保護裝置除檢修壓板外宜采用軟壓板，可在站控層后臺或集控中心（調(diào)控中心）實現(xiàn)遠方投退、定值切換等功能。一、保護模擬采樣、電纜跳閘模式：采用電磁式互感器，相關(guān)電流電壓信號采用電纜方式直接接入繼電保護裝置；繼電保護裝置采用電纜方式直接出口跳閘。220kV保護嚴格按照GB14285規(guī)定執(zhí)行雙重化的要求，確保保護安全穩(wěn)定運行。二、保護模擬采樣、光纖跳閘模式：采用電磁式互感器，相關(guān)電流電壓信號采用電纜方式直接接入繼電保護

27、裝置；一次設(shè)備通過增加智能終端或更換為智能一次設(shè)備具備接受GOOSE報文實現(xiàn)跳閘功能，繼電保護裝置采用光纖方式輸出GOOSE報文出口跳閘，宜采用光纖點對點直接跳閘；對于保護、智能終端間相互相互啟動、相互閉鎖、位置狀態(tài)等交換信息可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。保護、智能終端、斷路器跳圈應(yīng)一一對應(yīng)，嚴格執(zhí)行雙重化的要求，雙重化的保護不應(yīng)跨網(wǎng)，不應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。三、保護數(shù)字采樣，光纖跳閘模式：電磁式互感器增加合并單元或采用電子式互感器實現(xiàn)就地數(shù)字化采樣。一次設(shè)備通過增加智能終端或更換為智能一次設(shè)備具備接受GOOSE報文實現(xiàn)跳閘功能。相關(guān)電流電壓信號采用光纖以SMV報文方式接入繼電保護裝置，繼電保護裝置

28、采用光纖方式輸出GOOSE報文出口跳閘。3.3 自動化系統(tǒng)改造設(shè)計3.3.1 總體原則變電站自動化系統(tǒng)實施智能化改造，其設(shè)備配置和功能應(yīng)滿足無人值班技術(shù)要求，實現(xiàn)對全站設(shè)備的監(jiān)控、全站防誤操作閉鎖和順序控制等高級應(yīng)用功能。改造后應(yīng)采用變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)，通信規(guī)約及信息模型應(yīng)符合DL/T860標準，信息應(yīng)完整且不重復(fù)采集，同時還應(yīng)滿足未進行智能化改造的設(shè)備以其他規(guī)約形式接入的要求。變電站應(yīng)按照電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案的有關(guān)要求，配置相關(guān)二次安全防護設(shè)備，嚴格按照數(shù)據(jù)類型進行安全分區(qū)，確保系統(tǒng)安全。3.3.2 對保護裝置要求A）若在運保護裝置進行升級改造后通信接口符合DL/T860標準，保護

29、采樣、跳閘等接線可不改變。B）若在運保護裝置無法通過升級改造實現(xiàn)具備DL/T860標準通信接口，或保護裝置達到使用年限時，應(yīng)更換為符合DL/T860標準的保護裝置。3.3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)A）220千伏變電站自動化系統(tǒng)由站控層、間隔層、過程層組成。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)符合DL/T860標準，過程層網(wǎng)絡(luò)與站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)完全獨立，各層設(shè)備應(yīng)按工程實際需求配置符合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求的接口。B）站控層網(wǎng)絡(luò)傳輸MMS報文和GOOSE報文。220千伏變電站宜采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，在站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，間隔層應(yīng)能獨立完成就地數(shù)據(jù)采集和控制功能。C）過程層網(wǎng)絡(luò)傳輸GOOSE報文和SV報文。過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SV網(wǎng)絡(luò)應(yīng)完全

30、獨立，宜按電壓等級分別組網(wǎng)，各電壓等級組網(wǎng)要求如下：220千伏過程層網(wǎng)絡(luò)可分別設(shè)置GOOSE和SV網(wǎng)絡(luò)，均采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，雙重化配置的兩個過程層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)遵循完全獨立的原則。雙重化配置的保護及安全自動裝置應(yīng)分別接入不同的過程層網(wǎng)絡(luò)。110（66）千伏過程層GOOSE和SV網(wǎng)絡(luò)可采用星形單網(wǎng)結(jié)構(gòu)。35千伏及以下電壓等級GOOSE報文可通過站控層網(wǎng)絡(luò)傳輸。D）設(shè)置網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀，實現(xiàn)對各種網(wǎng)絡(luò)報文的實時監(jiān)視、捕捉、存儲、分析和統(tǒng)計。3.3.4 站控層設(shè)備及功能站控層設(shè)備采用雙Wor1dFIP現(xiàn)場總線，實現(xiàn)了站控層設(shè)備智能通訊和GPS硬件對時。A）220千伏變電站主機宜雙套配置，有人值班變電站可

31、按雙重化要求配置2臺操作員站，無人值班變電站主機可兼操作員站和工程師站。遠動通信裝置應(yīng)雙套配置，遠動信息傳輸應(yīng)滿足DL/T5003、DL/T5002規(guī)范要求，遠動通道宜優(yōu)先采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道；B）保護及故障信息子站改造時為保證故障事件捕捉成功率，建議單獨設(shè)置，但保護動作相關(guān)事件和保護錄波報文可從站控層通過MMS協(xié)議獲取。C）順序控制、智能告警及故障信息綜合分析、設(shè)備狀態(tài)可視化等功能應(yīng)作為變電站自動化系統(tǒng)高級功能的基本配置；支撐電網(wǎng)經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制、源端維護、站域控制等其他高級功能可結(jié)合變電站工程實際情況采用。D）應(yīng)具備全站統(tǒng)一的同步對時系統(tǒng)，可采用北斗系統(tǒng)或GPS單向標準授時信號進行時鐘校

32、準，優(yōu)先采用北斗系統(tǒng)。4改造效果通過本文的技術(shù)改造，可將傳統(tǒng)220kV變電站轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合自動化變電站，實現(xiàn)對全站的主要設(shè)備的自動監(jiān)視、測量、控制、保護以及遠動信息傳遞，具備了功能綜合化、機構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化等特征，提高了全站的安全運行水平。采用智能變電站技術(shù)，具有四遙、事故SOE功能，實時信息能夠通過以太網(wǎng)向綜合自動化傳送并接收綜合自動化的控制指令。同時在提升變電站調(diào)度運行管理效率的同時，還大大降低了有色金屬使用量，改造后的智能變電站內(nèi)電纜的使用數(shù)量下降超過60%，節(jié)材效果顯著。另外智能變電站中變壓器油的各種含量變化都能實時監(jiān)控，而在以前需要監(jiān)測人員定期從油中取出樣本，送至實驗室進行分析。智能化改造后，變電站將全面實現(xiàn)信息化、自動化和互動化，