國網(wǎng)通用設計智能化模塊111201

國網(wǎng)公司通用設計智能變電站部分設計原則介紹南京2011.12目錄1、智能電網(wǎng)相關資料2、通用設計智能化部分總論3、通用設計技術原則1智能電網(wǎng)相關資料

2009年8月以來，先后進行２批試點項目、21類、228個項目涵蓋26個網(wǎng)省公司的智能電網(wǎng)實踐活動。第一批智能變電站試點工程（新建站）陜西延安750kV、東北長春南500kV、江蘇西涇220kV、湖南金南110kV智能變電站第二批智能變電站試點工程

25家電力公司，共42項新建工程

目前，陜西延安750kV、華東蘇州東500kV、江蘇常熟南500kV、江蘇蘇州東500kV、江蘇西涇220kV、河南鄢陵220kV、四川永昌110kV、山東黃屯110kV、湖南金南110kV、安徽桓譚110kV、寧夏開元110kV變電站。等11座新建變電站試點工程相繼竣工投運。

試點工程情況智能電網(wǎng)設計相關標準1、《配電自動化技術導則》Q/GDW382-20092、《智能變電站技術導則》Q/GDW383-20093、《110(66)kV-220kV智能變電站設計規(guī)范》Q/GDW393-20094、《330-750kV智能變電站設計規(guī)范》

Q/GDW394-20095、《高壓設備智能化技術導則》Q/GDWZ410-20106、《變電站智能化改造技術規(guī)范》Q/GDWZ414-20107、《智能變電站繼電保護技術規(guī)范》及編制說明Q/GDW441-20108、《電子式電流互感器技術規(guī)范》Q/GDW424-20109、《電子式電壓互感器技術規(guī)范》Q/GDW425-201010、《智能變電站合并單元技術規(guī)范》Q/GDW426-201011、《智能變電站測控單元技術規(guī)范》Q/GDW427-201012、《智能變電站智能終端技術規(guī)范》Q/GDW428-201013、《智能變電站網(wǎng)絡交換機技術規(guī)范》Q/GDW429-201014、《智能變電站智能控制柜技術規(guī)范》Q/GDW430-201015、《智能變電站自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試導則》Q/GDW431-201016、《站用交直流一體化電源系統(tǒng)技術規(guī)范》Q/GDW576-201017、關于印發(fā)國家電網(wǎng)公司2010年新建變電站設計補充要求的通知（國家電網(wǎng)基建〔2010〕371號）18、關于印發(fā)國家電網(wǎng)公司2011年新建變電站設計補充要求的通知(國家電網(wǎng)基建〔2011〕58號)19、關于印發(fā)《智能變電站優(yōu)化集成設計建設指導意見》的通知》國家電網(wǎng)基建〔2011〕539號20、《變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術導則》Q/GDW534-2010智能電網(wǎng)設計相關標準21、《變電設備在線監(jiān)測裝置通用技術規(guī)范》Q/GDW535-201022、《變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置技術規(guī)范》Q/GDW536-201023、《電容型設備及金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置技術規(guī)范》Q/GDW537-2010目前正在編制過程中的規(guī)范：國標：《智能輔助控制系統(tǒng)設計規(guī)范》《測控裝置技術規(guī)范》《智能變電站調(diào)試規(guī)范》

智能電網(wǎng)設計相關標準企標：《智能變電站網(wǎng)絡設計規(guī)范》

《智能輔助控制系統(tǒng)設計規(guī)范》

《智能變電站調(diào)試規(guī)范》

《測控裝置技術規(guī)范》（修編）

《智能變電站網(wǎng)絡交換機技術規(guī)范》（修編）

《智能變電站一體化信息平臺技術報告》

《智能變電站二次虛擬接線技術研究》

《智能變電站監(jiān)控一體化系統(tǒng)總體建設技術規(guī)范》

《智能變電站監(jiān)控一體化系統(tǒng)技術功能及信息傳輸規(guī)范》智能電網(wǎng)設計相關標準

58號設計規(guī)范導則750變電站通用設計（2009年版）110（66）-750智能變電站部分（2011年版）539號371號110（66）-500變電站通用設計（2011年版）110（66）-750智能變電站通用設計（2011年版）變電站設計標準關系2總論

2011年3月～6月，通用設計智能化補充模塊工作由國家電網(wǎng)公司基建部統(tǒng)一組織，國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術研究院為技術牽頭單位，浙江、江蘇、陜西、河南、福建、上海電力設計院共同參加。統(tǒng)一開展變電站通用設計智能化補充模塊工作。各編制設計單位內(nèi)部成立工作小組，按照統(tǒng)一進度安排開展工作。陜西院：750kV、330kV；浙江院：500kV；江蘇、河南院：220kV；福建、上海院：110kV、66kV；山東院：補充了220kV

A2-6方案。工作過程《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設計110（66）-750kV智能變電站部分（2011版）》主要包括兩部分：第一部分（紙質(zhì)）：總論、對應110（66）-750kV6個不同電壓等級變電站設計技術導則。主要說明典設的使用方法和各電壓等級變電站的智能化方案設計原則。第二部分（光盤）：對應110（66）-750kV6個電壓等級84個方案的技術方案部分。內(nèi)容包括方案說明（本方案二次系統(tǒng)配置情況及技術經(jīng)濟指標）及與智能化相關的各專業(yè)增補/修改圖紙。成果形式（1）基本情況國網(wǎng)公司通用設計智能化模塊是在現(xiàn)有2011版變電站通用設計的基礎上，總結國網(wǎng)公司第一、二批試點智能變電站經(jīng)驗；按照“節(jié)約環(huán)保、功能集成、配置優(yōu)化、工藝一流”的總體思路，突出“兩型一化”理念;優(yōu)化集成，形成智能變電站通用設計。概述（1）基本情況國網(wǎng)公司通用設計智能化模塊與2011版通用設計是一一對應的，二次部分差別較大，一次部分主要調(diào)整互感器方案、增加狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)配置等；突出工業(yè)化，優(yōu)化功能房間及建筑面積；加強功能整合，提高設備集成度，如采用保護測控一體化裝置等；通用設計智能化技術導則與方案的關系。概述（2）

調(diào)整內(nèi)容電氣一次部分，采用“電子式互感器+合并單元”或“常規(guī)互感器+合并單元”方案，規(guī)范在線監(jiān)測裝置配置；結合智能一次設備應用，壓縮間隔縱向尺寸，節(jié)約占地。二次部分，大范圍調(diào)整；整合功能房間，優(yōu)化建筑面積及電纜溝截面等。概述（1）一次設備智能化采用“一次設備本體+傳感器+智能組件”方案；互感器可采用電子式互感器、也可采用常規(guī)互感器；推薦常規(guī)互感器。主要設計原則（2）

保護跳閘方案單間隔保護采用直采直跳；母線保護宜采用直采直跳、也可采用直采網(wǎng)跳；（3）

保護測控一體化方案500kV斷路器宜采用保護測控一體化裝置，可采用保護、測控獨立配置方案；220kV線路宜采用保護測控一體化裝置；110kV應采用保護測控一體化裝置；35（10）kV宜采用保護、測控、計量等多合一裝置。主要設計原則（4）

站控層設備配置方案除常規(guī)配置的主機及遠動工作站外，配置1套狀態(tài)監(jiān)測及智能輔助控制系統(tǒng)后臺主機；330kV及以上變電站故障錄波及網(wǎng)絡記錄分析儀可整合，220kV及以下變電站硬件整合。保護子站整合于主機工作站中。（5）過程層組網(wǎng)（6）組柜方案間隔層設備按串或按間隔統(tǒng)籌組柜。主要設計原則（7）

一次設備狀態(tài)檢測方案一次設備狀態(tài)檢測內(nèi)容及參量按Q/GDW534-2010進行配置，后臺功能進行整合。（8）

交直流一體化電源

220kV及以下變電站，通信電源與站內(nèi)直流電源整合；

330kV通信電源可整合于站內(nèi)直流電源，也可單獨配置；具有中繼功能的變電站，通信電源獨立配置。主要設計原則（9）

二次設備布置方案330kV及以上變電站，按相對集中、就地分散布置原則設置就地繼電器小室；

220kV及以下變電站，采用戶外配電裝置時，集中設置二次設備室，間隔層及站控層設備集中布置；對戶內(nèi)配電裝置，間隔層設備均分散布置于配電裝置場地。（10）

光纜敷設方案保護雙重化配置同一間隔，戶內(nèi)至戶外敷設兩根多芯光纜；接頭類型統(tǒng)一采用ST光纖接頭。主要設計原則國網(wǎng)公司通用設計共有220kV方案27種。方案分類和編號不變，對相關智能化內(nèi)容進行了調(diào)整、補充。初步設計深度。初設說明：導則的“電氣部分”和“土建部分”補充進現(xiàn)有說明；導則的“二次系統(tǒng)部分”與“配置方案說有”結合，形成二次系統(tǒng)說明。初設圖紙：帶A的圖紙?zhí)鎿Q現(xiàn)行通用設計方案圖紙；帶B、C的圖紙為新增。使用說明3

通用設計技術原則（1）智能一次設備智能一次設備為“一次設備+智能組件+傳感器”3.1電氣部分（1）智能一次設備Tips:1）傳感器的安裝方式需要與廠家溝通，保證不影響一次設備可靠運行，具體安裝方式可參考601號文。2）設備開列、物資上報的專業(yè)分工。3）GIS設備開列及平面布置時考慮智能控制柜位置、尺寸。3.1電氣部分專業(yè)配合試點站GIS智能匯控柜實拍圖（1）智能一次設備3.1電氣部分戶外柜外形實拍圖3.1電氣部分（1）智能一次設備（2）一次設備狀態(tài)監(jiān)測1）傳感器配置原則：a)500kV變電站；b)220kV變電站2）狀態(tài)監(jiān)測IED配置原則：采用多間隔、多參量共用狀態(tài)監(jiān)測IED，狀態(tài)監(jiān)測IED就地布置于各間隔智能控制柜；3.1電氣部分專業(yè)配合（3）互感器選型及配置互感器選型及配置方案一110kV及以上電壓等級、主變低壓側采用電子式互感器，35kV、10kV采用常規(guī)互感器。對于GIS、HGIS設備，電子式互感器與一次設備一體化設計，一體化安裝。對于AIS設備，電子式互感器可與隔離開關組合，也可與斷路器組合。選型要作技術經(jīng)濟比較。對戶外AIS要考慮組合安裝，減少縱向尺寸?；ジ衅鬟x型及配置方案二常規(guī)互感器+合并單元。常規(guī)互感器在智能站中應用時，與常規(guī)站的主要區(qū)別在于二次參數(shù)的配置，一是次級數(shù)量減少，二是二次容量減少。注意電廠線存在關口計費時，目前獨立配置計量次級。通用設計推薦采用常規(guī)互感器。3.1電氣部分專業(yè)配合（3）互感器選型及配置3.1電氣部分220kV全光纖CT110kV全光纖CT10kV全光纖CT220kV電子式PT全光纖電子式電流互感器工作原理圖電容分壓型電子式電壓互感器工作原理圖3.1電氣部分（3）互感器選型及配置（4）電纜設施優(yōu)化電纜敷設路徑，有條件時可兩個間隔共用一條電纜通道；根據(jù)光電纜數(shù)量，盡可能減少電纜通道截面積，以減少工程量；Tips:1、動力電纜/控制電纜/光纜分層或分區(qū)；2、電纜溝尺寸根據(jù)工程實際情況選擇。3.1電氣部分（1）主要設計原則繼電保護裝置除檢修壓板外其余均采用軟壓板。保護裝置、智能終端等智能電子設備間的相互啟動、相互閉鎖、位置狀態(tài)等交換信息可通過GOOSE網(wǎng)絡傳輸。一個半斷路器接線型式，兩個斷路器的電流合并單元分別接入保護裝置，電壓合并單元單獨接入保護裝置。TV并列、雙母線電壓切換功能由合并單元實現(xiàn)。采用縱聯(lián)保護原理的保護裝置的硬件配置及軟件算法應支持一端為數(shù)字采樣、另一端為模擬采樣或兩端均為數(shù)字采樣的配置形式。取消母線保護柜上模擬面板，通過裝置液晶面板進行查看與操作。3.2系統(tǒng)繼電保護（2）線路、母聯(lián)、斷路器保護、母線保護線路、母聯(lián)保護直采直跳?？玳g隔信息（啟動母線失靈功能和母差保護動作遠跳功能）采用GOOSE網(wǎng)絡傳輸。500kV線路主保護與后備保護、過電壓保護及就地判別采用一體化保護裝置實現(xiàn)。一個半斷路器接線的斷路器保護按斷路器雙重化配置，每套保護包含靈保護及重合閘等功能。220、110kV線路（母聯(lián)）保護宜采用保護測控一體化裝置。母線保護宜直接采樣、直接跳閘，在保證可靠性和速動性的前提下，也可采用網(wǎng)絡跳閘。組柜：雙重化的兩套線路、母聯(lián)、母線保護共組1面柜。3.2系統(tǒng)繼電保護繼電保護實現(xiàn)方式：1） “直采”與“直跳”端口整合2） 針對繼電保護跳閘實現(xiàn)方式，目前主要有“直采直跳”、“直采網(wǎng)跳”、“網(wǎng)采網(wǎng)跳”三種方案?！爸辈伞迸c“網(wǎng)采”比較“直跳”與“網(wǎng)跳”比較3.2系統(tǒng)繼電保護參考資料（3）故障錄波及網(wǎng)絡記錄分析一體化裝置故障錄波及網(wǎng)絡記錄一體化裝置應記錄所有過程層GOOSE、SV報文；網(wǎng)絡記錄單元宜記錄原始報文數(shù)據(jù)，暫態(tài)錄波單元可只記錄雙A/D中用于保護判據(jù)的一組數(shù)據(jù)。故障錄波及網(wǎng)絡記錄分析一體化裝置通過網(wǎng)絡方式接收SV報文和GOOSE報文。每套網(wǎng)報文記錄單元接入合并單元數(shù)量不宜超過24臺。管理單元分析結果通過MMS接口接入站控層一體化信息平臺。裝置配置3.2系統(tǒng)繼電保護（4）故障測距行波測距裝置采樣值采有點對點方式傳輸方式，數(shù)據(jù)采樣頻率應大于500kHz。采樣方案（5）保護及故障信息管理子站系統(tǒng)保護及故障信息管理子站系統(tǒng)不配置獨立裝置，其功能宜由站控層后臺實現(xiàn)。3.2系統(tǒng)繼電保護（1）電能計量系統(tǒng)非關口計量點宜選用支持DL/T860接口的數(shù)字式電能表，電能表SV通過點對點或網(wǎng)絡方式采樣，如通過網(wǎng)絡方式采樣，則過程層交換機應留有測試接口。關口計量點電能表選擇及互感器的配置應滿足電能計量規(guī)程規(guī)范要求。對于雙母線接線，電能表電壓切換功能由合并單元實現(xiàn)。（2）相量測量裝置相量測量裝置單套配置，采用點對點或網(wǎng)絡方式采集過程層SV數(shù)據(jù)。（3）通信通信電源宜由站內(nèi)一體電源系統(tǒng)實現(xiàn)，通過配置2套獨立的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置，實現(xiàn)對通信設備直流電源供電。3.3

系統(tǒng)調(diào)度自動化及通信（1）系統(tǒng)構成變電站自動化系統(tǒng)應符合DL/T860標準，在功能邏輯上由站控層、間隔層、過程層組成?？貙佑芍鳈C兼操作員站、遠動通信裝置、狀態(tài)監(jiān)測及智能輔助控制系統(tǒng)后臺主機、網(wǎng)絡打印機等設備構成。間隔層由保護、測控、計量、錄波、網(wǎng)絡記錄分析等若干個二次子系統(tǒng)組成。過程層由合并單元、智能終端等構成。過程層網(wǎng)絡與站控層、間隔層網(wǎng)絡完全獨立。3.4

變電站自動化系統(tǒng)示意圖（2）站控層網(wǎng)絡站控層網(wǎng)絡宜采用雙重化星形以太網(wǎng)絡。站控層交換機采用100M電（光）口，站控層交換機與間隔層交換機之間的級聯(lián)端口宜采用光口（站控層交換機與間隔層交換機同一室內(nèi)布置時，可采用電口）。站控層交換機宜采用24口交換機。站控層設備通過兩個獨立的以太網(wǎng)控制器接入雙重化站控層網(wǎng)絡。（3）間隔層網(wǎng)絡間隔層網(wǎng)絡通過相關網(wǎng)絡與本間隔其他設備通信、與其他間隔層設備通信。間隔層交換機宜采用100M電（光）口，間隔層交換機之間的級聯(lián)端口采用100M電口。

間隔層交換機應按設備室或按電壓等級配置，選用24口交換機。3.4

變電站自動化系統(tǒng)（3）間隔層網(wǎng)絡3.4

變電站自動化系統(tǒng)（4）過程層網(wǎng)絡當保護、測控裝置下放布置時，SV報文宜統(tǒng)一采用點對點方式，除保護跳閘外GOOSE報文宜采用網(wǎng)絡方式，220、110（66）kV應按電壓等級配置過程層網(wǎng)絡。220kV過程層網(wǎng)絡宜采用星形雙網(wǎng)結構；110（66）kV過程層網(wǎng)絡宜采用星形雙網(wǎng)結構，也可采用星型單網(wǎng)結構。220、110（66）kV宜按單間隔配置過程層交換機。當間隔數(shù)量較多時，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后，110（66）kV可不設置間隔內(nèi)過程層交換機，間隔內(nèi)同一智能控制柜中的過程層、間隔層設備間SV、GOOSE報文采用點對點方式連接，跨間隔間GOOSE通信通過過程層中心交換機完成。3.4

變電站自動化系統(tǒng)示意圖（4）過程層網(wǎng)絡b)當間隔層保護、測控裝置集中布置時，除保護裝置外SV

報文、除保護跳閘外GOOSE報文宜統(tǒng)一采用網(wǎng)絡方式、共網(wǎng)傳輸（SV報文也可統(tǒng)一采用點對點方式，220、110（66）kV應按電壓等級配置過程層網(wǎng)絡。220kV過程層網(wǎng)絡宜采用星形雙網(wǎng)結構。110（66）kV過程層網(wǎng)絡宜采用星形雙網(wǎng)結構，也可采用星型單網(wǎng)結構。220kV宜按單間隔配置過程層交換機，110（66）kV宜每兩個間隔共用過程層交換機。3.4

變電站自動化系統(tǒng)（4）過程層網(wǎng)絡c)35kV及以下電壓等級不配置獨立過程層網(wǎng)絡，SV報文可采用點對點方式傳輸，GOOSE報文可利用站控層網(wǎng)絡傳輸。d)主變壓器高、中壓側宜按照電壓等級分別配置過程層網(wǎng)絡，主變壓器保護、測控等裝置宜采用不同數(shù)據(jù)接口接入高、中壓側網(wǎng)絡。主變低壓側不配置獨立過程層網(wǎng)絡，相關信息可接入主變中壓側過程層網(wǎng)絡或采用點對點方式連接。e)雙重化配置的保護裝置應分別接入各自過程層網(wǎng)絡，單套配置的測控裝置等宜通過獨立的數(shù)據(jù)接口控制器接入雙重化網(wǎng)絡，對于電度表等僅需接入SV采樣值單網(wǎng)。f）500kV一個半斷路器接線時，宜設置獨立SV采樣值網(wǎng)絡，網(wǎng)絡宜采用星形雙網(wǎng)結構。按串組網(wǎng)。g)對于相量測量裝置、電能表等僅需接入SV采樣值單套網(wǎng)絡3.4

變電站自動化系統(tǒng)示意圖（4）過程層網(wǎng)絡f)過程層交換機與智能設備之間的連接及交換機的級聯(lián)端口均宜采用100Mbps光口，級聯(lián)端口可根據(jù)情況采用1000Mbps光口。g)對于采樣值網(wǎng)絡，每個交換機端口與裝置之間的流量不宜大于40Mbps。3.4

變電站自動化系統(tǒng)（5）系統(tǒng)功能

與2011版通用設計相比增加以下高級應用功能：a)繼電保護故障信息管理功能；b)順序控制；c)智能告警及故障信息綜合分析決策；d)設備狀態(tài)可視化；e)支撐經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制；f)源端維護。3.4

變電站自動化系統(tǒng)（6）設備配置原則站控層設備全站配置2臺主機兼操作員站（具備主機、操作員站、繼電保護故障信息系統(tǒng)子站等功能）；遠動通信裝置雙套；狀態(tài)監(jiān)測及智能輔助控制系統(tǒng)后臺主機；網(wǎng)絡打印機1臺。二次安防設備。3.4

變電站自動化系統(tǒng)（6）設備配置原則b)間隔層設備1）220、110（66）kV電壓等級宜采用保護測控一體化裝置，主變壓器宜采用保護測控獨立裝置，也可采用保護測控一體化裝置。2）35kV及以下電壓等級宜采用保護、測控、計量多合一裝置。3）主變壓器高中低壓側及本體測控裝置宜單套獨立配置。3.4

變電站自動化系統(tǒng)（6）設備配置原則b)間隔層設備4）雙重化配置的保護測控一體化裝置應能滿足如下要求：一次設備應能同時提供兩套公用的運行狀態(tài)信息，確保在一套保護測控裝置退出運行時，另一套測控裝置仍能正常工作；斷路器宜采用單套合閘線圈，雙重化的智能終端通過并接合閘線圈的方式實現(xiàn)。兩套保護