数字化变电站电气工程及其自动化初步设计书

1 数字化变电站电气工程及其自动化初步设计 书 第一章 数字化变电站 数字化变电站 的定义 数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备在 信业协议的基础上分站控层、间隔层、过程层三层构成，全站内的智能电气设备之间可以实现信息共享和相互操作的现代化变电站。 主要特点 1） 一次设备智能化 采用数字输出的电子式互感、配智能终端的传统开关等智能一次设备。 2） 二次设备网络化 由于 议标准正式颁布，二次设备之间完全可用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等数据信息， 实现数字方式传递和信息共享。 3） 运行管理系统自动化 变电站综合自动化系统与计算机监控系统等广泛得以应用，全部一次设备都能够实现遥控，自动化水平高 。 4） 设备具有互操作性 整站的所有智能设备 按照统一标准建立信息模型和通信接口，相互可紧密连接，通过规约转换器 ， 可实现不同设备厂商 生产的设备之间的互操作性。 5） 测量精度大大提高 智能 一次设备采集到的电流 、 电压 、功率等数据，都是以数字化形式 发送给 间隔层 二次设备，附加误差 不存在 ， 所测 数据更加精确 。 6） 提高 系统设备工作效率 通过网络实现 变电站设备之间的信息共享，如果 要扩大变电站规模，在不改变原有设备的情况下，只需在网络上添加 新设备， 提高了工作效率，经济性更好。 7） 数据信息传输的可靠性增强 2 变电站的信息都是通过计算机相互传输，信息都带有加密处理，设备之间采用光纤连接，抗干扰性更强，数据信息的准确性得以保障，可靠性更高。 第二章 变电站的主接线 主接线的设计原则 变电站电气设计过程中 ，首先要解决的问题是整个变电站的 电气主接线结构，也是至关重要的一步 。根据经验，我国 电气主接线应满足以下几点要求： 1）运行供电的可靠性 2）运行检修的灵活性 3）经济合理性 4）适应性和可扩展性 主接线的方式 根据 我国 5电站设计规范 1规 定： ， 3510气接线宜采用桥形、扩大桥形、线路变压器组或者线路分支接线、单母线或单母线分段的接线。 ，当变电站装有两台及以上主变压器时， 60气接线宜采用单母线分段，分段方式应满足当其中一台主变压器停运时，有利于其他主变压器的负荷分配的要求。 110以上电压等级的电网，一般采用中性点有效接地方式 ； 635般采用 中性点非有效接地方式。 为了限制过电压，每台主变压器的 3510性点先分别接到避雷器，再通过隔离开关引接到消弧线圈 。 主接线的选择确定 由上分析可知：对于出线不多、容量不大的 3510路， 本次设计方案 我们 采用单母线分段接线，各出线 初期设置 4 回； 110路主接线方式本次设计方案采用扩大内桥接线，进线 2 回。 3 主接线示意图 4 第三章 变电站 网络 结构 及 功能 系统结构 数字化变电站系统 网络 结构 一般是由站控层、间隔层和过程层三层设备构成，每一层的设备都各有各的特 别功能，设备之间通过以太网、光纤、部分电缆相互连接，实现二次设备网络化的信息共享、在线监视、远程控制等功能。 程层 过程层主要的设备有电子式互感器、合并单元、智能终端等 。 电子式电流互感器和电压互感器的作用是负责对变电站电气量的采集 ，并输出数字式的数据。 传统开关的控制主要靠配备智能终端的方式来完成开关智能化。 整个过程层设备应该符合 准协议，具备自我检测和自我描述功能，采用光纤作为信号传输介质。 隔层 间隔层 主要的设备主要是由保护装置、测控装置、计量装置、规约转换器、网络 通信数据记录分析装置和故障录波装置等组成，主要功能是完成与过程层、站控层之间的网络通信， 起到承上启下的联络传输功能，同时能够对过程层合并单元送达的实时数据进行汇总， 以及转发上级下达的继电保护、程序化控制等命令。 控层 站控层设备一般配置 主机、操作员站、 保信子站、 五防 工作站 、远动装置、 实时 对时装置、打印机等 。主要功能是收集变电站全部的实时数据信息，并定时存储于历史数据库中，以及转发给上级调度中心和接收下达的指令，对各层的设备进行监视和控制。站控层还应该实现全站操作闭锁控制、继电保护整定值修改、在线 维护、 时等功能。 5 数字化变电站网络结 构图 6 五防系统 电力系统的 五防，即：防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器；防止带地线合断路器、隔离开关送电；防止带负荷拉、合隔离开关；防止误入带电间隔；防止带电合地刀或挂接地线。 微机五防系统是 由五防主机、电脑钥匙、编码锁具 等 组成 。 主要设备具体 功能如下表 3示。 表 3防系统各设备功能 设备名称 主要功能 五防主机软件 人机界面，监控，模拟 电脑钥匙 接收、执行操作票 充 电通信控制器 讯转换及充电 电气回路锁 电动刀闸、断路器控制 挂锁 闭锁接地桩、刀闸、网门等操作机构 万能钥匙 用于紧急解锁 遥控闭锁控制器 接收遥控命令，实现对指定闭锁继电器的分合控制 遥控闭锁继电器 对遥控设备的操作回路进行解闭锁操作 系统结构框图 图 3机五防系统结构框 图 操作流程 微机五防系统最重要是安装有操作闭锁规则库，它是关系到能否起到五防功能的关键，任何操作都需要经过规则库地检测。下面举例子说明五防系统如何完成微机防误闭锁。 假设 对 其中一出线进行操作， 其 部分电气接线如下图 3示。 7 图 3- 3 双母线某一出线接线图 而 五防系统 对出线的 操作闭锁规则如下表 3示 。 表 3线闭锁规则 设备名称、位置 操作内容 操作闭锁规则 出线 开关 合 线路侧刀闸合上，母线侧一个刀闸合上。 拉 无。 线路侧刀闸 合 开关拉开，开关两侧无地线，本刀闸线路侧无地线，开关遮拦门及线路侧耦合电容器遮拦门关闭。 拉 开关拉合 假设合 路器 ，首先合 合 者 最后才合 设合 先拉 拉 后才合上 以此类推 。而值班人员需要 对 作时， 分预演操作和实际操作两步。 第一步、预演操作。 操作人员接受到对 操作票后，在五防工作站的防误接线图上模拟预演合 统自动结合当前变电站实时运行状态，校验该运行人员的操作步骤是否满足规则。 若不满足规则，五防系统 就会跳出提示框，显示正确的操作顺序 ；若系统判断操作正确后， 就在当前的操作票上默认进行登记该标准操作步骤，并发送到 电脑钥匙 上 。 第二步、实际操作。 运行人员 首 先使用电脑钥匙去开 线柜上的编码锁，只有当 编码锁与电脑钥匙中存放的操作票 先后顺序相对应的锁号、锁类型一模一样 时， 成解锁操作。 接着， 只有当 作完毕后，电脑钥匙才能启动对 作所对应的编码锁。以此类推，一一对应，最后完成对 闸操作。 8 电压无功综合 调控装置 统一般 安装在工作站 监控后台机，通过网卡接入变电站整个通信网络，然后从网络中读取实时的有功、无功、分接头位置和母线电压 等数据信息，同时下发命令控制主变分接头位置和投切电容器，从而调节 电压和功率等指标 ，减少电能在线路上的损失 。 制策 略常用九区 图表示， 其具体调节方式 如图 3示。 图 3制策略优化九区 图 合调控装置 提前设计好控制算法，根据实际电压偏差和或者无功补偿偏差，计算出应该调节分接头的挡数或投切的电容量，并一次性调控完成，保证合格的电能质量。例如：若 运行状态 在 5 区域，则 先 切一组电容，如果 Q 合格而 U 不合格， 再 调节变压器分接头。 9 第 四 章 一次 电气设备 选择 主 变压器的选择 变压器 台数、 相数 、绕组、容量选择 根据我国 0059 2011 35 110电站设 计规范 1 规定 ： 主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合确定。 在有一、二级负荷的变电站中应装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。变电站可由中、低压侧电网取得足够容量的工作电源时，可装设一台主变压器。 变压器相数有单相 、 三相 和多相 之分， 3 台单相可以组成 1 台三相， 多相是用于特殊需求的情况，因此本次变电站的主变采用三相变压器 ； 待建变电站拟采用 普通型的 三 绕组变压器 ； 由于负荷数据未给出无法计算，因此，假设本次待建变电站最终容量为 60 变压器选择结果 根据 以上要求 ， 本次变电站设计 采用 型号为 10 的 变压器 。 由于 主接线 采用扩大内桥 的 接线 方式 ， 至少需要 2 台， 而根据任务书上科研审查意见，终期 采用 3 台主变压器。 其他 设备 1)六氟化硫 断路器 11035用敞开式 备，即空气绝缘的敞开式开关设备。 2)避雷器 采用 的 氧化锌避雷器 应该具有良好的保护性能 ， 它是 利用氧化锌 的 非线性特性起到泄流和开断作用。 3)隔离开关 隔离开关 起到隔离作用，只能在没有负荷电流的情况下分合电路。 4） 高压开关柜 10用高压开关柜， 采用 铠装移开式 户内成套装置 。 10 5）电容器组 采用户外框架式电容器补偿装置，主要进行无功补偿，改善电能质量。 一次 主要 电气 设备 参数 表 4次 电气设备参数 名称 主要参数 主变压器 短路阻抗 。 高 高 7%， 中 空载损耗为 载损耗为 270载电流为 六氟化硫断路器 额定电压为 126定电流为 3150A 额定雷电冲击耐受电压为 550定短路开断、耐受电流为 雷器 额定电压为 108流参考电压 小于 157，额定电流 630A 额定短时耐受电流 63值为 160定雷电冲击耐受电压峰值为 550定短时工频耐受电压有效值为 230械寿命为 3000 次 高压开关柜 额定电压 12额定频率 50定热稳定电流有效值为 稳定电流峰值为 80电冲击绝缘水平对地 75口 85频耐压对地 42口 48路器额定电流 630A、 1250A、 1600A 外壳防护等级 路器室门 容器组 额定容量 10 600035 20000统额定电压 6 35定频率 50 6011 第五 章 各层 主要 设备配置选择 过程层设 备配置方案 设备技术要求 电 子式互感器与 合并 单元 1）电子式互感器 可以采用按间隔布置的单独配置，也可以采用电压、电流混合方式的互感器 ； 2） 110以上电压等级互感器可以 采用数字 式 输出 的 电子式互感器，350感器则 可以 使用低功耗一体化互感器； 3） 双重化 保护装置，一般冗余配置电子式互感器的合并单元和传感模块，供电电源 来自不同回路； 4）合并单元的协议标准视情况而定，可以采用 860可使用860者 光输出 最低功率 收功率裕 度不小于 10 5）合并 单 元 应该有多个光纤以太网接口，整个变电站采样速率必须相同，同时应该具有供现场校验电能表用的光纤以太网接口 ；具有完善的闭锁告警功能；具有合理时间同步机制、传时延补偿机制 ； 具备内部时钟及事件记录功能； 6）合并单元 防护等级 应 在 上，长期稳定 工作温度 介于 与+70 度之间，环境湿度介于 10%到 95%之间 ； 7）在进行多路供电采集模块的电源切换，要保证数据的精确度和实时性不受到影响。 8）电能计量装置设置参数时，都应该具有硬件防护功能。 智能终端 1）光纤为通信介质，连接间隔层设备，以 议进行上下行信息传递； 2） 与断路器、隔离开关、变压器连接使用二次电缆来采集和控制各种所需数据信号； 3）如果是双重化保护配置的间隔，智能终端也应该配置双重化，安装同一个柜内，但使用不同回路电源供电； 12 4）智能终端最低输出功率为 低输入功率为 收功率欲度在 10上；屏体防护等级为 上， 长期稳定 的工作温度在到 +70 度之间， 环境 湿度在 10%到 95%之间； 5）智能终端具有 令记录功能、闭锁告警功能； 设备选择及参数 电 子式互感器 一）罗格夫斯基线圈 电子式互感器是利用罗格夫斯基线圈电磁感应原理，以及串级式电容分压器实现数据的采集。 它是一个空心线圈，以空气为导磁煤质，不存在饱和问题。 采集的数据经过积分器、 A/D 转换、 缆送给合并单元， 工作原理如图 5示。 图 5氏线圈工作原理 图 二） 主要 优点 电子式互感器 与传统常规 电磁 互感器相比，电子式互感器的主要优势在于： 1）绝缘简单可靠，高低压完全隔离，不存在漏油引起起火爆炸的危险； 2） 体积小、重量轻、无污染、无噪声，优良的环保性能； 3）不含铁 芯，不会出现磁饱和、铁磁谐振等现象 ； 4）频率响应范围宽 ，测量的精度高； 5）不存在电压互感器二次输出开路和电流互感器二次输出短路的危险； 6）电压等级越高，经济性越明显； 7）带负载能力强，方便同享数字信号，符合电力系统数字化、智能化和网络的发展需求。 13 三 ） 主要 参数 表 5子式互感器参数 测量级标准度 电流互感器为 压互感器为 护级标准度 电流互感器电流为 5压互感器为 3P 暂态特性 最大短路电流为 20 倍额定电流，最大可到 50 倍额定电流 暂态误差不 大于 3% 额定延时时间 额定延时为 差范围 为 +10% 额定数据速率 0 、 8 、 00 、 00 光缆接头 头与连接器尺寸为 准器件 C 接头插入损耗典型为 大为 500 拼合面变化不大于 合并单元 一）功能 合并单元 功能主 要是对一次侧电子式互感器 或传感器 采集传输过来的数据进行合并和同步处理，然后将处理之后的数字信号按照 其配置结构如下图 5示。 图 5并单元配置结构图 14 二 ） 主要 参数 表 5并单元参数 额定电气参数 兼容 110V、 220V 直流电源 直流输出： +5V/10A 数字量输出 数据采样率为 4定延迟时间为 3定测量电流 11585A，额定保护电流 463A，额定电压 11585V 计量精度 ，保护精度 5P 级 通讯接口 2 个 1000太网接口 2 个 台通讯串 口 1 个打印接口， 1 个 试接口 1 个 时输入串 口 光纤接口 光纤接口位于板卡背面，光接头 光纤类型为多模， 25长 850输距离 200m，接收灵敏度 智能终端 +智能 操作箱 一）功能 智能终端是指与传统一次设备就近安装，完成数据采集、传输、分析处理、控制的智能化设备。 智能终端与智能操作箱 相互 配合使用 ， 操作箱 能 够为传统一次 设备提供数字化接口 ，使用电缆与隔离开关、断路器和变压器连接 ， 而与间隔层二次设备采用光纤连接通信，用 议传递上下行信息，从而实现对一次设备实时分合控制等功能 。 其主要功能如表 5示。 表 5能操作箱 功能 面向通用对象的变电站事件通信 双网模式可选，所有参数可调，具有 理中断告警、报文及输入输出压板控制功能 双 100M 以太网口，将开入量转换 出，或接收 入转换接点开出 1850 建模及通信 内嵌 析器 实现 1850 建模，支持 信向站控层传输动作和告警信息 对时及录波 接 收 入（分秒脉冲及 络对时，具 有 录和动作行为录波的功能， 可保 存最近 500 次动作报告 跳合闸控制 分相或三相跳合闸控制，可通过跳线选用或解除继电器防跳回路，自适应跳合闸电流，保留手跳和其它保护跳闸的接点输入 变压器本体保护和测控 可实现变压器本体开关量保护功能，对主变档位、 分接头、 刀闸、风扇等信号监视和控制 15 二 ） 主要 参数 表 5能操作箱 参数 工 作 环境条件 工作环境温度为 40 读到 70 额定直流电压为 220V 或 110V 统正常工作时，功率消耗不大于 10W，装置动作时，不大于 12W，操作回路正常工作时，不大于 5W 电器的电流启动值为 的额定值； 电压启动值为 的额定值 理能力 极限吞吐率不小于 50 帧 /10软件延时不大于 1 传时间可调整 ，最小 1 辑 图配置 最小扫描周期为 417行延时为 200 逻辑门情况下不大于 2多元件 数不大于 1000 个 间隔层设备配置方案 设备技术要求 1）间隔层设备结构 标准化 和 模块化，方便维护和更新； 2）按照 860 建模，能与站控层设备进行通信，与过程层设备之间的通信 满足 860 规定的数据格式 要求 ； 3）在任何运行情况 受到冲击， 设备都不能死机或者重启，电压 在 20%范围 内 波动 ，设备均可正常工作 ； 。 4）保护装置支持 议，保护装置采用软压板方式的出口压板，收到异常信号能够闭锁保护出口 ； 5）测控装置支持 议实现五防功能， 实时反映一次设备分合状态， 设置检修状态； 6）故障录波器配采样数据接口，接收 合并单元或交换机的信号进行录波， 并 记录 入开出量； 7）计量装置和 站控层 的 通信支持 议，和 合并单元 的 通信支持860 标准； 8）各安全稳定设备采用 860 标准建模与 通信。 设备选择及参数 公用测控 装置 16 一）功能 公用测控装置 主要功能是对开关量、脉冲 、 温度 、 编码 、 交流量 、 直流等信号的采集，以及对 开关量 的 控制输出、 变压器分接头调节 、 模拟量信号输出 遥调，具备逻辑可编程 、远方就地操控、 间隔五防闭锁等功能， 以及 提供 各种通讯接口等。 二 ） 主要 参数 表 5用测控装置参数 额定交流数据 交流电压为 100V 和 100/3 V 交流电流为 1A 或 5A 额定频率为 50 60态脉冲量 额定电压 24V、 48V、 110V 或 220V 可选 脉冲宽度不小于 10流回路测量范围 电压为 0 到 120V，电流为 0 到 拟量回路精度 交流电流电压为 温 1， 功率电度为 直流电流电压为 频率 拟量输出 事件顺序记录 分辨率不大于 1载能力 2 倍额定交流电流下可连续工作， 10 倍额定电流只允许 10s， 40 倍额定电流只允许 1s 在 2 100V 交流电压下可连续工作， 4 100V 工作 10s 80%至 115%额定电压的直流电源可连续工作 上传数据响应时间 遥信变化响应时间小于 1s 遥控遥调传输延时小于 1s 遥测信息响应时间小于 2s 平均无故障工作时间 不小于 50000h 主变压器保护 装置 变压器保护装置具有保护、监视、通信、控制等功能， 主变压器保 护功能可以分为主保护功能、高压侧后备保护、中压侧后备保护、低压侧后备保护、公共绕组后备保护 和非电气量保护 。具体功能如下表 5示 。 表 5变压器保护具体功能 类别 具体功能 主保护功能 独立差动保护，差动电流速断功能 电流互感器断线判别功能 防止过励磁造成误动功能 17 高压侧后备保护 带偏移特性阻抗保护功能 复合电压闭锁过电流保护功能 零序过流保护功能 过励磁保护，具有定时限告警和反时限特性功能 失灵保护动作后具有跳开主变各侧断路器功能 过负荷保护功能 中压侧后备保护 与高压侧后备保护具有相同功能 低压侧后备保护 过流保护功能 复合电压 闭锁过电流保护功能 过负荷保护功能 具有不接地系统零序电压告警功能 公共绕组后备保护 零序过电流保护功能 过负荷保护功能 非电气量保护 瓦斯保护功能 冷却系统故障报警功能 压力释放跳闸功能 绕组油温报警功能 交换机柜 一）功能 交换机组屏机架安装，接口为 24 个 10/100M 口 ，能够即插即用，具有 数据包优先级、网络监控、 分功能。 一） 主要 参数 表 5换机参数 直流电源 额定电压为 220V、 110V 允许偏差为 +10% 纹波系数不大于 5% 功率消耗 额定负载下，不大于 20W 端口数量 8 个百兆 模光纤、 2 个千兆 口 采用标准 换方式 存储转发 址数 8K 绝缘性能 正常实验大气条件下，不小于 50湿热条件下，大于 故障录波装置 一）功能 故障录波装置主要完成功能有 录波启动、 录波输出、 录波记录、 18 时、故障录波数 据波形的分析、管理实时监视功能。 微机电力故障录波监测装置 一般都是 一体化 嵌入式设计，其基本 原理如图 5 示。 图 5障录波装置基本 原理 二）主要参数 表 5障 录波装置参数 A/D 转换 16 位 采样频率 暂态 12800 6400 3200态 3200 1600 800距精度 优于 2% 谐波分析率 127 次 启动精度 越限量启动 优于 2% 开关量启动 小于 1变量启动 优于 5% 开关量分辨率 拟量通道采样精度 交流电压 110路 保护 装置 110压线路保护测控装置，集成线路间隔单元测控功能，为全线路提供成套保护 的功能 。 其主要参数如下表 5示。 19 表 510 路保护测控装置参数 过载能力 2 倍额定交流电流连续工作， 10 倍额定电流 10S， 40 倍额定电流 1s 额定交流电压连续工作， 额定电压 10s 整组动作时间 全线速动时间不大于 25离 I 段动作时间小于 25距误差 金属性三相故障时 不大于 2% 自动重合闸 将同期元件角度误差不大于 3% 遥测 遥信传输延时 、遥控相应时间不大于 1s，遥测传输延时不大于 3s 光纤接口 过程层、站控层通讯接口 ( 模，波长 850输距离 方保护接口为 模，波长 1310输距离 50信接口 1 个 印机接口 2 个 行通信口 3 个 太网接口（或 纤接口） 3510路保护测控装置 对于 3510路保护柜，装置内部集成有合并器功能，具有接收和发送 议数据功能，同时集成智能终端功能，可接入过程层 ，也可以与站控层通过 议进行通讯。 主要参数如表 5示。 表 5510路保护测控装置参数 保护 元件精确工作范围 电压： 1V 150V， 电流： 零序电流： 12A 保护整组动作时间 距离保护 I 段小于 40流速断 整定值时不大于 40护元件定值误差 滑差定值不大于 5% 距离元件不大于 5%整定值 电流元件不大于 定值或 压元件不大于 定值或 间元件定时限不大于 1整定值 40时限不大于 5%(1I/80 20同期角度不大于 1 度 频率偏差 信接口 双以太网，波特率为 100 485 口，波特率为 0 19200大不超过 1000 米 光纤接口为 模 3510用电源自投装置 一）功能 20 备用电源自投装置的作用，在电力系统工作电源出现故障而断开后，可以快速把 备用电源投入工作，保证用户不停电的一种自动装置。 主要功能如表 5示。 表 5510用电源自投装置功能 备投及保护功能配置 1. 典型备用电源自投方式 7 种 2. 过负荷联切 3. 二段式复压闭锁母联过流保护 4. 一段式零序过流保护 5. 充电保护 6. 线判别 测控功能配置 1. 外部开关量输入遥信采集 22路 2. 断路器位置、手动分闸及事故遥信 3. 正常断路器遥控分合 4. 2 路脉冲输入、电度量累计 5. 时输入 二 ） 主要 参数 表 5510用电源自投装置参数 站控层设备配置方案 设备 技术要求 1） 主机 具备主处理器和服务器的功能， 是信息收集、处理、储存和发送中心，管理显示系统相关运行状态，提供值班人员参考，并对变电站运行的监视 控制，判断选择出 设备正确的工作方式，完成各种工况下 操作闭锁逻辑等。 2） 操作员站 作为变电站综合自动化系统主要的人机界面，它主要用途是 显示图形和报表、记录事件、 提示 报警状态，查询 各种 设备 的 状态和差数， 以及 指导 、解释、下达操作控制命令等。 运行人员通过操作员站可对全站设备进行 监视和操作控制。在 110电站中，操作员站和主机一般都是合并装设在计算机硬件上，减小占地面积。 保护元件精确工作范围 电压为 1V 150V，电 流元件不大于 压元件不大于 间元件定时限不大于 1 整定值 40时限5%(1 /80 B)或 20护整组动作时间 整定值电流速断时不大于 4021 3） 保信子站 在 电力系统 正常或者故障时， 保信子站都能采集、处理 和分析 相关 信息，给 继电保护、管理服务和分析处理电网故障 提供依据 。保信子站 能够多路转发数据，然后通过网络通道传送 给调度中 心，同时，根据调度中心下发的命令 ，对相应设备进行查询及远程维护 。 4） 远动装置 远动装置对数据采集一般要求 直采直送， 采集 到的信息通过专线或网络发送给 调度中心，若调度中心下发有相关遥控命令，远动装置收到后 向间隔层 转发。 一般情况远动装置工作站应双机配置， 能够热拔插，取自不同线路的 调制解调器工作 电源 。 技术要求 引用南网数字化变电站技术规范（颁布稿）2如下： a） 远动装置故障、重启和 切换的过程中 不应引起误操作和数据 重发、误发 、漏发 ， 原则上 主机优先； b）缓冲区的容量 满足发生事故时的处理要求，不会造成数据溢出现象 ； c）远动装置具有与调度中 心、站内 统对时的功能； d）采用模块化结构，方便维护和 扩展 ； e）通信装置处理器是基于工业控制的 32 位及以上多核处理器，嵌入式操作系统 ，无风扇和硬盘等转动部件。 5） 五防子系统 系统 一般包括五防工 作站、电脑钥匙、编码锁具 、充电通信控制 等，对全 站设备起到综合操作闭锁功能。五防工作站和操作员站之间相互 备用， 系统和 后台软件一体化配置。 6） 网络通信记录分析系统 完成 实时监视、记录整站网络通信报文 ，如 信息 定时保存 ，并 将文件归类分析 。 设备 选择及 参数 动装 置 一）功能 远动终端 是指 电网调度自动化系统安装在变电站具有 “ 四遥 ” 功能的设备。远动终端装置具有数据采集、在线 监控 、实时通信等多种功能 ， 由 电源 22 模块 、主控制模块、模拟量采集模块、遥控 /遥信量采集模块等组成，简称变电站中， 要功能 如 图 5示。 图 5动终端 要功能 集变电站各种数据量并处理发送给通信 ,经通信线路上传给调度中心，或者是调度中心下发遥测信号给主机，然后转发给 控制调节变电站过程层设备稳定运行。 二 ） 主要 参数 表 5动装置参数 测量精度 电压、电流精度 直流电压、频率采样精度 有功、无功、视在功率、功率因数精度 遥信 接点电压 辨率 小于 2件防抖动时间 0 至 60000控 接点容量 5A； 5A 容量配置 模拟量输入 24 路单电压或者 24 路单直流采样 模拟量输出 4 路 /块 数字量输入 32 路 /块 数字量输出 8 路 /块 通讯接口 2 个以太网接口 ， 4 个异步 85 接口 通信通道 传输速率 300/600/1200/2400/4800/960010M/100M 通信规约 101、 104 等规约 通信媒介 无线、光纤、电缆、载波等 功率损耗 正常工作时不大于 50靠性 平均无故障工作时间不小于 26280 个小时 事件顺序记录 分辨率小于 223 网络通信记录分析系统 一）功能 网络通信记录分析系统能够实现在线通讯监视、 故障报 警、回路监视、信息记录、远程监视和维护等功能。 系统是对整站所有通讯信息进行实时解析，从而查找出 二次设备 在 信 息传输 上 存在的故障和隐患，并分析出故障的原因 ，提示给值班人员参考。系统设备一般由通讯监听装置和通讯监视分析终端组成。 二）主要参数 表 5络通信记录分析系统参数 故障告警响应时间 小于 3 秒 监听接口 2/4/8 光口 故障信息容量 大于一百万条 故障信息存储时间 3 年以上 通讯信息记录容量 不小于 4 520G 平均无故障运行时间 不小于十万小时 记录精度 不大于 1 s 对时方式 588， 步装置 星同步时钟装置，主 要功能就是统一变电站的时钟基准。 一般 1个主时钟， 4 个从时钟，主从之间用光纤连接。该装置具备多种接口方式，能够提供高精度时间和同步对时信号。 主要参数如表 5示。 表 5步装置参数 电源电压 冲输出接点 空光耦 压为 300V，定时精准为 1s 8 接口 8 个，数据格式为 9600 波特， 8 位数据、 1 位起始位、 1 位停止位、无校验，定时精度 B 只发送 束 2 A B C 发送 束 3 A B C D 发送 束 4 B C 只发送 束 5 B C D 发送 束 6 C D 只发送 束 7 D C 只发送 束 8 D C B 发送 束 9 D C B A 发送 束 10 C B 只发送 束 11 C B A 发送 束 12 B A 只发送 束 计算机监控系统能自动识别当前运行状态，运行人员只需根据操作要求，发送一条程序化操作指令，就能完成 12 种切换方向中任一种转换。 28 监控系统功能 一、 数据采集 和处理功能（ 二、 数据库建立和维护功能 三、 人机界面功能 四、 事件 顺序记录 和追忆功能 五、 报警功能 六、 远动功能 七、 程序化 控制功能 八、 打印功能 九、 信息管理功能 十、 电压 /无功控制 功能 (十一、 变电站五防功能 十二、 断路器同期功能 十三、 在线自诊断功能 监控 系统 性能指标 表 7算机监控系统指标 全站 辨率 不大于 1时数据画面调出响应更时间 85%画面不大于 2s，其余画面不大于 3s 画面实时数据刷新周期 不大于 5s 现场遥信变位到工作站显示 不大于 1s 控制命令生成输出时间 不大于 1s 控制操作正确率 100% 遥控动作成功率 不小于 系统可用率 不小于 99 99% 平均无故障工作时间 不小于 30000 小时 平均负荷率 工作站 常时不大于 30%，故障时不大于 50% 监控系统网络 正常时不大于 20%，故障时不大于 50% 历史数据存储时间 不小于 2 年 主备机切换时间 不大于 30s 29 总结 本次通过 数字化变电站初步设计，从中学习到很多课本没有的知识，综合大学四年所有专业课程，更进一步了解变电站电气部分，以及懂得运用网络搜索资料，根据国家电气规程设计的流程。 不但复习了原来所学的专业知识，而且大大提升我们综合应用专业知识去解决问题的能力。 数字化变电站的发展也只是刚刚成熟，还未大规模的改建，提供的资料也有限， 但 通过自己 努力搜集、参阅类似的文章，逐步了解数字化变电站设计的要求、流程等 。