数字化变电站简介与关键问题分析.

1、数字化变电站简介与关键问题分析 任雁铭任雁铭 内容提要n 什么是数字化变电站n 如何实现数字化变电站n 关键问题分析什么是数字化变电站？n “一次设备智能化，二次设备网络化”n 多种技术的综合应用。 1）IEC61850的应用； 2）电子式互感器及智能高压电器； 3）基于IEC61850标准、电子互感器、智能高压电器等应用的继电保护、测控技术与装置； 4）基于IEC61850标准的电能计量技术； 5）数字化变电站安全可靠性； 6）数字化变电站相关的设计、试验、验收、运行、维护技术标准与规范研究。什么是数字化变电站？什么是数字化变电站？什么是数字化变电站？Control CenterHMIEng

2、ineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BIEC61850-9-1IEC61850-8方案1什么是数字化变电站？方案2控制中心控制中心 监控主机监控主机远动主站远动主站交换机交换机路由器路由器r站控总线站控总线保护A测控单元r光电互感器保护B保护A测控单元传统一次设备保护BIEC61850-9-1IEC61850-8智

3、能终端智能终端传统一次设备间隔层间隔层 过程层过程层r站控层站控层r光电互感器如何实现数字化变电站？二次设备和一次设备功能重新定位交流输入模件变换微计算机开入开出模件人机对话模件端子箱 从CT、PT引出的电缆，根据需要，在端子箱内重新组成对应各保护、 测量等回路，二次设备引入测量量，进行A/D变换后，送入CPU处理判断 CPU处理的结果，或合闸、跳闸、闭锁（不允许其他的跳合闸起作用）通过开入开出板连接到开关端子箱。 在过程总线中，保护装置的功能被拆分到一次设备，一次设备在过程总线中，保护装置的功能被拆分到一次设备，一次设备通过过程总线和控制保护设备相连，形成新的接线模式。通过过程总线和控制保护

4、设备相连，形成新的接线模式。如何实现数字化变电站？数字化变电站中保护控制设备交流输入模件变换微计算机开入开出模件人机对话模件MU一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1、A/D变换没有了，代之以高速数据接口。变换没有了，代之以高速数据接口。2、开关量输出、开关量输出DO、输入、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。次设备的执行器来执行操作。高速以太网通信ECTIED执行器执行器如何实现数字化变电站？如何实现数字化变电站？通信是关键，IEC61850提供了完整

5、解决方案。远方控制中心技术服务7功能A功能B9变电站层3控制继电保护3控制继电保护81616间隔层传感器操作机构过程层接口过程层高压设备4545如何实现数字化变电站？如何实现数字化变电站？n 间隔层设备发生了很大变化。 1）硬件构成； 2）间隔层设备之间的配合手段； 3）算法和软件； 4）工程设计方式； 5）工程实施方式。n 增加了过程层总线和设备。 电缆硬连接变为通信软件连接。关键问题分析关键问题分析-一次设备可靠性和使用寿命一次设备可靠性和使用寿命 n 新型一次设备使用了电子电路，使一次设备的可靠性、稳定性以及使用寿命都成为人们关注的焦点。与传统设备相比，新设备工程运行时间不长，还需要继续

6、观察。 关键问题分析关键问题分析-设计规程设计规程n 现有变电站设计规程对于CT二次线圈的配置是有要求的，对于保护的配置也有一定的原则。在数字化条件下，需要做部分调整。 关键问题分析关键问题分析-设计规程设计规程n 数字化变电站二次设计输出端子接线图形式将发生变化。 关键问题分析关键问题分析-检测方法和运行规程检测方法和运行规程n 保护、测控装置之间通过GOOSE进行逻辑配合，已经没有硬连线。 关键问题分析关键问题分析-间隔层设备网络化间隔层设备网络化n IED硬件和软件需要改造，以适应与一次设备的接口。 关键问题分析关键问题分析-过程层以太网交换机过程层以太网交换机n EMC要求非常高。n

7、IEEE802.1p和IEEE802.1q协议。 关键问题分析关键问题分析-保护算法需要调整保护算法需要调整 n 对于只使用单个间隔数据的保护，没有什么影响。对于使用多个间隔甚至线路对侧数据的保护，例如：变压器保护、母线保护和光纤纵差，都涉及到同步以及算法调整的问题。n 对于差动保护，例如变压器保护，如果一侧为电子式CT，另一侧为传统电磁式CT。由于2种互感器的特性不一样，情况会更加复杂。 关键问题分析关键问题分析-测控装置测控装置 n 原有的硬件频率跟踪等算法不再适用，需要使用新的算法。此外，开入、开出不再自行采样，而是直接获得数字量结果，测控装置要做相关调整。 关键问题分析关键问题分析-辅

8、助装置辅助装置 n 电压切换箱电压切换箱 n 备自投备自投关键问题分析关键问题分析-电度计量电度计量 n 需要使用支持数字接口的新型电度表。 关键问题分析关键问题分析-PMUn 在使用PMU的数字化变电站中，时间同步源的技术指标和要求要按照PMU要求进行配置。 关键问题分析关键问题分析-录波器以及保护故障信息系统录波器以及保护故障信息系统n 在数字化变电站条件下，对故障信息子站的影响主要体现在信息输入和组织方式的变化。要求故障信息子站能够以IEC61850方式接入并处理站内保护装置的信息。n 随着IEC61850的应用，故障信息子站的保护信息接入越来越规范，将逐步结束现在各个协议并存的混乱局面，子站保护接入的工作将更容易开展。关键问题分析关键问题分析-检测设备以及网络记录分析工具检测设备以及网络记录分析工具n 从工程现场验收、检测，到厂家在开发过程中的自我验证，都需要相关的仪器设备支持。目前的主要手段是动模、继电保护测试仪和RTDS等。在数字化变电站条件下，这些仪器需要做