长春220kV米沙子智能变电站技术方案---许继电气.doc

精选优质文档-----倾情为你奉上9长春220kV米沙子智能变电站技术方案许继电气股份有限公司2010年3月前 言智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是高级调度中心的信息采集和命令执行单元，将贯穿智能电网建设的整个过程提高变电站自动化系统的通信安全性、可靠性，提高系统集成度，使系统紧凑化、一体化，并增强其高级应用功能和一次设备智能化是建设“两型一化”智能变电站的重要内容本文针对长春220kV变电站实际情况，对智能一次设备、电子式互感器、设备监测、保护监控配置和网络结构、高级应用等多项关键技术开展了专题研究，并形成了安全可靠、技术先进、经济合理的技术实施方案针对变电站自动化系统网络结构及各层设备配置，从多个方面进行可行性论证及技术经济比较，形成系统配置专题；从一次设备的结构、功能、需求、智能化发展趋势和可实施性等多方面分析、论证，形成电子式互感器专题和智能一次设备专题；为实现设备状态可视化、及时发现设备的潜在故障、实现运行维护由定期检修转向状态检修，研究设备监测技术，形成监测专题；对本站实施顺序控制、状态估计、智能告警和决策系统、事故信息综合分析决策等高级应用进行了研究、分析，形成高级应用专题。

最后总结本方案的技术特点并按照本方案完成了全站设备配置目 录1、概述1.1 智能变电站概述当今国际电力研究成果显示，随着全球资源环境压力的不断增大，电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，未来的电网必须更加适应多种能源类型发电方式的需要，更加适应高度市场化的电力交易和客户的自主选择需要因此，建设具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网，是未来电网的一个主要发展方向，我国也将在2020年建成统一坚强智能电网电力是国民经济的基础,变电站是连接发电和用电的枢纽，是整个电网安全、可靠运行的重要环节我国经济快速发展，电网结构不断地扩展和复杂，如何提高电力系统电能传输、分配的可靠性，同时延长系统运行寿命周期，提高运行管理自动化水平是各个电力公司面临决策的问题常规变电站长期存在着由于互感器电磁特性的影响导致保护装置误动拒动、不同厂家设备间互操作性不良、运行维护成本过高等问题，已不能适应电网发展的新需求随着应用网络技术、开放协议、智能一次设备、电力信息接口标准等方面的发展以及坚强智能电网的建设，驱动了变电站一、二次设备技术的融合，以及变电站运行方式的变革，由此产生了新时期变电站建设的先进技术解决方案—智能变电站。

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、分析决策、协同互动等高级功能与常规变电站相比，智能变电站具有节能、环保、结构紧凑、提高自动化水平、消除大量安全隐患等优点，其实现了一二次设备的智能化，运行管理的自动化，更深层次体现出坚强智能电网的信息化、自动化和互动化的技术特点智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，将贯穿智能电网建设的整个过程提高变电站自动化系统的通信安全性、可靠性，提高系统集成度，使系统紧凑化、一体化，并增强其高级应用功能和一次设备智能化是建设“二型一化”智能变电站的重要内容智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求智能变电站技术方案不仅良好的解决了常规变电站所存在的诸多缺陷，同时消除了变电站内的信息孤岛，提供了统一断面全景数据采集，为电网的智能化打下了良好的信息基础，为智能电网的分析、决策系统提供了信息及功能支撑。

智能变电站对智能电网的支撑作用主要体现在以下几个方面：1）可靠性：可靠性是变电站最主要的要求，具有自诊断和自治功能，做到设备故障早预防和预警，自动将供电损失降低到最小程度2）信息化：提高可靠、准确、充分、实时、安全的信息除传统“四遥”的电气量信息外还应包括设备信息、环境信息、图像信息等等，并具有保证站内与站外的通信安全及站内信息存储及信息访问安全的功能3）数字化：具备电气量、非电气量、安全防护系统和火灾报警等系统的数字化采集功能4）自动化：实现系统工程数据自动生成、二次设备/自动校验、变电站状态检修等功能，提高变电站自动化水平5）互动化：实现变电站与控制中心之间、变电站与变电站之间、变电站与用户之间和变电站与其它应用需求之间的互联、互通和互动6）资源整合：通过统一标准、统一建模来实现变电站内外的信息交互和信息共享将保护信息子站、SCADA、五防、PMS、DMS、WAMS等功能应用或业务支持集于一身，优化资源配置，减少重复浪费现象1.2 米沙子变工程概况变电站具体建设规模如下：1) 1台主变压器，电压等级为220kV/66kV2) 电气主接线：220kV双母线接线，66kV双母线接线3) 220kV出线：本期4回。

4) 66出线：出线本期8回，电容器2回，所用变2回2、总体设计原则本技术方案以国家电网公司《智能变电站技术导则》、《智能变电站设计规范》、《继电保护设备标准化设计规范》、《IEC 61850工程应用模型》和《智能变电站继电保护技术规范》的原则、要求为设计依据根据智能电网功能需求、结合通用设计和“两型一化”等基建标准化建设成果，以信息采集数字化、通信平台网络化和信息共享标准化为基础，实现信息化、自动化、互动化的智能变电站综合自动化系统1）继承与发展相结合原则首先将传统继电保护技术以合适方式平移到智能变电站中，然后结合智能变电站的特点，在确保可靠性、选择性、灵敏性、速动性等前提下积极探索、优化和集成等新技术、新应用2）满足保护“四性”要求原则各保护系统的性能应满足继电保护的基本原则要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性，对于涉及到电网稳定和主设备安全的重要性能指标，至少不应低于现有标准约束3）逐步推进原则对于保护系统的管理应适应经过行业多年积淀总结出来的各类配置、整定、检修、度量考核的标准规范，并应结合智能变电站保护的特点和发展方向，逐步推进分布式保护系统新的模型系统和实现方式，及时总结经验教训、沉淀管理模型，经过评估后进行运行管理规程的修订、重建和固化推广。

4）一致性和互操作原则站控层接入采用DL860（IEC 61850）标准，实现站控层的互联互操作不同厂家间应通过一致性测试来达到互联互操作5）保持合理冗余原则关于过程层采集、传输、执行单元和数据交换系统，基于保护的配置和通道实现在现阶段应保证一定的冗余配置对于采用传统一次设备和互感器的变电站，可以通过按间隔配置分布式保护子机实现过程层功能，并以此为基础按功能分别配置母线、变压器及线路等设备的保护主机，构建分布式保护系统6）应用非传统互感器原则各电子式互感器厂家应对其可靠性、性能稳定性和可维护性进行研究，包括：使用寿命、保护系统的配置和性能实现检测、状态检修与精度校核、现场维护可行性等；以保证能逐步取代传统电磁式互感器推广应用7）实时性和稳定性并重原则加强对实时网络通讯系统的应用研究与GOOSE和同步网络相关的交换机及交换系统的定时实时性、安全可靠性研究尤为重要，其保证了系统故障时是否能及时的切开故障，保证系统的稳定性8）开放性原则设备层，尤其是过程层，应实现开放性实现，不同厂家；包括采集、同步、传输协议和冗余配置模式、应用设计等在内的一致性互操作试验、模型约束和相关标准制定3、技术方案3.1系统配置方案专题3.1.1 整体技术方案整站建立在IEC 61850通信技术规范基础上，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。

从整体上分为三层：站控层、间隔层、过程层l 站控层与间隔层保护测控等设备采用IEC 61850-8-1通信协议l 间隔层与过程层合并单元采用IEC 61850-9-2通信协议l 间隔层与过程层智能终端采用GOOSE通信协议l 站控层系统采用SNTP网络对时，间隔层和过程层设备采用IEC 61588网络对时站控层与过程层独立组网，站控层采用双星型100M电以太网，过程层采用双星型100M光以太网传输GOOSE信息GOOSE信息传输模式：保护装置的跳合闸GOOSE信号采用光纤点对点方式直接接入就地智能终端；测控装置的开出信息、逻辑互锁信息、断路器机构的位置和告警信息以及保护间的闭锁、启动失灵信息通过GOOSE网络进行传输SMV采样值信息传输模式：保护装置与合并单元采用光纤点对点方式直接连接，其他如测控、电度、录波、网络记录分析所需的采样值通过SMV网络获取SMV网络与GOOSE网络物理上独立构建变压器、所用变非电量保护采用电缆直接跳闸 220kV：采用法拉第磁光玻璃电子式电流互感器和电容分压电子式电压互感器，其中线路间隔采用电流电压一体化互感器，互感器采用双重化的磁光玻璃传感元件、远端采集模块，双数字量光纤输出。

各断路器就地加装双套具备分相跳合闸机构的智能终端实现信息采集和控制输出，智能终端采用GOOSE协议通过光纤接入过程层交换机，同时具备保护点对点跳闸的光纤接口 66kV：线路、电容器和所用变间隔采用罗氏线圈电子式电流互感器和电容分压电子式电压互感器，互感器输出模块单套配置66kV侧主变间隔采用法拉第磁光玻璃电子式电流互感器，互感器采用双重化的磁光玻璃传感元件、远端采集模块，双数字量光纤输出线路、电容器和所用变间隔断路器就地加装单套套具备三相跳合闸机构的智能终端实现信息采集和控制输出，主变间隔加装双套具备三相跳合闸机构的智能终端实现信息采集和控制输出智能终端采用GOOSE协议通过光纤接入过程层交换机，同时具备保护点对点跳闸的光纤接口全站网络结构如下图所示：专心---专注---专业3-1-1 长春220kV变系统结构示意图3.1.2 主站系统配置方案站控层采用高度集成一体化的系统配置符合IEC 61850标准的监控、远动，故障信息子站等系统监控系统集成工程师站、VQC、小电流接地选线、五防一体化、程序化控制等功能，实现智能变电站信息平台统一化和功能集成化站控层采用100M电以太网，并按照IEC 61850通信规范进行系统建模和信息传输，交换机采用双星型结构级联。

站内设备统一采用IEC 61850通讯规约，因此继电保护信息子站系统与监控系统共网传输，不再独立配置传输网络3.1.3 间隔层设备配置方案 本节主要阐述各小室的保护测控、计量设备的配置方案，智能变电站使保护测控装置的信息采集和输出产生了质的变化，为了保证智能变电站继电保护装置满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性的要求，本方案遵循以下基本原则： 1）SMV采样值，保护通过点对点采集，其他设备通过网络方式采集，通信协议采用IEC 61850-9-2； 2）保护跳闸信号通过点对点方式直接接入就地智能终端实现跳闸； 3）220kV保护遵循“双重化设计”原则，保证每套保护装置功能独立完备、安全可靠双重化配置的两套保护，其信息输入、输出环节完全独立4）220kV按保护、测控独立配置原则，保护均按双重化配置，测控单配置66kV配置单重化的保护测控一体化装置3.1.3.1 主变间隔1）主变按双重化原则配置2台220kV主变保护装置，差动、后备保护功能一体化；配置3台测控装置分别完成主变。