傳統(tǒng)變電站與智能變電站的區(qū)別及關(guān)聯(lián)
傳統(tǒng)變電站與智能變電站的區(qū)別及關(guān)聯(lián)主要有以下幾點(diǎn)
根據(jù)國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體部署,十二五期間,國家電網(wǎng)將推廣智能變電站建設(shè),各省公司積極開展智能變電站的研究及試點(diǎn)工程。安徽省110kV桓譚變是國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)第二批試點(diǎn)工程,采用了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。首次采用全光纖電流互感器,光PT掛網(wǎng)運(yùn)行。文章針對(duì)110kV桓譚變繼電保護(hù)的新特點(diǎn)探討了智能化變電站和傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)的異同。
智能變電站相比于傳統(tǒng)變電站的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)
智能化變電站各保護(hù)裝置采用了統(tǒng)一的通信規(guī)范,即IEC61850通信規(guī)范IEC61850是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言。同傳統(tǒng)的IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)相比,它不僅僅是一個(gè)單純的通信規(guī)約,而是數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),它指導(dǎo)了變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、開發(fā)、工程、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。該標(biāo)準(zhǔn)通過對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的對(duì)象統(tǒng)一建模,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口,增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性,可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無縫連接。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動(dòng)化采用IEC6
數(shù)字化變電站按照一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)思路參照IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)將變電站分為過程層、間隔層和站控層3個(gè)部分，其中過程層由模擬量收集終端合并單元和實(shí)現(xiàn)開關(guān)輸入輸出的智能單元構(gòu)成;間隔層主要由保護(hù)裝置和測(cè)控裝置組成;站控層主要包括監(jiān)控，遠(yuǎn)動(dòng)和故障信息子系統(tǒng)構(gòu)成。
首先，智能變電站的過程由傳統(tǒng)的一次設(shè)備和智能組建柜組成，智能組建柜中有合并單元和智能操作箱兩個(gè)裝置。變電站常規(guī)互感器的數(shù)據(jù)合并單元采取就地安裝的原則，通過交流就地采樣電纜傳送模擬信號(hào)，并將采樣數(shù)據(jù)處理后通過 IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的協(xié)議借助光纖通道發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)供需要該模擬量的保護(hù)或者測(cè)控裝置共享數(shù)據(jù)。智能操作箱解決了傳統(tǒng)一次設(shè)備和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的接口問題，作為數(shù)字化變電站一次開關(guān)設(shè)備操作的智能終端，將傳統(tǒng)一次設(shè)備和保護(hù)測(cè)控等裝置通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接，完成對(duì)斷路器、刀閘的分合操作，智能操作箱接收保護(hù)和測(cè)控裝置通過GOOSE 網(wǎng)下發(fā)的斷路器或刀閘的分、合及閉鎖命令，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的繼電器硬接點(diǎn)輸出。
其次，在傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)中保護(hù)裝置所需的模擬量信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息需要通過電纜傳送，動(dòng)作邏輯需要在多個(gè)裝置之間傳遞啟動(dòng)和閉鎖信號(hào)，在各間隔層設(shè)備之間，間隔層和過程層設(shè)備之間需用大量的電纜連接，使傳統(tǒng)方式下各個(gè)保護(hù)裝置之間存在較多硬開入連線，導(dǎo)致二次回路接線比較復(fù)雜，容易出錯(cuò)、可靠性不高;而吳山變電站采用支持變電站通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850中GOOSE 輸入和輸出功能的保護(hù)和測(cè)控裝置。間隔層裝置之間通過以太網(wǎng)聯(lián)系各間隔層設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)共享電流電壓量和開關(guān)量信息，借助虛端子完成保護(hù)的動(dòng)作邏輯和相關(guān)間隔之間的閉鎖功能，其中電流電壓量和開關(guān)量的傳輸分別采用IEC61850規(guī)約中的單播采樣值SMV服務(wù)和面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE服務(wù)完成。這就是為什么在保護(hù)屏上沒有任何二次接線的緣故。為保證保護(hù)裝置和開關(guān)之間的可靠性，吳山變電站的主變采用兩套南瑞的保護(hù)，每套保護(hù)使用單獨(dú)的光纖與智能操作箱聯(lián)系，與傳統(tǒng)的雙重保護(hù)配置不同的是，吳山站只是共用一個(gè)操作箱。
最后，站控層網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)線連接，間隔層與站控層之間按照制造報(bào)文規(guī)范 MMS(Manufacturing Message Specification)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完成對(duì)變電站的監(jiān)視和控制?？刂?，遙控、遙調(diào)等控制功能通過IEC61850的控制相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)映射到MMS的讀寫和報(bào)告服務(wù)中。IEC61850提供多種控制類型，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方修改定值等功能。
數(shù)字化變電站作為一種全新的建站模式，對(duì)許多傳統(tǒng)觀念產(chǎn)生了很大沖擊。在主控室內(nèi)，傳統(tǒng)意義上的“模擬量”消失了;保護(hù)屏后面的二次接線也被虛端子所取代;運(yùn)行人員所熟悉的五防機(jī)沒了，因?yàn)槲宸老到y(tǒng)被嵌入后臺(tái)機(jī)中了。除此之外，對(duì)二次檢修人員提出了更高的要求，要求保護(hù)人員對(duì)光通信，GOOSE信息原理，光測(cè)試儀、檢修狀態(tài)運(yùn)行機(jī)制都要有個(gè)深入的掌握。傳統(tǒng)站里，各種功能的實(shí)現(xiàn)通過二次圖紙表現(xiàn)的非常清楚，而在數(shù)字變電站中，則很難通過二次圖紙來判斷電氣回路的功能邏輯，取而代之的是大量的光纖接線圖?？萍荚诓粩噙M(jìn)步，數(shù)字化變電站也在不斷的改進(jìn)中，作為一名檢修人員，更要不斷的學(xué)習(xí)新技術(shù)和新工藝，才能更好的勝任自己的工作崗位。
總之，數(shù)字化變電站主要體現(xiàn)在二次回路的光纖化，繼電保護(hù)和自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原理是一樣的，只是實(shí)現(xiàn)方式不同。而智能化變電站在上述基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)要提升裝置的自診斷能力、電網(wǎng)運(yùn)行的自適應(yīng)能力、和智能分析功能，狀態(tài)檢修實(shí)際是智能電網(wǎng)的重要組成部分。
信息整理：揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司 信息來源：www.ewkbg.com
根據(jù)國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體部署,十二五期間,國家電網(wǎng)將推廣智能變電站建設(shè),各省公司積極開展智能變電站的研究及試點(diǎn)工程。安徽省110kV桓譚變是國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)第二批試點(diǎn)工程,采用了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。首次采用全光纖電流互感器,光PT掛網(wǎng)運(yùn)行。文章針對(duì)110kV桓譚變繼電保護(hù)的新特點(diǎn)探討了智能化變電站和傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)的異同。
智能變電站相比于傳統(tǒng)變電站的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)
智能化變電站各保護(hù)裝置采用了統(tǒng)一的通信規(guī)范,即IEC61850通信規(guī)范IEC61850是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言。同傳統(tǒng)的IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)相比,它不僅僅是一個(gè)單純的通信規(guī)約,而是數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),它指導(dǎo)了變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、開發(fā)、工程、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。該標(biāo)準(zhǔn)通過對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的對(duì)象統(tǒng)一建模,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口,增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性,可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無縫連接。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動(dòng)化采用IEC6
數(shù)字化變電站按照一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)思路參照IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)將變電站分為過程層、間隔層和站控層3個(gè)部分，其中過程層由模擬量收集終端合并單元和實(shí)現(xiàn)開關(guān)輸入輸出的智能單元構(gòu)成;間隔層主要由保護(hù)裝置和測(cè)控裝置組成;站控層主要包括監(jiān)控，遠(yuǎn)動(dòng)和故障信息子系統(tǒng)構(gòu)成。
首先，智能變電站的過程由傳統(tǒng)的一次設(shè)備和智能組建柜組成，智能組建柜中有合并單元和智能操作箱兩個(gè)裝置。變電站常規(guī)互感器的數(shù)據(jù)合并單元采取就地安裝的原則，通過交流就地采樣電纜傳送模擬信號(hào)，并將采樣數(shù)據(jù)處理后通過 IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的協(xié)議借助光纖通道發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)供需要該模擬量的保護(hù)或者測(cè)控裝置共享數(shù)據(jù)。智能操作箱解決了傳統(tǒng)一次設(shè)備和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的接口問題，作為數(shù)字化變電站一次開關(guān)設(shè)備操作的智能終端，將傳統(tǒng)一次設(shè)備和保護(hù)測(cè)控等裝置通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接，完成對(duì)斷路器、刀閘的分合操作，智能操作箱接收保護(hù)和測(cè)控裝置通過GOOSE 網(wǎng)下發(fā)的斷路器或刀閘的分、合及閉鎖命令，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的繼電器硬接點(diǎn)輸出。
其次，在傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)中保護(hù)裝置所需的模擬量信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息需要通過電纜傳送，動(dòng)作邏輯需要在多個(gè)裝置之間傳遞啟動(dòng)和閉鎖信號(hào)，在各間隔層設(shè)備之間，間隔層和過程層設(shè)備之間需用大量的電纜連接，使傳統(tǒng)方式下各個(gè)保護(hù)裝置之間存在較多硬開入連線，導(dǎo)致二次回路接線比較復(fù)雜，容易出錯(cuò)、可靠性不高;而吳山變電站采用支持變電站通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850中GOOSE 輸入和輸出功能的保護(hù)和測(cè)控裝置。間隔層裝置之間通過以太網(wǎng)聯(lián)系各間隔層設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)共享電流電壓量和開關(guān)量信息，借助虛端子完成保護(hù)的動(dòng)作邏輯和相關(guān)間隔之間的閉鎖功能，其中電流電壓量和開關(guān)量的傳輸分別采用IEC61850規(guī)約中的單播采樣值SMV服務(wù)和面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE服務(wù)完成。這就是為什么在保護(hù)屏上沒有任何二次接線的緣故。為保證保護(hù)裝置和開關(guān)之間的可靠性，吳山變電站的主變采用兩套南瑞的保護(hù)，每套保護(hù)使用單獨(dú)的光纖與智能操作箱聯(lián)系，與傳統(tǒng)的雙重保護(hù)配置不同的是，吳山站只是共用一個(gè)操作箱。
最后，站控層網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)線連接，間隔層與站控層之間按照制造報(bào)文規(guī)范 MMS(Manufacturing Message Specification)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完成對(duì)變電站的監(jiān)視和控制?？刂?，遙控、遙調(diào)等控制功能通過IEC61850的控制相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)映射到MMS的讀寫和報(bào)告服務(wù)中。IEC61850提供多種控制類型，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方修改定值等功能。
數(shù)字化變電站作為一種全新的建站模式，對(duì)許多傳統(tǒng)觀念產(chǎn)生了很大沖擊。在主控室內(nèi)，傳統(tǒng)意義上的“模擬量”消失了;保護(hù)屏后面的二次接線也被虛端子所取代;運(yùn)行人員所熟悉的五防機(jī)沒了，因?yàn)槲宸老到y(tǒng)被嵌入后臺(tái)機(jī)中了。除此之外，對(duì)二次檢修人員提出了更高的要求，要求保護(hù)人員對(duì)光通信，GOOSE信息原理，光測(cè)試儀、檢修狀態(tài)運(yùn)行機(jī)制都要有個(gè)深入的掌握。傳統(tǒng)站里，各種功能的實(shí)現(xiàn)通過二次圖紙表現(xiàn)的非常清楚，而在數(shù)字變電站中，則很難通過二次圖紙來判斷電氣回路的功能邏輯，取而代之的是大量的光纖接線圖?？萍荚诓粩噙M(jìn)步，數(shù)字化變電站也在不斷的改進(jìn)中，作為一名檢修人員，更要不斷的學(xué)習(xí)新技術(shù)和新工藝，才能更好的勝任自己的工作崗位。
總之，數(shù)字化變電站主要體現(xiàn)在二次回路的光纖化，繼電保護(hù)和自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原理是一樣的，只是實(shí)現(xiàn)方式不同。而智能化變電站在上述基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)要提升裝置的自診斷能力、電網(wǎng)運(yùn)行的自適應(yīng)能力、和智能分析功能，狀態(tài)檢修實(shí)際是智能電網(wǎng)的重要組成部分。
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